DE102013022079B4

DE102013022079B4 - Kraftstoffeinspritz-steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102013022079B4
Application number: DE201310022079
Authority: DE
Inventors: Yuuichi Yanase; Masahiro Mizuta
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2033-12-24
Also published as: JP6057164B2; CN103912392A; DE102013022079A1; CN103912392B; JP2014129750A

Abstract

Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (24) eines Verbrennungsmotors (1) für ein Fahrzeug, wobei die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (24) umfasst: einen Katalysator (21), der zum Reinigen von Abgas des Verbrennungsmotors (1) konfiguriert ist, eine Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit (31), die zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor (1) während eines Verzögerns des Fahrzeugs konfiguriert ist, eine Steuereinheit für Kraftstoffunterbrechungsverhinderung (34), die zum Verhindern einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung der Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit (31), wenn die Temperatur (Tc) des Katalysators (21) gleich einer dritten oder höher als eine dritte Einstelltemperatur (T3) ist, konfiguriert ist, eine Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung (36), die zum Bestimmen, ob über einen Einstellzeitraum (S) ein Beschleunigungsumschaltbetrieb des Fahrzeugs durchgeführt wird, bei dem das Fahrzeug abwechselnd zwischen Beschleunigen und Verzögern umgeschaltet wird, konfiguriert ist, und eine zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit (37), die zum Erhöhen einer Kraftstoffeinspritzmenge in den Verbrennungsmotor (1), wenn die Temperatur (Tc) des Katalysators (21) gleich einer zweiten oder höher als eine zweite Einstelltemperatur (T2) ist, die niedriger als die dritte Einstelltemperatur (T3) ist, und ein Beschleunigungsumschaltbetrieb durch die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung (36) detektiert wird, konfiguriert ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors und insbesondere eine Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, die verhindern kann, dass die Temperatur eines Katalysators zur Reinigung von Abgas auf hohe Temperaturen übermäßig steigt.
HINTERGRUND
Im Hinblick auf einen Katalysator zur Reinigung von Abgas, der an einem Verbrennungsmotor vorgesehen ist, werden für den Fall, dass ein Betriebszustand des Verbrennungsmotors ein hoher Lastzustand ist, wenn eine Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung eine Kraftstoffunterbrechungssteuerung ausführt, um auf diese Weise ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu verdünnen (abzumagern), der Katalysator und Sauerstoff hoher Temperatur kombiniert, wobei eine Oxidation gefördert wird, so dass das Reinigungsvermögen temporär beeinträchtigt ist.
Im Stand der Technik wird, um das im Vorhergehenden genannte Problem zu lösen, eine Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, die einen Katalysator zur Reinigung von Abgas, der in einer Abgaspassage des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, ein Kraftstoffunterbrechungsmittel, das die Kraftstoffzufuhr eines Kraftstoffzufuhrmittels beim Verzögern unterbricht, ein Katalysatortemperaturbestimmungsmittel, das die Temperatur des Katalysators bestimmt, ein Vergleichsmittel, das einen bestimmten Wert des Katalysatortemperaturbestimmungsmittels und eine voreingestellte vorgegebene Temperatur vergleicht, und ein Kraftstoffunterbrechungs-Verhinderungsmittel, das, wenn durch ein Vergleichsergebnis des Vergleichsmittels bestimmt wird, dass der bestimmte Katalysatortemperaturwert gleich der vorgegebenen oder höher als die vorgegebene Temperatur ist, ein Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr durch das Kraftstoffunterbrechungsmittel verhindert, umfasst ( JP H07-197834A ).
Gemäß der obigen Erfindung wird, wenn bestimmt wird, dass die Temperatur des Katalysators zum Reinigen des Abgases eine hohe Temperatur ist, auch wenn ein Betriebszustand des Motors eine Kraftstoffunterbrechungsbedingung erfüllt, die Kraftstoffzufuhr durch die Kraftstoffzufuhrmittel ausgeführt, ohne die Kraftstoffunterbrechung durchzuführen. Daher kann, wenn der Katalysator auf der hohen Temperatur ist, verhindert werden, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufgrund der Kraftstoffunterbrechung verdünnt (mager) wird. Auch ist der Katalysator hoher Temperatur keinem Luft/Kraftstoff-Gemisch einer verdünnten Atmosphäre ausgesetzt, so dass verhindert werden kann, dass der Katalysator zum Reinigen des Abgases temporär beeinträchtigt wird, was passiert, wenn der Sauerstoff hoher Temperatur auf eine Oberfläche des Katalysators trifft.
Wie in 6 gezeigt ist unterbricht jedoch die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor, wenn ein Fahrzeug eine Verzögerung beginnt (t1), nimmt die Kraftstoffzufuhr wieder auf, wenn das Fahrzeug zu beschleunigen beginnt (t2), und unterbricht dann die Kraftstoffzufuhr, wenn das Fahrzeug zu verzögern beginnt (t3). Wenn die Katalysatortemperatur einen Temperaturschwellenwert zum Schützen eines Abgassystems oder einen größeren Wert erreicht, erhöht die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (t4–t5) eine Kraftstoffeinspritzmenge um eine Zunahmemenge (durchgezogene Linie) im Vergleich zu einem Normalzustand (strichpunktierte Linie), wodurch verhindert wird, dass die Temperatur des Katalysators auf die hohe Temperatur erhöht wird.
Wenn ein kontinuierliches Beschleunigen und Verzögern in einer kurzen Einstellzeit, wie t3–t5, durchgeführt wird, nimmt die Temperatur des Katalysators rasch zu und erreicht einen Temperaturschwellenwert der Kraftstoffunterbrechungsverhinderung. Daher verhindert in diesem Fall die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung die Kraftstoffunterbrechung durch die Kraftstoffunterbrechungs-Verhinderungssteuerung, wodurch eine Beeinträchtigung des Katalysators verhindert wird. Im Hinblick auf das Ausführen der Kraftstoffunterbrechungssteuerung wird, wenn die Kraftstoffunterbrechungs-Verhinderungssteuerung ausgeführt wird, die Motordrehzahl leicht verringert wie bei t6–t7 (B1). Daher tritt, auch wenn das Fahren bei t5–t7 das gleiche wie bei t3–t5 ist (beispielsweise ist die Variation eines Drosselklappenöffnungsgrads die gleiche bei t5–t7 und bei t3–t5), ein Unterschied im Hinblick auf ein Verringerungsverhalten der Motordrehzahl auf, so dass ein Fahrgefühl beeinträchtigt ist.
Wenn das Fahrzeug unter abwechselndem Umschalten zwischen Beschleunigen und Verlangsamen gefahren wird, wiederholt die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung das Ausführen und Nichtausführen der Kraftstoffunterbrechungssteuerung. Hierbei wird, wenn die Kraftstoffunterbrechung nicht ausgeführt wird, die Temperatur des Katalysators durch das verbrannte Abgas auf die hohe Temperatur erhöht. Danach wird, wenn die Kraftstoffunterbrechung ausgeführt wird, Sauerstoff eingeführt und unverbranntes Gas des Abgases in dem Katalysator oxidiert, so dass die Temperatur des Katalysators weiter erhöht wird.
In diesem Fahrzustand wird die Temperatur des Katalysators rasch erhöht. Wenn die Temperatur des Katalysators bestimmt wird, um die hohe Temperatur desselben zu detektieren, kann der Katalysator daher bereits eine so ausreichend hohe Temperatur erreicht haben, dass das Reinigungsvermögen verringert ist. Daher kann die Kraftstoffunterbrechungs-Verhinderungssteuerung nicht rechtzeitig durchgeführt werden.
Aus der WO 2002/077430 A1 ist eine ähnliche Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors für ein Fahrzeug bekannt, bei der in einer Schubphase das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und/oder eine maximal zulässige Temperaturvorgabe für das Abgas und/oder das Katalysatorsystem mit einem von dem Fahrzeug befahrenen zunehmenden Gefälle stufenweise oder kontinuierlich angehoben bzw. bei einer Nicht-Schubphase abgesenkt wird.
Aus der EP 1619098 A2 ist eine weitere Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors für ein Fahrzeug bekannt, bei der die Ausführung einer Abschaltung der Kraftstoffzufuhr beim Ausführen eines Schaltvorgangs eines Automatikgetriebes basierend auf der Katalysatortemperatur und einer Zeitspanne seit der Ausführung des Schaltvorgangs gesteuert wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, die eine Beeinträchtigung eines Katalysators verhindern kann, auch wenn der Katalysator auf einer hohen Temperatur ist, und die ein günstiges Fahrgefühl herbeiführen kann.
Um die im Vorhergehenden angegebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung eines für ein Fahrzeug eingesetzten Verbrennungsmotors bereitgestellt, die die Merkmale des Patentanspruches 1 umfasst. Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung umfasst einen Katalysator, der zum Reinigen von Abgas des Verbrennungsmotors konfiguriert ist, eine Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit, die zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor während einer Verzögerung des Fahrzeugs konfiguriert ist, eine Steuereinheit für Kraftstoffunterbrechungsverhinderung, die zum Verhindern einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung der Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit, wenn eine Temperatur des Katalysators gleich einer dritten oder höher als eine dritte Einstelltemperatur ist, konfiguriert ist, eine Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung, die zum Bestimmen, ob ein Beschleunigungsumschaltbetrieb des Fahrzeugs durchgeführt wird, bei dem das Fahrzeug abwechselnd zwischen Beschleunigen und Verzögern über einen Einstellzeitraum umgeschaltet wird, konfiguriert ist, und eine zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit, die zum Erhöhen einer Kraftstoffeinspritzmenge in den Verbrennungsmotor, wenn die Temperatur des Katalysators gleich einer zweiten oder höher als eine zweite Einstelltemperatur ist, die niedriger als die dritte Einstelltemperatur ist, und wenn ein Beschleunigungsumschaltbetrieb durch die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung detektiert wird, konfiguriert ist.
Gemäß der Erfindung besitzt die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung, die bestimmt, ob das Beschleunigungsumschalten über einen Einstellzeitraum durchgeführt wird, und die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit, die, wenn die Temperatur des Katalysators eine hohe Temperatur, wie eine zweite Einstelltemperatur oder eine höhere Temperatur, die niedriger als die dritte Einstelltemperatur ist, erreicht und ein Beschleunigungsumschalten detektiert wird, die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht.
Daher ist es möglich, zu detektieren, dass die Temperatur des Katalysators rasch angestiegen ist, bevor die Kraft stoffunterbrechungs-Verhinderungssteuerung ausgeführt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass die Temperatur des Katalysators auf eine hohe Temperatur ansteigt, indem die Kraftstoffmenge erhöht wird, bevor die Temperatur des Katalysators die dritte Einstelltemperatur erreicht. Daher kann der rasche Temperaturanstieg des Katalysators infolge des Beschleunigungsumschaltens verhindert und vermieden werden, dass die Temperatur des Katalysators die dritte Einstelltemperatur erreicht. Auch kann, da die Temperatur des Katalysators die dritte Temperatur nicht erreicht, die Kraftstoffunterbrechungs-Steuereinheit die Kraftstoffzufuhr während des Verzögerns des Fahrzeugs unterbrechen, so dass das Gefühl des Verzögerns über die ganze Zeit konstant gehalten werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen ist:
1 eine Systemkonfigurationsdarstellung einer Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors (gemäß einer illustrierenden Ausführungsform);
2 ein Steuerungsablaufdiagram der Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (gemäß der illustrierenden Ausführungsform);
3 ein Ablaufdiagram der Bestimmung der Beschleunigungsumschaltung (gemäß der illustrierenden Ausführungsform);
4 ein Steuerung/Zeit-Diagramm der Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (gemäß der illustrierenden Ausführungsform);
5 ein Ablaufdiagram der Bestimmung der Beschleunigungsumschaltung (gemäß einer modifizierten Ausführungsform); und
6 ein Steuerung/Zeit-Diagramm einer Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (gemäß einem Stand der Technik).
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine illustrierende Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 bis 4 zeigen eine illustrierende Ausführungsform der Erfindung. In 1 weist ein an einem Fahrzeug angebrachter Verbrennungsmotor 1 ein Einlassventil 5 und ein Abgasventil 6 an einem Einlasskanal 3 und einem Abgaskanal 4, die mit einer Brennkammer 2 kommunizieren, und einer Einlassnockenwelle 7 und eine Abgasnockenwelle 8, die das Einlassventil 5 und das Abgasventil 6 öffnen und schließen, auf.
Der Verbrennungsmotor 1 weist, als Einlasssystem, ein Luftfilter 9, ein Einlassrohr 10, einen Drosselklappenkörper 11, einen Druckausgleichsbehälter 12 und einen Einlasskrümmer 13, die aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind, auf, und er weist auch eine Einlasspassage 14 auf, die mit dem Einlasskanal 3 kommuniziert. Die Einlasspassage 14 des Drosselklappenkörpers 11 ist mit einem Drosselventil 15 ausgestattet, das eine Einlassluftmenge regelt. Das Drosselventil 15 wird in Verbindung mit Tret- und Freigabebetätigungen eines Beschleunigungs- oder Gaspedals 16 geöffnet und geschlossen, wodurch eine der Brennkammer 2 zuzuführende Einlassluftmenge geregelt wird.
Der Verbrennungsmotor 1 weist ferner, als Abgassystem, einen Abgaskrümmer 17, einen Katalysatorkonverter 18 und ein Abgasrohr 19, die aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind, und auch eine Abgaspassage 20, die mit dem Abgaskanal 4 kommuniziert, auf. Der Katalysatorkonverter 18 weist einen in diesen eingebetteten Katalysator 21 zur Reinigung des Abgases auf.
Der Verbrennungsmotor 1 weist ferner als eine kraftstoffzuführende Kraftstoffeinspritzvorrichtung 22 ein Kraftstoffeinspritzventil 23 auf, das Kraftstoff in den Einlasskanal 3 einspritzt. Das Kraftstoffeinspritzventil 23 spritzt den aus einem Kraftstofftank gepumpten Kraftstoff ein und liefert den Kraftstoff an die Brennkammer 2.
Das Kraftstoffeinspritzventil 23 ist mit einer Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 des Verbrennungsmotors 1 gekoppelt. Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 ist mit einem Kurbelwinkelsensor 25, der einen Kurbelwinkel einer Kurbelwelle detektiert, um die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 1 und eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen, einem Einlassluftmengensensor 26, der eine Einlassluftmenge des Verbrennungsmotors 1 detektiert, einem Beschleunigungspedalsensor 27, der eine Variation des Beschleunigungspedals 16 detektiert, und einem Sauerstoffsensor 28, der eine in die Abgaspassage 20 stromaufwärts des Katalysators 21 abgegebene Sauerstoffmenge detektiert, verbunden.
Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 weist eine Kraftstoffeinspritzungssteuereinheit 29 auf, die die Kraftstoffzufuhr des Kraftstoffeinspritzventils 23 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 22 steuert, und eine Motorlastberechnungseinheit 30, die eine Motorlast ausgehend von verschiedenen Erfassungswerten, die durch die verschiedenen Sensoren 25 bis 27 detektiert wurden, berechnet. Durch die Kraftstoffeinspritzungssteuereinheit 29 erfolgen das Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend der durch die Motorlastberechnungseinheit 30 berechneten Motorlast, auf der Basis einer durch den Sauerstoffsensor 28 detektierten Sauerstoffkonzentration, und der Antrieb des Kraftstoffeinspritzventils 23 und das Einspritzen und die Zufuhr des Kraftstoffs der berechneten Einspritzmenge in die Brennkammer 2.
Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 weist eine Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit 31 auf. Die Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit 31 unterbricht den Antrieb des Kraftstoffeinspritzventils 23, der durch die Kraftstoffeinspritzungssteuereinheit 29 durchgeführt wird, während eines Verzögerns des Fahrzeugs, wodurch die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 1 unterbrochen wird.
Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 weist eine Abgastemperaturvorhersageeinheit 32, die eine Abgastemperatur Te auf der Basis der durch die Sensoren 25 bis 27 detektierten verschiedenen Erfassungswerte vorhersagt, und eine Katalysatortemperaturvorhersageeinheit 33, die eine Temperatur Tc des Katalysators 21 auf der Basis der von den Sensoren 25 bis 27 detektierten verschiedenen Erfassungswerte vorhersagt, auf. Speziell sagt die Abgastemperaturvorhersageeinheit 32 die Abgastemperatur Te auf der Basis der Motordrehzahl und der Motorlast des Verbrennungsmotors 1 voraus. Danach sagt die Katalysatortemperaturvorhersageeinheit 33 die Temperatur Tc des Katalysators 21 auf der Basis der vorhergesagten Abgastemperatur Te und eines Betriebszeitraums des Verbrennungsmotors 1 voraus. Indessen kann die vorhergesagte Abgastemperatur Te auch anstelle der vorhergesagten Temperatur Tc des Katalysators 21 verwendet werden, während die vorhergesagte Temperatur Tc des Katalysators 21 als die vorhergesagte Abgastemperatur Te betrachtet wird.
Wie in 4 gezeigt ist, legt die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 als Temperatur des Katalysators 21 zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung eine erste Einstelltemperatur T1, eine zweite Einstelltemperatur T2, die höher als die erste Einstelltemperatur T1 ist, und eine dritte Einstelltemperatur T3, die höher als die zweite Einstelltemperatur T2 ist, fest. Die erste Einstelltemperatur T1 ist ein Temperaturschwellenwert des Katalysators 21 zum Bestimmen einer Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge derart, dass das Abgassystem geschützt wird. Die zweite Einstelltemperatur T2 ist ein Temperaturschwellenwert des Katalysators 21 zum Bestimmen, dass das Fahrzeug während eines Einstellzeitraums unter abwechselndem Umschalten zwischen Beschleunigen und Verzögern angetrieben wird. Die dritte Einstelltemperatur T3 ist ein Temperaturschwellenwert des Katalysators 21 zum Bestimmen, dass die Kraftstoffunterbrechungssteuerung durch die Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit 31 verhindert wird.
Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 weist eine Kraftstoffunterbrechungs-Verhinderungssteuereinheit 34 auf, die die Kraftstoffunterbrechungssteuerung der Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit 31 verhindert, wenn die durch die Katalysatortemperaturvorhersageeinheit 33 vorhergesagte Temperatur Tc des Katalysators 21 gleich der dritten oder höher als die dritte Einstelltemperatur ist. Die Kraftstoffunterbrechungs-Verhinderungssteuereinheit 34 verhindert die Kraftstoffunterbrechungssteuerung bei der dritten Einstelltemperatur T3 oder einer höheren Temperatur, um dadurch das Verdünnen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses aufgrund der Kraftstoffunterbrechung zu verhindern, wodurch eine temporäre Beeinträchtigung des Katalysators 21 verhindert wird.
Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 weist ferner eine erste Kraftstofferhöhungssteuereinheit 35 auf, die eine Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 23 in den Verbrennungsmotor 1 erhöht, wenn die durch die Katalysatortemperaturvorhersageeinheit 33 vorhergesagte Temperatur Tc des Katalysators 21 gleich der ersten oder höher als die erste Einstelltemperatur T1 ist, die niedriger als die zweite Einstelltemperatur T2 ist. Die erste Kraftstofferhöhungssteuereinheit 35 erhöht eine Kraftstoffeinspritzmenge im Vergleich zu einem Normalzustand um eine Erhöhungsmenge A1 bei der ersten Einstelltemperatur T1 oder einer höheren Temperatur, wodurch verhindert wird, dass die Temperatur des Katalysators 21 auf eine hohe Temperatur erhöht wird.
Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 weist eine Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung 36 auf, die feststellt, ob während eines Einstellzeitraums S auf ein Beschleunigen des Fahrzeugs umgeschaltet wurde. Die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung 36 bestimmt, ob ein Beschleunigungsumschaltbetrieb (ein Fahren, bei dem das Fahrzeug abwechselnd zwischen Beschleunigen und Verzögern umschaltet) durchgeführt wird, auf der Basis eines Ausführungszustands (Ausführung und Unterbrechung der Kraftstoffunterbrechungssteuerung) der durch die Kraftstoffunterbrechungs-Steuereinheit 31 durchgeführten Kraftstoffunterbrechungssteuerung.
Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 weist eine zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 auf, die eine Kraftstoffeinspritzmenge in den Verbrennungsmotor 1 erhöht, wenn die durch die Katalysatortemperaturvorhersageeinheit 33 vorhergesagte Temperatur Tc des Katalysators 21 gleich der zweiten oder höher als die zweite Einstelltemperatur T2 ist, die niedriger als die dritte Einstelltemperatur T3 ist, und wenn das Beschleunigungsumschalten des Fahrzeugs durch die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschalten 36 detektiert wird. Die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 fügt der Kraftstoffeinspritzmenge, die durch die Erhöhungsmenge A1 durch die erste Kraftstofferhöhungssteuereinheit 35 erhöht wurde, eine Erhöhungsmenge A2 hinzu, wodurch die Kraftstoffeinspritzmenge in den Verbrennungsmotor 1 erhöht wird.
Die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 weist eine Messeinheit 38 auf, die die Zeit misst, während der die Kraftstoffunterbrechungssteuerung während des Einstellzeitraums ausgeführt wird. Die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 erhöht die Erhöhungsmenge A2 der Kraftstoffeinspritzmenge, wenn die Zeit, über die die Kraftstoffunterbrechungssteuerung ausgeführt wird, länger ist, wobei diese durch die Messeinheit 38 gemessen wird.
Im Folgenden werden Betriebsarten beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, bestimmt, wenn ein Steuerprogramm startet (101), die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 des Verbrennungsmotors 1, ob die durch die Katalysatortemperaturvorhersageeinheit 33 vorhergesagte Temperatur Tc des Katalysators 21 gleich der ersten oder höher als die erste Einstelltemperatur T1 ist, die niedriger als die zweite Einstelltemperatur T2 ist (102).
Wenn das Ergebnis der Bestimmung (102) NEIN ist, springt die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung zurück (106). Wenn das Ergebnis der Bestimmung (102) JA ist, bestimmt die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung, dass die Möglichkeit besteht, dass der Katalysator 21 eine Überhitzungstemperatur erreicht, und sie erhöht daher die Kraftstoffeinspritzmenge um die Erhöhungsmenge A1 im Vergleich zu einem Normalzustand, um das Abgassystem zu schützen (103). Diese Steuerung wird ausgeführt, wenn die erste Kraftstofferhöhungssteuereinheit 35 die vorhergesagte Temperatur Tc des Katalysators 21 erreicht. Indessen kann die Erhöhungsmenge A1 der Kraftstoffeinspritzmenge größer konfiguriert werden, wenn die vorhergesagte Temperatur Tc des Katalysators 21 höher ist.
Nach dem Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge (103: JA) bestimmt die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschalten 36, ob das Umschalten zwischen Beschleunigen und Verzögern des Fahrzeugs abwechselnd kontinuierlich durchgeführt wird (ob das Beschleunigungsumschalten durchgeführt wird).
Wie in 3 gezeigt ist, bestimmt bei dieser Bestimmung (104), wenn ein Bestimmungsprogramm startet (201), die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschalten 36, ob das Umschalten zwischen Ausführen und Unterbrechen der Kraftstoffunterbrechungssteuerung durch die Kraftstoffunterbrechungs-Steuereinheit 31 über den Einstellzeitraum S durchgeführt wird (202). Indessen wird die Zeit, über die die Kraftstoffunterbrechungssteuerung während des Einstellzeitraums S ausgeführt wird, durch die Messeinheit 38 der zweiten Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 ermittelt und gespeichert, die dann verwendet wird, wenn die Erhöhungsmenge A2 der Kraftstoffeinspritzmenge beim Vorgang (105) der Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt wird.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung (202) JA ist, bestimmt die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung, ob die durch die Katalysatortemperaturvorhersageeinheit 33 vorhergesagte Temperatur Tc des Katalysators 21 gleich der zweiten oder höher als die zweite Einstelltemperatur T2 ist, die niedriger als die dritte Einstelltemperatur T3 ist (203). Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung (203) JA ist, bestimmt die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung, dass das Beschleunigungsumschalten vorliegt (Umschaltbestimmungskennzeichen Fc = 1) (204), und sie springt zur Bestimmung (104) von 2 zurück (205).
Andererseits bestimmt, wenn das Ergebnis der Bestimmung (202) NEIN ist und wenn das Ergebnis der Bestimmung (203) NEIN ist, die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung, dass kein Beschleunigungsumschalten vorliegt (Umschaltbestimmungskennzeichen Fc = 0) (206), und sie springt zur Bestimmung (104) von 2 zurück (205).
Bei der Bestimmung (104) von 2 springt, wenn kein Beschleunigungsumschalten vorliegt und das Ergebnis der Bestimmung daher NEIN ist, die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung zurück (106). Bei der Bestimmung (104) von 2, fügt, wenn ein Beschleunigungsumschalten vorliegt und das Ergebnis der Bestimmung daher JA ist, die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung die Erhöhungsmenge A2 zu der Kraftstoffeinspritzmenge hinzu, die durch die Erhöhungsmenge A1 in Stufe (103) erhöht wurde, wodurch die Kraftstoffeinspritzmenge (105) erhöht wird, und sie springt dann zurück (106).
Die Erhöhungsmenge A2 der Kraftstoffeinspritzmenge ist durch die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 gegeben. Indessen kann die durch die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 gegebene Erhöhungsmenge A2 der Kraftstoffeinspritzmenge größer sein, wenn die Zeit (Verzögerungszeit), über die die Kraftstoffunterbrechungssteuerung während des Einstellzeitraums S ausgeführt wird, länger ist. Wenn die Kraftstoffunterbrechungsbestimmung während des Verzögerns erfüllt wird und die Kraftstoffunterbrechungssteuerung auf diese Weise ausgeführt wird, erhöht sich die Temperatur des Katalysators 21. Wenn daher die Erhöhungsmenge A2 der Kraftstoffeinspritzmenge größer gewählt wird, wenn die Verzögerungszeit länger ist, ist es möglich, die rasche Temperaturerhöhung des Katalysators 21 zu unterdrücken. Auch wenn die Beschleunigungszeit lang ist, ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch zu verringern.
Wie in 4 gezeigt ist, erfolgen durch die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 des Verbrennungsmotors 1 die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 1, wenn das Fahrzeug zu verzögern beginnt (t1), die Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr, wenn das Fahrzeug zu beschleunigen beginnt (t2), und dann die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr, wenn das Fahrzeug zu verzögern beginnt (t3). Wenn die Temperatur Tc des Katalysators 21 die erste Einstelltemperatur T1, die ein Temperaturschwellenwert zum Schützen des Abgassystems ist, oder eine höhere Temperatur erreicht, erhöht (t4–t5) die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung die Kraftstoffeinspritzmenge um die Erhöhungsmenge A1 im Vergleich zu einem Normalzustand.
Hierbei addiert, wenn ein kontinuierlicher Beschleunigungs- und Verzögerungsfahrbetrieb in einem kurzen Zeitraum, wie t3–t5, durchgeführt wird und die Temperatur Tc des Katalysators 21 somit die zweite Einstelltemperatur T2 oder eine höhere Temperatur, die niedriger als die dritte Einstelltemperatur T3 ist, die ein Temperaturschwellenwert zur Verhinderung einer Kraftstoffunterbrechung ist, erreicht, die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 eine Erhöhungsmenge A2 zu der Kraftstoffeinspritzmenge (durchgezogene Linie), die um die Erhöhungsmenge A1 im Vergleich zu einem Normalzustand (Strich-Punkt-Linie), erhöht wurde, wodurch die Kraftstoffeinspritzmenge (gepunktete Linie) erhöht wird, sodass die Temperatur des Katalysators 21 auf eine geringere Temperatur als im Stand der Technik gesteuert wird.
Wenn der kontinuierliche Beschleunigungs- und Verzögerungsfahrbetrieb in einem kurzen Zeitraum, wie t3–t5, durchgeführt wird und die Temperatur Tc des Katalysators 21 somit die zweite Einstelltemperatur T2 oder eine höhere Temperatur erreicht, steuert die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 die Temperatur des Katalysators 21 auf einen geringeren Wert als der Stand der Technik, wie im Vorhergehenden beschrieben ist. Daher erreicht, auch wenn die Temperatur des Katalysators 21 bei der Kraftstoffunterbrechungssteuerung zum Zeitpunkt t6 rasch ansteigt, die Temperatur Tc des Katalysators 21 nicht die dritte Einstelltemperatur T3, die ein Temperaturschwellenwert für die Kraftstoffunterbrechungsverhinderung ist.
Daher wird, während das Betreiben der Kraftstoffunterbrechungsverhinderung bei der Steuerung nach dem Stand der Technik durchgeführt wird, wie dies mit der durchgezogenen Linie beim Zeitraum t6–t7 dargestellt ist, das Betreiben der Kraftstoffunterbrechungsverhinderung nicht durchgeführt, das heißt, das Betreiben der Kraftstoffunterbrechung wird bei der Steuerung der Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 durchgeführt, wie es mit der gepunkteten Linie beim Zeitraum t6–t7 dargestellt ist. Daher wird, während die Motordrehzahl bei der Steuerung nach dem Stand der Technik leicht verringert wird (B1 in 6), die Motordrehzahl bei der Steuerung der Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 rasch verringert (B2 in 4). Daher tritt kein Unterschied im Hinblick auf das Verringerungsverhalten der Motordrehzahl beim Beschleunigungs- und Verzögerungsfahrbetrieb zwischen t1 und t7 auf, so dass es möglich ist, eine Beeinträchtigung des Fahrgefühls zu verhindern.
So weist die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 des Verbrennungsmotors 1 die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschalten 36, die bestimmt, ob das Beschleunigungsumschalten über den Einstellzeitraum S durchgeführt wird, und die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 auf, die die Kraftstoffeinspritzmenge um die Erhöhungsmenge A2 erhöht, wenn die Temperatur Tc des Katalysators 21 eine hohe Temperatur, beispielsweise die zweite Einstelltemperatur T2 oder eine höhere Temperatur, die niedriger als die dritte Einstelltemperatur T3 ist, bei der die Kraftstoffunterbrechungs-Verhinderungssteuerung ausgeführt wird, erreicht und das Beschleunigungsumschalten detektiert wird.
Daher kann die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 des Verbrennungsmotors 1 die rasche Zunahme der Temperatur Tc des Katalysators 21 detektieren, bevor die Kraftstoffunterbrechungs-Verhinderungssteuerung ausgeführt wird. Dadurch kann die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung ein Erhöhen der Temperatur des Katalysators 21 auf die hohe Temperatur dadurch verhindern, dass die Kraftstoffmenge erhöht wird, bevor die Temperatur Tc des Katalysators 21 die dritte Einstelltemperatur T3 erreicht. Daher ist es möglich, die rasche Temperaturzunahme des Katalysators 21 infolge des Beschleunigungsumschaltens zu verhindern, wodurch verhindert wird, dass die Temperatur Tc des Katalysators 21 die dritte Einstelltemperatur T3 erreicht. Ferner kann, da die Temperatur des Katalysators 21 somit die dritte Einstelltemperatur T3 nicht erreicht, die Kraftstoffunterbrechungs-Steuereinheit 31 die Kraftstoffzufuhr während des Verzögerns des Fahrzeugs unterbrechen, so dass es möglich ist, das Verzögerungsgefühl über die gesamte Zeit konstant zu halten.
Die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschalten 36 detektiert das Umschalten zwischen Ausführen und Unterbrechen der Kraftstoffunterbrechungssteuerung, wodurch bestimmt wird, dass das Beschleunigungsumschalten durchgeführt wird. Daher ist es möglich, die Temperaturzunahme des Katalysators 21 sicher zu detektieren.
Die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 weist die Messeinheit 38 auf, die die Zeit misst, während der die Kraftstoffunterbrechungssteuerung über den Einstellzeitraum S ausgeführt wird, und sie erhöht die Erhöhungsmenge der Kraftstoffeinspritzung, wenn die Zeit, für die die Kraftstoffunterbrechungssteuerung ausgeführt wird, länger ist. Wenn die Kraftstoffunterbrechungsausführungszeit während des Einstellzeitraums S länger wird, wird ein Nichtausführungszeitraum (d. h. ein Zeitraum, während dem die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird) relativ verkürzt. Daher ist, auch wenn die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht ist, da der Kraftstoff nur über einen kurzen Zeitraum eingespritzt wird, die Wirkung einer Unterdrückung der Temperaturzunahme des Katalysators 21 verringert. Daher steuert, wenn der Ausführungszeitraum der Kraftstoffunterbrechungssteuerung länger ist, die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 derart, dass die Erhöhungsmenge der Kraftstoffeinspritzung erhöht ist. Dadurch kann die Wirkung einer Unterdrückung der Temperaturzunahme des Katalysators 21 sicher erreicht werden.
Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 weist die erste Kraftstofferhöhungseinheit 35 auf, die, wenn die Temperatur Tc des Katalysators 21 die erste Einstelltemperatur T1 oder eine höhere Temperatur, die niedriger als die zweite Einstelltemperatur T2 ist, erreicht, die Kraftstoffeinspritzmenge in den Verbrennungsmotor um die Erhöhungsmenge A1 im Vergleich zu einem Normalzustand erhöht. Daher erhöht, bevor die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 die Kraftstofferhöhungssteuerung der Erhöhungsmenge A2 durch die zweite Einstelltemperatur ausführt, die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 24 den Kraftstoff um die Erhöhungsmenge A1 (richtig: T1) durch die erste Einstelltemperatur A1, die niedriger als die zweite Einstelltemperatur T2 ist. Daher ist es möglich, dass die Temperatur des Katalysators 21 sanft ansteigt, wodurch die Kraftstofferhöhungssteuerung durch die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 sicher ausgeführt wird, bevor die Katalysatortemperatur Tc die dritte Einstelltemperatur T3 erreicht.
Bei der im Vorhergehenden angegebenen illustrierenden Ausführungsform erfolgt, wie in 3 gezeigt ist, die Bestimmung (104) der Beschleunigungsumschaltung in Abhängigkeit davon, ob das Umschalten zwischen Ausführen und Unterbrechen der Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchgeführt wird. Jedoch kann, wie in 5 gezeigt ist, die Bestimmung auf der Basis einer Variation des an dem Fahrzeug angebrachten Beschleunigungs- oder Gaspedals 16 erfolgen.
Wie in 5 gezeigt ist, bestimmt beim Vorgang (104) des Bestimmens der Beschleunigungsumschaltung, wenn ein Bestimmungsprogramm startet (301), die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung 36, ob die Beschleunigungsumschaltung durchgeführt wird, durch die Variation von Tret- und Freigabevorgängen des Beschleunigungspedals 16 über dem Einstellzeitraum S (302). Indessen wird der Zeitraum, während dem das Beschleunigungspedal 16 über dem Einstellzeitraum S freigegeben ist, durch die Messeinheit 38 der zweiten Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 gemessen und gespeichert und dann verwendet, um die Erhöhungsmenge A2 der Kraftstoffeinspritzmenge beim Vorgang (105) des Erhöhens der Kraftstoffeinspritzmenge zu bestimmen.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung (302) JA ist, bestimmt die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung, ob die durch die Katalysatortemperaturvorhersageeinheit 33 vorhergesagte Temperatur Tc des Katalysators 21 gleich der zweiten oder höher als die zweite Einstelltemperatur T2 ist, die niedriger als die dritte Einstelltemperatur T3 ist (303). Wenn das Ergebnis der Bestimmung (303) JA ist, bestimmt die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung, dass ein Beschleunigungsumschalten vorliegt (Umschaltbestimmungskennzeichen Fc = 1) (304), und sie springt zur Bestimmung (104) von 2 zurück (305).
Andererseits bestimmt, wenn das Ergebnis der Bestimmung (302) NEIN ist und wenn das Ergebnis der Bestimmung (303) NEIN ist, die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung, dass kein Beschleunigungsumschalten vorliegt (Umschaltbestimmungskennzeichen Fc = 0) (306), und sie springt zur Bestimmung (104) von 2 zurück (305).
Da die Bestimmungseinheit der Beschleunigungsumschaltung 36 auf der Basis der Variation der Tret- und Freigabevorgänge des an dem Fahrzeug angebrachten Beschleunigungspedals 16 bestimmt, ob die Beschleunigungsumschaltung durchgeführt wird, ist es möglich, das Ausführen der Kraftstoffunterbrechungssteuerung in einem frühen Stadium festzustellen, wodurch die Ausführungszeit der Kraftstofferhöhungssteuerung, die durch die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit 37 durchgeführt wird, beschleunigt wird.
Indessen kann die Beschleunigungsumschaltbestimmung durch die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung 36 durch Detektieren des Umschaltens von Beschleunigen zu Verzögerung mit einer Variation der Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch den Kurbelwinkelsensor 25 erhalten wird, durchgeführt werden. Auch kann die Beschleunigungsumschaltbestimmung durch Detektieren des Umschaltens von Beschleunigen zu Verzögerung mit einer Variation der Einlassluftmenge, die durch den Einlassluftmengensensor 26 erhalten wird, oder einer Variation des Ventilöffnungsgrades der Drosselklappe des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt werden.
Durch die Erfindung können eine Beeinträchtigung des Katalysators, auch wenn der Katalysator eine hohe Temperatur aufweist, und eine Erhöhung der Temperatur des Katalysators sicher verhindert werden und die Erfindung kann zur Kraftstoffeinspritzungssteuerung des Verbrennungsmotors, der in einem vierrädrigen Fahrzeug, einem zweirädrigen Fahrzeug und dergleichen angebracht ist, angewendet werden.

Claims

Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (24) eines Verbrennungsmotors (1) für ein Fahrzeug, wobei die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (24) umfasst: einen Katalysator (21), der zum Reinigen von Abgas des Verbrennungsmotors (1) konfiguriert ist, eine Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit (31), die zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor (1) während eines Verzögerns des Fahrzeugs konfiguriert ist, eine Steuereinheit für Kraftstoffunterbrechungsverhinderung (34), die zum Verhindern einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung der Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit (31), wenn die Temperatur (Tc) des Katalysators (21) gleich einer dritten oder höher als eine dritte Einstelltemperatur (T3) ist, konfiguriert ist, eine Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung (36), die zum Bestimmen, ob über einen Einstellzeitraum (S) ein Beschleunigungsumschaltbetrieb des Fahrzeugs durchgeführt wird, bei dem das Fahrzeug abwechselnd zwischen Beschleunigen und Verzögern umgeschaltet wird, konfiguriert ist, und eine zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit (37), die zum Erhöhen einer Kraftstoffeinspritzmenge in den Verbrennungsmotor (1), wenn die Temperatur (Tc) des Katalysators (21) gleich einer zweiten oder höher als eine zweite Einstelltemperatur (T2) ist, die niedriger als die dritte Einstelltemperatur (T3) ist, und ein Beschleunigungsumschaltbetrieb durch die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung (36) detektiert wird, konfiguriert ist.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (24) nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung (36) auf der Basis eines Ausführungszustands der Kraftstoffunterbrechungssteuerung der Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit (31) bestimmt, ob der Beschleunigungsumschaltbetrieb durchgeführt wird.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (24) nach Anspruch 2, wobei die zweite Kraftstofferhöhungssteuereinheit (37) eine Messeinheit umfasst, die derart konfiguriert ist, dass sie die Zeit misst, während der die Kraftstoffunterbrechungssteuerung über dem Einstellzeitraum ausgeübt wird, und die Erhöhungsmenge der Kraftstoffeinspritzmenge erhöht, wenn die Zeit länger ist.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (24) nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinheit für Beschleunigungsumschaltung (36) auf der Basis einer Variation eines in dem Fahrzeug angebrachten Beschleunigungspedals bestimmt, ob der Beschleunigungsumschaltbetrieb durchgeführt wird.
Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einer ersten Kraftstofferhöhungssteuereinheit (35), die derart konfiguriert ist, dass sie, wenn die Temperatur (Tc) des Katalysators (21) gleich einer ersten oder höher als eine erste Einstelltemperatur (T1) ist, die niedriger als die zweite Einstelltemperatur (T2) ist, die Kraftstoffeinspritzmenge in den Verbrennungsmotor (1) erhöht.