DE102012203572B4

DE102012203572B4 - Steuervorrichtung für Innenverbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102012203572B4
Application number: DE102012203572.9A
Authority: DE
Inventors: Kouji Wada; Makoto Nakano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: CN102787887A; CN102787887B; JP5225428B2; DE102012203572A1; JP2012241556A

Abstract

Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors, umfassend: eine Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung (21), die einen Verschlechterungszustand eines katalytischen Wandlers (4), der ein aus einer Verbrennungskammer des Innenverbrennungsmotors abgegebenes Abgas reinigt, anhand einer Korrelation zwischen Ausgangssignalen aus einem stromaufwärts des katalytischen Wandlers (4) vorgesehenen Stromaufärts-Sauerstoffkonzentrationssensors (11) und einem stromabwärts des katalytischen Wandlers (4) vorgesehenen Stromabwärts-Sauerstoffkonzentrationssensors (12) bestimmt; einen Basistemperaturparameter-Berechnungsteil (22), der einen Basiswert eines Parameters, der sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers (4) bezieht, anhand eines Betriebszustandes des Innenverbrennungsmotors berechnet; einen Basistemperaturparameter-Korrekturteil (23), der eine erste Temperatur von Einlassluft, die aus einem an einem Einlassdurchgang des Innenverbrennungsmotors vorgesehenen ersten Einlasslufttemperatursensor (9) ausgegeben wird, und eine zweite Temperatur der Einlassluft, die aus einem in dem Einlassdurchgang auf einer Seite näher an der Verbrennungskammer (1) als der erste Einlasslufttemperatursensor (9) vorgesehenen zweiten Einlasslufttemperatursensor (10) ausgegeben wird, erhält, und den sich auf die Temperatur des katalytischen Wandlers (4) beziehenden Parameter durch Korrigieren des Basiswerts des durch den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil (22) berechneten Parameters unter Verwendung eines gemäß einer Differenz zwischen der zweiten Temperatur und der ersten Temperatur bestimmten Korrekturwertes berechnet; und einen Katalysator-Verschlechterungsdiagnose-Inhibierungsteil (24), der eine Diagnose durch die Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung (21) anhand des sich auf die Temperatur des katalytischen Wandlers (4) beziehenden Parameters, welcher durch den Basistemperaturparameter-Korrekturteil (23) berechnet ist, und verschiedener den Operationszustand des Innenverbrennungsmotors anzeigender Parameter hemmt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors und genauer gesagt auf eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors, die mit einer Funktion versehen ist, einen Fahrer über eine Verschlechterung/Verschleiß eines katalytischen Wandlers zu warnen.
Stand der Technik
Als eine Vorrichtung, welche die Beeinträchtigung eines katalytischen Wandlers eines Innenverbrennungsmotors (nachfolgend als Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung bezeichnet) im Stand der Technik diagnostiziert, gibt es eine Vorrichtung, die stromauf- und stromab der katalytischen Wandlers angeordnete Sauerstoffkonzentrationssensoren aufweist, um eine Sauerstoffspeicherfähigkeit des katalytischen Wandlers anhand einer Korrelation zwischen Ausgangssignalen aus diesen Sensoren abzuschätzen, und welche die Verschlechterung des katalytischen Wandlers in einem Fall diagnostiziert, bei dem die Speicherfähigkeit schlecht ist (Korrelation zwischen Ausgangssignalen aus dem stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Sauerstoffkonzentrationssensoren ist stark), wie beispielsweise in Patentdokument 1 beschrieben.
Es gibt eine katalytische Verschlechterungsdiagnosevorrichtung, die wie oben konfiguriert ist und mit einer Steuervorrichtung versehen ist, welche eine Diagnose abhängig von einem Temperaturzustand des katalytischen Wandlers inhibiert. Dies liegt daran, dass eine Sauerstoffspeicherfähigkeit in einem Fall schlecht wird, bei dem eine Temperatur eines katalytischen Wandlers, der zu diagnostizieren ist, niedrig ist, selbst wenn der katalytische Wandler normal ist, und das Diagnoseergebnis ist das gleiche wie das eines verschlechterten katalytischen Wandlers, wodurch die Diagnosevorrichtung veranlasst wird, eine falsche Diagnose zu treffen.
Um eine Diagnose durch die katalytische Verschlechterungsdiagnosevorrichtung zu hemmen, wie beispielsweise im Patentdokument 2 beschrieben, wird ein Abgas-Temperatursensor in der Umgebung eines katalytischen Wandlers vorgesehen, und eine Diagnose wird gehemmt, wenn eine Abgastemperatur, die durch den Abgastemperatursensor detektiert wird, unter einem vorbestimmten gewissen Wert ist, indem festgestellt wird, dass die Sauerstoffspeicherfähigkeit schlecht ist, da eine Temperatur des katalytischen Wandlers niedrig ist, das heißt die Aktivität des katalytischen Wandlers unzureichend ist. Weil eine Auspuffgastemperatur direkt durch den in der Umgebung des katalytischen Wandlers vorgesehenen Abgastemperatursensor detektiert wird, wird es in diesem Fall möglich, mit hoher Genauigkeit einen Zustand zu bestimmen, bei dem die Aktivität des katalytischen Wandlers unzureichend ist.
Auch gibt es im verwandten Stand, wie beispielsweise im Patentdokument 3 beschrieben, eine andere Vorrichtung. Diese Vorrichtung bestimmt einen Aufwärmzähleinstellwert mit einem Zählerinkrementbereich und einem Zählerdekrementbereich, der sich auf eine Motorlast eines Innenverbrennungsmotors bezieht und hemmt eine Diagnose, indem bestimmt wird, ob ein katalytischer Wandler in einem vorgegebenen Aufwärmzustand ist (ob eine Temperatur des katalytischen Wandlers hinreichend hoch ist), unter Verwendung eines Aufwärmzählers des katalytischen Wandlers, der konfiguriert ist, den Aufwärmzähleinstellwert zu zählen. In diesem Fall, da eine Verlangsamung einer Temperaturanstiegsrate des katalytischen Wandlers in einer Niedrigtemperaturumgebung durch eine Berechnung des Aufwärmzählers unter Verwendung von Information zu einem Einlasslufttemperatursensor wahrgenommen wird, der ursprünglich dazu diente, zur Kraftstoffsteuerung des Innenverbrennungsmotors verwendet zu werden, wird es möglich, einen aktiven Zustand mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.
Genauer gesagt wird ein Versatzwert entsprechend einer Einlasslufttemperatur bestimmt und zum Aufwärmzähler hinzu addiert, oder es wird ein Einlasslufttemperaturkoeffizient entsprechend einer Einlasslufttemperatur bestimmt und der Aufwärmzähler wird mit diesem Einlasslufttemperaturkoeffizienten multipliziert. Hierin, wenn die Einlasslufttemperatur niedrig ist (beispielsweise 0°C), wird der Versatzwert des Einlasslufttemperaturkoeffizienten kleiner als derjenige in einem normalen Temperaturzustand (beispielsweise 20°C) eingestellt. Aufgrund dieser Funktionen, selbst wenn eine Luftmenge, welche der Innenverbrennungsmotor einlässt, gleich ist, wird ein integrierter Betrag der Aufwärmzählerwert pro Einheitszeit klein, wenn die Einlasslufttemperatur niedriger wird. Daher wird es möglich, ein Inkrement des Aufwärmzählers zu verlangsamen.
Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 4578544
Patentdokument 2: JP-A-8-177468
Patentdokument 3: Japanisches Patent Nr. 3265794
Jedoch wird der in der im Patentdokument 2 beschriebenen katalytischen Verschlechterungsdiagnosevorrichtung verwendete Abgastemperatursensor einem extrem heißen Gas ausgesetzt und daher erfordert dies einen Sensor mit sehr hoher Haltbarkeit. Dies führt zu einem Problem, dass die Kosten erhöht werden. Auch hat eine den Seebeck-Effekt nutzende Thermokopplung, die allgemein als ein Sensor verwendet wird, eine Ausgabe einer Feinspannung (beispielsweise mehrere zehn mV). Um eine Temperatur mit hoher Genauigkeit unter Verwendung eines internen A/D-Wandlers (beispielsweise ist eine Auflösung des A/D-Wandlers 5 V/1024 Bit) eines verschiedene Arten von Berechnungsverarbeitung in der katalytischen Verschlechterungsdiagnosevorrichtung ausführenden Mikrocomputers zu registrieren, während eine solche feine Spannung gegenüber externem Rauschen in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors geschützt wird, ist eine komplexe Schaltung erforderlich, die konfiguriert ist, eine Sensorausgabe zu verstärken. Dies führt zu dem Problem, dass die Kosten weiter erhöht werden, da eine Schaltungsplatinenfläche in der Steuervorrichtung vergrößert wird und elektronische Teile, welche die Schaltung bilden, mehr werden.
Im Vergleich mit der in Patentdokument 2 beschriebenen kann die in Patentdokument 3 beschriebene katalytische Verschlechterungsdiagnosevorrichtung Kosten einsparen, weil weder ein Auspuffgastemperatursensor noch eine komplexe Schaltung in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors erforderlich ist. Weil jedoch der Einlasslufttemperatursensor mit dem Ziel der Korrektur einer Luftmenge, die in den Innenverbrennungsmotor eingelassen wird und zur Verbrennung beiträgt, versehen ist, ist der Einlasslufttemperatursensor oft in der Nähe des Einlasses des Innenverbrennungsmotors vorgesehen. Daher steigen in einem Fall, bei dem der Innenverbrennungsmotor in einem hohen Lastzustand betrieben wird, Temperaturen von Elementen in der Umgebung des Einlasslufttemperatursensors, aufgrund von aus der Verbrennungskammer des Innenverbrennungsmotors aufgenommener Wärme. Entsprechend wird eine durch den Einlasslufttemperatursensor gemessene Einlasslufttemperatur höher als eine Außenlufttemperatur. Zusätzlich wird in einem Fall, bei dem der Innenverbrennungsmotor einen Lader („Supercharger”) aufweist, wenn ein Druck der Einlassluft durch den Lader vergrößert wird, eine durch den stromabwärts des Laders vorgesehenen Einlasslufttemperatursensor gemessene Einlasslufttemperatur höher als eine Außenlufttemperatur.
In einer Niedrigtemperaturumgebung scheitert in einem Fall, bei dem eine Einlasslufttemperatur höher als eine Außenlufttemperatur ist, der in Patentdokument 3 beschriebene Aufwärmzähler daran, den Versatzwert oder den Einlasslufttemperaturkoeffizienten entsprechend der Einlasslufttemperatur auf einen Wert einzustellen, von dem man annimmt, dass er in einer Niedrigtemperaturumgebung auszuwählen ist. Es wird damit unmöglich, ein Verlangsamen einer Temperaturanstiegsrate des katalytischen Konverters wahrzunehmen. Dies führt zu einem Problem, dass eine Verschlechterungsdiagnose des katalytischen Wandlers gestattet wird, selbst wenn eine Temperatur des katalytischen Wandlers nicht ausreichend hoch ist, das heißt, die Aktivität des katalytischen Wandlers unzureichend ist.
Dieses Problem kann durch vorläufiges Einstellen höherer Temperaturbedingungen für eine Einlasslufttemperatur, an welcher der Versatzwert des Einlasslufttemperaturkoeffizienten klein eingestellt wird (beispielsweise durch Verbreitern eines Bereiches, in welchem der Versatzwert oder der Einlasslufttemperaturkoeffizient klein auf einem Bereich bei einer Einlasslufttemperatur von 30°C oder darunter eingestellt wird), unter Berücksichtigung von Wärme, welche die Elemente in der Umgebung des Einlasslufttemperatursensors aus der Verbrennungskammer aufnehmen. Jedoch geht in einem Fall, bei dem die Außenlufttemperatur hoch ist und ein Fahrzeug von extrem starken Winden getroffen wird, selbst wenn eine Temperatur durch den Einlasslufttemperatursensor gemessen wird, eine extrem große Menge an Wärme im Auspuffrohr zwischen der Verbrennungskammer des Innenverbrennungsmotors und dem katalytischen Wandler verloren. Entsprechend entsteht das Problem, dass eine Verschlechterungsdiagnose des katalytischen Wandlers gestattet wird, wenn eine Temperatur des katalytischen Wandlers nicht ausreichend hoch ist.
Weiterer Stand der Technik
Dokument DE 695 02 845 T2 offenbart eine Vorrichtung zur Diagnose eines Katalysators mit Hilfe eines stromaufwärtigen und eines stromabwärtigen Sauerstoffkonzentrationssensors. Die Temperatur des Katalysators wird bestimmt. Das Ergebnis der Diagnose wird nur ausgegeben, wenn die Temperatur des Katalysators eine vorbestimmte Schwelle überschreitet. In diesem Dokument wird eine Korrektur der geschätzten Katalysatortemperatur beruhend auf der Kühlwassertemperatur, der Ansauglufttemperatur und der Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt.
Dokument DE 10 2004 009 646 A1 lehrt eine Vorrichtung zur Abschätzung einer Katalysatortemperatur. Diesem Dokument sind verschiedene Korrekturen zu entnehmen, welche unter anderem auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Ansaugluftströmungsgröße und der Atmosphärentemperatur beruhen.
Dokument DE 11 2008 000 618 T5 betrifft eine Vorrichtung zur Abschätzung einer Abgastemperatur. Im Einlasskanal der Brennkraftmaschine sind ein erster und ein zweiter Temperatursensor vorgesehen. Die Abgastemperatur wird mit Hilfe eines Neuronalen-Netzes unter Verwendung verschiedener Eingangsgrößen geschätzt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde gemacht, um die oben diskutierten Probleme zu lösen und hat als ihre Aufgabe, bei niedrigen Kosten eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors zu erreichen, welche in der Lage ist, eine Verschlechterungsdiagnose eines katalytischen Wandlers in zuverlässiger Weise zu inhibieren, wenn die Aktivität des katalytischen Wandlers unzureichend ist.
Eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß einem Aspekt der Erfindung beinhaltet: eine Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung, die einen Verschlechterungszustand eines katalytischen Wandlers, der ein aus einer Verbrennungskammer des Innenverbrennungsmotors abgegebenes Abgas reinigt, anhand einer Korrelation zwischen Ausgangssignalen aus einem stromaufwärts des katalytischen Wandlers vorgesehenen Stromaufwärts-Sauerstoffkonzentrationssensors und einem stromabwärts des katalytischen Wandlers vorgesehenen Stromabwärts-Sauerstoffkonzentrationssensors bestimmt; ein Basistemperaturparameter-Berechnungsteil, der einen Basiswert eines Parameters, der sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers bezieht, anhand eines Betriebszustandes des Innenverbrennungsmotors berechnet; einen Basistemperaturparameter-Korrekturteil, der eine erste Temperatur von Einlassluft, die aus einem an einem Einlassdurchgang des Innenverbrennungsmotors vorgesehenen ersten Einlassluttemperatursensor ausgegeben wird, und eine zweite Temperatur der Einlassluft, die aus einem in dem Einlassdurchgang auf einer Seite näher an der Verbrennungskammer als der erste Einlasslufttemperatursensor vorgesehenen zweiten Einlasslufttemperatursensor ausgegeben wird, erhält, und den sich auf die Temperatur des katalytischen Wandlers beziehenden Parameters durch Korrigieren des Basiswerts des durch den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil berechneten Parameters unter Verwendung eines gemäß einer Differenz zwischen der zweiten Temperatur und der ersten Temperatur bestimmten Korrekturwertes berechnet; und einen Katalysator-Verschlechterungsdiagnose-Inhibierungsteil, der eine Diagnose durch die Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung anhand des sich auf die Temperatur des katalytischen Wandlers beziehenden Parameters, welcher durch den Basistemperaturparameter-Korrekturteil berechnet ist, und verschiedener den Operationszustand des Innenverbrennungsmotors anzeigender Parameter hemmt.
Gemäß der Erfindung wird, indem eine Korrelation zwischen Mengen beim Wärmeverlust in einem Auspuffdurchgang und einem Einlassdurchgang des Innenverbrennungsmotors ausgenutzt wird, ein Betrag an Temperaturabfall eines Abgases aus dem Betrag an Temperaturabfall im Einlassdurchgang, der aus einer Differenz zwischen einer Ausgabe (zweite Temperatur) aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor und einer Ausgabe (erste Temperatur) aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor gefunden wird, abgeschätzt, und der Basiswert des Parameters, der durch den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil berechnet ist, wird unter Verwendung eines Korrekturwertes entsprechend dem abgeschätzten Betrag an Temperaturabfall korrigiert. Daher, selbst in einem Fall, bei dem eine Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor höher als eine Außenlufttemperatur in einer Niedrigtemperaturumgebung ist, oder in einem Fall, bei dem das Fahrzeug in einer Hochtemperaturumgebung durch extrem starke Winde getroffen wird, wird es möglich, mit Genauigkeit einen Zustand zu detektieren, bei dem die Aktivität des katalytischen Wandlers unzureichend ist. Zusätzlich, weil als erste und zweite Einlasslufttemperatursensoren preisgünstige Thermistoren verwendet werden können, wird es möglich, eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors bei niedrigen Kosten zu erhalten, die in der Lage ist, eine Verschlechterungsdiagnose des katalytischen Wandlers in einer zuverlässigen Weise in einem Fall zu hemmen, bei dem die Aktivität des katalytischen Wandlers unzureichend ist.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung bei Gesamtschau mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration eines Innenverbrennungsmotors und einer Steuervorrichtung desselben gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Konfiguration der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 ist eine Ansicht, die einen Verarbeitungsablauf einer Basisverschlechterungsdetektion durch eine Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
4 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Katalysatortemperatur in Bezug auf eine Drehzahl und Ladungseffizienz des Innenverbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wenn eine Außenlufttemperatur 25°C und eine Fahrzeuggeschwindigkeit 20 km/h beträgt;
5 ist eine Ansicht, die einen Verarbeitungsablauf durch einen Basistemperaturberechnungsteil in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel zeigt, wenn eine Beziehung zwischen einer Drehzahl, einer Ladeeffizienz und einem Basiswert eines sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers im Innenverbrennungsmotor beziehenden Parameters gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in Form eines 3D-Kennfelds gezeigt wird;
7 ist eine Ansicht, welche eine Beziehung einer Katalysatortemperatur in Bezug auf eine Drehzahl und Ladeeffizienz im Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wenn eine Außenlufttemperatur 0°C beträgt und eine Fahrzeuggeschwindigkeit 20 km/h ist;
8 ist eine Ansicht, die eine Beziehung einer Katalysatortemperatur in Bezug auf eine Drehzahl und Ladeeffizienz im Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wenn eine Außenlufttemperatur 25°C ist und eine Fahrzeuggeschwindigkeit 80 km/h ist;
9A und 9B sind Ansichten, die verwendet werden, um eine Beziehung zwischen einer Temperatur eines Abgases und einer Temperatur des katalytischen Wandlers im Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben;
10A und 10B sind Ansichten, die verwendet werden, um eine Relation zwischen einer Temperatur eines Abgases und einer Temperatur des katalytischen Wandlers im Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben;
11 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Betrag an Temperaturabfall in einem Einlassrohr und einem Betrag an Temperaturabfall in einem Auspuffrohr im Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
12 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen Ausgaben aus einem zweiten Einlasslufttemperatursensor und einem erste Einlasslufttemperatursensor und einem Betrag an Temperaturabfall im Auspuffrohr im Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
13 ist eine Ansicht, die einen Verarbeitungsablauf durch einen Basistemperaturparameter-Korrekturteil in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
14 ist eine Ansicht, die ein Beispiel zeigt, wenn eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen Ausgaben aus dem zweite Einlasslufttemperatursensor und dem ersten Einlasslufttemperatursensor und einen Betrag an Temperaturabfall im Auspuffrohr im Innenverbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in Form einer 2D-Tabelle gezeigt wird;
15 ist eine Ansicht, die einen Verarbeitungsablauf durch einen Katalysator-Verschlechterungsdiagnose-Inhibierungsteil in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
16 ist ein Blockdiagramm, des eine interne Konfiguration einer Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
17 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen Ausgaben aus einem zweiten Einlasslufttemperatursensor und einem ersten Einlasslufttemperatursensor und einem Betrag an Temperaturabfall im Einlassrohr im Innenverbrennungsmotor gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
18 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen Ausgaben aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor und dem ersten Einlasslufttemperatursensor und einem Betrag an Temperaturabfall in einem Auspuffrohr im Innenverbrennungsmotor gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
19 ist eine Ansicht, die einen Verarbeitungsablauf durch einen Basistemperaturparameter-Korrekturteil in der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
20 ist eine Ansicht, die ein Beispiel zeigt, wenn eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen Ausgaben aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor und dem ersten Einlasslufttemperatursensor, einer Einlassluftmenge und einem Betrag an Temperaturabfall im Auspuffrohr im Innenverbrennungsmotor gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung in Form eines 3D-Kennfelds gezeigt wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird unten auf Grundlage der Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt die Konfiguration des Innenverbrennungsmotors und der Steuervorrichtung desselben gemäß der ersten Ausführungsform. 2 zeigt eine interne Konfiguration der Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform.
In den Zeichnungen sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen markiert.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet der Innenverbrennungsmotor der ersten Ausführungsform eine Verbrennungskammer 1, einen Luftreiniger 2, der Staub aus der Luft entfernt, die der Innenverbrennungsmotor ansaugt, ein Einlassrohr 3 als einen Einlassdurchgang, der Einlassluft aus dem Luftreiniger 2 zur Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors führt und ein Auspuffrohr 5 als einen Auslassdurchgang, der ein Abgas aus der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors am katalytischen Wandler 4 eingibt. Ein aus dem Innenverbrennungsmotor abgegebenes Abgas wird im katalytischen Wandler 4 gereinigt und dann in die Atmosphäre entlassen. Ein Injektor 6 liefert der Verbrennungskammer 1 Kraftstoff und eine Zündkerze 7 erzeugt einen Funken innerhalb eines Zylinders.
Verschiedene Messinstrumente sind an geeigneten Punkten des Einlassrohrs 3 und des Auspuffrohrs 5 des Innenverbrennungsmotors vorgesehen. Ein Luftmassensensor 8, der eine Luftmenge misst, welche der Innenverbrennungsmotor aufnimmt, ist im Einlassrohr 3 vorgesehen. Auch ist ein erster Einlasslufttemperatursensor 9, der eine erste Temperatur von Einlassluft ausgibt, am Einlassrohr 3 an der entferntesten (im möglichen Ausmaß) Position von der Verbrennungskammer 1 beabstandet vorgesehen. Weiterhin ist ein zweiter Einlasslufttemperatursensor 10, der eine zweite Temperatur von Einlassluft ausgibt, am Einlassrohr 3 auf einer Seite näher an der Verbrennungskammer 1 als dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 vorgesehen.
Ein Kraftstoffluftverhältnissensor 11, der ein Stromaufwärts-Sauerstoffkonzentrationssensor ist, der ein Luft-Kraftstoffverhältnis eines aus der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors abgegebenen Abgases detektiert, ist stromaufwärts des am Auspuffrohr 5 vorgesehenen katalytischen Wandlers 4 vorgesehen. Weiterhin ist ein Sauerstoffkonzentrationssensor 12, der ein Stromabwärts-Sauerstoffkonzentrationssensor ist, der eine Sauerstoffkonzentration eines stromabwärts des katalytischen Wandlers 4 fließenden Abgases detektiert, stromabwärts vom katalytischen Wandler 4 vorgesehen. Weiterhin sind ein Kurbelwinkelsensor 13, der eine Winkelposition der Kurbelwelle detektiert, und eine Kurbelsignalplatte 14, die ein Signal entsprechend einem bestimmten Winkel der Kurbelwelle aussendet, in der Umgebung eines Kurbelmechanismus des Innenverbrennungsmotors vorgesehen.
Wie in 1 gezeigt, werden Ausgangssignale aus dem Luftmassensensor 8, dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9, dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10, dem Stromaufwärts-Sauerstoffkonzentrationssensor 12, dem Kurbelwinkelsensor 13 und der Kurbelsignalplatte 14 in die Steuervorrichtung (ECU) 2 des Innenverbrennungsmotors eingegeben. Die Steuervorrichtung 20 des Innenverbrennungsmotors steuert nicht nur eine Kraftstoffzufuhrmenge und einen Zündzeitpunkt, sondern detektiert auch einen Verschlechterungszustand des katalytischen Wandlers 4 durch Detektieren eines Betriebszustands des Innenverbrennungsmotors unter Verwendung des Kurbelwinkelsensors 13, des Luftmassensensors 8, der ersten und zweiten Einlasslufttemperatursensoren 9 und 10 und dergleichen.
Die interne Konfiguration der Steuervorrichtung 20 des Innenverbrennungsmotors wird nun unter Verwendung von 2 beschrieben. Wie in 2 gezeigt, beinhaltet die Steuervorrichtung 20 des Innenverbrennungsmotors eine Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung 21, einen Basistemperaturparameter-Berechnungsteil 22, einen Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23 und einen Katalysator-Verschlechterungsdiagnose-Inhibierungsteil 24.
Die Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung 21 berechnet einen Verschlechterungsbestimmungsparameter entsprechend einem Verschlechterungsgrad des katalytischen Wandlers 4 anhand einer Korrelation zwischen Ausgangssignalen aus dem stromabwärts des katalytischen Wandlers 4 vorgesehenen Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 11 und dem stromabwärts des katalytischen Wandlers 4 vorgesehenen Sauerstoffkonzentrationssensor 12. Weiterhin bestimmt die Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung 21 einen Verschlechterungszustand des katalytischen Wandlers 4 aus dem Verschlechterungsbestimmungsparameter und gibt dem Fahrer eine Warnung.
Der Basistemperaturparameter-Berechnungsteil 22 berechnet einen Basiswert eines sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameters anhand von Informationen zu einem Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors, der aus dem Luftmassensensor 8 und dem Kurbelwinkelsensor 13 ermittelt wird. Hierin, weil eine Ausgabe aus dem Kurbelwinkelsensor 13 ein Signal entsprechend einer Winkelposition der Kurbelwelle des Innenverbrennungsmotors ist, kann eine Drehzahl des Innenverbrennungsmotors durch Zählen von Ausgangssignalen pro Einheitszeit gefunden werden. Entsprechend wird eine Ausgabe aus dem Kurbelwinkelsensor 13, die an dem Basistemperaturparameter-Berechnungsteil 22 eingegeben wird, nachfolgend als eine Drehzahl des Innenverbrennungsmotors behandelt.
Der Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23 erhält eine erste Temperatur von Einlassluft, die aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 ausgegeben wird, und eine zweite Temperatur von Einlassluft, die aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 ausgegeben wird, und berechnet einen sich auf die Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameter durch Korrigieren des Basiswertes des Parameters, der sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 bezieht, der durch den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil 22 berechnet wird, unter Verwendung eines gemäß einer Differenz zwischen der zweiten Temperatur und der ersten Temperatur bestimmten Korrekturwerts.
Der Katalysator-Verschlechterungsdiagnose-Inhibierungsteil 24 bestimmt, ob der katalytische Wandler 4 in einem aktiven Zustand ist, anhand des sich auf eine Temperatur des Wandlers 4 beziehenden Parameters, der durch den Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23 berechnet wird, und verschiedenen Parametern, die einen Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors anzeigen, und hemmt eine Diagnose (Ausführung der Katalysator-Verschlechterungs-Detektionsverarbeitung) durch die Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung 21, wenn festgestellt wird, dass der katalytische Wandler 4 nicht in einem aktiven Zustand ist.
Ein Verarbeitungsablauf einer Basisverschlechterungsdetektion durch die Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung 21 wird nunmehr unter Verwendung von 3 beschrieben. Die Steuervorrichtung 20 des Innenverbrennungsmotors beinhaltet einen Betriebszustandsdetektionsteil 25, der einen Betriebszustand anhand von Ausgaben aus verschiedenen Sensoren detektiert, und einen Kraftstoffeinspritzmengen-Einstellteil 26, der eine Kraftstoffeinspritzmenge durch den Injektor 6 anhand einer Ausgabe aus dem Betriebszustandsdetektionsteil 25 einstellt. Ein Relativ-Sauerstoff-(O₂)-speichermengen-Berechnungsteil 212 in der Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung 21 berechnet eine Relativ-Sauerstoffspeichermenge anhand von Ausgaben aus dem Betriebszustandsdetektionsteil 25 und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 11, und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerteil 211 steuert ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis anhand des Ergebnisses dieser Berechnung.
Ein Schätzteil 213 einer Sauerstoffkonzentrationssensorausgabe in einem Katalysator-Verschlechterungszustand in der Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung 21 schätzt ein Ausgangssignal aus dem Sauerstoffkonzentrationssensor 12 in einem Zustand ab, bei dem der katalytische Wandler 4 vollständig verschlissen ist, anhand einer Ausgabe aus dem Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 11, der stromaufwärts des katalytischeb Wandlers 4 vorgesehen ist. Ein Verschlechterungsbestimmungsparameter-Berechnungsteil 214 vergleicht die durch den Schätzteil 213 abgeschätzte Ausgabe einer Sauerstoffkonzentrationssensorausgabe in einen verschlissenen, Katalysatorzustand mit einem tatsächlichen Ausgangssignal (tatsächliche Ausgabe) aus dem Sauerstoffkonzentrationssensor 12 und berechnet einen Annäherungsgrad der abgeschätzten Ausgabe zur tatsächlichen Ausgabe als einen Verschlechterungsbestimmungsparameter.
Ein Verschlechterungsbestimmungsteil 215 vergleicht einen Wert des durch den Verschlechterungsbestimmungsparameter-Berechnungsteil 214 berechneten Verschlechterungsbestimmungsparameter mit einem empirisch voreingestellten Verschlechterungsbestimmungs-Referenzwert und bestimmt die Verschlechterung in einem Fall, bei dem der Verschlechterungsbestimmungsparameter den Verschlechterungsbestimmungs-Referenzwert übersteigt. Dieser Punkt wird im Detail untenstehend beschrieben.
Allgemein weist eine Abgasreinigungsfähigkeit des katalytischen Wandlers 4 einen starke Korrelation mit einer Maximal-Sauerstoffspeicherkapazität des katalytischen Wandlers 4 auf und die Abgasreinigungsfähigkeit wird schlecht, wenn die maximale Sauerstoffspeicherkapazität abnimmt. Derweil beginnt mit abnehmender maximaler Sauerstoffspeicherkapazität ein Ausgangssignal aus dem Sauerstoffkonzentrationssensor 12, das erhalten wird, wenn der Innenverbrennungsmotor durch Alternieren eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zwischen Fett und hager betrieben wird, alternierend zwischen einer Hochspannungsseite (beispielsweise etwa 1 V) und einer Niederspannungsseite (beispielsweise etwa 0 V) zu fluktuieren.
Die durch den Abschätzteil 213 berechnete abgeschätzte Ausgabe einer Sauerstoffkonzentrationssensorausgabe in einem verschlissenen Katalysatorzustand ist eine Berechnung eines Verhaltens des Sauerstoffkonzentrationssensors 12 in einem Zustand, bei dem die maximale Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators im Wesentlichen verbraucht ist. Daher, wenn der Innenverbrennungsmotor durch Alternieren eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zwischen Fett und hager betrieben wird, fluktuiert ein Ausgangssignal aus dem Sauerstoffkonzentrationssensor 12 extrem breit zwischen der Hochspannungsseite und der Niederspannungsseite.
Es kann daher bestimmt werden, dass die reinigende Fähigkeit des katalytische Wandlers 4 schlechter wird, des heißt, der katalytische Wandler 4 verschlissen ist, wenn ein Wert des Verschlechterungsbestimmungsparameters, der gefunden wird aus einer tatsächlichen Ausgabe aus dem Sauerstoffkonzentrationssensor 12, die erhalten wird, wenn der Innenverbrennungsmotor durch Alternieren eines Luft-Kraftstoff-Gemisches zwischen Fett und Mager betrieben wird, und einer durch den Abschätzteil 213 eines Sauerstoffkonzentrationssensorausgangs in einem verschlissenen Katalysatorzustand berechneten Ausgabe, größer wird (wenn der Annäherungsgrad beider Ausgaben höher wird). In einem Fall, bei dem der Verschlechterungsbestimmungsteil 215 die Verschlechterung des katalytischen Wandlers 4 bestimmt, teilt das Verschlechterungsbestimmungsteil 215 einem Fahrer die Verschlechterung Versagen) des katalytischen Wandlers 4 durch Leuchtenlassen einer Ausfalllampe oder dergleichen mit.
Eine Berechnungsverarbeitung eines Basiswerts des Basistemperaturparameters durch den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil 22 wird nunmehr unter Verwendung von 4 bis 6 beschrieben. 4 zeigt eine Beziehung einer Katalysatortemperatur Tcat in Bezug auf eine Drehzahl Ne und Ladeeffizienz Ec des Innenverbrennungsmotors, wenn eine Außenlufttemperatur 25°C beträgt und eine Fahrzeuggeschwindigkeit 20 km/h beträgt. In 4 wird die Ordinate für die Ladungseffizienz (%) verwendet und wird die Abszisse für die Drehzahl (r/min) des Innerverbrennungsmotors verwendet. Die Ladungseffizienz ist ein Parameter, der eine Luftmenge anzeigt, die in die Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors pro Hub aufgenommen wird, anhand einer durch den Luftmassensensor 8 gemessenen Luftmenge.
Wie in 4 gezeigt, hängt die Katalysatortemperatur Tcat von der Drehzahl Ne und der Ladungseffizienz Ec des Innenverbrennungsmotors ab. Allgemein steigt eine durch den Innenverbrennungsmotor pro Einheitszeit verbrauchte Kraftstoffmenge mit steigender Ladungseffizienz oder Drehzahl an, und damit eine pro Einheitszeit aus der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors an ein Auspuffsystem abgegebene Wärmemenge. Daher steigt eine in den katalytischen Wandler 4 eingegebene Wärmemenge und naturgemäß steigt die Temperatur des katalytischen Wandlers 4 an. Der Basistemperaturparameter-Berechnungsteil 22 berechnet einen Basiswert des sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameters unter vorbestimmten Bedingungen (hier ist eine Außenlufttemperatur 25°C und ist eine Fahrzeuggeschwindigkeit 20 km/h) anhand der Drehzahl Ne und der Ladungseffizienz Ec des Innenverbrennungsmotors.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsablauf des Basistemperaturparameter-Berechnungsteils 22 darstellt. In 5 repräsentieren mit einem S beginnende Bezugszeichen die Abfolge (Schritte) der Verarbeitung. Anfangs werden in Schritt 1 (S1) die Drehzahl Ne und die Ladungseffizienz Ec in den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil 22 eingelesen. Nachfolgend wird in Schritt 2 (S2) Tcatb, welches ein Basiswert des sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameters ist, entsprechend Ne und Ec, die in S1 eingelesen sind, unter Bezugnahme auf ein 3D-Kennfeld berechnet (beispielsweise NE-EC-TEMP (Ne, Ec), gezeigt in 6), das eine Beziehung zwischen Drehzahl Ne, Ladungseffizienz Ec und dem Basiswert des sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameters zeigt. Das in 6 gezeigte 3D-Kennfeld wird vorläufig auf Basis der in 4 gezeigten Charakteristika erzeugt.
Nunmehr wird eine Basistemperaturparameter-Korrekturverarbeitung durch den Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23 beschrieben. Zuerst wird eine Beziehung der Katalysatortemperatur in Bezug auf die Drehzahl und die Ladungseffizienz des Innenverbrennungsmotors und dessen Prinzip unter Verwendung von 7 bis 9 beschrieben. 7 zeigt eine Beziehung der Katalysatortemperatur Tcat in Bezug auf die Drehzahl Ne und die Ladungseffizienz Ec des Innenverbrennungsmotors, wenn eine Außenlufttemperatur 0°C beträgt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 20 km/h ist. in 7 wird die Ordinate für die Ladungseffizienz (%) genutzt und wird die Abszisse für die Drehzahl (r/min) des Innenverbrennungsmotors verwendet. Die durchgezogenen Linien repräsentieren Tcat, wenn eine Außenlufttemperatur 0°C beträgt, und gestrichelte Linien repräsentieren Tcat, wenn eine Außenlufttemperatur 25°C beträgt, wie in 4 gezeigt. Wie in 7 gezeigt, variiert die Katalysatortemperatur Tcat mit einer Außenlufttemperatur, selbst wenn die Drehzahl und die Ladungseffizienz gleich sind und fällt die Katalysatortemperatur Tcat ab, wenn die Außenlufttemperatur abfällt.
8 zeigt 3 eine Beziehung der Katalysatortemperatur Tcat in Bezug auf die Drehzahl Ne und die Ladungseffizienz Ec des Innenverbrennungsmotors, wenn eine Außenlufttemperatur 25°C beträgt und eine Fahrzeuggeschwindigkeit 80 km/h beträgt. In 8 wird die Ordinate für die Ladungseffizienz (%) verwendet und wird die Abszisse für die Drehzahl (r/min) des Innenverbrennungsmotors verwendet. Durchgezogene Linien repräsentieren Tcat, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 80 km/h beträgt und gestrichelte Linien repräsentieren Tcat, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 20 km/h beträgt, wie in 4 gezeigt. Wie in 8 gezeigt, variiert die Katalysatortemperatur Tcat mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, selbst wenn die Drehzahl und die Ladungseffizienz gleich sind und fällt die Katalysatortemperatur Tcat mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit ab.
Die in 7 und 8 gezeigten Charakteristika, das heißt das Prinzip, mit dem eine Beziehung der Katalysatortemperatur in Bezug auf die Drehzahl und die Ladungseffizienz erhalten wird, wird unter Verwendung von 9 beschrieben. 9 zeigt eine Beziehung zwischen einer Temperatur eines Abgases und einer Temperatur des katalytischen Wandlers im Innenverbrennungsmotor. Eine Temperatur Tex (Ne, Ec) eines Abgases unmittelbar nach Ablassen aus der Verbrennungskammer 1 eines Innenverbrennungsmotors wird eindeutig durch die Drehzahl Ne und die Ladungseffizienz Ec des Innenverbrennungsmotors bestimmt. Das Abgas fließt über ein Auspuffrohr 5 in den katalytischen Wandler 4 und während dieses Prozesses geht Wärme im Auspuffrohr 5 an die das Auspuffrohr 5 umgebende Luft (Atmosphäre) verloren. Eine Wärmemenge, die derart verloren geht, das heißt eine Wärmeverlustmenge, variiert mit einer Temperatur von den katalytischen Wandler 4 umgebender Luft und diese Menge steigt mit niedriger werdender Temperatur der der katalytischen Wandler 4 umgebenden Luft.
In einem Fall, bei dem die Luft um den katalytischen Wandler 4 herum schnell fließt, steigt, weil eine Temperatur von Luft um den katalytischen Wandler 4 herum im Vergleich zu einem Fall niedrig gehalten wird, bei dem die Umgebungsluft stagniert, eine Wärmeverlustmenge an. Entsprechend wird eine Wärmeverlustmenge im Auspuffrohr 5 durch, eine Temperatur und eine Flussgeschwindigkeit von Luft um das Auspuffrohr 5 herum bestimmt.
Auch ist bekannt, dass eine Fließgeschwindigkeit von Luft um den katalytischen Wandler 4 herum in einem Fall höher wird, bei der die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs hoch ist, oder das Fahrzeug von Winden einer hohen Geschwindigkeit getroffen wird, die in der Natur aufgrund von Wetterbedingungen auftreten. Nachdem die Wärme zur Luft um das Auspuffrohr 5 herum verloren gegangen ist, fließt des aus dem Innenverbrennungsmotor abgegebene Abgas in den katalytischen Wandler 4. Im katalytischen Wandler 4, weil eine Reaktionswärme aus einer Oxidationsreduktionsreaktion von im Abgas enthaltenen Komponenten generiert wird, wird eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 um eine der Reaktionswärme vergleichbare Temperatur höher als diejenige des im katalytischen Wandler 4 fließenden Abgases.
Diese Phänomene werden durch ein System von Einheiten für die Temperatur, wie in 9B, gezeigt. Aus einer Temperatur Tex (Ne, Ec) eines Abgases unmittelbar nach Abgabe aus der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors wird ein Temperaturabfallbetrag Texts (Tia1, Ws), der durch eine Temperatur Tal und eine Fließgeschwindigkeit Ws von Luft um das Auspuffrohr 5 herum bestimmt wird, im Auspuffrohr 5 subtrahiert. Das Abgas fließt dann zum katalytischen Wandler 4. Weiterhin wird eine durch eine Oxidationsreduktionsreaktion erzeugte Temperatur Tcact im katalytischen Wandler 4 addiert und die Summe ist die Endtemperatur Tcat des katalytischen Wandlers 4.
Nunmehr wird ein Verfahren zu Abschätzen eines Betrags an Temperaturabfall Txls (Tia1, Ws) unter Verwendung von 10A und 10B beschrieben. Aus der Atmosphäre in einem oberen Strahl des Einlassrohrs 3 des Innenverbrennungsmotors fließende Luft nimmt aus der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors freigesetzte Wärme auf oder wird durch einen Laden unter Druck gesetzt und eine Temperatur derselben steigt an. Danach geht Wärme im Einlassrohr 3 an die Luft um das Einlassrohr 3 herum verloren. In einem Fall, bei dem Luft um das Einlassrohr 3 herum schnell fließt, weil eine Temperatur von Luft um das Einlassrohr 3 herum im Vergleich zu einem Fall, bei dem Umgebungsluft still steht, niedrig gehalten wird, steigt eine Wärmeverlustmenge an.
Daher wird eine Wärmeverlustmenge im Einlassrohr 3 durch eine Temperatur und eine Flussgeschwindigkeit von Luft um das Einlassrohr 3 herum bestimmt. Dieses Phänomen erscheint insbesondere in einem Innenverbrennungsmotor merklich, der ein Einlasssystem aufweist, das konfiguriert ist, Einlassluft durch einen Laden im oberen Strom des Einlasses zu komprimieren und eine Temperatur der Einlassluft durch einen Zwischenkühler (Wärmetauscher) in einem unteren Strom abzusenken.
Diese Phänomene werden durch ein System von Einheiten für die Temperatur wie in 10B gezeigt. Zu einer Temperatur Tia1 von in einem oberen Strom des Einlassrohrs 3 im Innenverbrennungsmotor fließender Luft wird ein Grad an Temperaturanstieg Tcmp von Einlassluft addiert, aufgrund von aus der Verbrennungskammer 1 empfangenen Wärme oder Kompression von Einlassluft durch den Lader. Danach wird ein Temperaturabfallsbetrag Tils (Tia1, Ws), der durch eine Temperatur Tia1 und eine Flussgeschwindigkeit Ws von Luft um das Einlassrohr 3 herum bestimmt wird, im Einlassrohr 3 subtrahiert und die Differenz ist die Endtemperatur Tia2 von in die Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors fließender Luft.
Es versteht sich aus dem oben beschriebenen Prinzip, dass Wärmeverlustmengen im Auspuffrohr 5 und dem Einlassrohr 3 Charakteristika aufweisen, die alle von einer Temperatur und einer Flussgeschwindigkeit von Umgebungsluft abhängen, und eine Wärmeverlustmenge im Einlssrohr 3 ist groß, wenn eine Wärmeverlustmenge im Auspuffrohr 3 groß ist. Um spezifischer zu sein, sind Wärmeverlustmengen im Auspuffrohr 5 und dem Einlassrohr 3 miteinander korreliert und es kann eine Wärmeverlustmenge aus einem Betrag an Temperaturabfall zwischen vor und nach einem Verlust abgeschätzt werden. Daher, wenn ein Betrag an Temperaturabfall im Einlassrohr 3 bekannt ist, kann eine Wärmeverlustmenge im Auspuffrohr 5 und damit ein Betrag an Temperaturabfall eines Abgases abgeschätzt werden. Mit anderen Worten kann ein Betrag an Temperaturabfall Tex1s (Tia1, Ws) im Auspuffrohr 5 aus einem Betrag an Temperaturabfall Tils {Tia1, Ws) im Einlassrohr 3 abgeschätzt werden.
Im Licht des Vorstehenden findet der Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23 eine Differenz zwischen der zweiten Temperatur (Tia2) an Einlassluft, die eine Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 ist, der ersten Temperatur Tia1 von Einlassluft, die eine Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 ist, und berechnet einen Korrekturwert des Basiswertes des sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameters anhand der so gefundenen Differenz. Weiter subtrahiert das Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23 den Korrekturwert vom Basiswert des sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameters, der durch das Basistemperaturparameter-Berechnungsteil 22 berechnet ist.
Aus der Beziehung der Temperaturen, die in 10A und 10B gezeigt ist, wird ein Betrag an Temperaturabfall Tils im Einlassrohr 3 gemäß Gleichung (1) unten gefunden. Es sollte jedoch angemerkt sein, dass in einem Fall, bei dem das Einlassrohr 3 an einer Position entfernt von der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors vorgesehen ist oder das Einlasssystem ohne einen Lader ausgebildet ist, Tcmp im Wesentlichen einen konstanten Wert annimmt, unabhängig von einem Betriebszustand des Innenverbrennungsmotors. Daher wird ein Betrag des Temperaturabfalls Tils im Einlassrohr 3 eindeutig aus einer Differenz (Tia2 – Tia1) zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 bestimmt. Tils = –(Tia2 – Tia1) + Tcmp (1)
11 zeigt eine Beziehung zwischen einem Betrag an Temperaturabfall Tils im Einlassrohr 3 und einem Betrag an Temperaturabfall Texls im Auspuffrohr 5. Wie in 11 gezeigt, steigt ein Betrag an Temperaturabfall Texls im Auspuffrohr 5 mit steigendem Betrag an Temperaturabfall Tils im Einlassrohr 3. Die Beziehung zwischen diesen Beträgen kann empirisch erhalten werden. Auch kann eine Beziehung zwischen (Tia2 – Tia1) und Texls, wie in 12 gezeigt, gemäß Gleichung (2) unten, modifiziert aus Gleichung (1) oben, erhalten werden: (Tia2 – Tia1) = –Tils + Tcmp (2)
Wie in 12 gezeigt, kann in einem Fall, bei dem sich (Tia2 – Tia1) 0 nähert, mit anderen Worten, in einem Fall, bei dem die zweite Temperatur (Tia2) an Einlassluft in der Nähe der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors sich der ersten Temperatur (Tia1) an Einlassluft an einer entferntesten Position ab der Verbrennungskammer 1 annähert, abgeschätzt werden, dass ein Betrag an Temperaturabfall Texls im Auspuffrohr 5 groß ist.
Durch Ausnutzen des Prinzips wie oben, findet der Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23 einen Korrekturwert, der einen Betrag an Temperaturabfall Texls im Auspuffrohr 5 korrigiert, das heißt, den Basiswert des sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameters anhand einer Differenz zwischen einer Ausgabe aus dem zweiter Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem erster Einlasslufttemperatursensor 9, und berechnet einen sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameter. Der derart berechnete Parameter wird auf eine Bestimmung eines aktiven Zustands des katalytischen Wandlers 4 durch den Katalysator-Verschlechterungsdiagnose-Inhibierungsteil 24 angewendet.
Ein Verarbeitungsablauf durch den Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23 wird unter Verwendung des Flussdiagramms von 13 beschrieben. Anfangs werden in Schritt 11 (S11) eine Ausgabe Tia1 aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 und eine Ausgabe Tia2 aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 in den Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23 eingelesen. Im nachfolgenden Schritt 12 (S12) wird ebenfalls der Basiswert Tcatb eines sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameters, der durch den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil 22 berechnet wird, eingelesen.
Im nachfolgenden Schritt 13 (S13) wird unter Bezugnahme auf eine 2D-Tabelle (beispielsweise TCMPST (tia2 – Tia1), gezeigt in 14)), welche eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 und einem Betrag an Temperaturabfall im Auspuffrohr 5 zeigt, ein der Differenz (Tia2 – Tia1) zwischen einer Ausgabe aus dem zweiter Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9, die in S11 gefunden wird, entsprechender Korrekturwert gefunden. Weiterhin wird ein sich auf eine Temperatur des Wandlers 4 beziehender Parameter Tcat durch Subtrahieren des in der 2D-Tabelle gefundenen Korrekturwerts vom in S12 gefundenen Basiswert Tcatb berechnet. Die in 14 2D-Tabelle wird vorläufig auf Basis der in 12 gezeigten Charakteristika erzeugt.
Nunmehr wird ein Verarbeitungsablauf durch den Katalysator-Verschlechterungsdiagnose-Inhibierungsteil 24 unter Verwendung des Flussdiagramms von 15 beschrieben. Anfangs wird in Schritt 21 (S21), der sich auf eine Temperatur des Wandlers 4 beziehenden Parameter Tcat, der durch den Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23 berechnet wird, in den Katalysator-Verschlechterungsdiagnose-Inhibierungsteil 24 eingelesen. Im nachfolgenden Schritt 22 (S22) wird bestimmt, ob der in S21 eingelesene Tcat gleich oder großer einem voreingestellten Aktivitätsbestimmungswert des katalytischen Wandlers 4 ist. In einem Fall, bei dem Tcat gleich oder größer als der Aktivitätsbestimmungswert ist (JA), wird festgestellt, dass der katalytische Wandler 4 aktiv ist und der Ablauf schreitet zu Schritt 23 (S23) fort, in welchem eine Katalysatorverschlechterungs-Detektionsverarbeitung durch die Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung 21 erlaubt wird. In einem Fall, bei dem Tcat kleiner als der Aktivitätsbestimmungswert ist (NEIN) wird festgestellt, dass der katalytische Wandler 4 nicht hinreichend aktiv ist, weil dessen Temperatur niedrig ist. Daher schreitet der Ablauf zu Schritt 24 (S24) fort, in welchem die Katalysatorverschlechterungs-Detektionsverarbeitung durch die Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung 21 gehemmt wird.
Wie beschrieben, wird gemäß der Steuervorrichtung 20 des Innenverbrennungsmotors der ersten Ausführungsform durch Ausnutzen der Charakteristika, dass Wärmeverlustmengen im Auspuffrohr 5 und dem Einlassrohr 3 des Innenverbrennungsmotors miteinander korreliert sind, das heißt Wärmeverlustmengen sowohl im Auspuffrohr 5 als auch dem Einlassrohr 3 von Temperatur und Flussgeschwindigkeit von Umgebungsluft abhängen und eine Wärmeverlustmenge im Auspuffrohr 5 groß ist, wenn eine Wärmeverlustmenge im Einlassrohr 3 groß ist, ein Betrag an Temperaturabfall im Abgas aus einem Betrag an Temperaturabfall im Einlassrohr 3, der aus einer Differenz zwischen einer Ausgabe Tia2 aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe Tia1 aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 gefunden wird, abgeschätzt, um einen Korrekturwert entsprechend dem abgeschätzten Betrag an Temperaturabfall zu finden. Somit wird es möglich, einen sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameter mit hoher Genauigkeit unabhängig von einer Wärmemenge zu berechnen, die am zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 aus der Verbrennungskammer 1 empfangen worden ist, und einer Wärmeverlustmenge im Auspuffrohr 5.
Folglich kann selbst in einem Fall, bei dem eine Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 höher ist als eine Außenlufttemperatur in einer Niedrigtemperaturumgebung oder in einem Fall, bei dem das Fahrzeug durch extrem starke Winde in einer Hochtemperaturumgebung getroffen wird, eine Verschlechterungsdiagnose des katalytischen Wandlers 4 in zuverlässiger Weise gehemmt werden, indem mit Genauigkeit ein unzureichend aktiver Zustand des katalytischen Wandlers 4 detektiert wird. Damit wird es möglich, eine fehlerhafte Diagnose zu vermeiden, dass der normal arbeitende katalytischen Wandler 4 als beeinträchtigt diagnostiziert wird.
Der in der Umgebung der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors vorgesehene zweite Einlasslufttemperatursensor 10 kann ein preisgünstiger Thermistor sein. Weil ein Thermistor verwendet worden ist, um eine in den Innenverbrennungsmotor eingelassene und zur Verbrennung beitragende Luftmenge zu messen, ist es nicht notwendig, zusätzlich einen neuen vorzusehen. Auch, wie beim zweiten Einlasslufttemperatursensor 10, kann der neue an der entferntesten Position ab der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors vorgesehene erste Einlasslufttemperatursensor 9 ebenfalls ein preisgünstiger Thermistor sein. Weiter können interne Schaltungen der Steuervorrichtung 20 des Innenverbrennungsmotors einfach unter Verwendung wenigerer elektronischer Komponenten ausgebildet werden. Die Steuervorrichtung 20 des Innenverbrennungsmotors kann daher bei niedrigeren Kosten als der Konfiguration erzielt werden, die einen Abgastemperatursensor verwendet, wie im Beispiel des Stands der Technik.
Zweite Ausführungsform
16 zeigt eine interne Konfiguration einer Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Wie in 16 gezeigt, unterscheidet sich eine Steuervorrichtung 20a des Innenverbrennungsmotors der zweiten Ausführungsform vom Gegenstück der ersten Ausführungsform darin, dass eine Ausgabe aus dem Luftmassensensor 8 in einen Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23a eingegeben wird. Der Rest der internen Konfiguration ist der gleiche wie bei der obigen ersten Ausführungsform (2) und dessen Beschreibung wird hier weggelassen.
Der Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23a in der Steuervorrichtung 20a des Innenverbrennungsmotors der zweiten Ausführungsform wird beschrieben. Wie in der ersten Ausführungsform oben beschrieben worden ist, wird ein Betrag an Temperaturabfall Tils im Einlassrohr 3 anhand von Gleichung (1) oben aufgefunden. Ein Grad an Temperaturanstieg Tcmp von Einlassluft in Gleichung (1) oben variiert mit einer Luftmenge, welche der Innenverbrennungsmotor in einem Fall ansaugt, bei dem das Einlassrohr 3 nahe der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors vorgesehen ist oder das Einlasssystem mit einem Laden ausgebildet ist.
Spezifischer, wenn die Ladungseffizienz oder die Drehzahl ansteigt und eine Luftmenge, die der Innenverbrennungsmotor ansaugt, steigt, steigt eine durch den Innenverbrennungsmotor pro Einheitszeit verbrauchte Luftmenge an. Entsprechend steigt eine pro Zeiteinheit aus der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors an periphere Teile freigesetzte Wärmemenge an und das Gleiche geschieht mit einer durch die Einlassluft aufgenommenen Wärmemenge. Auch wird mit steigender Luftmenge, die der Innenverbrennungsmotor aufnimmt, eine größere Menge an Abgas aus der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors abgegeben. Folglich, da eine in einem Abgaspfad eines Abgases vorgesehene Laderturbine bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert wird, steigt ein Laderdruck an. Aus diesen Ergebnissen steigt Tcmp mit einem Anstieg bei der Luftmenge, die der Innenverbrennungsmotor aufnimmt, an.
17 zeigt die Gleichung (1) oben in Fällen, bei denen ein Grad an Temperaturanstieg von Einlassluft Tcmp = Tcmp (Qa1) und wobei Tcmp = Tcmp (Qa2) durch eine Funktion F1 (durchgezogene Linie) bzw. eine Funktion F2 (abwechselnd lang- und kurzgestrichelte Linie). Hier sind Qa1 und Qa2 beide Parameter, die eine Einlassluftmenge in den Innenverbrennungsmotor anzeigen, so dass Qa1 < Qa2. In 17 wird die Abszisse für die Differenz (Tia2 – Tia1) (°C) zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 verwendet und wird die Ordinate für einen Betrag an Temperaturabfall Tils (°C) im Einlassrohr 3 verwendet.
Wie beschrieben, steigt ein Grad an Temperaturanstieg Tcmp von Einlassluft mit steigender Einlassluftmenge. Daher, wenn Qa1 und Qa2 Einlassluftmengen sind, wird eine Größenbeziehung zwischen Graden an Temperaturanstieg Tcmp(Qa1) und Tcmp(Qa2) von Einlassluft als Tcmp(Qa1) < Tcmp(Qa2) gegeben. Auch, wenn td eine Differenz Tia2 – Tia1 zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 ist, wird F1(Td) < F2(td) gegeben. Daher steigt in einem Fall, bei dem eine Differenz Tia2 – Tia1 zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 gleich ist, ein Betrag an Temperaturabfall Tils im Einlassrohr 3 mit steigender Einlassluftmenge in den Innenverbrennungsmotor an.
Nunmehr wird eine Beschreibung bezüglich einer Weise gegeben, in der eine Beziehung zwischen einer Differenz (Tia2 – Tia1) zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 und einem Betrag an Temperaturabfall Taxis im Auspuffrohr 5 mit einem Ansteigen an Einlassluftmenge in den Innenverbrennungsmotor variiert. Wie beschrieben, werden ein Betrag an Temperaturabfall Tils im Einlassrohr 3 und ein Betrag an Temperaturabfall Taxis im Auspuffrohr 5 durch eine Temperatur Tia1 und eine Flussgeschwindigkeit Ws von Luft um das Einlassrohr 3 oder das Auspuffrohr 5 herum bestimmt und haben daher keine Richtungsbeziehung mit einer Einlassluftmenge in den Innenverbrennungsmotor. Eine Beziehung zwischen Tils und Taxis hält daher eine in 11, in der ersten Ausführungsform oben beschriebene Beziehung unabhängig von einer Einlassluftmenge.
Entsprechend kann durch Anwenden der Beziehung zwischen (Tia2 – Tia1) und Tils, die in 17 gezeigt ist, auf eine Beziehung zwischen Tils und Taxis, die in 11 gezeigt ist, um den Parameter Tils zu eliminieren, eine Beziehung zwischen (Tia2 – Tia1) und Taxis erhalten werden, wie in 18 gezeigt. In 18 wird die Abszisse für (Tia2 – Tia1) (°C) verwendet, wie in 17, und wird die Ordinate für einen Betrag an Temperaturabfall Taxis (°C) im Auspuffrohr 5 verwendet. Hierbei sind sowohl Qa1 als auch Qa2 Parameter, welche eine Einlassluftmenge in den Innenverbrennungsmotor anzeigen, so dass Qa1 < Qa2.
Wie in 18 gezeigt, wenn td eine Differenz (Tia2 – Tia1) zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 ist, ist dann tls1 und tls2 derart, dass tls1 < tls2 in einer. Größenbeziehung gegeben sind als eine Funktion (durchgezogene Linie) wenn Tils = F1, beziehungsweise eine Funktion (abwechselnd lang- und kurzgestrichelte Linie) wenn Tils = F2,. Mit anderen Worten variiert eine Beziehung zwischen einer Differenz (Tia2 – Tia1) zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 und einem Betrag an Temperaturabfall Taxis im Auspuffrohr 5 abhängig von einer Einlassluftmenge. In einem Fall, bei dem (Tia2 – Tia1) gleich ist, steigt Taxis mehr in einem Zustand an, wenn eine Einlassluftmenge größer ist.
Durch Ausnutzen des obigen Prinzips erhält der Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23a der zweiten Ausführungsform eine Ausgabe aus dem Luftmengensensor 8, das heißt einen Messwert einer Luftmenge, die der Innenverbrennungsmotor aufnimmt, zusätzlich zu einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 und einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10, um einen Betrag an Temperaturabfall Taxis im Auspuffrohr aus einer Differenz (Tia2 – Tia1) zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 und eine Einlassluftmenge Qa auf Basis der in 18 gezeigten Beziehung aufzufinden, und berechnet ein sich auf die Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameter. Der derart berechnete Parameter wird auf eine Bestimmung eines aktiven Zustands des katalytischen Wandlers 4 durch den Katalysator-Verschlechterungsdiagnose-Inhibierungsteil 24 angewendet.
Ein Ablauf dieser Verarbeitung durch den Basis temperaturparameter-Korrekturteil 23a wird unter Verwendung des Flussdiagramms von 19 beschrieben. Anfangs werden in Schritt 31 (S31) eine Ausgabe Tia1 aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9, eine Ausgabe Tia2 aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und eine Einlassluftmenge Qa, die eine Ausgabe aus dem Luftmassensensor 8 ist, in den Basistemperaturparameter-Korrekturteil 23a eingelesen. Im nachfolgenden Schritt 32 (S32) wird ebenfalls der Basiswert Tcatb des sich auf eine Temperatur des Wandlers 4 beziehenden Parameters, der durch den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil 22 berechnet wird, eingelesen.
Im nachfolgenden Schritt 33 (S33) wird unter Bezugnahme auf ein 3D-Kennfeld (beispielsweise MCMPST {(Tia2 – Tia1), Qa}, gezeigt in 20)), welches eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 anzeigt, einer Einlassluftmenge und einem Betrag an Temperaturabfall im Auspuffrohr 5, ein Korrekturwert entsprechend einer Differenz (Tia2 – Tia1) zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 und einer in S31 gefundenen Einlassluftmenge gefunden. Weiterhin wird der sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehende Parameter Tcat durch Subtrahieren des aus dem 3D-Kennfeld gefundenen Korrekturwerts vom in Schritt S32 gefundenen Basiswert Tcatb des Parameters berechnet. Das in 20 gezeigte 3D-Kennfeld wird vorläufig auf Basis der in 18 gezeigten Charakteristika erzeugt.
Wie beschrieben, wird gemäß der zweiten Ausführungsform ein Korrekturwert des Basiswerts des sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameters anhand einer Differenz zwischen einer Ausgabe aus dem zweiten Einlasslufttemperatursensor 10 und einer Ausgabe aus dem ersten Einlasslufttemperatursensor 9 und einer Einlassluftmenge Qa, die eine Ausgabe aus dem Luftmengensensor 8 ist, berechnet. Daher wird es zusätzlich zum Vorteil der ersten obigen Ausführungsform möglich, einen sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers 4 beziehenden Parameter mit einer hohen Genauigkeit selbst in einem Fall zu berechnen, bei dem ein Betrag an Temperaturanstieg aufgrund von aus der Verbrennungskammer 1 des Innenverbrennungsmotors empfangener Wärme oder ein durch Unterdrucksetzung durch einen Lader verursachter. Betrag an Temperaturanstieg mit einer Einlassluftmenge in den Innenverbrennungsmotor variiert.
Die Erfindung ist auf eine Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors anwendbar, der mit einer Funktion der Warnung des Fahrers vor einer Verschlechterung eines katalytischen Wandlers ausgerüstet ist.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich, ohne dass sie vom Umfang der Erfindung abweichen, und es versteht sich, dass diese nicht auf die hier dargestellten illustrativen Ausführungsformen beschränkt ist.

Claims

Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors, umfassend: eine Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung (21), die einen Verschlechterungszustand eines katalytischen Wandlers (4), der ein aus einer Verbrennungskammer des Innenverbrennungsmotors abgegebenes Abgas reinigt, anhand einer Korrelation zwischen Ausgangssignalen aus einem stromaufwärts des katalytischen Wandlers (4) vorgesehenen Stromaufärts-Sauerstoffkonzentrationssensors (11) und einem stromabwärts des katalytischen Wandlers (4) vorgesehenen Stromabwärts-Sauerstoffkonzentrationssensors (12) bestimmt; einen Basistemperaturparameter-Berechnungsteil (22), der einen Basiswert eines Parameters, der sich auf eine Temperatur des katalytischen Wandlers (4) bezieht, anhand eines Betriebszustandes des Innenverbrennungsmotors berechnet; einen Basistemperaturparameter-Korrekturteil (23), der eine erste Temperatur von Einlassluft, die aus einem an einem Einlassdurchgang des Innenverbrennungsmotors vorgesehenen ersten Einlasslufttemperatursensor (9) ausgegeben wird, und eine zweite Temperatur der Einlassluft, die aus einem in dem Einlassdurchgang auf einer Seite näher an der Verbrennungskammer (1) als der erste Einlasslufttemperatursensor (9) vorgesehenen zweiten Einlasslufttemperatursensor (10) ausgegeben wird, erhält, und den sich auf die Temperatur des katalytischen Wandlers (4) beziehenden Parameter durch Korrigieren des Basiswerts des durch den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil (22) berechneten Parameters unter Verwendung eines gemäß einer Differenz zwischen der zweiten Temperatur und der ersten Temperatur bestimmten Korrekturwertes berechnet; und einen Katalysator-Verschlechterungsdiagnose-Inhibierungsteil (24), der eine Diagnose durch die Katalysator-Verschlechterungsdiagnosevorrichtung (21) anhand des sich auf die Temperatur des katalytischen Wandlers (4) beziehenden Parameters, welcher durch den Basistemperaturparameter-Korrekturteil (23) berechnet ist, und verschiedener den Operationszustand des Innenverbrennungsmotors anzeigender Parameter hemmt.
Steuervorrichtung eines Innenverbrennungsmotors gemäß Anspruch 1, wobei: der erste Einlasslufttemperatursensor (9) im Einlassdurchgang an einer Position so weit als möglich von der Verbrennungskammer (1) entfernt vorgesehen ist.
Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Anspruch 1, wobei: durch Ausnutzen einer Charakteristik, dass Wärmeverlustmengen in sowohl dem Auslassdurchgang als auch dem Einlassdurchgang des Innenverbrennungsmotors von einer Temperatur und einer Fließgeschwindigkeit von Umgebungsluft abhängen und eine Wärmeverlustmenge im Auslassdurchgang groß ist, wenn eine Wärmeverlustmenge im Einlassdurchgang groß ist, der Basistemperaturparameter-Korrekturteil (23) einen Betrag an Temperaturabfall von Abgas aus einem aus einer Differenz zwischen der zweiten Temperatur und der ersten Temperatur der Einlassluft gefundenen Betrag an Temperaturabfall in dem Einlassdurchgang und der ersten Temperatur der Einlassluft abschätzt, und den sich auf die Temperatur des Wandlers (4) beziehenden Parameter durch Subtrahieren eines einem abgeschätzten Betrag an Temperaturabfall entsprechenden Korrekturbetrags vom Basiswert des durch den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil (22) berechneten Parameters berechnet.
Steuervorrichtung des Innenverbrennungsmotors gemäß Anspruch 3, wobei: der Basistemperaturparameter-Korrekturteil (23) weiter einen Messwert einer Luftmenge, welche der Innenverbrennungsmotor einlässt, erhält, und durch Ausnutzen einer Charakteristik, dass ein Betrag an Temperaturabfall im Auslassdurchgang mit steigender Einlassluftmenge ansteigt, den Basiswert des durch den Basistemperaturparameter-Berechnungsteil (22) berechneten Parameters unter Verwendung eines anhand einer Differenz zwischen der zweiten Temperatur und der ersten Temperatur der Einlassluft und des sich auf die Luftmenge, die der Innenverbrennungsmotor einlässt, beziehenden Parameter bestimmten Korrekturwertes korrigiert.