DE10061685A1 - Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung - Google Patents
Katalysatortemperatur-SchätzvorrichtungInfo
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Abstract
Es wird eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung angegeben, welche die Temperatur eines an einer Brennkraftmaschine (1) eines Fahrzeugs angebrachten Katalysators (15) durch Vorsehen verschiedener Katalysatortemperatur-Schätzparameter schätzen kann, wenn die Brennkraftmaschine (1) in einem Leerlaufstoppzustand ist. Wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine (1) gestoppt ist, wird die Temperatur des Katalysators (15) auf der Basis von Temperaturkoeffizienten während des Maschinenstopps geschätzt. Die Schätzung der Katalysatortemperatur auch während eines Leerlaufstopps der Maschine ermöglicht eine genaue und schnelle Schätzung der Katalysatortemperatur, wenn die Maschine (1) aus dem Lerrlaufstoff heraus wieder angelassen wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung zum
Schätzen der Temperatur eines im Abgassystem einer Brennkraftmaschine
angeordneten Katalysators, und sie betrifft insbesondere eine Katalysator
temperatur-Schätzvorrichtung, die die Katalysatortemperatur auch dann
schätzen kann, wenn die Brennkraftmaschine gestoppt ist.
Um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern und die Emission schädlicher
Komponenten zu reduzieren, wurde kürzlich eine automatische Start-und-
Stopp-Vorrichtung vorgeschlagen, die die Maschine unter bestimmten
Fahrzuständen automatisch stoppt und die Maschine automatisch wieder
anlässt, wenn der Fahrer das Fahrzeug zum Wiederanfahren bedient. Ein
Beispiel dieser automatischen Start-und-Stopp-Vorrichtung stoppt die
Maschine, wenn die Maschine im Leerlaufbetrieb ist und das Bremspedal
niedergedrückt ist und die Schaltstellung des Getriebes in der Neutralstel
lung ist und wenn die Fahrgeschwindigkeit null ist (nachfolgend wird dieser
Maschinenstoppzustand als Leerlaufstopp bezeichnet).
Insbesondere im Falle eines Hybridfahrzeugs, das sowohl mit einem Elek
tromotor als auch einer Brennkraftmaschine als Fahrantriebsquellen des
Fahrzeugs versehen ist, kann die einmal gestoppte Brennkraftmaschine
leicht wieder angelassen werden, da die Brennkraftmaschine durch den in
dem Fahrzeug angebrachten Motor angelassen werden kann, und dieser
Leerlaufstoppbetrieb wird für die Hybridfahrzeuge benutzt.
Um kompatibel für einen Schutz des im Abgassystem der Brennkraftma
schine angeordneten Katalysators als auch für eine geringe Kraftstoffver
brauchsrate zu sorgen, schlägt beispielsweise die ungeprüfte japanische
Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. Hei 10-205375 eine Vorrichtung
zum Schätzen der Temperatur des im Abgassystem der Brennkraftmaschine
angeordneten Katalysators vor, und sie erhöht die Kraftstoffzufuhr, wenn
die Last hoch wird. Jedoch schätzt die in dieser Hei 10-205375 offenbarte
Vorrichtung, dass die Temperatur des Katalysators ausreichend niedrig
geworden ist, und setzt die geschätzte Temperatur auf einen Anfangswert,
wenn die Maschine gestoppt und wieder angelassen wird.
Wenn jedoch die oben beschriebene herkömmliche Vorrichtung bei Hybrid
fahrzeugen mit Leerlaufstoppfunktion angewendet werden soll, wird die
geschätzte Katalysatortemperatur auch dann auf die niedrige Anfangs-
Katalysatortemperatur gesetzt, wenn die Maschine wieder angelassen wird,
bevor die Katalysatortemperatur auf den Pegel der niedrigen Anfangstem
peratur fällt. Es kommt daher zu Problemen, dass nämlich die geschätzte
Katalysatortemperatur einen Fehler beinhaltet und dass es Zeit benötigt, bis
die geschätzte Temperatur die tatsächliche Katalysatortemperatur erreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Katalysatortemperatur-Schätzvor
richtung für eine Brennkraftmaschine anzugeben, welche die Schätzung der
Katalysatortemperatur zu jeweils vorbestimmten Intervallen durchführt,
indem sie ferner Parameter zur Berechnung der Katalysatortemperatur
während des Leerlaufstoppbetriebs bereitstellt.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung
vorgeschlagen, umfassend:
eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine;
einen Katalysator, der im Abgassystem der Brennkraftmaschine angeordnet ist;
eine Temperaturschätzeinrichtung zum Schätzen einer Temperatur des Katalysators auf der Basis der Ausgabe der Betriebszustand-Erfas sungseinrichtung; und
eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die Brennkraftma schine läuft oder gestoppt ist;
wobei, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Brenn kraftmaschine gestoppt ist, die Temperaturschätzeinrichtung die Tempera tur des Katalysators auf der Basis vorbestimmter Werte schätzt, die wäh rend des Maschinenstopps benutzt werden.
eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine;
einen Katalysator, der im Abgassystem der Brennkraftmaschine angeordnet ist;
eine Temperaturschätzeinrichtung zum Schätzen einer Temperatur des Katalysators auf der Basis der Ausgabe der Betriebszustand-Erfas sungseinrichtung; und
eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die Brennkraftma schine läuft oder gestoppt ist;
wobei, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Brenn kraftmaschine gestoppt ist, die Temperaturschätzeinrichtung die Tempera tur des Katalysators auf der Basis vorbestimmter Werte schätzt, die wäh rend des Maschinenstopps benutzt werden.
Bevorzugt kann die die Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung enthal
tende Maschine einen Leerlaufstopp ausführen.
Die Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten <
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm der schematischen Struktur einer Brenn
kraftmaschine und einer Steuer/Regelvorrichtung der Ma
schine nach einer Ausführung;
Fig. 2 ein Flussdiagramm des Maschinenstoppausführungs-Bestim
mungsflusses dieser Ausführung;
Fig. 3 ein Flussdiagramm des Katalysatortemperatur-Schätzflusses
der Ausführung;
Fig. 4 ein Diagramm eines TCTM-Kennfelds, welches die Katalysa
tortemperatur-Kennfeldwerte TCTM speichert;
Fig. 5 einen Graph des Atmosphärendruck-Korrekturkoeffizienten
KTCTPA;
Fig. 6 einen Graph der Ansauglufttemperatur-Korrekturkonstanten
DTCTTA;
Fig. 7 einen Graph der Zündzeitpunkt-Korrekturkonstanten DTCTIG;
Fig. 8 einen Graph der Motorkühlmitteltemperatur-Korrekturkonstan
ten DTCTTW; und
Fig. 9 eine CTCT-Tabelle zur Bestimmung eines Katalysatortempera
tur-abhängigen Korrekturkoeffizienten CTCT.
Nachfolgend wird eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung bei einer
Steuer/Regelvorrichtung eines Hybridfahrzeugs nach einer Ausführung der
Erfindung beschrieben.
Es folgt zunächst eine Erläuterung von Zuständen oder Bedingungen, unter
denen der Leerlaufstoppbetrieb der Brennkraftmaschine ausgeführt wird,
und dann folgt eine Erläuterung über verschiedene Prozesse, die von der
Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung der Brennkraftmaschine in Ant
wort auf verschiedene Maschinenzustände, wie etwa dem Leerlaufstopp
betrieb, ausgeführt werden.
Zunächst zu Fig. 1. Dort ist die Gesamtanordnung einer Brennkraftma
schine (nachfolgend einfach als "die Maschine" bezeichnet) und eines
Kraftstoffzufuhr-Steuer/Regelsystems davon nach einer Ausführung erläu
tert.
In der Figur ist mit 1 die Brennkraftmaschine gezeigt, die einen Zylinder
block besitzt, mit der ein Abgasrohr 2 verbunden ist. In dem Abgasrohr 2
ist ein Drosselventil 3 angeordnet. Ein Drosselventilöffnungs-(TH)-Sensor 4
ist mit dem Drosselventil 3 verbunden und ist mit einer elektronischen
Steuereinheit (nachfolgend als "die ECU" bezeichnet) 5 elektrisch verbun
den, um der ECU 5 ein elektrisches Signal zuzuführen, das die erfasste
Drosselventilöffnung TH angibt.
Ferner mit der ECU 5 elektrisch verbunden sind ein Drosselaktuator 23 zum
Antrieb des Drosselventils 23 sowie ein Gaspedalstellungs-(AP)-Sensor 25
zum Erfassen der Stellung AP eines nicht gezeigten Gaspedals eines Fahr
zeugs, in dem die Maschine angebracht ist. Die ECU 5 steuert/regelt den
Betrieb des Drosselaktuators 23 in Antwort auf die vom Gaspedalstellungs
sensor 25 erfasste Gaspedalstellung AP.
Kraftstoffeinspritzventile 6, von denen nur eines gezeigt ist, sind in das
Ansaugrohr 2 an Orten zwischen dem Zylinderblock der Maschine 1 und
dem Drosselventil 3 und ein wenig stromauf jeweiliger nicht gezeigter
Einlassventile eingesetzt. Die Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer
nicht gezeigten Kraftstoffpumpe verbunden und sind mit der ECU 5 elek
trisch verbunden, so dass ihre Ventilöffnungsdauern durch Signale de ECU
5 gesteuert werden.
Andererseits ist ein Ansaugrohrabsolutdruck-(PBA)-Sensor 8 mit dem
Inneren des Ansaugrohrs 2 über eine Leitung 7 an einem Ort unmittelbar
stromab des Drosselventils 3 verbunden, um den Absolutdruck oder An
saugdruck (PBA) innerhalb des Ansaugrohrs 2 zu erfassen, und er ist
elektrisch mit der ECU 5 verbunden, um der ECU 5 ein elektrisches Signal
zuzuführen, das den erfassten Absolutdruck PBA angibt. Ferner ist ein
Ansauglufttemperatur-(TA)-Sensor 9 in das Ansaugrohr an einem Ort
stromab des PBA-Sensors 8 eingesetzt, um der ECU 5 ein elektrisches
Signal zuzuführen, das die erfasste Ansauglufttemperatur TA angibt.
Ein Maschinen-Kühlmitteltemperatur-(TW)-Sensor 10, der aus einem Ther
mistor oder dergleichen gebildet sein kann, ist in dem mit Kühlmittel gefüll
ten Zylinderblock der Maschine 1 angebracht, um der ECU 5 ein elektri
sches Signal zuzuführen, das die erfasste Maschinenkühlmitteltemperatur
TW angibt.
Ein Zylinderunterscheidungssensor (nachfolgend als "der CYL-Sensor"
bezeichnet) 13, ein OT-Sensor 12 und ein Kurbelwinkel-(CRK)-Sensor 11
sind einer Nocken- oder Kurbelwelle der Maschine 1, beide nicht gezeigt,
gegenüberliegend angeordnet. Der CYL-Sensor 13 erzeugt bei einem vor
bestimmten Kurbelwinkel eines bestimmten Zylinders der Maschine 1 einen
Signalpuls (nachfolgend als "CYL-Signalpuls" bezeichnet). Der OT-Sensor
12 erzeugt bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel (z. B. immer, wenn sich
die Kurbelwelle um 180 Grad dreht, wenn es sich um eine Vierzylinderma
schine handelt), der jeweils einem vorbestimmten Kurbelwinkel bevor dem
oberen Totpunkt (OT) jedes Zylinders entsprechend dem Beginn des An
saughubs des Zylinders entspricht, einen Signalpuls (nachfolgend als "OT-
Signalpuls" bezeichnet). Der CRK-Sensor 11 erzeugt bei einem vorbestimm
ter Kurbelwinkel (z. B. immer, wenn sich die Kurbelwelle um 30 Grad dreht)
mit einer vorbestimmten Wiederholperiode, die kürzer ist als die Wiederhol
periode der OT-Signalpulse, einen Signalpuls (nachfolgend als "CRK-Signal
puls" bezeichnet). Der CYL-Signalpuls, der OT-Signalpuls und der CRK-
Signalpuls werden der ECU 5 zugeführt.
In jedem Zylinder der Maschine 1 ist eine Zündkerze 19 angeordnet,
welche durch einen Verteiler 18 mit der ECU 5 elektrisch verbunden ist.
Ferner sind mit der ECU 5 elektrisch verbunden ein Fahrgeschwindigkeits
sensor 24 zum Erfassen der Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindig
keit) VP des Fahrzeugs sowie ein Atmosphärendrucksensor zum Erfassen
des Atmosphärendrucks (PA). Signale, welche die erfasste Fahrgeschwin
digkeit VP und den Atmosphärendruck PA angeben, werden der ECU 5
zugeführt.
Ein Dreiwegekatalysator (katalytischer Wandler) 15 ist in einem Abgasrohr
14 der Maschine 1 angeordnet, um schädliche Komponenten der von der
Maschine 1 emittierten Abgase, wie etwa HC, CO und NOx, zu entfernen.
Ein Sauerstoffkonzentrationssensor (nachfolgend als "der O2-Sensor"
bezeichnet) 16 als Luft/Kraftstoffverhältnis-Sensor ist in dem Abgasrohr 14
an einem Ort stromauf des Katalysators 15 angeordnet und erfasst die
Konzentration von in den Abgasen vorhandenem Sauerstoff und führt der
ECU 5 ein elektrisches Signal zu, das die erfasste Sauerstoffkonzentration
angibt.
Ferner erhält die ECU 5, zusätzlich zu der oben beschriebenen Information
betreffend die Maschine 1, weitere Information von Komponenten des
Hybridfahrzeugs, wie etwa Information von jeweiligen Steuervorrichtungen
zum Steuern/Regeln eines Elektromotors (nicht gezeigt), einer Hochspan
nungsbatterie (nicht gezeigt) zur elektrischen Energieversorgung des Mo
tors, einer 12 V-Batterie (nicht dargestellt) zur Energieversorgung von
Fahrzeughilfseinrichtungen (beispielsweise Ladezustand der Batterie und
Betriebszustand des Motors). Auf der Basis dieser Information und anderer
Parameter identifiziert die ECU 5 die Maschinenbetriebszustände, wie etwa
Kraftstoffabschaltung, Leerlaufstopp und Anlassen der Maschine, und
schätzt ferner die Temperatur des Dreiwegekatalysators und steuert die
Kraftstoffeinspritzdauer des Kraftstoffeinspritzventils 6.
Unter den Maschinenbetriebszuständen, die von der Maschinen-ECU 5
geschätzt werden, wird nachfolgend der Leerlaufstopp-Bestimmungsfluss
anhand von Fig. 2 beschrieben.
In Schritt S101 in Fig. 2 wird der Zustand eines Maschinenstopp-Steuer
ausführungsflag F_FCMG bestimmt, welches die Leerlaufstoppausführung
angibt. Wenn das Maschinenstopp-Steuerausführungsflag F_FCMG "0" ist,
wenn also bestimmt ist, dass die Leerlaufstoppsteuerung nicht ausgeführt
wird, dann geht der Fluss zu Schritt S102 weiter, worin bestimmt wird, ob
das Motorstart-Angemessen-Bestimmungsflag F_MOTSTB "1" ist, also
bestimmt wird, ob der Motorstart angemessen ist.
Wenn bestimmt wird, dass das Motorstart-Angemessen-Bestimmungsflag
F_MOTSTB "1" ist, wenn also bestimmt wird, dass der Start bzw. das
Anlassen durch den Motor angemessen ist, geht der Fluss zu Schritt S103
weiter. In Schritt S103 wird bestimmt, ob ein Energiespeicherzonen-Be
stimmungsflag F_ESZONE "1" ist, es wird also bestimmt, ob der Ladezu
stand der Batterie SOC im zu stark entladenen Bereich liegt (beispielsweise
weniger als 20%).
Wenn im Schritt S103 bestimmt wird, dass das Energiespeicher-Bestim
mungsflag F-ESZONE "0" ist, also der Ladezustand nicht in der zu stark
entladenen Zone ist, wird im nachfolgenden Schritt S104 bestimmt, ob die
gegenwärtige Kühlmitteltemperatur TW gleich oder größer als eine Unter
grenz-Kühlmitteltemperatur TWFCMG (z. B. 40°C) für die Ausführung des
Maschinenstopps ist.
Wenn bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur gleich oder größer als
die Untergrenz-Kühlmitteltemperatur TWCMG ist, wenn also TW ≧ TWCMG,
wird im nachfolgenden Schritt S105 bestimmt, ob die Ansauglufttempera
tur TA niedriger als eine Untergrenz-Ansauglufttemperatur TAFCMG (z. B.
40°C) ist. Wenn bestimmt wird, dass die Ansauglufttemperatur niedriger
als die Untergrenz-Ansauglufttemperatur für die Ausführung des Maschi
nenstopps ist, d. h. wenn TA ≦ TAFCMG, geht der Fluss zu Schritt S106
weiter.
In Schritt S106 wird bestimmt, ob die Schaltstellung eine Rückwärtsstel
lung oder R-Stellung ist. Wenn bestimmt wird, dass ein Rückwärtsschalt
flag F_RVSSW "0" ist, wenn also bestimmt wird, dass die Schaltstellung
nicht die Rückwärtsstellung ist, geht der Fluss zu Schritt S107 weiter, wo
bestimmt wird, ob ein Wiederstartmöglichkeits-Bestimmungsflag
F_FCMGBAT "1" ist. Wenn bestimmt wird, dass das Wiederstarten möglich
ist, geht der Fluss zu Schritt S108 weiter.
In Schritt S108 wird bestimmt, ob ein Drossel vollständig geschlossen-
Bestimmungsflag F_THIDLMG "1" ist. Wenn bestimmt wird, dass das
Drossel vollständig geschlossen-Bestimmungsflag. F_THIDLMG "0" ist,
wenn also bestimmt wird, dass die Drossel vollständig geschlossen ist,
geht der Fluss zu Schritt S109 weiter.
In Schritt S109 werden die Zustände eines Neutralschalter-OK-Flag
F_OKNSW, eines Kupplungsschalter-OK-Flag F_OKCLSW sowie eines
Bremsschalter-OK-Flag F_OKBRKSW bestimmt. Diese Flags dienen zur
Bestimmung, ob diese Schalter normal arbeiten, und wenn diese Schalter
in Normalzuständen sind, sind diese Flags auf "1" gesetzt. Wenn bestimmt
wird, dass diese Schalter normal sind, geht der Fluss zu Schritt S110
weiter.
In Schritt S110 wird die gegenwärtige Fahrgeschwindigkeit mit einer Leer
laufstoppausführung-Bestimmungsfahrgeschwindigkeit VIDLST (z. B.
3 km/h) verglichen. Aufgrund dieses Vergleichs geht der Kraftstoffabschalt
betrieb weiter, wenn sich das Fahrzeug bewegt (d. h. nach Schritt S111),
und wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug stoppt, wird der Leerlauf
stoppbetrieb ausgeführt. Die obigen Prozesse gestatten eine Verbesserung
des Kraftstoffverbrauchs.
Wenn bestimmt wird, dass die Fahrgeschwindigkeit V niedriger als die
Leerlaufstoppausführung-Bestimmungsfahrgeschwindigkeit VIDLST ist,
geht der Fluss zu Schritt S118 weiter, wobei der Zustand eines Flag
FIDLREST zum Ausführen des Wiederstartens bei geöffneter Drossel be
stimmt wird. Wenn bestimmt wird, dass das Flag F_IDLREST zum Wieder
starten durch Öffnen der Drossel "0" ist, geht der Fluss zu Schritt S119
weiter. In Schritt S119 wird der Zustand eines Neutralgangstellung-Halte
bestimmungsflag F_NDLY bestimmt. Wenn bestimmt wird, dass das Neu
tralgangstellung-Haltebestimmungsflag F_NDLY "0" ist, wenn also bestimmt
wird, dass die neutrale Gangstellung nicht über eine vorbestimmte
Zeitdauer gehalten wird, geht der Fluss zu Schritt S120 weiter.
In Schritt S120 wird der Zustand eines Flag F_FCMGV bestimmt, um zu
bestimmen, ob nach dem Wiederstarten des Starters die Fahrgeschwindig
keit eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit überschreitet. Hier bedeutet
"nach Wiederstarten des Starters", dass das Fahrzeug wieder gestartet
wird (nachfolgend gleichbedeutend). Wenn bestimmt wird, dass das Flag
F_FCMGV zum Bestimmen, ob die Fahrgeschwindigkeit eine vorbestimmte
Fahrgeschwindigkeit nach Wiederstarten des Starters "1" ist, geht der
Fluss zu Schritt S121 weiter, und es wird der Zustand eines Flags
F_NGRMG zum Bestimmen, ob andere Gangstellungen als die erste Gang
stellung benutzt werden, bestimmt. Wenn bestimmt wird, dass das Flag
F_NGRMG zur Bestimmung, ob andere Gangstellungen als die erste Gang
stellung benutzt wird, "1" ist, also bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug
unter Verwendung einer anderen Gangstellung als der ersten Gangstellung
bewegt, geht der Fluss zu Schritt S122 weiter, wo der Zustand eines
Kupplungspedal-Niederdrück-Haltebestimmungsflag F_CLON bestimmt
wird.
Wenn bestimmt wird, dass das Kupplungspedal-Niederdrück-Haltebestim
mungsflag F_CLON "1" ist, geht der Fluss zu Schritt S123 weiter, wo ein
Maschinenstoppsteuer-Ausführungsflag F_FCMG auf "1" gesetzt wird.
Hierdurch wird der Maschinenstopp ausgeführt, wenn das Fahrzeug ge
stoppt ist, während das Kupplungspedal niedergedrückt ist und die Schalt
stellung nicht die erste oder Rückwärtsgangstellung ist.
In Schritt S110 wird bestimmt, ob die gegenwärtige Fahrgeschwindigkeit
V niedriger ist als die Leerlaufstopp-Ausführungsbestimmungsfahrge
schwindigkeit VIDLST, und wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige
Geschwindigkeit V niedriger als die Leerlaufstopp-Ausführungsbestim
mungsfahrgeschwindigkeit VIDLST ist, geht der Fluss zu Schritt S111
weiter, wo ein Flag F_FCMGV, welches angibt, dass die gegenwärtige
Fahrgeschwindigkeit nach Starten des Starters eine vorbestimmte Fahr
geschwindigkeit überschreitet, auf "1" gesetzt wird, und das Flag
F_ IDLREST zum Wiederanfahren durch Öffnen der Drossel auf "0" gesetzt
wird, dann geht der Fluss zu Schritt S112 weiter.
In Schritt S112 wird ein Vergleich durchgeführt zwischen der gegenwärti
gen Fahrgeschwindigkeit V und der Obergrenz-Fahrgeschwindigkeit
VFCMGST zur Fortsetzung der Kraftstoffabschaltung während Verzögerung
(beispielsweise 20 km/h). Wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige
Fahrgeschwindigkeit V niedriger als die Obergrenz-Fahrgeschwindigkeit
VFCMGST zur Fortsetzung der Kraftstoffabschaltung während Verzögerung
ist, geht der Fluss zu Schritt S113 weiter, wo der Zustand des Neutral
gangstellung-Haltebestimmungsflag F_NDLY bestimmt wird.
Wenn bestimmt wird, dass das Neutralgangstellung-Haltebestimmungsflag
F_NDLY "1" ist, geht der Fluss zu Schritt S123 weiter, wo ein Maschinen
stoppsteuer-Ausführungsflag F_FCMG, welches angibt, dass der Maschi
nenstopp ausgeführt werden kann, auf "1" gesetzt wird. Wenn hingegen
bestimmt wird, dass das Neutralgangstellung-Haltebestimmungsflag
F_NDLY "0" ist, geht der Fluss zu Schritt S114 weiter. In Schritt S114
wird der Zustand des Flag F_NGRMG zur Bestimmung, ob die Gangstellung
nicht die erste Gangstellung ist, geprüft. Wenn bestimmt wird, dass das
Flag F_NGRMG zur Bestimmung, ob die Gangstellung nicht die erste Gang
stellung ist, "1" ist, geht der Fluss zu Schritt S115 weiter, wo der Zustand
eines Niedermaschinendrehzahl-Bestimmungsflag F_FCLINE beim Nieder
drücken des Kupplungspedals bestimmt wird.
Wenn das Flag F_FCLINE, welches das Vergleichsergebnis zwischen der
Maschinendrehzahl NE während des Niederdrückens des Kupplungspedals
mit einem vorbestimmten Wert angibt, "1" ist, d. h. wenn die Kupplung
ausgerückt ist und die Maschinendrehzahl NE niedriger als eine
vorbestimmte Maschinendrehzahl NE ist, wird die Kraftstoffabschaltung
während Verzögerung fortgesetzt, und im anschließenden Schritt S116
wird der Zustand eines Flag F_FCBRK bestimmt, das angibt, dass die
Bremse nicht niedergedrückt ist, während die Kraftstoffabschaltung wäh
rend Verzögerung fortgesetzt wird.
Wenn in Schritt S116 das Flag F_FCBRK, welches angibt, dass während
fortgesetzter Kraftstoffabschaltung während Verzögerung die Bremse nicht
niedergedrückt wird, "0" ist, wird in Schritt S117 bestimmt, ob der Brems
schalter "EIN" oder "AUS" ist. Wenn bestimmt wird, dass der Bremsschal
ter "EIN" ist, geht der Fluss zu Schritt S123 weiter, wo das Maschinen
stoppsteuer-Ausführungsflag F_FCMG, welches angibt, dass der Leerlauf
stopp ausgeführt werden kann, auf "1" gesetzt wird, und der Fluss zurück
kehrt.
Wenn in jedem Schritt des obigen Flusses die jeweilige Bedingung nicht
erfüllt ist, geht der Fluss zurück, und es wird der Fluss von Schritt S101
ausgehend ausgeführt. Diese Prozesse werden wiederholt mit einem vor
bestimmten Intervall von der Maschinen-ECU 5 ausgeführt.
Wenn in allen Schritten die Bedingungen erfüllt sind, wird das Maschinen
stoppsteuer-Ausführungsflag F_FCMG auf "1" gesetzt, und der Leerlauf
stopp wird ausgeführt.
Nachfolgend wird ein Fluss zur Bestimmung der Katalysatortemperatur des
Dreiwegekatalysators 15 anhand von Fig. 3 beschrieben. Dieser Fluss wird
von der ECU 5 ausgeführt, ähnlich dem Fluss zur Bestimmung der Leerlauf
ausführung.
Zuerst wird in Schritt S1 bestimmt, ob die Maschine in dem Startmodus ist.
Wenn die Maschine in dem Startmodus ist, wird in Schritt S2 ein Katalysatortemperatur-Bestimmungsflag
FCATWOT auf "1" gesetzt, wonach
diese Routine endet.
Wenn andererseits die Maschine 1 nicht in dem Startmodus ist, wird in
Schritt S3 bestimmt, ob eine Ausfallsicherungsaktion für einen Sensor (z. B.
eine Abnormalität des PBA-Sensors 8 und/oder des CRK-Sensors 11)
erfasst worden ist. Wenn irgendeine Ausfallsicherungsaktion erfasst wurde,
ist die Schätzung der Katalysatortemperatur nur schwierig auszuführen,
und daher geht das Programm zu Schritt S2 weiter, wo das Katalysator
temperatur-Bestimmungsflag FCATWOT auf "1" gesetzt wird, wonach
diese Routine endet.
Der vorliegende Prozess von Fig. 3 wird mit vorbestimmten Zeitintervallen
(z. B. 0,5 sec) ausgeführt, und daher wird in Schritt S4 bestimmt, ob der
Zählwert eines Herunterzähl-Timers tmCATWOT "0" ist oder nicht. Der
Timer tmCATWOT wird als Anfangswert auf 0,5 sec gesetzt, und der
Zählwert des Timers tmCATWOT wird von dem Anfangswert mit dem
Ablauf der Zeit subtrahiert. Wenn der Zählwert des Timers tmCATWOT
nicht gleich 0 ist, wird das Programm sofort beendet, wohingegen, wenn
der Zählwert gleich 0 ist, der Timer tmCATWOT in Schritt S5 auf den
Anfangswert (0,5 sec) zurückgesetzt wird.
Dann wird in Schritt S6 bestimmt, ob ein Maschinenstoppsteuer-Ausfüh
rungsflag F_FCMG (siehe Fig. 2) "1" ist, das heißt, ob der Leerlaufstopp
ausgeführt wird oder nicht. Wenn das Maschinenstoppsteuer-Ausführungs
flag F_FCMG nicht "1" ist, was angibt, dass der Leerlaufstopp nicht ausge
führt wird, geht der Fluss zu Schritt S7 weiter.
Wenn der Leerlaufstopp ausgeführt wird, wird in Schritt S7 bestimmt, ob
das Kraftstoffabschaltflag FDECFC auf "1" gesetzt ist oder nicht, welches,
falls auf "1" gesetzt, angibt, dass die Kraftstoffabschaltung während der
Verzögerung der Maschine 1 ausgeführt wird. Wenn das
Kraftstoffabschaltflag FDECFC gleich "0" ist, wird ein in Fig. 4 gezeigtes
TCTM-Kennfeld abgefragt, um einen Katalysatortemperatur-Kennfeldwert
TCTM entsprechend der Maschinendrehzahl NE und dem Ansaugrohr-
Absolutdruck PBA in Schritt S8 zu bestimmen.
Fig. 4 zeigt das TCTM-Kennfeld als Temperaturwertspeichermittel, in dem
Werte des Katalysatortemperatur-Kennfelds TCTM gesetzt sind. Das
TCTM-Kennfeld ist durch tatsächliche Messung der Katalysatortemperatur
im Bereich von 0°C bis 1020°C vorbereitet, unter der Annahme, dass die
Maschine tatsächlich läuft, wobei die Maschinendrehzahl NE und der
Ansaugrohr-Absolutdruck PBA auf verschiedene Werte gesetzt sind, um
hierdurch die Messwerte als Kennfeldwerte zu setzen. In der vorliegenden
Ausführung sind die Kennfeldwerte TCTM jeweils auf einen Wert gesetzt,
der um einen vorbestimmten Betrag (z. B. 50°C) höher als ein tatsächlich
gemessener Wert der Katalysatortemperatur bei den gleichen NE- und PBA-
Werten ist.
Ferner kann der in Schritt S8 bestimmte Katalysatortemperatur-Kennfeld
wert TCTM entsprechend dem Atmosphärendruck PA, der Ansauglufttem
peratur TA, der Maschinenkühlmitteltemperatur TW und einem Zündzeit
punkt-Korrekturbetrag IGC in Schritt S9 korrigiert werden, und zwar unter
Verwendung der folgenden Gleichung (1):
TCTM ← TCTM . KTCTPA ± DTCTTA ± DTCTIG ± DTCTTW (1)
wobei KTCTPA einen vom Atmosphärendruck abhängigen Korrekturkoeffi
zienten angibt, DTCTTA eine von der Ansauglufttemperatur abhängige
Korrekturvariable, DTCTIG eine vom Zündzeitpunkt abhängige Korrekturva
riable und DTCTTW eine von der Maschinenkühlmitteltemperatur abhängige
Korrekturvariable.
Fig. 5 zeigt einen Graph zur Bestimmung des vom Atmosphärendruck
abhängigen Korrekturkoeffizienten KTCTPA. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird der
Korrekturkoeffizient KTCTPA auf einen kleineren Wert gesetzt, wenn der
Atmosphärendruck PA höher wird. Wenn beispielsweise die Maschine bei
0 m über Meereshöhe in Betrieb ist, d. h. wenn der PA-Wert 760 mmHg
einnimmt, wird der KTCTPA-Wert auf 0 gesetzt.
Fig. 6 zeigt einen Graph zur Bestimmung der von der Ansauglufttemperatur
abhängigen Korrekturvariablen DTCTTA. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird die
Korrekturvariable DTCTTA auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die
Ansauglufttemperatur höher wird. Wenn beispielsweise der TA-Wert 25°C
einnimmt, wird der DTCTTA-Wert auf 0 gesetzt.
Fig. 7 zeigt einen Graph zur Bestimmung der vom Zündzeitpunkt abhängi
gen Korrekturvariablen DTCTIG. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird die Korrekturva
riable DTCTIG auf einen größeren Wert gesetzt, wenn der Zündzeitpunkt
korrekturbetrag IGC in Richtung Spätzündung gesetzt wird. Wenn beispiels
weise der Zündzeitpunktkorrekturbetrag IGC 0 ist, wird der DTCTIG-Wert
auf 0 gesetzt.
Fig. 8 zeigt einen Graph zur Bestimmung der von der Kühlmitteltemperatur
abhängigen Korrekturvariablen DTCTTW. Wie in Fig. 8 gezeigt, wird die
Korrekturvariable DTCTTW auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die
Maschinenkühlmitteltemperatur TW höher wird. Wenn beispielsweise der
TW-Wert 80°C einnimmt, wird DTCTTW auf 0 gesetzt.
Wenn, wie oben gezeigt, die Katalysatortemperatur unter Verwendung der
jeweiligen Korrekturvariablen in Schritt S9 korrigiert wird, wird im anschlie
ßenden Schritt S10 bestimmt, ob ein Hochlastbestimmungsflag FWOT,
das, wenn auf "1" gesetzt, angibt, dass die Maschine in dem Hochlastzu
stand (WOT-Zustand) ist und daher eine Ausführung der Kraftstoffzufuhr-
Zunahmesteuerung zulässig ist, auf "1" gesetzt ist oder nicht. Wenn das
Hochlastbestimmungsflag FWOT "1" einnimmt, wird in Schritt S11 be
stimmt, ob der Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTMWOT gleich oder
größer als ein vorbestimmter Wert TCTMWOT (z. B. 900°C) ist oder nicht.
Wenn TCTM ≧ TCTMWOT ist, wird in Schritt S12 der Katalysatortempera
tur-Kennfeldwert TCTM auf den vorbestimmten Wert TCTMWT gestzt. Im
anschließenden Schritt S13 wird ein temperaturabhängiger Korrekturkoeffi
zient CTCT auf einen vorbestimmten Wert CTCTWOT (in der vorliegenden
Ausführung 0,06) gesetzt.
Wenn hingegen in Schritt S10 das Hochlastbestimmungsflag FWOT nicht
"1" ist oder wenn der Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTM niedriger
als der vorbestimmte Wert TCTMWOT ist, wird eine in Fig. 9 gezeigte
CTCT-Tabelle abgefragt, um hierdurch den temperaturabhängigen Korrek
turkoeffizienten CTCT entsprechend der Maschinendrehzahl NE und dem
Ansaugrohrabsolutdruck PBA in Schritt S14 abzufragen, und der Fluss geht
zu Schritt S19 weiter.
Wie in Fig. 9 gezeigt, ist der CTCT-Graph derart gesetzt, dass der tempera
turabhängige Korrekturkoeffizient CTCT auf einen größeren Wert gesetzt
wird, wenn die Maschinendrehzahl NE höher ist und/oder der Ansaugrohr
absolutdruck PBA höher ist.
Wenn hingegen in Schritt S7 bestimmt wird, dass das Kraftstoffabschalt
flag FDECFC, welches, wenn auf "1" gesetzt, angibt, dass die Kraftstoff
abschaltung während der Verzögerung der Maschine ausgeführt wird, "1"
ist, wird der Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTM auf einen vor
bestimmten Wert TCTMFC gesetzt, der für Kraftstoffabschaltung geeignet
ist (z. B. 600°C), und in Schritt S16 wird der temperaturabhängige Korrek
turkoeffizient CTCT auf den vorbestimmten Temperaturkorrekturkoeffizien
ten CTCTFC (in der vorliegenden Ausführung 0,004) gesetzt, und der Fluss
geht zu Schritt S19 weiter.
Wenn hingegen in Schritt S6 bestimmt wird, dass der Wert des Kraftstoff
abschalt-Ausführungsflag F_FCMG (siehe Fig. 2) "1" ist, also bestimmt
wird, dass die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird, geht der Fluss zu
Schritt S17 weiter, worin der Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTM
auf einen Wert TCTMIS (in der vorliegenden Ausführung 650°C) gesetzt
wird, der höher ist als der vorbestimmte Wert während der Kraftstoffab
schaltung TCTMFC (in der vorliegenden Ausführung 600°C). Im anschlie
ßenden Schritt S18 wird ein vorbestimmter Temperaturkorrekturkoeffizient
CTCTIS (in dieser Ausführung 0,002), der während des Leerlaufstopp
betriebs verwendet wird, gesetzt, der kleiner ist als der vorbestimmte
Temperaturkorrekturkoeffizient CTCTFC (in dieser Ausführung 0,004), der
während des Kraftstoffabschaltbetriebs verwendet wird, und der Fluss geht
zu Schritt S19 weiter.
Anzumerken ist, dass die während des Leerlaufstoppbetriebs verwendete
vorbestimmte Temperatur TCTMIS und der während des Leerlaufstopp
betriebs verwendete vorbestimmte Temperaturkorrekturkoeffizient CTCTIS
vorbestimmten Werten zum Stoppen der Brennkraftmaschine entsprechen.
Ferner ist der Grund für das Setzen der vorbestimmten Temperatur TCTMIS
während des Leerlaufstoppbetriebs auf einen größeren Wert als die vor
bestimmte Temperatur TCTMFC während des Kraftstoffabschaltbetriebs
sowie der Grund zum Setzen des vorbestimmten Temperaturkorrekturkoef
fizienten CTCTIS während des Leerlaufstoppbetriebs auf einen kleineren
Wert als den vorbestimmten Temperaturkorrekturfaktor CTCMFC während
des Kraftstoffabschaltbetriebs der, dass die Temperatur des Dreiwegekata
lysators während des Kraftstoffabschaltbetriebs wegen der durch den
Dreiwegekatalysator strömenden Luft schnell abkühlt, wohingegen wäh
rend des Leerlaufstoppbetriebs die Temperatur des Dreiwegekatalysators
nur langsam abnimmt, weil durch den Dreiwegekatalysator keine Luft
strömt.
Dann wird in Schritt S19 die geschätzte Katalysatortemperatur TCT auf der
Basis des Katalysatortemperatur-Kennfeldwerts TCTM und des temperatur
abhängigen Korrekturkoeffizienten CTCT, die wie oben bestimmt sind, in
Antwort auf jeden Fahrzustand unter Verwendung der folgenden Gleichung
(2) berechnet:
TCT(n) = TCT(n - 1) + (TCTM - TCT(n - 1)) . CTCT (2)
wobei n den momentanen Wert der geschätzten Katalysatortemperatur TCT
angibt und n - 1 den letzten Wert des TCT-Werts angibt. Ferner wird der
Anfangswert TCTM von TCT auf 200°C gesetzt, wenn die Kühlmittel
temperatur TW gleich oder kleiner als 50°C ist, wohingegen er auf 500°C
gesetzt wird, wenn die Kühlmitteltemperatur TW höher als 50°C ist.
Ferner wird der Anfangswert TCTI gemäß einer vom Kühlmitteltemperatur-
Anfangswert abhängigen Korrekturvariablen DTCTTWI, wie in Fig. 8 ge
zeigt, und einer vom Ansauglufttemperatur-Anfangswert abhängigen Kor
rekturvariablen DTCTTAI, wie in Fig. 6 gezeigt, unter Verwendung der
folgenden Gleichung korrigiert:
TCTI ← TCTI ± DTCTTAI ± DTCTTWI (3)
Eine Serie von geschätzten Katalysatortemperaturen wird auf der Basis von
Parametern in Abhängigkeit von verschiedenen Fahrzuständen durch wie
derholte Ausführung der oben beschriebenen Prozessserie genau berech
net.
Die geschätzte Katalysatortemperatur wird als Parameter benutzt, um das
Timing für die Kraftstoffzunahme zu bestimmen, wenn die Brennkraftma
schine 1 hoch belastet wird, und um zur Kraftstoffzunahme die Zunahme
der Kraftstoffmenge zu bestimmen.
Im Hinblick auf die Erfassung eines Schlechterwerdens des Dreiwegekataly
sators muss erfasst werden, wenn sich der Katalysator in dem aktiven
Zustand befindet. Daher wird das Schlechterwerden des Dreiwegekatalysa
tors unter Verwendung der geschätzten Katalysatortemperatur erfasst, die
durch den oben beschriebenen Prozess als Parameter erhalten wird.
Es wird eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung angegeben, welche
erfindungsgemäß die Temperatur eines an einer Brennkraftmaschine 1 eines
Fahrzeugs angebrachten Katalysators 15 durch Vorsehen verschiedener
Katalysatortemperatur-Schätzparameter schätzen kann, wenn die Brenn
kraftmaschine 1 in einem Leerlaufstoppzustand ist. Wenn bestimmt wird,
dass die Brennkraftmaschine 1 gestoppt ist, wird die Temperatur des
Katalysators 15 auf der Basis von Temperaturkoeffizienten während des
Maschinenstopps geschätzt. Die Schätzung der Katalysatortemperatur auch
während eines Leerlaufstopps der Maschine ermöglicht eine genaue und
schnelle Schätzung der Katalysatortemperatur, wenn die Maschine 1 aus
dem Leerlaufstopp heraus wieder angelassen wird.
Claims (2)
1. Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung, welche umfasst:
eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (8, 10, 11) zum Erfassen eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine (1);
einen Katalysator (15), der im Abgassystem (14) der Brenn kraftmaschine angeordnet ist;
eine Temperaturschätzeinrichtung (S19) zum Schätzen einer Temperatur des Katalysators auf der Basis der Ausgabe der Betriebs zustand-Erfassungseinrichtung; und
eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die Brenn kraftmaschine (1) läuft oder gestoppt ist;
wobei, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Brennkraftmaschine (1) gestoppt ist, die Temperaturschätzeinrich tung (S19) die Temperatur des Katalysators auf der Basis vorbe stimmter Werte (TCTMIS, CTCTIS) schätzt, die während des Ma schinenstopps benutzt werden.
eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (8, 10, 11) zum Erfassen eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine (1);
einen Katalysator (15), der im Abgassystem (14) der Brenn kraftmaschine angeordnet ist;
eine Temperaturschätzeinrichtung (S19) zum Schätzen einer Temperatur des Katalysators auf der Basis der Ausgabe der Betriebs zustand-Erfassungseinrichtung; und
eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die Brenn kraftmaschine (1) läuft oder gestoppt ist;
wobei, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Brennkraftmaschine (1) gestoppt ist, die Temperaturschätzeinrich tung (S19) die Temperatur des Katalysators auf der Basis vorbe stimmter Werte (TCTMIS, CTCTIS) schätzt, die während des Ma schinenstopps benutzt werden.
2. Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) einen Leerlauf
stopp ausführen kann.
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