(57)【要約】【課題】排気ガスターボチャージャーを用いて過給された内燃機関の排気ガス中の触媒の、二次空気を利用した加熱を可能にする方法及び制御装置を提供する【解決手段】排気ガスシステム（２８）への空気の供給を用い、供給される空気が、空気の流れの方向に見て吸気システム（２２）に配置された排気ガスターボチャージャー（３４）のコンプレッサー（３８）の後方の、内燃機関（１０）の吸気システム（２２）から取られる、過給された内燃機関（１０）の排気ガスシステム（２８）における触媒（３０、３２）の加熱方法において、内燃機関（１０）がその燃焼室（１２）内への燃料の直接噴射によって運転され、内燃機関が、スタートの後、燃焼の開始前に噴射される燃料量を点火及び燃焼室当たり少なくとも二つの部分噴射（ｔｉ＿１、ｔｉ＿２）に分割することにより、且つ次善最適の点火角度効率により、運転される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスシステム（２８）への空気の供給を用い、その際供給される空気が、空気の流れの方向に見て吸気システム（２２）に配置された排気ガスターボチャージャー（３４）のコンプレッサー（３８）の後方の、内燃機関（１０）の吸気システム（２２）から取られる、過給された内燃機関（１０）の排気ガスシステム（２８）における触媒（３０、３２）の加熱方法において、
内燃機関（１０）がその燃焼室（１２）内への燃料の直接噴射によって運転され、その際、内燃機関が、スタートの後、燃焼の開始前に噴射される燃料量を点火及び燃焼室当たり少なくとも二つの部分噴射（ｔｉ＿１、ｔｉ＿２）に分割することにより、且つ次善最適の点火角度効率により、運転されること、
を特徴とする触媒の加熱方法。
【請求項２】
内燃機関（１０）の燃焼室（１２）への燃料の噴射が、過濃な燃料／空気混合気が燃焼室（１２）内に生じるように行われることを特徴とする請求項１に記載の加熱方法。
【請求項３】
内燃機関（１０）の燃焼室（１２）への燃料の噴射が、排気ガス中の空気過剰率ラムダが空気の供給の後で１よりも大きいか又は１に等しくなるように行われることを特徴とする請求項２に記載の加熱方法。
【請求項４】
内燃機関（１０）が、十分に完全に絞りを開かれて運転されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の加熱方法。
【請求項５】
内燃機関（１０）が、スタートの後、高められたアイドリング回転数で運転されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の加熱方法。
【請求項６】
内燃機関（１０）の回転数が、スタートの際に測定されること、及び
内燃機関（１０）の回転数が、スタート終了回転数閾値をオーバーした時に、触媒（３０、３２）の加熱が開始されること、
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の加熱方法。
【請求項７】
内燃機関（１０）が、噴射ガイドされたガソリン直接噴射で作動することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の加熱方法。
【請求項８】
内燃機関（１０）が、アイドリング中に上死点の後のクランクシャフト角度２５゜と４０゜の間の点火角度で運転されることを特徴とする請求項７に記載の加熱方法。
【請求項９】
排気ガスシステムへの空気の供給を用いて、過給された内燃機関（１０）の排気ガスシステム（２８）の中の触媒（３０、３２）を加熱するための方法を制御するために形成され、その際、供給される空気が、空気の流れの方向に見て吸気システム（２２）に配置された排気ガスターボチャージャー（３４）のコンプレッサー（３８）の後方の、内燃機関（１０）の吸気システム（２２）から取られる、過給された内燃機関（１０）の制御装置（４８）において、
燃焼室（１２）内への燃料の直接噴射によって作動する内燃機関（１０）を、内燃機関（１０）のスタートの後、燃焼の開始前に噴射される燃料量を点火当たり少なくとも二つの部分噴射（ｔｉ＿１、ｔｉ＿２）に分割することにより、且つ次善最適の点火角度効率により、運転するために構成されること、
を特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
請求項２ないし８のいずれかに記載の加熱方法の経過を制御するために構成されることを特徴とする請求項９に記載の制御装置（４８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスシステムの中への空気の供給の助けを用い、その際供給される空気が空気の流れの方向に見て吸気システムの中に配置された排気ガスターボチャージャーのコンプレッサーの後方の、内燃機関の吸気システムから取られる、過給された内燃機関の排気ガスシステムにおける触媒の加熱のための方法に関する。本発明は更にこの方法の流れの制御のために作られた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
その様な方法及びその様な制御装置は、それぞれ ＤＥ １００ ６２ ３７７ Ａ１ から知られている。また、過濃な排気ガス雰囲気の中への二次空気の吹き込みによる触媒の加熱は、この公開前に既に ＤＥ １００ ６２ ３７７ Ａ１ によって知られていた。この二次空気は、大抵の場合、内燃機関の排気弁の後方に吹き込まれ、そこで、内燃機関の過濃な（即ち、空気過剰率１未満の）燃焼室充填気の燃焼から生じた過濃な排気ガス雰囲気と発熱的に反応する。二次空気の吹き込みのためには、大抵の場合、電気で駆動される独立の二次空気ポンプが用いられる。
【０００３】
二次空気吹き込みを用いて働く方法はホットプロセスのグループに分類されるが、このグループの共通点は、加熱が排気ガスの中で行われる化学反応の反応熱によって行われるという点にある。更に触媒の加熱のために、排気ガス温度及び／又は排気ガスマス流の引き上げをもたらす、内燃機関制御への介入が知られている。
【０００４】
例えば、内燃機関のスタート後の段階で、内燃機関のアイドリング中に発生される出力とスタート後の段階の間に引き上げられるアイドリング回転数を、例えば毎分１，２００回転から変化させること無しに、排気ガス中にできるだけ大きな熱量を生成することが知られている。これは、燃料直接噴射式の内燃機関の場合には、燃料量の第一の部分を吸気行程で、また燃料量の第二の部分を圧縮行程で噴射することによって達成される。結果として、第二の部分の噴射から生じる、点火プラグ付近の比較的過濃で、従って点火し易い燃料／空気混合気を持つゾーンを用いて燃焼室内に確実な燃料分布が得られる。内燃機関のこの様な運転は、均質分割運転と呼ばれ、その際“分割（split）”と云う言葉は噴射の分割を意味している。
【０００５】
先に述べられたもう一つの ＤＥ １００ ６２ ３７７ Ａ１の場合には、二段階の過給という考え方をベースとしている。その際、この二段階式というコンセプトは、設計の中でシャフトが電動モータによって駆動される排気ガスターボチャージャーをもたらしている。この駆動（第一段階）によって、運転ポイントの交替の際のいわゆるターボラグ（“ターボ穴”）が小さくなるとされている。ターボラグは良く知られているように、タービンが低い排気ガスマス流の運転ポイントから突然のトルク要求を受けた場合には、圧縮側で必要な過給圧を立ち上げるために、先ず加速されなければならないということから生じる。電動駆動装置の支援によって、生じる遅延が小さくなる。第二段階は、十分大きな排気ガスエンタルピーによる従来通りのタービンの駆動に対応している。
【０００６】
未だ触媒加熱方法とは関係の無いこの二段階式の過給のコンセプトが、ＤＥ １００ ６２ ３７７ Ａ１では、独立の二次空気ポンプと置き換えるために利用されている。そのために、ターボチャージャーは、触媒が加熱されるべき時には、電気的に駆動される。これによって、ターボチャージャーは低い排気ガスエンタルピーの運転ポイントの下でも既に、吸気システムからの空気を、配管系を通して内燃機関の燃焼室をバイパスして排気ガスシステムの中へ流れ込ませるために十分な、一定の過給圧を生成する。これによって、二段階式の過給コンセプトの場合に、電気的に駆動される支援ターボチャージャーを用いて独立の二次空気ポンプを無くすことができる。しかしながら、二次空気の吹き込みには、この二段階式の過給のコンセプトの場合でも、電気的駆動装置が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のことを背景として、本発明の課題は、独立の二次空気ポンプ無しに、またターボチャージャー或いは吸気管内に配置されたコンプレッサーの電動駆動装置無しに、排気ガスターボチャージャーを用いて過給された内燃機関の排気ガスの中の触媒の、二次空気を利用した加熱を可能にする方法及び制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、それぞれ独立の請求項のメルクマールを用いて解決される。
燃焼室への燃料の直接噴射を用い且つスタートの後に行われる燃焼の開始前に噴射される燃料量を（一回の）点火及び（一つの）燃焼室当たり少なくとも二つの部分噴射に分割する内燃機関の運転は、非常に遅い点火角度を許す非常に安定した燃焼をもたらす。空気と壁によってガイドされた燃焼方法の場合には遅い点火角度は上死点の後およそ２５度まで、噴射によってガイドされた燃焼方法の場合には、点火と結合された少ない燃料量の活用によって、更に遅い、上死点の後２５度とおよそ４０度の間の点火角度が、アイドリング中の安定した回転数特性と制御可能な未処理物質排出の下で可能となる。これによって点火角度効率が低下する。ここで、点火角度効率とは、遅延された点火角度の下でのトルクを分子とし、これを最高トルク発生のために最適な点火角度の下でのトルクで割った商であると理解されるものとする。
【０００９】
効率の損失は、熱力学的法則性に基づいてより高い排気ガス温度を、またそれに伴ってより高い排気ガスエンタルピーをもたらす。更に遅延された点火の場合には、内燃機関は、効率悪化に伴って現れるトルク損失を補償するために、より高い燃焼室充填率で運転されなければならない。上述の点火角度の値の場合、通常条件の下で可能となる最大充填率の７５％を越える値にまで達する燃焼室充填率の増大が生じる。これは、より高い排気ガスマス流をもたらし、このマス流もまた排気ガスエンタルピーを増大させる。排気ガスエンタルピーの上昇に伴って、排気ガスターボチャージャーのタービンへ伝えられる駆動出力が上昇する。これによって全体として比較的大きな排気ガス量が生まれ、その温度は、悪い点火角度効率の故に比較的高く、そのため排気ガスシステム内に最大の熱流（エンタルピー流）が生じる。
【００１０】
達成された排気ガスエンタルピーの上昇は、それだけを考えただけでも既に排気ガスシステムの迅速な加熱をもたらす。更にこの上昇は、ターボチャージャーが電動駆動装置の支援無しにコールドスタートから数秒以内に過給圧力を、またそれと共に排気ガスに対する圧力差或いは掃気差を生み出す、この差は、低い回転数の下でも、吸気システムからの空気を、配管系を通して内燃機関の燃焼室をバイパスして排気ガスシステムの中へ流れ込ませるために十分大きい。これによって、電気的に支援されたターボチャージャー無しで或いは機械的に内燃機関によって駆動される圧縮機（例えば、ルーツ・ブロワー、コンプレッサー）無しで働く一段階式の過給コンセプトの場合にも、独立の二次空気ポンプを無くすことができる。かくして、本発明は、吸気システムと排気ガスシステムとの間で二次空気の吹き込みのために十分な掃気差（圧力差）を獲得するために、それ自体知られている均質分割運転を過給された内燃機関の場合に過給圧力の引き上げのために利用している。
【００１１】
その他の利点は、付属の請求項、明細書、及び添付の図面から明らかとなる。
先に述べられ、また以下でなお説明されるメルクマールは、本発明の枠組みを越えること無しに、単にそれぞれ提示された組み合せによってだけではなく、その他の組み合わせで或いは単独で利用可能であると云うことが理解されるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、ピストン１４によって可動的に密閉された少なくとも一つの燃焼室１２を備えた内燃機関１０を詳しく示している。燃料と空気から成る混合気による燃焼室１２の充填気は、点火プラグ１６によって点火され、次いで燃焼される。好ましい実施態様では、内燃機関１０は、噴射によってガイドされた燃焼方法のために最適化されている。燃焼方法とは、燃焼室１２内での混合気の形成とエネルギー変換のやり方のことである。噴射によってガイドされた燃焼方法は、燃料が点火プラグの直接の周辺に吹き込まれ且つそこで気化されることを特徴としている。この方法は、混合気が正しい時点で着火することができるようにするために、点火プラグ１６及び燃料インジェクターの正確な配置と精確な噴射の方向合わせを要求する。
【００１３】
燃焼室１２の充填気の交換は、ピストン１４の運動に対して位相同期的に開閉されるガス交換弁１８及び２０を用いて制御される。ガス交換弁１８及び２０の操作のための様々な可能性は当業者には良く知られているから、図１には、図を分かりやすくするという理由から、詳しくは描かれていない。吸気弁１８が開かれ且つピストン１４が下降過程にある場合、従って吸気行程にある場合には、空気は吸気システム２２から燃焼室１２の中へ流れ込む。燃料２６は、インジェクター２４を通じて燃焼室１２内の空気に対して送り込まれる。燃焼室充填気の燃焼から生じた排気ガスは、排気弁２０が開いた時に、少なくとも一つの三元触媒３０を備えた排気ガスシステム２８の中へ押し出される。一般に、排気ガスシステム２８は複数の触媒を含んでおり、それには、例えばエンジンの近くに組み込まれる前置触媒３０とエンジンから離して組み込まれるメイン触媒３２があり、このメイン触媒３２は、三元触媒或いはＮＯｘ吸蔵型触媒とすることができる。
【００１４】
内燃機関１０は、タービン３６とコンプレッサー３８とを有するターボチャージャー３４を備えている。タービン３６は、排気ガスの流路の中のマニホールド４０と前置触媒３０との間に配置されている。ウェイストゲート弁４２を介してタービン３６による圧力差を制限することができる。二次空気弁４６を備えた二次空気パイプ４４が、吸気システム２２と排気ガスシステム２８との間にある。二次空気弁２６が開かれており且つ吸気システム２２（インレット弁１８の手前）から排気ガスシステム２８の中への二次空気パイプ４４の接続口までに十分な圧力差があると、吸気システム２２からの空気は、内燃機関１０の燃焼室１２をバイパスして触媒３０の手前で排気ガスシステム２８の中へ流れ込む。
【００１５】
内燃機関１０は制御装置４８によって制御され、この制御装置はそのために、内燃機関１０の運転パラメータを反映した様々なセンサの信号を処理する。図１では、それ等のセンサには、内燃機関１０のクランクシャフトの角度位置 ゜ＫＷ を、またそれと共にピストン１４の位置を測定する回転角度センサ５０、内燃機関１０へ流入するエアマスｍＬを測定するエアマス計５２、インレット弁１８の手前の吸気システム２２内の圧力ｐを測定する圧力センサ５４、及びオプションとして、排気ガス成分の濃度及び／又は排気ガスの温度を測定する一つ又は複数の排気ガスセンサ５６、５８がある。
【００１６】
図１の実施例において、排気ガスセンサ５６は、排気ガス中の酸素濃度を空気過剰率Ｌ（Ｌ＝ラムダ）の尺度として測定するラムダセンサである一方、センサ５８は、前置触媒３０の入口での排気ガス温度Ｔを測定する。空気過剰率ラムダは、良く知られている様に、実際に利用することのできるエアマスを分子とし、定められた燃料マスの理論的燃焼のために必要なエアマスを分母として得られる商として定義される。従って、１よりも大きな空気過剰率ラムダは空気の過剰を示しているのに対して、１よりも小さな空気過剰率ラムダは燃料の過剰を示している。排気ガスシステム２８に排気ガス温度センサ５８が備えられている場合には、この温度センサは、排気ガスシステム２８の別の場所、例えばメイン触媒３２の入口に配置することもできる。このことは、とりわけ、メイン触媒３２がＮＯｘ吸蔵型触媒である時に当てはまる。
【００１７】
これ等のセンサや、場合によっては更にその他のセンサの信号から、制御装置４８は内燃機関１０の制御のためのアクチュエータを制御するための制御信号を生成する。図１の実施例では、それ等の信号には、例えば、吸気システム２２の中のスロットルバルブ６２の角度位置を調節するスロットルバルブコントロール６０の制御のための制御信号Ｓ＿Ｌ、制御装置４８がインジェクター２４を制御するための信号Ｓ＿Ｋ、制御装置４８が点火プラグ１６或いは点火装置（この点火装置は、点火電圧を生成するためにコイル及び／又はコンデンサを含んでいることもある）を制御するための制御信号Ｓ＿Ｚ、及び制御装置４８が二次空気弁４６の開口部断面を制御するための制御信号Ｓ＿ＳＬＥ、並びにウェイストゲート弁４２の制御のための制御信号Ｓ＿ＷＧがある。センサ類の説明と同様、ここに示されているアクチュエータの場合にも、図１の描写は確定的なものとは考えられていないということ、及び新しい内燃機関１０にはその他のアクチュエータ、例えば排気ガス再循環弁、タンクエア抜き弁、ガス交換弁１８、２９の可変制御のためのアクチュエータ等が備えられていることがあるということが当てはまる。
【００１８】
その他、制御装置４８はここに提示されている方法及び／又はその実施例を実施し及び／又は対応する方法の流れを制御するために構成され、また、特にそのためにプログラムされている。
【００１９】
好ましい実施例では、制御装置４８は、内燃機関１０に対する出力要求を内燃機関１０によって発生されるべきトルクのための目標値に変換し、且つこのトルクをトルク成分に分割し、このトルク成分は充填気制御に関する制御信号Ｓ＿Ｌによって、燃料計量配分に関する制御信号Ｓ＿Ｋによって、点火制御に関する制御信号Ｓ＿Ｚによって、また過給圧力制御に関する制御信号Ｓ＿ＷＧによって、影響を受ける。充填気の成分は、スロットルバルブ６２の対応する調節或いは制御信号Ｓ＿Ｌを用いたインレット弁１８の可変制御装置によって調節される。燃料成分は、調節値Ｓ＿Ｋを用いて本質的に、噴射された燃料マス及び噴射されるべき燃料マスの一つ又は複数の部分噴射への分割のやり方並びに部分噴射相互間とピストン１４の運動に対する相対的位置によって、それ故噴射タイミングによって、調節される。与えられた空気充填の下での最大可能トルクは、最適の空気過剰率ラムダ、最適の噴射タイミング、及び最適の点火角度で生じる。
【００２０】
図２は、本発明に基づく方法の実施例で用いられている噴射モデルを示している。その際、噴射パルス幅ｔｉ＿１及びｔｉ＿２は、それぞれ吸気行程Ｔａｋｔ＿１、圧縮行程Ｔａｋｔ＿２、作動行程Ｔａｋｔ＿３、及び排気行程Ｔａｋｔ＿４の作動サイクルのクランクシャフト角度 ゜ＫＷ の時の高レベルとして示されている。上死点はＯＴで示されている。
【００２１】
図２は、詳しくは、吸気行程Ｔａｋｔ＿１の中で行われる第一の部分噴射ｔｉ＿１とその後で行われる第二の部分噴射ｔｉ＿２とを持つ、最大排気ガスエンタルピーのための均質分割運転の噴射モデルＭ＿１を示している。第二の部分噴射ｔｉ＿２は常に、クランクシャフト角度ＫＷ＿Ｚの時に開始される点火の前に行われる。既に述べられた様に、ＫＷ＿Ｚは、場合によっては非常に遅く、上死点ＯＴの後の１０゜から３５゜までの領域内にあるので、第二の部分噴射ｔｉ＿２も全て或いは部分的に作動行程Ｔａｋｔ＿３の中に来ることがある。しかしながら、第二の部分噴射は決して点火の手前では行われない。この第一の噴射モデルＭ＿１では、二つの部分噴射への分割の代わりに、噴射される燃料量は三つ以上の部分噴射へ分割されることもある。分割の可能性は、インジェクター２４の少量計量配分能力によって制限される。モデルＭ＿１の場合に重要なのは、少なくとも二つの部分噴射への分割であり、その中の初めの部分噴射は、好ましくは吸気行程Ｔａｋｔ＿１の中で行われ、また後の部分噴射は、如何なる場合にも同じ作動サイクルの中の点火前に行われ、その際燃焼室内の（従って、二次空気無しの）空気過剰率ラムダは１よりも小さく、また排気ガス中の（従って、二次空気が含まれている）空気過剰率ラムダは１よりも大きい。
【００２２】
図３は本発明の方法の実施例としての流れ図を示している。ステップ６４での内燃機関１０のスタートの後、先ずステップ６６で回転数ｎが測定され、ステップ６８で閾値ｎ＿ＳＥと比較される。閾値ｎ＿ＳＥをオーバーしていると（ｙ）、手順はステップ７０へ進められ、このステップ７０では、上述の均質分割運転ＨＳＰが遅延点火とより高い充填率でスタートされる。好ましい実施態様では、内燃機関１０がその際十分に完全に絞りを開けて運転され、その際十分に完全に絞りを開けた状態とは、同じ条件の下での最大可能充填率の少なくとも７５％での運転であると理解されるものとする。
【００２３】
ステップ７２で、十分な過給圧力があると同時に或いは直ぐ後に続いて二次空気弁４６が開かれる。この開弁は、例えば均質分割運転の起動から数秒という程度の定められた時間遅延で或いは過給圧力閾値のオーバーに応じて行われることができる。次いでステップ７４では、二次空気吹き込みの効果を反映することによって、パラメータＡが形成されるか或いは測定される。パラメータとしては、時間カウンタの読み、或いはターボチャージャー３４、マニホールド４０、或いは何れかの触媒３０、３２の温度の特徴を示している大きさが好んで用いられる。その様な大きさの組合わせも又可能である。ステップ７６では、パラメータＡが中断の基準としての閾値Ｓ＿Ａと比較される。Ｓ＿Ａがオーバーされた場合には（ｙ）、ステップ７８で、均質分割運転が終了され、二次空気弁４６が閉じられ、ステップ８０で、内燃機関１０の通常運転へ戻され、排気ガスエンタルピーを引き上げるための特別な措置は行われなくなる。この移行は段階的に行われることもでき、その場合には、先ず二次空気弁４６が閉じられ、次いで均質分割運転が終了される。この順序は逆転されていることもある。
【００２４】
本発明に基づく方法の効果が、図４に示されているエンジン回転数ｎ、過給圧力ｐ、及び制御ビットＳＢの時間的変化によって説明されている。時点ｔ＝０の手前では、内燃機関１０は停止している。従って、図４ａに示されている内燃機関の回転数ｎは先ずゼロに等しく、また図４ｂに示されている過給圧力ｐはおよそ １０００ ｍｂａｒ（〔ミリバール〕）の周囲圧力に対応している。図４ｃに示されている制御ビットＳＢの値は未だ低い。
【００２５】
時点ｔ０では、スターターが内燃機関を毎分２００回転よりわずかに上のスターター回転数まで加速する。燃焼室１２の中での燃焼の始まりと共に内燃機関１０の回転数ｎが上昇し、時点ｔ１で、毎分約４００回転のスタート終了回転数閾値ｎ＿ＳＥをオーバーする。次いで、回転数ｎは約毎分１，２００回転のより高いアイドリング回転数に達する。タービン３６が未だ回転していないか或いは未だ早くは回転していない状態での吸気システム２２からの最初の燃焼室充填気の吸入によって、インレット弁１８の手前での過給圧力ｐは最初は低下する。スタート終了回転数閾値のオーバーと共に、時点ｔ１でアフタースタート段階が始まる。図４ｃの制御ビットＳＢが高いレベルにセットされる。高いレベルにセットされると、本発明に基づく方法或いはその実施態様の一つが実行される。
【００２６】
このアフタースタート段階で、排気ガス中に大きなエンタルピー流を準備するために、制御装置４８は制御パラメータＳ＿Ｚを通じて次善最適点火角度を出力し、この点火角度がそれによって小さくされた点火角度効率を通じてトルク損失をもたらし、このトルク損失は、制御信号Ｓ＿Ｌによって生成される燃焼室１２のより高められた充填率によって補償される。十分に完全に絞りを開くことの結果としての排気ガス中の大きなエンタルピー流によって、排気ガスターボチャージャー３４のタービン３６が急速に加速され、その結果、過給圧力ｐが１２００ ｍｂａｒ 以上の値へ引き上げられる。その様な過給圧力の下では、二次空気パイプ４４の新気側の過給圧力二次空気パイプ４４の排気ガス側の間の圧力差が、二次空気弁４６が開かれた時に新気を吸気システム２２から排気ガスシステム２８の中へ流れ込ませるために、十分大きくなる。
【００２７】
従って、制御装置４８は、開弁制御信号Ｓ＿ＳＬＥを出力することによって二次空気弁４６を開かせる。燃料の制御信号Ｓ＿Ｋの補足的制御によって、全体として排気ガス中の空気過剰率ラムダが理論的領域内に、例えば空気過剰率ラムダ＝１．１に調節される。排気ガス中に吹き込まれる新気の量に応じて、燃焼室１２内の空気過剰率ラムダは、理論値以下（ラムダ＜１、燃料過剰）にも成り得る、対応する小さな値に調節される。これによって、燃焼室内に閉じ込められている燃料／空気混合気の良好な点火性と安定した燃焼が生まれる。同時に、排気ガス中の理論値を越える空気過剰率は、とりわけスタート終了後の最初の段階では重要である。何故なら、未だ冷たい前置触媒３０が最初は未だ炭化水素を還元することができないからである。従って、環境中に達する炭化水素の排出を抑制するための唯一の可能性は、先ず内燃機関１０の未処理物質排出を抑制することにある。この抑制は、１よりも大きな排気ガス中の空気過剰率ラムダでの運転の望ましい結果として得られる。
【００２８】
高められた充填率によって大きな排気ガス量が生成されるが、この排気ガスは更に、次善最適点火角度効率の故に、比較的高い温度を持ち、また酸素過剰状態となっている。これによって、全体として大きな熱流或いはエンタルピー流が生み出される。時点ｔ２で、中断基準が満たされるや否や、排気ガスエンタルピーの上昇が終了される。次いで、内燃機関１０の回転数ｎが内燃機関の、一般に毎分５００から８００回転の間にある通常のアイドリング回転数へ降下する。通常運転の際に必要となる程度を越えた絞りの開きは終了される。それによって、再びそれ程広くは開かれなくなったスロットルバルブ６２とインレット弁１８との間の圧力ｐが大きく低下する。図４ｂのグラフでは、その圧力はおよそ４００ ｍｂａｒまで落ちているが、その際の実際の値はそれぞれの内燃機関によって、またその他の条件によって、変わって来ることがある。低い圧力は最早二次空気の吹き込みのためには足りないので、二次空気弁４６はタイミングに合わせて閉じられる。
【００２９】
圧力差ｄｐは、時点ｔ１とｔ２の間に上昇した排気ガスエンタルピーによって生み出され、且つ二次空気吹き込みのために利用される圧力変化の程度を示している。この圧力変化を二次空気の吹き込みのために利用するというアイディアが無かったならば、均質分割運転の結果として生成される、引き上げられた排気ガスエンタルピーは、むしろウェイストゲート弁４２の開弁によってバイパスされてしまったことになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ガソリン直接噴射装置と制御装置とを備えた内燃機関を示す。
【図２】本発明に基づく方法の実施態様で用いられる噴射モデルを示す。
【図３】本発明の方法を説明するための流れ図を示す。
【図４】本発明に基づく方法の実施態様の実施の際の内燃機関の諸運転パラメータの時間相関図を示す。
【符号の説明】
【００３１】
１０…内燃機関
１２…燃焼室
１４…ピストン
１６…点火プラグ
１８…インレット弁
２０…アウトレット弁
２２…吸気システム
２４…インジェクター
２６…燃料
２８…排気ガスシステム
３０…三元触媒
３２…触媒
３４…排気ガスターボチャージャー
３６…タービン
３８…コンプレッサー
４０…マニホールド
４２…ウェイストゲート弁
４４…二次空気パイプ
４６…二次空気弁
４８…制御装置
５０…回転角度センサ
５２…エアマス計
５４…圧力センサ
５６、５８…排気ガスセンサ
６０…スロットルバルブコントロール
６２…スロットルバルブ
゜ＫＷ…クランクシャフト角度
Ｌ…ラムダ
ｍＬ…エアマス
Ｐ…吸気システム内の圧力
Ｓ＿Ｋ…燃料計量配分に関する制御信号
Ｓ＿Ｌ…充填気制御に関する制御信号
Ｓ＿ＳＬＥ…制御信号
Ｓ＿ＷＧ…過給圧力制御に関する制御信号
Ｓ＿Ｚ…点火制御に関する制御信号
Ｔ…排気ガス温度
【図１】
2009133309.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009133309.tif 000005
【図４】
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