DE60121834T2

DE60121834T2 - Abgasreinigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60121834T2
Application number: DE60121834T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Nakamura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2021-02-17
Also published as: CN1363013A; DE60107156D1; EP1433941A2; KR100444376B1; EP1433941A3; EP1173665A1; JP3861689B2; EP1433941B1; DE60107156T2; WO2001061174A1; KR20020005687A; US6622478B2; JP2003522898A; US20020152743A1; DE60121834D1; CN1111252C; EP1173665B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Motor.
Die JP- A- H9- 228873 zeigt ein Verfahren, wobei eine Sauerstoffmenge (nachstehend als „Sauerstoffspeichermenge" bezeichnet), die in einem Dreiwege- Katalysator gespeichert ist, auf der Grundlage einer Motor- Einlassluftmenge und eines Luft- Kraftstoff- Verhältnisses, das in dem Katalysator strömt, abgeschätzt wird, und die Motor- Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung so ausgeführt wird, dass die Sauerstoffspeichermenge des Katalysators konstant ist.
Zum Beibehalten der NOx- (Stickstoffoxide), CO- und HC- (Kohlenwasserstoff) Umwandlungseffektivität des Dreiwege- Katalysators auf einem Maximum muß die Katalysatoratmosphäre bei einem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis beibehalten werden. Falls die Sauerstoffspeichermenge des Katalysators konstant beibehalten wird, wird der Sauerstoff in dem Abgas selbst dann in dem Katalysator gespeichert, wenn das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Abgases, das in den Katalysator strömt, zeitweise mager wird, und umgekehrt, der Sauerstoff, der in dem Katalysator gespeichert wird, wird selbst dann freigegeben, wenn das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Abgases, das in den Katalysator strömt, vorübergehend fett wird, so dass die Katalysatoratmosphäre bei dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis beibehalten werden kann.
Ein Aufbau eines zweiten Dreiwege- Katalysators, der stromab des oben genannten Dreiwege- Katalysators angeordnet ist, wird vorgeschlagen, um zwingender den Abgas- Emissionsleistungserfordernissen zu genügen. In diesem Aufbau wird, obwohl der Sauerstoff, der durch die Katalysatoren bis zu einer maximalen Grenze absorbiert wird, die eine erforderliche Menge nach einem Magerbetrieb, z. B. während der Kraftstoffabschaltsteuerung, überschreitet, nur die Sauerstoffspeichermenge des stromaufwärtigen Katalysators gesteuert, so dass sie auf die erforderliche Speichermenge im Anschluss auf die Luft- Kraftstoffsteuerung zurückkehrt, während der zweite Katalysator, so wie er ist, nicht gesteuert wird. Die Sauerstoffspeichermenge des zweiten Dreiwege- Katalysators wird demzufolge auf einem Maximum beibehalten, demzufolge kann die Umwandlungseffektivität des zweiten Dreiwege- Katalysators nicht bei einem Maximum beibehalten werden und es gibt ein Risiko, dass sich die NOx- Abgabemenge erhöhen wird.
Aus der WO 96/41071 sind eine Anordnung und ein Verfahren zum Bestimmen der Sauerstoff- Pufferkapazität in einem katalytischen Wandler bekannt, wobei ein Sauerstoffsensor stromab von zumindest einer Wandlermatrix angeordnet ist, wo der Sensor ein Eingabesignal zu der Kraftstoff- Einspritzsteuereinheit zuführt. Dann stellt ein Analyse- Schaltkreis die Zeitinformation über die Schwankung des Eingabesignals und die Berechnungseinrichtung berechnet die Sauerstoff- Pufferkapazität auf der Grundlage der Zeitinformation fest, wenn der stromabwärtige Sensor verwendet wird, um ein primäres Steuerungseingabesignal zu schaffen.
Es ist demzufolge ein Ziel dieser Erfindung, eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Motor zu schaffen, die in der Lage ist, die Umwandlungseffektivität eines stromabwärtigen Katalysators auf einem hohen Niveau nach dem Betrieb bei Magerverbrennung beizubehalten.
Diese Aufgabe wird durch eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Motor gelöst, die einen ersten Katalysator aufweist, vorgesehen in dem Motorauslassrohr, einem zweiten Katalysators, vorgesehen stromab des ersten Katalysators, einen vorderen A/F-Sensor, der ein Luft- Kraftstoff- Verhältnis, das in den ersten Katalysator strömt, erfasst, einen ersten hinteren A/F- Sauerstoffsensor, der das Luft- Kraftstoff- Verhältnis oder eine Sauerstoffkonzentration erfasst, das aus dem ersten Katalysator strömt, einen zweiten hinteren A/F- Sauerstoffsensor, der das Luft- Kraftstoff- Verhältnis oder die Sauerstoffkonzentration, das aus dem zweiten Katalysator strömt, erfasst, und einen Mikroprozessor, programmiert, um eine Sauerstoffspeichermenge des ersten Katalysators in dem erfassten Luft- Kraftstoff- Verhältnis oder die Sauerstoffkonzentration zu berechnen, um ein Luft- Kraftstoff- Verhältnis eines Motors auf der Grundlage der berechneten Sauerstoffspeichermenge zu steuern, so dass die Sauerstoffspeichermenge des ersten Katalysators eine Zielmenge ist, und um das Luft- Kraftstoff- Verhältnis auf der Grundlage des Luft- Kraftstoff- Verhältnisses oder der Sauerstoffkonzentration, erfasst durch den zweiten hinteren A/F- oder Sauerstoffsensor, zu steuern, so dass die Sauerstoffspeichermengen des ersten Katalysators und des zweiten Katalysators eine Zielmenge nach dem Betrieb bei einem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis sind.
Entsprechend eines Ausführungsbeispieles ist der vorbestimmte magere Zustand der Abschalt- Steuerungszustand.
Vorteilhafterweise ist der Mikroprozessor außerdem programmiert, um den Betrieb bei einem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis auf der Grundlage des Luft- Kraftstoff- Verhältnisses oder die Sauerstoffkonzentration, erfasst durch den ersten, hinteren A/F- Sauerstoffsensor, zu erfassen.
Vorteilhafterweise ist der Mikroprozessor außerdem programmiert, um die Sauerstoffspeichermenge für eine Hochdrehzahl- Komponente, die eine schnelle Speicher-/Freigaberate hat, und für eine Niedrigdrehzahl- Komponente, die eine niedrigere Speicher-/Freigaberate als die Hochdrehzahl- Komponente hat, separat zu berechnen.
Genau genommen absorbieren Edelmetalle Sauerstoff in dem Molekularzustand und Sauerstoffspeichermaterialien absorbieren Sauerstoff als Zusammensetzungen, aber in der folgenden Beschreibung werden die Adsorption und die Absorption gemeinsam als Speicherung bezeichnet.
Außerdem bedeutet der Ausdruck „das Auslass- Luft- Kraftstoff- Verhältnis ist fett", dass die Sauerstoffkonzentration niedriger als die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas ist, wenn der Motor in einem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis läuft, und der Ausdruck „das Auslass- Luft- Kraftstoff- Verhältnis ist mager", bedeutet, dass die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas höher als die Sauerstoffkonzentration ist, wenn der Motor in einem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis läuft. Der Ausdruck „das Auslass- Luft- Kraftstoff- Verhältnis ist stöchiometrisch", bedeutet, dass die Sauerstoffkonzentration des Abgases zu der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas gleich ist, wenn der Motor bei einem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis läuft.
Weitere bevorzugte Ausführnungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den weiteren Sub- Ansprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit mittels mehrerer Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
1 eine schematische Darstellung einer Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dieser Erfindung ist.
2 ein Diagramm ist, das die Sauerstoff- Freigabecharakteristika eines Katalysators ist.
3 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Ablauf zum Berechnen einer Sauerstoffspeichermenge des Katalysators ist.
4 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Unterablauf zum Berechnen einer Sauerstoffüberschuss-/Defizitmenge in dem Abgas ist, das in den Katalysator strömt.
5 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Unterablauf zum Berechnen einer Sauerstoff- Freigaberate einer Hochdrehzahl- Komponente ist.
6 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Unterablauf zum Berechnen der Hochdrehzahl- Komponente der Sauerstoffspeichermenge ist.
7 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Unterablauf zum Berechnen einer Niedrigdrehzahl- Komponente der Sauerstoffspeichermenge ist.
8 ein Ablaufdiagramm eines Ablaufes zum Bestimmen einer Rücksetzbedingung ist.
9 ein Ablaufdiagramm eines Ablaufes zum Ausführen des Zurücksetzens der berechneten Sauerstoffspeichermenge ist.
10 ein Verlaufsdiagramm ist, das einen Ablauf zum Berechnen eines Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnisses auf der Grundlage der Sauerstoffspeichermenge ist.
11 ein Ablaufdiagramm ist, das zeigt, wie ein hinterer Sauerstoffsensorausgangssignal gesteuert wird, um konstant zu sein.
12 ein Ablaufdiagramm ist, das Details eines ersten Ausführungsbeispieles des Verfahrensablaufes bezogen auf eine Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung nach einem mageren Betrieb zeigt.
13 ein Verlaufsdiagramm ist, das zeigt, wie das Luft- Kraftstoff- Verhältnis ein hinteres Sauerstoffsensorausgangssignal verändert, wenn eine Steuerung entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles ausgeführt wird.
14 zu 12 ähnlich ist, aber die Details eines zweiten Ausführungsbeispieles des Verarbeitungsablaufes bezogen auf die Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung nach dem mageren Betrieb zeigt.
15 zu 13 ähnlich ist, aber zeigt, wie sich das Luft- Kraftstoff- Verhältnis, das hintere Sauerstoffsensor- Ausgangssignal etc. verändert, wenn eine Steuerung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles ausgeführt wird.
16 zu 12 ähnlich ist, aber die Details eines dritten Ausführungsbeispieles des Verarbeitungsablaufes bezogen auf die Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung nach dem Betrieb zeigt.
17 zu 13 ähnlich ist, aber zeigt, wie sich das Luft- Kraftstoff- Verhältnis, das hintere Sauerstoffsensor- Ausgangssignal etc. verändert, wenn eine Steuerung entsprechend des dritten Ausführungsbeispieles ausgeführt wird.
18 zu 12 ähnlich ist, aber die Details eines vierten Ausführungsbeispieles des Verarbeitungsablaufes bezogen auf die Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung nach der mageren Verbrennung zeigt.
Unter Bezug auf die 1 der Zeichnungen ist ein Abgaskanal 2 eines Motors 1 mit Katalysatoren 3a (erster Katalysator), 3b (zweiter Katalysator), 3c (dritter Katalysator), einem vorderen Breitbereich- Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Sensor 4 (nachstehend als vorderer A/F- Sensor) bezeichnet, der in einem Eingang des Katalysators 3a angeordnet ist, einem ersten hinteren Sauerstoffsensor 5a, der in einem Ausgang des Katalysators 3a angeordnet ist, einem zweiten hinteren Sauerstoffsensor 5b, der in dem Ausgang des Katalysators 3b angeordnet ist, und einer Steuerung 6 versehen.
Eine Drossel 8 und ein Luftströmungsmesser 9, der die die Einlassluftmenge erfasst, die durch die Drossel 8 eingestellt wird, sind in dem Einlasskanal 7 des Motors 1 vorgesehen.
Die Katalysatoren 3a, 3b, 3c sind Katalysatoren, die eine Dreiwege- Funktion haben. Die Katalysatoren 3a, 3b, 3c reinigen NOx, HC und CO mit maximaler Effektivität, wenn die Katalysatoratmosphäre bei einem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis ist. Der Katalysatorträger der Katalysatoren 3a, 3b, 3c ist mit einem Sauerstoffspeichermaterial, z. B. einem Cerium- Oxid, überzogen und der Katalysator 3 hat die Funktion des Speicherns oder des Freigebens von Sauerstoff entsprechend des Luft- Kraftstoff- Verhältnisses des einströmenden Abgasgases (nachstehend als Sauerstoff- Speicherfunktion bezeichnet). Es ist möglich, die Katalysatoren zu kombinieren, da jeder Katalysator eine unterschiedliche Charakteristik hat, z. B. hat der erste Katalysator 3a die Dreiwege- Funktion, der zweite Katalysator 3b und der dritte Katalysator 3c sind HC- Auffangkatalysatoren, die die Dreiwege- Funktion haben.
Hier kann die Sauerstoffspeichermenge der Katalysatoren 3a, 3b, 3c in eine Hochdrehzahl- Komponente HO2, die durch ein Edelmetall in den Katalysatoren 3a, 3b, 3c (Pt, Rh, Pd) speichert oder freigibt, und eine Niedrigdrehzahl- Komponente LO2, die durch das Sauerstoffspeichermaterial in den Katalysatoren 3a, 3b, 3c speichert oder freigibt, unterteilt werden. Die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 repräsentiert die Speichern oder das Freigeben einer größeren Menge von Sauerstoff als die Hochdrehzahl- Komponente HO2, aber ihre Speicherungs-/Freigaberate ist langsamer als jene der Hochdrehzahl- Komponente HO2.
Außerdem haben die Hochdrehzahl- Komponente HO2 und die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 die Charakteristika wie folgt:

– Wenn Sauerstoff gespeichert wird, wird der Sauerstoff bevorzugterweise als die Hochdrehzahl- Komponente HO2 gespeichert und beginnt, um gespeichert zu werden, als die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2, wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 eine maximale Kapazität erreicht hat und nicht länger gespeichert werden kann.
– Wenn Sauerstoff freigeben wird und das Verhältnis der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 zu der Hochdrehzahl- Komponente HO2 (LO2/HO2) geringer als ein vorbestimmter Wert ist, d. h., wenn die Hochdrehzahl- Komponente verhältnismäßig groß ist, wird Sauerstoff vorzugsweise von der Hochdrehzahl- Komponente HO2 freigegeben, und wenn das Verhältnis der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 zu der Hochdrehzahl- Komponente HO2 größer als der vorbestimmte Wert ist, wird Sauerstoff von sowohl der Hochdrehzahl- Komponente HO2, als auch der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 freigegeben, so dass sich das Verhältnis der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 zu der Hochdrehzahl- Komponente HO2 nicht verändert.

2 zeigt die Sauerstoff- Speicherungs-/Freigabecharakteristika des Katalysators. Die vertikale Achse zeigt die Hochdrehzahl- Komponente HO2 (die Sauerstoffmen ge, die in dem Edelmetall gespeichert ist) und die horizontale Achse zeigt die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 (die Sauerstoffmenge, die in dem Sauerstoffspeichermaterial gespeichert ist).
In dem normalen Betriebszustand ist die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 nahezu Null und nur die Hochdrehzahl- Komponente HO2 verändert sich entsprechend des Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Auslassgases, das in den Katalysator strömt, wie als der Pfeil A1 in der Fig. gezeigt. Die Hochdrehzahl- Komponente HO2 wird z. B. gesteuert, um die Hälfte ihrer maximalen Kapazität zu sein.
Wenn jedoch die Motor- Kraftstoffabschaltung ausgeführt worden ist, oder wenn der Motor aus dem Aufwärmzustand (Heißstart) erneut gestartet wird, hat die Hochdrehzahl- Komponente HO2 ihre maximale Kapazität erreicht und Sauerstoff wird als die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 gespeichert (Pfeil A2 in 2). Die Sauerstoffspeichermenge verändert sich von dem Punkt X1 zu dem Punkt X2.
Wenn Sauerstoff von dem Punkt X2 freigegeben wird, wird Sauerstoff vorzugsweise von der Hochdrehzahl- Komponente HO2 freigegeben. Wenn das Verhältnis der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 zu der Hochdrehzahl- Komponente HO2 den vorbestimmten Wert (X3 in der 2) erreicht, wird Sauerstoff sowohl von der Hochdrehzahl- Komponente HO2, als auch der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 freigegeben, so dass sich das Verhältnis der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 zu der Hochdrehzahl- Komponente HO2 nicht verändert, d. h., Sauerstoff wird während des Bewegens auf einer geraden Linie L, die in der Fig. gezeigt ist, freigegeben. Hier, auf der Linie L, beträgt die Niedrigdrehzahl- Komponente von 5 bis 15, aber vorzugsweise ungefähr 10 im Verhältnis zu der Hochdrehzahl- Komponente 1.
Zurück zu der 1 gibt der vordere A/F- Sensor 4, der stromauf des Katalysators 3a vorgesehen ist, eine Spannung entsprechend des Luft- Kraftstoff- Verhältnisses des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, aus, der hintere Sauerstoffsensor 5a, 5b, der stromab von jedem Katalysator 3a, 3b vorgesehen ist, erfasst, ob das Luft- Kraftstoff- Verhältnis stromab des Katalysators 3a, 3b fett oder mager bei dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis als ein Grenzwert ist. Hier waren wirtschaftliche Sauerstoffsensoren 5a, 5b stromab der Katalysatoren 3a, 3b vorgesehen, aber ein A/F- Sensor, der kontinuierlich das Luft- Kraftstoff- Verhältnis erfassen kann, kann an Stelle von jedem Sensor vorgesehen werden.
Ein Kühlwasser- Temperatursensor 10, der die Temperatur des Kühlwassers erfasst, ist in den Motor 1 eingesetzt. Die erfasste Kühlwassertemperatur wird verwendet, um den Betriebszustand des Motors 1 zu erfassen. Die erfasste Kühlwassertemperatur wird verwendet, um den Betriebszustand des Motors 1 zu bestimmen, und auch um die Katalysatortemperatur des Katalysators 3a abzuschätzen.
Die Steuerung 6 weist einen Mikroprozessor RAM, ROM und eine I/O- Schnittstelle auf und sie berechnet die Sauerstoffspeichermenge des Katalysators 3a (Hochdrehzahl- Komponente HO2 und Niedrigdrehzahl- Komponente LO2) auf der Grundlage des Luftströmungsmessers 9, des vorderen A/F- Sensors und des Kühlwasser- Temperatursensors 10.
Wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 der berechneten Sauerstoffspeichermenge größer als eine vorbestimmte Menge ist (d. h., die Hälfte der maximalen Kapazität HO2MAX der Hochdrehzahl- Komponente HO2), macht die Steuerung 6 das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Motors 1 fett, macht das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, fett und vermindert die Hochdrehzahl- Komponente HO2. Wenn sie umgekehrt geringer als eine vorbestimmte Menge ist, macht die Steuerung 6 das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Motors 1 mager, macht das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, mager, erhöht die Hochdrehzahl- Komponente HO2, und hält die Hochdrehzahl- Komponente HO2 der Sauerstoffspeichermenge konstant.
Eine Diskrepanz kann zwischen der berechneten Sauerstoffspeichermenge und der wahren Sauerstoffspeichermenge infolge eines Rechenfehlers auftreten, so dass die Steuerung 6 den berechneten Wert der Sauerstoffspeichermenge bei einem vorbestimmten Zeitpunkt auf der Grundlage des Luft- Kraftstoff- Verhältnisses des Abgases stromab des Katalysators 3a zurücksetzt, und diese Diskrepanz aus der wahren Sauerstoffspeichermenge korrigiert.
Insbesondere wenn es auf der Grundlage des Ausgangssignals des ersten hinteren Sauerstoffsensors 5a festgestellt wird, dass das Luft- Kraftstoff- Verhältnis stromab des Katalysators 3a mager ist, wird es festgestellt, dass zumindest die Hochdrehzahl- Komponente HO2 ein Maximum ist, und die Hochdrehzahl- Komponente HO2 wird auf maximale Kapazität zurückgesetzt. Wenn es durch den ersten Sauerstoffsensor 5a festgestellt wird, dass das Luft- Kraftstoff- Verhältnis stromab des Katalysators 3a fett ist, wird der Sauerstoff nicht nur länger von der Hochdrehzahl- Komponente HO2, sondern auch von der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 freigegeben, so das die Hochdrehzahl- Komponente HO2 und die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 auf minimale Kapazität zurückgesetzt werden.
Als nächstes wird die Steuerung, die durch die Steuerung 6 ausgeführt wird, beschrieben.
Zuerst wird die Berechnung der Sauerstoffspeichermenge beschrieben, gefolgt vom Zurücksetzen des berechneten Wertes der Sauerstoffspeichermenge und der Luft- Kraftstoff- Verhältnissteuerung des Motors 1 auf der Grundlage der Sauerstoffspeichermenge.
Der Ablauf zum Berechnen der Sauerstoffspeichermenge des Katalysators 3a ist in der 3 gezeigt. Dieser Ablauf wird durch die Steuerung 6 in einem vorbestimmten Intervall ausgeführt.
Entsprechend dieses Ablaufes werden zuerst in einem Schritt S1 die Ausgangssignale des Kühlwassertemperatur- Temperatursensors 10 und des Luftströmungsmessers 9 als Betriebsparameter des Motors 1 gelesen. In einem Schritt S2 wird eine Temperatur TCAT des Katalysators 3a auf der Grundlage dieser Parameter abgeschätzt. In einem Schritt S3 wird es durch Vergleichen der abgeschätzten Katalysatortemperatur TCAT und einer Katalysator- Aktivierungstemperatur TACTo, (z. B. 300°C) festgestellt, ob, oder nicht, der Katalysator 3a aktiviert worden ist.
Wenn es festgestellt worden ist, dass die Katalysator- Aktivierungstemperatur TACTo erreicht worden ist, geht der Ablauf zu dem Schritt S4 weiter, um die Sauerstoffspeichermenge des Katalysators 3a weiter. Wenn es festgestellt wird, dass die Katalysator- Aktivierungstemperatur TACTo nicht erreicht worden ist, wird das Verarbeiten in der Annahme beendet, dass der Katalysator 3a Sauerstoff nicht speichert oder freigibt.
In dem Schritt S4 wird ein Unterablauf (4) zum Berechnen einer Sauerstoffüberschuß-/-defizitmenge O2/N ausgeführt, und die Sauerstoffüberschuss/-defizitmenge des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, wird berechnet. In einem Schritt S5 wird ein Unterablauf (5) zum Berechnen einer Sauerstofffreigaberate A der Hochdrehzahl- Komponente der Sauerstoffspeichermenge ausgeführt, und die Sauerstofffreigaberate A der Hochdrehzahl- Komponente wird berechnet.
Außerdem wird in einem Schritt S6 ein Unterablauf (6) zum Berechnen der Hochdrehzahl- Komponente HO2 der Sauerstoffspeichermenge ausgeführt, und die Hochdrehzahl- Komponente HO2 und eine Sauerstoffmenge OVERFLOW, die in die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 überströmt, ohne als die Hochdrehzahl- Komponente HO2 gespeichert zu werden, werden auf der Grundlage der Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N und der Sauerstofffreigaberate A der Hochdrehzahl- Komponente berechnet.
In einem Schritt S7 wird es festgestellt, ob oder nicht, die gesamte Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N, die in den Katalysator 3a strömt, als die Hochdrehzahl- Komponente HO2 auf der Grundlage der Sauerstoffmenge OVERFLOW gespeichert worden ist. Wenn die gesamte Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N als die Hochdrehzahl- Komponente (OVERFLOW = 0) gespeichert worden ist, wird das Verarbeiten beendet. In anderen Fällen geht der Ablauf zu dem Schritt S8 weiter, ein Unterablauf (7) wird zum Berechnen der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 ausgeführt, und die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 wird auf der Grundlage der Überfluss- Sauerstoffmenge OVERFLOW, die von der Hochdrehzahl- Komponente HO2 überfließt, berechnet.
Hier wird die Katalysatortemperatur TCAT aus der Kühlwassertemperatur des Motors 1, der Motorbelastung und der Motordrehzahl abgeschätzt, aber ein Temperatursensor 11 kann ebenso mit dem Katalysator 3a verbunden werden, wie in der 1 gezeigt, und die Temperatur des Katalysators 3a kann direkt gemessen werden.
Wenn die Katalysatortemperatur TCAT geringer als die Aktivierungstemperatur TACTo ist, wird die Sauerstoffspeichermenge nicht berechnet, sondern der Schritt S3 kann ausgelassen werden, und die Wirkung der Katalysatortemperatur TCAT kann in der Sauerstofftreigaberate A der Hochdrehzahl- Komponente oder einer Sauerstoffspeicher-/-freigaberate B der Niedrigdrehzahl- Komponente reflektiert werden, was später beschrieben wird.
Als nächstes wird der Unterablauf, der von dem Schritt S4 bis zu dem Schritt S6 ausgeführt wird, beschrieben.
4 zeigt den Unterablauf zum Berechnen der Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt. In diesem Unterablauf wird die Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, auf der Grundlage des Luft- Kraftstoff- Verhältnisses des Abgases stromauf des Katalysators 3a und die Einlassluftmenge des Motors 1 berechnet.
Zuerst werden in einem Schritt S11 das Ausgangssignal des vorderen A/F- Sensors 4 und das Ausgangssignal des Luftströmungsmessers 9 gelesen.
Als nächstes wird in einem Schritt S12 das Ausgangssignal des vorderen A/F- Sensors in eine Überschuss-/Defizit- Sauerstoffkonzentration FO2 des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, unter Verwendung einer vorbestimmten Umwandlungstafel umgewandelt. Hier ist die Überschuss-/Defizit- Sauerstoffkonzentration FO2 eine relative Konzentration auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration bei dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis. Falls das Abgas- Luft- Kraftstoff- Verhältnis zu dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis gleich ist, ist es Null, wenn es fetter als das stöchiometrische Luft- Kraftstoff- Verhältnis ist, ist es negativ, und wenn es magerer als das stöchiometrisches Luft- Kraftstoff- Verhältnis ist, ist es positiv.
In einem Schritt S13 wird das Ausgangssignal des Luftströmungsmessers 9 in eine Einlassluftmenge Q unter Verwendung einer vorbestimmten Umwandlungstafel um gewandelt, und in einem Schritt S14 wird die Einlassluftmenge Q mit der Überschuss-/Defizit- Sauerstoffkonzentration FO2 Überschuss-/Defizit- Sauerstoffkonzentration FO2 multipliziert, um die Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, berechnet.
Wenn die Überschuss-/Defizit- Sauerstoffkonzentration FO2 die oben genannten Merkmale hat, ist die Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N Null, wenn das Abgas, das in den Katalysator 3a strömt, bei dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis ist, ist ein negativer Wert, wenn es fett ist und ein positiver Wert, wenn es mager ist.
5 zeigt einen Unterablauf zum Berechnen der Sauerstofffreigaberate A der Hochdrehzahl- Komponente der Sauerstoffspeichermenge. In diesem Unterablauf wird, wenn die Sauerstofffreigaberate der Hochdrehzahl- Komponente HO2 durch die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 beeinflusst wird, die Sauerstofffreigaberate A der Hochdrehzahl- Komponente HO2 entsprechend der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 berechnet.
Zuerst wird es in einem Schritt S21 festgestellt, ob, oder nicht, das Verhältnis LO2/HO2 der Niedrigdrehzahl- Komponente im Verhältnis zu der Hochdrehzahl- Komponente geringer als ein vorbestimmter Wert (z. B. AR = 10) ist. Wenn es festgestellt wird, dass das Verhältnis LO2/HO2 geringer als der vorbestimmte Wert AR ist, d. h., wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 im Verhältnis größer als die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 ist, geht der Ablauf zu einem Schritt S22 weiter, und die Sauerstofffreigaberate A der Hochdrehzahl- Komponente HO2 wird auf 1,0 gesetzt, was die Tatsache ausdrückt, das Sauerstoff zuerst von der Hochdrehzahl- Komponente HO2 freigegeben wird.
Wenn es andererseits festgestellt wird, dass das Verhältnis LO2/HO2 nicht geringer als der vorbestimmte Wert AR ist, wird von der Hochdrehzahl- Komponente HO2 und der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 Sauerstoff freigegeben, so dass sich das Verhältnis der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 zu der Hochdrehzahl- Komponente HO2 nicht verändert. Der Ablauf geht dann zu einem Schritt S23 weiter, und ein Wert der Sauerstofffreigaberate A der Hochdrehzahl- Komponente wird berechnet, der das Verhältnis LO2/HO2 nicht veranlasst, sich zu verändern.
6 zeigt einen Unterablauf zum Berechnen der Hochdrehzahl- Komponente HO2 der Sauerstoffspeichermenge. In diesem Unterablauf wird die Hochdrehzahl- Komponente HO2 auf der Grundlage der Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, und der Sauerstofffreigaberate A der Hochdrehzahl- Komponente HO2 berechnet.
Zuerst wird es in einem Schritt S31 festgestellt, ob oder nicht, die Hochdrehzahl- Komponente HO2 auf der Grundlage der Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N gespeichert oder freigegeben wird.
Wenn das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, mager ist und die Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N größer als Null ist, wird es festgestellt, dass die Hochdrehzahl- Komponente HO2 gespeichert wird, der Ablauf geht zu einem Schritt S32, und die Hochdrehzahl- Komponente HO2 wird aus der folgenden Gleichung (1) berechnet: HO2 = HO2z + O2/N (1) wo:

HO2z: = Wert der Hochdrehzahl- Komponente HO2 in der unmittelbar vorhergehenden Gelegenheit.

Wenn andererseits es festgestellt wird, dass die Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N geringer als Null ist und die Hochdrehzahl- Komponente HO2 freigegeben wird, geht der Ablauf zu einem Schritt S33 weiter und die Hochdrehzahl- Komponente HO2 wird aus der folgenden Gleichung (2) berechnet. HO2 = HO2z + O2/N × A (2) wo:

A: = Sauerstofffreigaberate A der Hochdrehzahl- Komponente HO2.

In den Schritten S34, S35 wird es festgestellt, ob oder nicht, die berechnete Hochdrehzahl- Komponente HO2 die maximale Kapazität HO2MAX der Hochdrehzahl- Komponente HO2 überschreitet, oder ob sie nicht geringer als eine minimale Kapazität HO2MIN (= 0) ist.
Wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 größer als die maximale Kapazität HO2MAX ist, geht der Ablauf zu einem Schritt S36 weiter, die Überström- Sauerstoffmenge (Überschussmenge) OVERFLOW, die herausfließt, ohne als die Hochdrehzahl- Komponente HO2 gespeichert zu werden, wird aus der folgenden Gleichung (3) berechnet: OVERFLOW = HO2 – HO2MAX (3) und die Hochdrehzahl- Komponente HO2 wird auf die maximale Kapazität HO2MAX begrenzt.
Wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 geringer als die minimale Kapazität HO2MIN ist, geht der Ablauf zu einem Schritt S37 weiter, die überströmende Sauerstoffmenge (Defizitmenge) OVERFLOW, die nicht als die Hochdrehzahl- Komponente HO2 gespeichert wurde, wird aus der folgenden Gleichung (4) berechnet: OVERFLOW = HO2 – HO2MIN (4) ,und die Hochdrehzahl- Komponente HO2 wird auf die minimale Kapazität HO2MIN begrenzt. Hier ist Null als die minimale Kapazität HO2MIN gegeben, so dass die Sauerstoffmenge, die unzureichend ist, wenn die gesamte Hochdrehzahl- Komponente HO2 freigegeben worden ist, als eine negative Überfluss- Sauerstoffmenge berechnet wird.
Wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 zwischen der maximalen Kapazität HO2MAX und der minimalen Kapazität HO2MIN liegt, wird die gesamte Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge O2/N des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, als die Hochdrehzahl- Komponente HO2 gespeichert und Null wird zu dem Überfluss- Sauerstoffmenge OVERFLOW festgelegt.
Wenn hierin die Hochdrehzahl- Komponente HO2 größer als die maximale Kapazität HO2MAX, oder geringer als die minimale Kapazität HO2MIN ist, wird die Überfluss- Sauerstoffmenge OVERFLOW als die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 gespeichert.
7 zeigt einen Unterablauf zum Berechnen der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 der Sauerstoffspeichermenge. In diesem Unterablauf wird die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 auf der Grundlage der Überfluss- Sauerstoffmenge OVERFLOW berechnet, die von der Hochdrehzahl- Komponente HO2 überströmt worden ist.
Entsprechend dazu wird in einem Schritt S41 die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 durch die folgende Gleichung (5) berechnet: LO2 = LO2z + OVERFLOW × B (5) wo:

LO2z: = unmittelbar vorhergehender Wert der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2, und
B: = Sauerstoffspeicherungs-/-freigaberate der Niedrigdrehzahl- Komponente.

Hierin wird die Sauerstoffspeicherungs-/-freigaberate B der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 auf einen positiven Wert geringer als 1 festgelegt, hat aber tatsächlich unterschiedliche Charakteristika zur Speicherung und zur Freigabe. Außerdem wird die Sauerstoffspeicherungs-/-freigaberate B durch die Katalysatortemperatur TCAT und die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 beeinträchtigt, so dass die Speicherungsrate und die Freigaberate festgelegt werden können, sich unabhängig zu verändern. In diesem Fall ist, wenn die Überfluss- Sauerstoffmenge OVERFLOW positiv ist, Sauerstoff im Überfluss, und die Sauerstoffspeicherrate zu dieser Zeit wird z. B. auf einen Wert festgelegt, der größer ist, je höher die Katalysatortemperatur, oder je kleiner die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 ist. Auch wenn die Überfluss- Sauerstoffmenge OVERFLOW negativ ist, ist der Sauerstoff mangelhaft und die Sauerstofffreigaberate zu dieser Zeit kann z. B. auf einen Wert festgelegt werden, der größer ist, je höher die Katalysatortemperatur TCAT oder je größer die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 ist.
In den Schritten S42, S43 wird es in derselben Weise, wie wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 berechnet wird, festgestellt, ob oder nicht die berechnete Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 eine maximale Kapazität LO2MAX überschritten hat oder geringer als eine minimale Kapazität LO2 MIN (0) ist.
Wenn die maximale Kapazität LO2MAX überschritten wird, geht der Ablauf zu einem Schritt S44, wobei eine Sauerstoff- Überschuss-/-defizitmenge O2OUT, die von der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 überströmt ist, aus der folgenden Gleichung (6) berechnet wird: LO2OUT = LO2 – LO2MAX (6) und die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 ist auf die maximale Kapazität LO2MAX begrenzt. Die Sauerstoff- Überschuss-/-defizitmenge O2OUT strömt nach unten des Katalysators 3a aus.
Wenn die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 geringer als die minimale Kapazität LO2 MIN ist, geht der Ablauf zu einem Schritt S45 weiter und die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 wird auf die minimale Kapazität LO2 MIN begrenzt.
Als nächstes wird das Zurücksetzen des berechneten Wertes der Sauerstoffspeichermenge, ausgeführt durch die Steuerung 6, beschrieben. Durch das Zurücksetzen des berechneten Wertes der Sauerstoffspeichermenge unter den vorbestimmten Bedingungen werden Berechnungsfehler, die bisher gespeichert worden sind, eliminiert, und die Berechnungsgenauigkeit der Sauerstoffspeichermenge kann verbessert werden.
8 zeigt die Details eines Ablaufes zum Bestimmen der Rücksetzbedingung. Dieser Ablauf stellt fest, ob oder nicht eine Bedingung für das Zurücksetzen der Sauerstoffspeichermenge (Hochdrehzahl- Komponente HO2 und Niedrigdrehzahl- Komponente LO2) aus dem Abgas- Luft- Kraftstoff- Verhältnis stromab des Katalysators 3a einhält und setzt ein Zeichen Frich und ein Zeichen Flean.
Zuerst wird in einem Schritt S51 das Ausgangssignal des hinteren Sauerstoffsensors 5, das das Abgas- Luft- Kraftstoff- Verhältnis stromab des Katalysators 3a erfasst, gelesen. Anschließend wird in einem Schritt S52 das hintere Sauerstoffsensorausgangssignal RO2 mit einem mageren Bestimmungsgrenzwert LDT verglichen, und in einem Schritt S53 wird das hintere Sauerstoffsensorausgangssignal RO2 mit einem fetten Bestimmungsgrenzwert RDT verglichen.
Als ein Ergebnis dieser Vergleiche geht, wenn das hintere Sauerstoffsensorausgangssignal RO2 geringer als der magere Bestimmungsgrenzwert LDT ist, der Ablauf zu einem Schritt S54 weiter und das Zeichen Flean wird auf „1" gesetzt, das zeigt, das eine magere Rücksetzbedingung für die Sauerstoffspeichermenge hält. Wenn das hintere Sauerstoffsensorausgangssignal RO2 den fetten Bestimmungsgrenzwert RDT überschreitet, geht der Ablauf zu einem Schritt S55 und das Zeichen Frich wird auf „1" festgelegt, was zeigt, dass die fette Rücksetzbedingung für die Sauerstoffspeichermenge hält.
Wenn das hintere Sauerstoffsensorausgangssignal RO2 zwischen dem mageren Bestimmungsgrenzwert LDT und dem fetten Bestimmungsgrenzwert RDT liegt, geht der Ablauf zu einem Schritt S56 weiter und die Zeichen Flean und Frich werden auf „0" festgelegt, was zeigt, dass die magere Rücksetzbedingung und die fette Rücksetzbedingung nicht hält.
9 zeigt einen Ablauf zum Zurücksetzen der Sauerstoffspeichermenge. Entsprechend dazu wird es in den Schritten S61, S62 festgestellt, ob, oder nicht, die mageren Rücksetzbedingungen oder die fetten Rücksetzbedingungen auf der Grundlage der Veränderung der Werte der Zeichen Flean und Frich eingehalten werden.
Wenn sich das Zeichen Flean von „0" auf „1" verändert, und es wird festgestellt, dass die mageren Rücksetzbedingungen eingehalten werden, geht der Ablauf zu einem Schritt S63 weiter und die Hochdrehzahl- Komponente HO2 wird auf die maximale Kapazität HO2MAX zurückgesetzt. Zu dieser Zeit wird das Zurücksetzen der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 nicht ausgeführt. Wenn andererseits sich das Zeichen Frich von „0" auf „1" ändert, und es wird festgestellt, dass die fette Bedingung eingehalten wird, geht der Ablauf zu einem Schritt S64 und die Hochdrehzahl- Komponente HO2 und die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 der Sauerstoffspeichermenge werden jeweils auf die minimalen Kapazitäten HO2MIN, LO2 MIN zurückgesetzt.
Der Grund, warum das Zurücksetzen unter diesen Bedingungen ausgeführt wird, ist, dass wie die Sauerstoffspeicherrate der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 gering ist, Sauerstoff stromab des Katalysators stromab strömt, selbst wenn die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 nicht die maximale Kapazität erreicht hat, wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 die maximale Kapazität erreicht hat, und wenn das Abgas- Luft- Kraftstoff- Verhältnis stromab des Katalysators mager wird, es überlegt werden kann, dass zumindest die Hochdrehzahl- Komponente HO2 die maximale Kapazität erreicht hat.
Wenn das Abgas- Luft- Kraftstoff- Verhältnis stromab des Katalysators fett wird, wird der Sauerstoff nicht von der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2, die langsam freisetzt, freigesetzt. Demzufolge kann es überlegt werden, dass die Hochdrehzahl- Komponente HO2 und die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 beide nicht gespeichert werden und bei einer minimalen Kapazität sind.
Als nächstes wird das Luft- Kraftstoff- Verhältnis, ausgeführt durch die Steuerung 6, (Sauerstoffspeichermengen- Konstantsteuerung) beschrieben.
11 zeigt einen Ablauf zum Berechnen eines Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnisses auf der Grundlage der Sauerstoffspeichermenge.
Entsprechend dazu wird in einem Schritt S71 die Hochdrehzahl- Komponente HO2 der vorliegenden Sauerstoffspeichermenge gelesen. In einem Schritt S72 wird eine Abweichung DHO2 (= Sauerstoffüberschuss-/-defizitmenge, die von dem Katalysator 3a erforderlich ist) zwischen der tatsächlichen Hochdrehzahl- Komponente HO2 und einem Ziel- Wert TGHO2 der Hochdrehzahl- Komponente HO2 berechnet. Der Ziel- Wert TGHO2 der Hochdrehzahl- Komponente HO2 wird z. B. auf die Hälfte der maximalen Kapazität HO2MAX der Hochdrehzahl- Komponente HO2 festgelegt.
In einem Schritt S73 wird die berechnete Abweichung DHO2 in zu einem Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Äquivalentwert umgewandelt und ein Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnis T- A/F des Motors 1 wird festgelegt.
Demzufolge wird entsprechend dieses Ablaufes, wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 der Sauerstoffspeichermenge die Zielmenge nicht erreicht, das Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Motors 1 auf mager festgelegt und die Sauerstoffspeichermenge (Hochdrehzahl- Komponente HO2) wird erhöht. Wenn andererseits die Hochdrehzahl- Komponente HO2 die Zielmenge überschreitet, wird das Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Motors 1 auf fett festgelegt und die Sauerstoffspeichermenge (Hochdrehzahl- Komponente HO2) wird vermindert.
Als nächstes wird der gesamte Vorgang, der durch die oben beschriebene Steuerung ausgeführt wird, beschrieben.
In der Abgasreinigungsvorrichtung entsprechend dieser Erfindung wird, wenn der Motor 1 startet, die Sauerstoffspeichermenge des Katalysators 3a durch die Steuerung 6 auf der Grundlage des Luft- Kraftstoff- Verhältnisses des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, und der Einlassluftmenge abgeschätzt, und die Berechnung der Sauerstoffspeichermenge wird in die Hochdrehzahl- Komponente HO2 und in die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 entsprechend der tatsächlichen Charakteristika geteilt.
Insbesondere wird die Berechnung in der Annahme ausgeführt, dass wenn Sauerstoff gespeichert wird, die Hochdrehzahl- Komponente HO2 bevorzugt gespeichert wird, und die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 beginnt gespeichert zu werden, wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 nicht länger gespeichert werden kann. Die Berechnung nimmt auch an, dass wenn der Sauerstoff freigesetzt wird, wenn dass Verhältnis (LO2/HO2) der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 und der Hochdrehzahl- Komponente HO2 geringer als der vorbestimmte Wert AR ist, Sauerstoff vorzugsweise von der Hochdrehzahl- Komponente HO2 freigesetzt wird, und wenn das Verhältnis LO2/HO2 den vorbestimmten Wert AR erreicht, Sauerstoff von sowohl der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2, als auch der Hochdrehzahl- Komponente HO2 freigesetzt wird, um dieses Verhältnis LO2/HO2 beizubehalten.
Wenn die Hochdrehzahl- Komponente HO2 der berechneten Sauerstoffspeichermenge größer als der Zielwert ist, vermindert die Steuerung 6 die Hochdrehzahl- Komponente durch Steuern des Luft- Kraftstoff- Verhältnisses des Motors 1 auf fett, und wenn sie geringer als ein Zielwert ist, wird die Hochdrehzahl- Komponente HO2 durch Steuern des Luft- Kraftstoff- Verhältnisses auf mager erhöht.
Als ein Ergebnis wird die Hochdrehzahl- Komponente HO2 der Sauerstoffspeichermenge auf einem Zielwert beibehalten und selbst wenn das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Abgases, das in den Katalysator 3a strömt, sich von dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnis verschiebt, wird Sauerstoff unmittelbar als die Hochdrehzahl- Komponente HO2 gespeichert oder unmittelbar als die Hochdrehzahl- Komponente HO2, die eine hohe Ansprechempfindlichkeit hat, freigesetzt, die Katalysatoratmosphäre wird auf ein stöchiometrisches Luft- Kraftstoff- Verhältnis korrigiert und die Umwandlungseffektivität des Katalysators 3a wird bei einem Maximum beibehalten.
Wenn sich außerdem Rechenfehler ansammeln, verschiebt sich die berechnete Sauerstoffspeichermenge von der tatsächlichen Sauerstoffspeichermenge, jedoch wird die Sauerstoffspeichermenge (Hochdrehzahl- Komponente HO2 und Niedrigdrehzahl- Komponente LO2) bei einem Zeitpunkt zurückgesetzt, bei dem das Abgas stromab des Katalysators 3a fett oder mager wird, und jede Diskrepanz zwischen dem berechneten Wert und der tatsächlichen Sauerstoffspeichermenge wird korrigiert.
10 zeigt, wie sich die Hochdrehzahl- Komponente HO2 verändert, wenn die oben genannte Sauerstoffspeichermengen- Konstantsteuerung ausgeführt wird.
In diesem Fall wird zu einer Zeit t1 das Ausgangssignal des ersten hinteren Sauerstoffsensors 5a geringer als der magere Bestimmungsgrenzwert und die mageren Rückstellbedingungen werden eingehalten, so das die Hochdrehzahl- Komponente HO2 auf die maximale Kapazität HO2MAX zurückgesetzt wird. Jedoch ist die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 zu dieser Zeit nicht notwendigerweise ein Maximum, so dass das Zurücksetzen der Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 nicht ausgeführt wird, was nicht gezeigt ist.
Zu den Zeiten t2, t3 wird das Ausgangssignal des ten hinteren Sauerstoffsensors 5a größer als der fette Bestimmungsgrenzwert und die fetten Rückstellbedingungen werden eingehalten, so dass die Hochdrehzahl- Komponente HO2 der Sauerstoffspeichermenge auf die minimale Kapazität (= 0) zurückgesetzt wird. Die Niedrigdrehzahl- Komponente LO2 zu dieser Zeit wird ebenfalls auf die minimale Kapazität zurückgesetzt, was nicht gezeigt ist.
Somit wird das Zurücksetzen der berechneten Werte der Sauerstoffspeichermenge zu einem Zeitpunkt ausgeführt, bei dem das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Abgases stromab des Katalysators 3a fett oder mager wird, und als ein Ergebnis der Diskrepanz von der tatsächlichen Sauerstoffspeichermenge wird korrigiert, die Berechnungsgenau igkeit der Sauerstoffspeichermenge des Katalysators 3a wird weiter erhöht und die Umwandlungseffektivität des Katalysators wird auf einem hohen Niveau beibehalten.
Das oben Genannte ist ein Beispiel der Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung unter der Annahme dieser Erfindung. Entsprechend dieser Erfindung wird die Sauerstoffspeichermenge des zweiten Katalysators 3b nach dem Betrieb bei einem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis auf eine angemessene Menge durch den zweiten hinteren Sauerstoffsensors 5b gesteuert. In der folgenden Beschreibung wird dieser Punkt in Bezug auf die 12 und die anschließenden Zeichnungen beschrieben.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung des ersten Ausführungsbeispieles zeigt, die die Sauerstoffspeichermenge des zweiten Katalysators 3b steuert, und 13 ist ein Diagramm, das zeigt, wie sich das Luft- Kraftstoff- Verhältnis etc. in Folge dieser Steuerung verändert. Dieses Verarbeiten wird periodisch synchron mit der oben genannten Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung ausgeführt. Es besitzt Funktionen, um das erste hintere Sauerstoffsensor- 5a Signal auszuwählen, das durch den Rücksetzbedingungs- Bestimmungsablauf der 8 verwendet wird, und um die Ziel- Sauerstoffspeichermenge (TGHO2), verwendet durch den Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerungsablauf der 10, festzulegen.
In dieser Verarbeitung wird, wie in der 12 gezeigt, es zuerst festgestellt, ob oder nicht die Kraftstoff- Abschaltsteuerung während der Verlangsamung in einem Schritt S81 ausgeführt wird. Ob die Kraftstoff- Abschaltsteuerung angewendet wird, oder nicht, wird durch das Überwachen des Kraftstoffsteuerungssignals, wie oben in der 13 beschrieben, festgestellt, oder unabhängig durch das Erfassen der Kraftstoff- Abschaltbedingungen. Als ein Beispiel der Steuerbedingungen für die Kraftstoff- Abschaltsteuerung während der Verlangsamung sind die Startbedingungen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Motordrehzahl größer als oder gleich zu einem Bestimmungswert sind, das Beschleunigungspedal freigegeben ist, und das Getriebe nicht in der neutralen Stellung ist. Eine Kraftstoff- Abschaltung, die in dieser weise gestartet ist, wird beendet und die Wiederherstellung wird ausgeführt, wenn die Motordrehzahl niedriger fällt als ein niedriger Grenzbestimmungswert oder das Beschleunigerpedal niedergedrückt wird. Demzufolge werden das Kraftstoffabschalten während der Verlangsamung und die Wiederherstellung durch das Überwachen dieser Bedingungen festgestellt.
In diesem Schritt wird es festgestellt, ob oder nicht eine Nach- Kraftstoff- Abschaltungswiederherstellung gestartet wird und ein Zeichen FFCR wird auf 1 festgelegt, wenn der Wiederherstellungsstart in einem Schritt S81 und einem Schritt S84 erfasst wird. Das Zeichen FFCR zeigt, dass eine vorübergehend fette, nachträgliche Wiederherstellungs- Luft- Kraftstoff- Verhältnissteuerung ausgeführt wird und sie wird auf 0 gesetzt, wenn diese Steuerung beendet wird. Wenn das Zeichen FFCR 0 ist, wird das Ausgangssignal des ersten hinteren Sauerstoffsensors 5a als das hintere Sauerstoffsensor- Ausgangssignal, verwendet für die Rückstellbestimmung (8) übernommen, und ½ der maximalen Sauerstoffspeichermenge HO2MAX des ersten Katalysators 3a wird als die Ziel- Sauerstoffspeichermenge TGHO2 in einem Schritt S82 und einem Schritt S83 festgelegt. Daher wird in Folge der oben genannten Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung die Sauerstoffspeichermenge des ersten Katalysators 3a bei ungefähr ½ seines maximalen Wertes beibehalten, und eine stabile Abgasreinigungsleistung wird erreicht. Infolge dieses Zeitraumes, wenn das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Abgases von stromauf in der Nähe des stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnisses stabil ist, tritt ein großer Überschuss Mangel der Sauerstoffspeichermenge des stromabwärtigen Katalysators 3b nicht auf. Andererseits wird es während der vorerwähnten Nachwiederherstellungs- Luft- Kraftstoff- Verhältnissteuerung (FFCR = 1) festgestellt, ob oder nicht die Sauerstoffspeichermenge die Zielmenge ist, und wenn sie zu der Zielmenge wiederhergestellt wurde, wird das Zeichen FFCR zurück auf 0 gesetzt und der Ablauf geht zu der normalen Verarbeitung in einem Schritt S82 und einem Schritt S83 zurück. Wenn die Sauerstoffspeichermenge nicht die Zielmenge ist, wird das Ausgangssignal des zweiten hinteren Sauerstoffsensors 5b als das hintere Sauerstoffsensorausgangssignal, das für die Rücksetzbestimmung verwendet wird, übernommen, und die ½ der Summe der maximalen Sauerstoffspeichermenge HO2MAX des ersten Katalysators 3a und die maximale Sauerstoffspeichermenge 2HO2MAX des zweiten Katalysators 3a wird als die Ziel- Sauerstoffspeichermenge TGHO2 in einem Schritt S84 festgelegt. Infolge davon wird das Luft- Kraftstoff- Verhältnis so ausgeführt, dass die Sauerstoffspeichermengen der Katalysatoren 3a, 3b jeweils ungefähr ½ sind, so dass die Katalysatoren 3a, 3b, für die die Sauerstoffspeichermengen in einer mageren Atmosphäre infolge der Kraftstoffabschaltung unangemessen hoch waren, schnell auf die angemessenen Mengen zurückkehren, und die gewünschte Abgasreinigungsleistung wird ausgeführt.
In dieser, wie in der 12 gezeigten Verarbeitung, weist die Abgasreinigungsvorrichtung den zweiten hinteren Sauerstoffsensor 5b, vorgesehen in dem Auslaß des zweiten Katalysators 3b, auf, und steuert das Luft- Kraftstoff- Verhältnis auf der Grundlage der Charakteristik des durch den zweiten hinteren Sauerstoffsensor 5b erfassten Abgases, so dass die Sauerstoffspeichermengen der Katalysatoren 3a, 3b nach dem Betrieb bei einem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis infolge der Kraftstoffabschaltung Zielwerte sind. Demzufolge kann die Abgasreinigungsvorrichtung die Sauerstoffspeichermengen der Katalysatoren 3a, 3b innerhalb der festgestellten Mengen beibehalten und kann die stabile Abgasreinigungsleistung beibehalten. Die Luft- Kraftstoff- Verhält nis- Steuerung zu dieser Zeit steuert das Luft- Kraftstoff- Verhältnis, das von einem Bestimmungswert fett ist, bis sich die Abgascharakteristik des zweiten Katalysators 3b in die Richtung auf fett von dem Bestimmungswert verändert, wenn die Auslasscharakteristik des zweiten Katalysators 3b magererer als der Bestimmungswert geworden ist.
Der Laufzustand bei dem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis wird typischerweise von einer Kraftstoff- Abschaltsteuerung wie bei der Abbremsung erfasst. Dieses Starten oder Beenden kann aus dem Signal der Steuerung 6 erfasst werden. Diese Steuerung nach dem Betrieb bei dem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis kann entsprechend dem beenden der Kraftstoffabschaltung starten. Die Kraftstoffabschaltungs- Steuerung ist bei der Verlangsamung nicht notwendig, wenn z. B. ein Betrieb bei hoher Belastung oder ein Betrieb bei hoher Geschwindigkeit fortgesetzt wird, weil diese Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird, um den Motor mit allen Zylindern oder einen Teil der Zylinder zu schützen. In diesem Fall ist das Abgas, das in den Katalysator strömt, in einem mageren Zustand, was infolge des Überschusses von O2 herrührt. Der magere Betriebszustand kann durch das Ausgangssignal des zweiten hinteren Sauerstoffsensors 5b direkt erfasst werden.
Die Charakteristik des Abgases, die erfasst werden sollte, kann ausgewählt werden, was die Möglichkeit schafft, die Menge der Sauerstoffspeichermenge z. B. für das Luft- Kraftstoff- Verhältnis oder die Sauerstoffkonzentration zu bestimmen.
Infolge der getrennten Berechnung der Sauerstoffspeichermenge des Katalysators für eine Hochdrehzahl- Komponente, die eine hohe oder schnelle Speicher-/Freisetzungsrate hat, und für eine Niedrigdrehzahl- Komponente, die eine niedrigere Speicher-/Freisetzungsrate als die Hochdrehzahl- Komponente hat, wird die tatsächliche Sauerstoffspeichermenge des Katalysators entsprechend der Katalysatorcharakteristik genauer berechnet. Demzufolge wird die tatsächliche Sauerstoffspeichermenge des Katalysators genauer gesteuert.
14 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung entsprechend eines weiteren Verarbeitungsablaufes zum Steuern der Sauerstoffspeichermenge zeigt. 15 ist ein Diagramm, das zeigt, wie sich das Luft- Kraftstoff- Verhältnis etc. unter dieser Steuerung verändert. In 14 zeigt die Verarbeitung des Zeichens (FFCR), nachdem die Kraftstoffabschaltungs- Wiederherstellung unterlassen wird, den Start oder das Ende der vorübergehend fetten Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung.
In der Verarbeitung der 12 kehren die Sauerstoffspeichermengen des ersten und zweiten Katalysators 3a, 3b nach den mageren Bedingungen schnell auf die angemessenen Mengen zurück, aber wenn außerdem ein dritter Katalysator 3c, gezeigt in der 1, vorgesehen ist, wird die Sauerstoffspeichermenge des dritten Katalysators 3c nicht notwendigerweise auf eine angemessene Menge gesteuert. Um diesen zu steuern kann ein hinterer O2- Sensor stromab des dritten Katalysators 3c vorgesehen werden, aber der Aufbau ist komplexer. Daher wird in dieser Verarbeitung die Ziel- Sauerstoffspeichermenge in der Annahme festgelegt, dass die Sauerstoffspeichermenge des zweiten Katalysators 3b auch die Sauerstoffspeichermenge des dritten Katalysators 3c repräsentiert, wie später beschrieben wird.
In dieser, wie in der 14 gezeigten Verarbeitung, sind die Bestimmung nach der Kraftstoffabschaltung in einem Schritt S91, das Festlegen des Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnisses TGHO2 in den Fällen, die anders als die Kraftstoffabschaltung in einem Schritt S92 sind, und die Beendigung der Verarbeitung infolge des Erreichens der Ziel- Sauerstoffspeichermenge in einem Schritt S93 jeweils zu 12 identisch. Jedoch in der Verarbeitung, bis die Ziel- Sauerstoffspeichermenge nach der Kraftstoffabschaltung erreicht wird, werden die Rücksetz- Bestimmungszeichen Flean, Frich zuerst jeweils auf 0 gehalten, das voreingestellte Verarbeiten der 9 wird in einem Schritt S94 unterbrochen und die Ziel- Sauerstoffspeichermenge TGHO2 wird dann festgelegt, um die Sauerstoffspeichermengen der Katalysatoren 3a, 3b, 3c zu reduzieren. Hierin wird die ½ der Summe der jeweils maximalen Sauerstoffspeichermengen HO2MAX, 2HO2MAX, 3HO2MAX des ersten Katalysators 3a, des zweiten Katalysators 3b und des dritten Katalysators 3a als die Ziel- Sauerstoffspeichermenge TGHO2 in einem Schritt S95 festgelegt. Infolge dieses wird die Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung ausgeführt, so dass jeweils ungefähr die ½ der Sauerstoffspeichermengen der Katalysatoren 3a, 3b erhalten werden, so dass die Sauerstoffspeichermengen der Katalysatoren 3a, 3b, 3c, die eine Sauerstoffspeichermenge in einer mageren Atmosphäre infolge der Kraftstoffabschaltung im Übermaß hatten, schnell auf die angemessenen Mengen zurückgeführt und die erwartete Abgasreinigungsleistung wird wieder hergestellt.
In dieser Verarbeitung ist, wie in der 14 gezeigt, der dritte Katalysator 3c in einem abwärtigen Strom des zweiten Katalysators 3b vorgesehen, um die Auslassemissionsleistung zu verbessern. In diesem Aufbau wird die Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung in der Annahme ausgeführt, dass die Sauerstoffspeichermenge des dritten Katalysators 3a zu der Sauerstoffspeichermenge des zweiten Katalysators 3b identisch ist. Demzufolge kann dieser Aufbau die hohe Reinigungseffektivität des dritten Katalysators 3c beibehalten und die Abgasreinigungsleistung des dritten Katalysators 3c bis zur äußersten Grenze entfalten.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung entsprechend des dritten Ausführungsbeispieles zum Steuern der Sauerstoffspeichermenge zeigt. 17 ist ein Diagramm, das zeigt, wie sich das Luft- Kraftstoff- Verhältnis etc. infolge dieser Steuerung verändert. In der 16 ist das Verarbeiten des Zeichens (FFCR), das den Beginn oder das Ende der vorübergehend fetten Luft- Kraftstoff- Verhältnis- Steuerung nach der Kraftstoffabschaltungs- Wiederherstellung zeigt, weggelassen.
In dieser Steuerung wird, wenn es festgestellt wird, in einem Schritt S101 nach der Kraftstoffabschaltung zu sein, das Ausgangssignal des zweiten Sauerstoffsensors 5b mit einem vorbestimmten mageren Bestimmungswert in den Schritten S102, S103 verglichen. Wenn das Ausgangssignal vom Sensor 5b magerer als der Bestimmungswert ist, wird das Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnis, das in dem Schritt S73 der 10 berechnet werden soll, in ein vorbestimmtes fettes Luft- Kraftstoff- Verhältnis, z. B. A/F = ungefähr 14.0 in einem Schritt S104, fest gemacht. Wenn das Ausgangssignal des hinteren Sauerstoffsensors fetter als der Bestimmungswert ist, wird dieses Verfahren aufgehoben, und das Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnis wird auf der Grundlage der Ziel- Sauerstoffspeichermenge (10) festgelegt.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung entsprechend eines vierten Ausführungsbeispieles für das Steuern der Sauerstoffspeichermenge zeigt. Dieses ist bestimmt, das Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnis zu der fetten Seite fest zu machen und die Sauerstoffspeichermengen des Katalysators 3a, 3b zu den Zielmengen zu vermindern, wenn das Ausgangssignal des zweiten hinteren Sauerstoffsensors 5b mager ist, ungeachtet davon, ob oder nicht der Bedingungen, dass der Motor unter einer mageren Betriebsbedingung, wie z. B. der Kraftstoffabschalt- Steuerung (Schritte S1101, S1102, S1103), läuft. Diese Steuerung ist zu der 16 mit der Ausnahme identisch, dass die Startbedingung, die das Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnis zu der fetten Seite fest macht, das Ergebnis des Vergleichens des Ausgangssignales des zweiten hinteren Sauerstoffsensors 5b und des mageren Bestimmungswertes ist.
Wie oben beschrieben, die Abgas- Reinigungsvorrichtung ist entsprechend der vorliegenden Erfindung als eine Abgas- Reinigungsvorrichtung nützlich, deren Umwandlungseffektivität eines stromabwärtigen Katalysators nach dem mageren Betrieb auf einem hohen Niveau beibehalten wird.
Wie oben beschrieben ist eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem ersten Katalysator versehen, vorgesehen in einer Abgasreinigungsvorrichtung mit einem ersten Katalysator, vorgesehen in einem Motorabgasrohr, einem zweiten Katalysator, vorgesehen in der Richtung stromab des ersten Katalysators, einem vorderen Sensor, der eine Charakteristik eines Abgases erfasst, das in den ersten Katalysator strömt, einem ersten hinteren Sensor, der eine Charakteristik eines Abgases erfasst, das aus dem ersten Katalysator strömt, einem zweiten hinteren Sensor, der eine Charakteristik eines Abgases erfasst, das aus dem zweiten Katalysator strömt, und einem Mikroprozessor, der programmiert ist, um die Sauerstoffspeichermenge, gespeichert in dem ersten Katalysator unter Verwendung der Abgascharakteristik, die durch den vorderen Sensor und die Abgascharakteristik, erfasst durch den vorderen Sensor und die Abgascharakteristik, erfasst durch den ersten hinteren Sensor während des normalen Betriebs zu berechnen, um die Sauerstoffspeichermenge, die in dem ersten Katalysator und dem zweiten Katalysator gespeichert wird, unter Verwendung der Abgascharakteristik, erfasst durch den vorderen Sensor, und die Abgascharaktenstik, erfasst durch den zweiten hinteren Sensor nach dem Betrieb bei einem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis, zu berechnen, um das Motor- Luft- Kraftstoff- Verhältnis so zu steuern, dass während des normalen Betriebs die Sauerstoffspeichermenge des ersten Katalysators eine Zielmenge auf der Grundlage der berechneten Sauerstoffspeichermenge in dem ersten Katalysator ist, und um das Motor- Luft- Kraftstoff- Verhältnis so zu steuern, dass nach dem Betrieb bei einem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis die Sauerstoffspeichermenge, die in dem ersten Katalysator und dem zweiten Katalysator gespeichert ist, eine Zielmenge auf der Grundlage der berechneten Sauerstoffmenge in dem ersten und dem zweiten Katalysator ist.
Überdies kann der Mikroprozessor außerdem programmiert sein, um die Sauerstoffspeichermenge des ersten Katalysators und des zweiten Katalysators für eine Hochdrehzahl- Komponente, die eine schnelle Speicherungs-/Freisetzungsrate hat, separat zu berechnen, und eine niedrige Geschwindigkeitskomponente hat, die eine langsamere Speicherungs-/Freisetzungsrate als die Hochdrehzahl- Komponente hat.
Zusätzlich ist der dritte Katalysator stromab des zweiten Katalysators vorgesehen und der Mikroprozessor kann außerdem programmiert sein, um das Luft- Kraftstoff- Verhältnis so zu steuern, dass die Sauerstoffspeichermenge des dritten Katalysators eine Zielmenge auf der Grundlage der Sauerstoffspeichermenge des zweiten Katalysators in der Annahme ist, dass die Sauerstoffspeichermenge des dritten Katalysators zu der Sauerstoffspeichermenge des zweiten Katalysators identisch ist.
Überdies kann der Mikroprozessor außerdem programmiert sein, um das Luft- Kraftstoff- Verhältnis, das fett ist, aus einem Feststellungswert zu steuern, bis das Luft- Kraftstoff- Verhältnis oder die Sauerstoffkonzentration von dem zweiten Katalysator sich in die Richtung zu fett von dem Feststellungswert verändert, wenn das Luft- Kraftstoff- Verhältnis oder die Sauerstoffkonzentration von dem zweiten Katalysator, die auf der Grundlage des Ausgangsignals von dem zweiten hinteren A/F- oder Sauerstoffsensor berechnet wird, magerer als der Feststellungswert geworden ist.
Überdies kann der Mikroprozessor außerdem programmiert sein, um die Sauerstoffspeichermenge, die in dem ersten Katalysator durch den vorderen A/F- Sensor und durch den ersten hinteren A/F- Sensor während des normalen Laufens gespeichert worden ist, zu berechnen, um die Sauerstoffspeichermenge, die in dem ersten Katalysator und dem zweiten Katalysator durch den vorderen A/F- Sensor und durch den zweiten hinteren A/F- Sensor nach dem Laufen bei einem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis gespeichert worden ist, zu berechnen, um das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Motors so zu steuern, dass während des normalen Laufens die Sauerstoffspeichermenge des ersten Katalysators die Zielmenge auf der Grundlage der berechneten Sauerstoffspeichermenge ist, die in dem ersten Katalysator gespeichert ist, und um das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Motors so zu steuern, dass nach dem Laufen bei einem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis die Sauerstoffspeichermenge, die in dem ersten Katalysator und dem zweiten Katalysator gespeichert ist, die Zielmenge auf der Grundlage der berechneten Sauerstoffspeichermenge des ersten Katalysators und des zweiten Katalysators ist.

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung, aufweisend: einen ersten Katalysator (3a), vorgesehen in einem Motorabgasrohr (2), einen zweiten Katalysator (3b), vorgesehen stromab des ersten Katalysators (3a), einen vorderen A/F- Sensor (4), der ein Luft- Kraftstoff- Verhältnis erfasst, das in den ersten Katalysator (3a) strömt, einen hinteren A/F- oder Sauerstoffsensor (5b), der das Luft- Kraftstoff- Verhältnis oder eine Sauerstoffkonzentration, die aus dem zweiten Katalysator (3b) herausströmt, erfasst, und einen Mikroprozessor (6), programmiert, um eine Sauerstoffspeichermenge des ersten Katalysators (3a) auf der Grundlage des Luft- Kraftstoff- Verhältnisses, erfasst durch den vorderen A/F- Sensor (4), zu berechnen, um ein Luft- Kraftstoff- Verhältnis eines Motors (1) auf der Grundlage der berechneten Sauerstoffspeichermenge so zu berechnen, dass die Sauerstoffspeichermenge des ersten Katalysators (3a) eine Zielmenge ist und ein Ziel- Luft- Kraftstoff- Verhältnis auf ein vorbestimmtes, feststehendes fettes Luft- Kraftstoff- Verhältnis festzulegen, bis das Luft- Kraftstoff- Verhältnis oder die Sauerstoffkonzentration, erfasst durch den hinteren A/F- oder Sauerstoffsensor (5b) fetter als ein vorbestimmter Wert nach dem Laufen in einem vorbestimmten mageren Zustand wird.
Motor- Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte magere Zustand ein Kraftstoffabschalt- Steuerzustand ist.
Motor- Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Mikroprozessor (6) außerdem programmiert ist, die Sauerstoffspeichermenge für eine Hochdrehzahlkomponente (HO2), die eine schnelle Speicherungs-/Freisetzungsrate (A) hat, eine Niedrigdrehzahlkomponente (LO2), die eine langsamere Speicherungs-/Freisetzungsrate (B) als die Hochdrehzahlkomponente (HO2) hat, zu trennen.