JP3664115B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の空燃比センサの特性変動検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の排気中のHC、CO、NOxを三元触媒によって同時に浄化するには、触媒雰囲気を理論空燃比(以下ストイキという)に維持する必要があり、ストイキから少しでもずれたときの浄化効率が低下することのないように、触媒に酸素ストレージ能力(酸素保持能力)を持たせているものが知られている。
【0003】
ストイキよりもリーンな排気を与えると、触媒が排気中の酸素を取り込み、この酸素ストレージ量が飽和するまでは、触媒雰囲気をストイキに維持できる。また、ストイキよりもリッチな排気を与えると、触媒が保持している酸素が放出され、保持酸素のすべてを放出するまでは、触媒雰囲気をストイキに維持する。このようにして一時的な空燃比のずれから生じる酸素の過不足分を触媒が補い、触媒雰囲気を実質的にストイキに保つことが可能となる。
【0004】
触媒の酸素ストレージ量が常に目標値、例えば最大ストレージ量の半分程度となるように空燃比を制御してやると、酸素の取り込みと放出の容量が均等化し、空燃比のストイキからのリッチ、リーンのいずれ側の変動に対しても吸収能力が高められ、排気の浄化効率を最良に保てる。
【0005】
そこで、触媒上流に設置した空燃比センサの出力に基づいて、触媒に流入する排気の酸素過不足量(空燃比から換算する)を積算して触媒の酸素ストレージ量を求め、この酸素ストレージ量が目標値と一致するように空燃比をフィードバック制御する提案が、特開平5−195842号公報や特開平7−259602号公報によってなされている。
【0006】
【発明が解決すべき課題】
しかし、触媒の上流側に設置される空燃比センサは、高い排気温度に晒されることなどから経時的に劣化しやすく、またセンサ製造時の品質のバラツキもあって空燃比の出力特性に変動、具体的には検出特性がリッチ側またはリーン側へのシフトを生じることがある。検出される空燃比に誤差を生じると、空燃比センサの出力に基づいて演算した触媒の酸素ストレージ量が不正確になり、結果として触媒の酸素ストレージ量を目標値に収束させられなくなる。
【0007】
本出願人は特願2000−46104号により、触媒下流にも空燃比センサを設け、この空燃比センサの出力から上流側空燃比センサの出力特性の変動を判断することを提案している。
【0008】
これは、上流側の空燃比センサの出力に基づいて酸素ストレージ量が目標値となるように制御しているにもかかわらず、下流側の空燃比センサが一定時間以上にわたり、空燃比のリーンまたはリッチを検出することがあると、実際の酸素ストレージ量が目標値から大きくずれていると判定し、そして、この誤差の原因は上流側空燃比センサの出力特性が正規の状態から変動しているためであると認定するものである。この場合、上流側空燃比センサの出力特性に変動を生じたときは、下流側で検出された空燃比から、上流側空燃比センサがどちらの方向に出力シフトしているか判断し、これに基づいてセンサ出力を補正することにより、酸素ストレージ量が正確に目標値に一致するようにしている。
【0009】
ところで、上流側空燃比センサの出力特性の変動については、下流側の空燃比センサの出力がリーンまたはリッチに切り替わってから一定時間を経過したきに判断を行っている。これはセンサ出力変動以外の原因で空燃比が一時的に変化した場合などを除外するためで、定性的に空燃比がずれているときに限り、上流側空燃比センサに出力変動があると認定するためである。
【0010】
しかし、上流側の空燃比が変化して触媒の酸素ストレージ状態が変わっても、これを下流側空燃比の変化としてとらえるまでの時間は、触媒の劣化状態や内燃機関の運転条件によって変化するので、下流側空燃比がストイキからリーンまたはリッチに変化してからの判定時間を常に一定の時間としていると、必ずしも的確な判断ができないことがある。
【0011】
例えば触媒が劣化すると酸素のストレージ能力が低下するので、仮に空燃比がリーン側にずれを生じたとして、そのずれにより下流側がリーンに切り替わるまでの時間が短く、これに対して触媒が劣化していない新品時などは、酸素ストレージ能力が高いので、下流側側がリーンに切り替わるまでの時間は長くかかり、したがって新品時を対象にして判定時期を設定すると、劣化時にはタイミングが遅すぎ、あるいは劣化時を対象にして判定時期を設定すると、新品時にはタイミングが早すぎることになり、いずれも上流側の空燃比センサの出力変動を適切に判断することができないことになる。
【0012】
本発明はこのような問題を解決するために、空燃比センサの出力特性の変動を判定する判定時期をそのときの条件によって可変とすることにより、常に適正な出力変動の判定を行えるようにすることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、排気空燃比に応じて排気中の酸素を取り込み、あるいは放出する酸素ストレージ能力のある触媒と、この酸素ストレージ量が目標値になるように空燃比を制御する装置において、前記触媒上流に設置した空燃比センサと、前記触媒下流に設置した空燃比センサと、前記触媒の上流側の空燃比センサの出力に基づいて酸素ストレージ量を推定し、この酸素ストレージ量が目標値と一致するように空燃比を制御する手段と、下流側の空燃比センサの出力がそのときの運転条件により可変的に設定される判定時期を越えてリーンまたはリッチを継続したときに上流側空燃比センサの出力を補正する更正手段とを備える。
【0014】
第2の発明は、第1の発明において、前記判定時期は触媒の劣化度合いに応じて設定される。
【0015】
第3の発明は、第2の発明において、前記判定時期は触媒の劣化度合いが進むほど早い時期に設定される。
【0016】
第4の発明は、第1から第3の発明において、前記判定時期は機関の運転状態に応じて設定される。
【0017】
第5の発明は、第4の発明において、前記判定時期は吸入空気量の積算値に応じて設定される。
【0018】
第6の発明は、第5の発明において、前記判定時期は吸入空気量が多いほど早い時期に設定される。
【0019】
第7の発明は、第1から第6の発明において、前記補正量は前記判定時期における下流側の空燃比センサの出力に応じて設定される。
【0020】
第8の発明は、第1から第7の発明において、前記更正手段は、前記補正量の積算値であるシフト量が所定値を超えた場合に上流側空燃比センサの異常を判定する。
【0021】
【作用、効果】
第1の発明において、触媒の酸素ストレージ量は常に目標値になるように制御されるため、触媒上流側の空燃比に多少の変動があっても、触媒の酸素ストレージ能力により、触媒下流側の空燃比はストイキに維持される。しかし、上流側の空燃比センサの出力変動があると、触媒の酸素ストレージ量は目標値からずれてくる。例えば、上流側の空燃比センサの出力が、正規の状態よりも見かけ上はリッチ側にシフトしていると、酸素ストレージ量が不足していると判断され、空燃比がリーン側に制御される。この状態が継続していくうちに、触媒の酸素ストレージ量が飽和し、下流側の空燃比がストイキからリーン側となる。このような状態が継続したときに、上流側空燃比センサの出力に変動(出力シフト)があるものと見なされ、リッチ側またはリーン側に対応して上流側空燃比センサの出力の補正が行われる。
【0022】
この場合、下流側の空燃比がリーンまたはリッチを継続したときの判定時期については、そのときの条件により可変的に設定されているため、より的確な判断が行える。
【0023】
具体的には、第2、第3の発明では、触媒の劣化の度合いによって酸素ストレージ能力が変化し、触媒が劣化しているときは空燃比の変化により下流側の空燃比が切り替わるまでの時間が短く、新品時には逆に長くなるが、これらに応じて判定時期を設定することにより、常に適切な判断を行うことができる。
【0024】
また、第4から第6の発明では、機関の運転状態、例えば吸入空気量の大きさにより、下流側の空燃比が変化するまでの時間が異なっても、これらに応じて、小吸入空気量時には判定時期が遅くなり、大吸入空気量時には判定時期が早くなるので、同じく常に適正な判断を行うことが可能となる。
【0025】
第7の発明では、補正量を下流側の空燃比センサの出力に応じて設定することにより、応答性と収束性にすぐれた補正が行える。
【0026】
第8の発明では、補正により対処できない故障であると判定し、運転者に対する故障の警告と修理、交換を促すことができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0028】
図1は本発明が適用される排気浄化装置の概略構成を示し、エンジン1の排気管2には触媒3が設けられ、その上流にはリニア特性な空燃比センサ4、下流には空燃比センサ(酸素センサ)5が設置され、これらセンサ出力に基づいてエンジン1に供給する燃料の空燃比を制御するコントローラ6が備えられる。
【0029】
エンジン1の吸気管7にはスロットル弁8と、スロットル弁8により調整された吸入空気量を測定するエアフローメータ9が設けられる。
【0030】
触媒3はいわゆる三元触媒であって、触媒雰囲気が理論空燃比のときにNOx、HC、COを最大効率で浄化する。触媒3は触媒担体がセリア等の酸素ストレージ材で被覆されており、流入する排気の空燃比に応じて酸素を保持したり、放出する機能(酸素ストレージ機能)を有している。
【0031】
触媒3の上流に設けた空燃比センサ4は排気の空燃比に応じたリニアな出力特性をもち、下流側の空燃比センサ5は排気の酸素濃度を検出する。
【0032】
また、エンジン1には冷却水の温度を検出する温度センサ10が取付けられ、エンジン1の運転状態と共に触媒3の活性化状態などを判定するため等に用いられる。
【0033】
コントローラ6はマイクロプロセッサ、RAM、AOM、I/Oインターフェイスなどで構成され、エアフローメータ9と、上流側空燃比センサ4の出力に基づいて触媒3の酸素ストレージ量を演算し、このストレージ量が目標値にとなるように空燃比をフィードバック制御する。
【0034】
酸素ストレージ量の演算は、触媒上流の排気空燃比とそのときの吸入空気量から推定する。まず、触媒上流の排気空燃比から換算して排気中の酸素の過剰または不足する割合である酸素過剰率を求める。酸素過剰率はストイキのときをゼロとして、リーン側で正、リッチ側で負の値となる。
【0035】
酸素過剰率とそのときの吸入空気量とから触媒3に吸収される酸素量または放出される酸素量が分かり、これを積算していくことで触媒3の酸素ストレージ量を推定できる。予め触媒3の最大酸素ストレージ量を実験等により確認しておき、例えばその半分の保持量を目標値として設定し、酸素ストレージ量がこの目標値と一致するように空燃比を制御するのである。
【0036】
演算した酸素ストレージ量が目標値よりも少ないときは、目標空燃比をリーン側にして保持量を増やし、逆に目標値よりも多いときはリッチ側にして酸素ストレージ量を減らし、これらにより目標値に一致させる。
【0037】
ただし、空燃比の目標値としては、エンジンの運転要求からも制御され、基本的には理論空燃比となるようにフィードバック制御されるので、目標ストレージ量からのずれ分を修正するにしても、その修正量については運転性を悪化させない範囲に、理論空燃比に対しての修正幅が制限される。
【0038】
また、演算誤差により演算された酸素ストレージ量と実際の酸素ストレージ量との間にずれを生じるが、下流側空燃比センサ5の検出する酸素濃度に基づいて、例えばエンジンの燃料カット時などに、燃料カットに移行してから所定のタイミングで演算した酸素ストレージ量のリセットを行い、ずれを修正する。
【0039】
なお、触媒3の酸素ストレージ量の演算方法については、本出願人よる特願平10−295110号等にも詳しく記載されている。
【0040】
さらに本発明では、コントローラ6は、酸素ストレージ量を演算するための上流側の空燃比センサ4の出力が正常かどうか判断し、もしもセンサ劣化などにより出力変動(出力シフト)を生じているときは、これに応じて上流側空燃比センサ4の出力を補正し、酸素ストレージ量を正しく目標値に収束させるようになっている。
【0041】
触媒3の酸素ストレージ量は常に目標値になるように制御されるため、触媒上流側の空燃比に多少の変動があっても、触媒の酸素ストレージ能力により、触媒下流側の空燃比はストイキに維持される。しかし、上流側の空燃比センサ4の出力に誤差があると、触媒の酸素ストレージ量は目標値からずれてくる。例えば、上流側の空燃比センサの出力が、正規の状態よりも見かけ上はリッチ側にシフトしていると、酸素ストレージ量が不足していると判断され、空燃比がリーン側に制御される。この状態が継続していくうちに、触媒の酸素ストレージ量が飽和し、下流側の空燃比がストイキからリーン側となる。
【0042】
このような状態がそのときの条件に応じて可変となる所定の判定時期(判定タイミング)を越えて継続したときに、上流側空燃比センサ4の出力に変動(出力シフト)があるものと見なして、下流側空燃比のリッチまたはリーンに対応して上流側空燃比センサ4の出力の補正を行うのである。
【0043】
この判定時期については、図2にも示すように、この実施形態では触媒3の劣化状態に応じて変化し、酸素ストレージ能力の高く、空燃比変動に対する吸収能力が高い、触媒3の新品時には判定時期が遅くなり、劣化がすすむほど判定時期は早くなる。触媒3の劣化度合いについては、例えば車両の走行距離の積算値などに応じて決められる。
【0044】
この制御内容を図3のフローチャートにしたがって詳しく説明する。
【0045】
このフローは基本空燃比がストイキとなる運転状態において、コントローラ6において一定の時間毎に繰り返し実行される。
【0046】
ステップS1では、触媒上流側の空燃比センサ4の出力に基づいて触媒3の酸素ストレージ量が目標値となるように空燃比の制御が行われる。目標空燃比が酸素ストレージ量の演算値と目標値との比較に基づいて決定され、この目標空燃比となるようにエンジン1への燃料供給量が制御される。
【0047】
次いで、ステップS2で下流側の空燃比センサ5の出力から空燃比がストイキかどうか判断され、ストイキのときは制御動作を終了する。通常は触媒3の酸素ストレージ能力により、触媒下流の排気空燃比はストイキになるが、触媒3の酸素ストレージ量が飽和状態になったり、あるいは全部の酸素が放出されたときなど、下流側空燃比がストイキから変動する。
【0048】
ストイキでないと判断されたときは、ステップS3に進み、リッチまたはリーンになってからの時間を計測する。ステップS4でこの計測時間が触媒の劣化状態に応じて設定される可変的な判定時期と対比され、この判定時期に達したかどうかの判断を行い、判定時期を経過したときは上流側空燃比センサ4の出力にずれが生じているものと判断し、ステップS5において上流側空燃比センサ4の出力変動量、つまり出力のシフト量を演算し、これを空燃比制御にフィードバックする。
【0049】
このシフト量の演算は次のようにして行う。
【0050】
上流側の空燃比センサ4の出力が実際の空燃比よりも見かけ上、リッチ側にシフト(正規値からのずれ)していると、このセンサ出力に基づいて酸素ストレージ量が目標値となるようにフィードバック制御すると、実際の酸素ストレージ量は目標値よりも多くなる。これを継続することにより、やがて触媒3の酸素ストレージ量が飽和し、下流側の空燃比がストイキからリーン側となってしまう。したがってこの場合には、上流側の空燃比センサ4の出力に対して一定量だけリーン側への補正を行い、これを空燃比の制御にフィードバックする。
【0051】
逆に上流側の空燃比センサ4の出力が実際の空燃比よりも見かけ上、リーン側にシフトしていると、実際の酸素ストレージ量が目標値よりも少なくなり、やがてゼロとなり、下流側の空燃比がストイキからリッチ側になる。この場合には、図4にも示すように、上流側空燃比センサ4の出力変動を補正するために上流側空燃比センサ出力を一定量だけリッチ側へ補正する。この補正結果は空燃比制御の学習値として記憶されていき、何度かの補正があるときは、順次加算されていく。そしてこの補正により空燃比はリッチ側に所定量だけ修正される。
【0052】
また、この補正量については、一定値とするのではなく、下流側空燃比センサ5の出力の絶対値の大きさに応じて変化させることもできる。この場合には酸素ストレージ量を補正後短時間のうちに目標値に収束させられる。
【0053】
一方、ステップS6では、このセンサ出力に対するシフト量の積算値から上流側空燃比センサ4の異常判定を行う。
【0054】
上流側の空燃比センサ4の補正量を積算していき、その積算量の絶対値が所定の制限値に達したときに、空燃比センサ4の異常であると判断するもので、空燃比センサ4の劣化が進んで、そのセンサ出力の積算補正量がある限度に達したときは、安定した空燃比制御が難しくなり、排気性能に悪影響を及ぼす可能性があるので、異常を判定し、報知することにより早期の修理、交換を促すのである。
【0055】
なお、出力のシフト量は下流側空燃比センサ5がリーン側を示しているときは正の固定値、リッチ側を示しているときは負の固定値として算出され、これらを積算した補正量の絶対値が、予め設定した限界値に達したときに異常であると判定する。異常がなければ、最初の状態に戻り、上記した動作を繰り返し実行する。
【0056】
以上の制御動作において、前記下流側空燃比がストイキからいずれかにずれているときの判定時期については、触媒3の劣化状態に応じて変化し、劣化していないときには新品時には、判定時期が遅くなり、劣化するのに伴い判定時期は早くなる。これにより、図4のようにして行われる、上流側空燃比センサ4のシフト補正が誤って行われることのないようする。
【0057】
触媒3の酸素ストレージ能力の高いときは、空燃比変動に対する吸収能力が高いために、上流側空燃比を切り替えてから下流側空燃比が変化するまでの時間が長くかかり、したがって触媒新品時には下流側空燃比がストイキからずれていることを判定するための判定時期を、触媒劣化時に比べて遅らせることで、不必要に上流側空燃比センサ4の出力のシフト補正が行われないようにできる。
【0058】
上流側空燃比センサ4の出力が補正されると、空燃比がセンサシフト方向と反対方向に所定量だけステップ的に変化するが、この空燃比の変化が触媒下流側に到達するのは触媒3の酸素ストレージ能力により異なり、新品時ほど空燃比変化の吸収能力が高いために、遅れが大きくなるのである。
【0059】
また、逆に触媒劣化時には酸素ストレージ能力が低く、空燃比の変動に対する吸収能力が低いので、上流側空燃比を切り替えてから下流側空燃比が変化するまでの時間が短く、そこで上記判定時期を早くすることにより、上流側空燃比センサのシフト補正を的確に行える。
【0060】
このようにして、上流側空燃比センサ4の出力変動を適切に修正することができ、排気の悪化や燃費の増大が確実に避けられる。
【0061】
次に図5に基づいて他の実施形態を説明する。
【0062】
ここでは、そのときのエンジンの運転状態、すなわち、吸入空気量に応じて下流側空燃比がストイキからずれている期間の判定時期を変化させている。
【0063】
図6にも示すように、上流側空燃比が切り替わったときに下流側空燃比が切り替わるまでの時間遅れは、エンジン吸入空気量に応じて変化し、吸入空気量が少ないアイドル運転時などは、吸入空気量の大きなエンジン高出力運転時などに比較して、時間遅れがそれだけ大きくなる。
【0064】
そこで、吸入空気量の大小に応じて上記した判定時期を変化させ、低吸入空気量時ほど判定時期を遅らせるようにしたのである。
【0065】
以下、図5により制御内容を説明するが、図3と重複する部分については原則的に省略する。
【0066】
ステップS11ではステップS1と同じく酸素ストレージ量が目標値となるように上流側空燃比センサ4の出力に基づいて空燃比制御が行われ、ステップS12で下流側の空燃比センサ5の出力から空燃比がストイキかどうか判断され、ストイキでないと判断されたとき、つまりリーンまたはリッチのときは、ステップS13に進み、吸入空気量の積算値ΣQa×f(HOSCMAX)を求め、これを所定の判定値RSTLIMと比較する。
【0067】
図7にも示すように、下流側空燃比センサ4の出力がストイキからリーンに変化したとして、このリーンに変化してからの時間の積算値が、判定値を越えたら、上流側空燃比センサ4の出力変動があったものと見なして、出力補正を行うのである。この場合、吸入空気量が相対的に少ないときには、判定値に到達するまでに長い時間がかかり、吸入空気量が相対的に大きいときは、判定値に達するまでの時間は短くなり、この間に下流側の空燃比が変化しない、つまりストイキからいずれかにずれたままのときは、ステップS14で上流側空燃比センサの出力シフト補正が実行されるのである。
【0068】
このようにして判定値に達するまでの時間が吸入空気量に応じて長くなったり、短くなったりすることで、結果的には判定時期を吸入空気量に応じて遅らせたり、早めたりすることと同義となり、上流側空燃比センサのシフトを正確に判断できる。
【0069】
また、ステップS15では前記ステップS6と同じようにしてセンサの異常判定を行う。
【0070】
上流側空燃比センサ4の更正が行われ、正規な状態に戻ったとしても、これを下流側で確認するまでの時間はそのときの吸入空気量、すなわち排気流量に応じて異なり、例えばアイドル時など空気量が少ないときにリーンからストイキに空燃比が切り替わっても、下流側がストイキになるまでの時間が長くかかり、その間に再びリーンであると判定してしまうと、再度上流側空燃比センサの出力が補正されてしまい、実態とそぐわない結果となる。しかし、このように吸入空気量の積算値を所定の判定値と比較することで、結果的には小吸入空気量時には判定時期が遅くなり、大吸入空気量時には判定時期が早くなるので、常に適正な判断を行うことが可能となる。
【0071】
なお、この第2の実施形態は第1の実施形態と組み合わせることも可能であり、この場合には、例えば、吸入空気量の積算値を比較する判定値の大きさを、触媒の劣化度合いに応じて変化させればよい。
【0072】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の概略構成図である。
【図2】触媒劣化時と新品時の酸素ストレージ能力と下流側空燃比センサの出力特性を示す説明図である。
【図3】同じくその制御動作を示すフローチャートである。
【図4】触媒下流側の空燃比と上流側空燃比センサの補正量との関係を示す説明図である。
【図5】第2の実施形態の制御動作を示すフローチャートである。
【図6】吸入空気量と下流側空燃比センサの出力特性を示す説明図である。
【図7】触媒下流側の空燃比と上流側空燃比センサの補正量との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1 エンジン
3 触媒
4 上流側空燃比センサ
5 下流側空燃比センサ
6 コントローラ
Claims (8)
- 排気空燃比に応じて排気中の酸素を取り込み、あるいは放出する酸素ストレージ能力のある触媒と、この酸素ストレージ量が目標値になるように空燃比を制御する装置において、
前記触媒上流に設置した空燃比センサと、
前記触媒下流に設置した空燃比センサと、
前記触媒の上流側の空燃比センサの出力に基づいて酸素ストレージ量を推定し、この酸素ストレージ量が目標値と一致するように空燃比を制御する手段と、
下流側の空燃比センサの出力がそのときの運転条件により可変的に設定される判定時期を越えてリーンまたはリッチを継続したときに上流側空燃比センサの出力を補正する更正手段とを備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 前記判定時期は触媒の劣化度合いに応じて設定される請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記判定時期は触媒の劣化度合いが進むほど早い時期に設定される請求項2に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記判定時期は機関の運転状態に応じて設定される請求項1〜3のいずれか一つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記判定時期は吸入空気量の積算値に応じて設定される請求項4に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記判定時期は吸入空気量が多いほど早い時期に設定される請求項5に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記補正量は前記判定時期における下流側の空燃比センサの出力に応じて設定される請求項1〜6のいずれか一つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記更正手段は、前記補正量の積算値であるシフト量が所定値を超えた場合に上流側空燃比センサの異常を判定する請求項1〜7のいずれか一つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
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DE69634349T2 (de) * | 1995-10-26 | 2006-04-13 | Toyota Jidosha K.K., Toyota | Feststellungsvorrichtung der Katalysatorverschlechterung einer Brennkraftmaschine |
US5842339A (en) * | 1997-02-26 | 1998-12-01 | Motorola Inc. | Method for monitoring the performance of a catalytic converter |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180122552A (ko) * | 2017-05-03 | 2018-11-13 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 촉매 컨버터의 충전 레벨을 제어하기 위한 방법 및 제어 장치 |
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