DE10212357B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Verbrennungsmotorregelung - Google Patents

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Abstract

Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung zum Regeln eines Verbrennungsmotors (1), der Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt, wobei der Verbrennungsmotor (1) eine Abgasreinigungsvorrichtung (7) zum Reinigen eines Abgases aufweist, das von dem Verbrennungsmotor (1) beim Verbrennen von Kraftstoff abgegeben wird,
wobei die Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung folgendes aufweist:
eine Vorhersageeinrichtung (S1, S2, S4), die einen Zustand der Abgasreinigungsvorrichtung (7) zu dem Zeitpunkt des Anhaltens des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage einer Beziehung zwischen einer Temperatur des Abgases und einer Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung (7) vorhersagt; und
eine Regelungseinrichtung (S3, S5), die das Anhalten des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage des durch die Vorhersageeinrichtung (S1, S2, S4) vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung (7) regelt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Regelungseinrichtung (S3, S5) das Starten des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage des durch die Vorhersageeinrichtung (S1, S2, S4) vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung (7) regelt,
wobei die Regelungseinrichtung (S3, S5) die Fortsetzung des Betriebs und das Anhalten...

Description

  • Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verbrennungsmotorregelungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
  • Das Starten und Anhalten eines Verbrennungsmotors, der an einem Fahrzeug montiert ist, wird grundsätzlich durch einen Zündschlüssel gesteuert, der durch einen Betreiber des Fahrzeugs gedreht wird. In der Vergangenheit jedoch wurde zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz und zum Verringern von Emissionen ein sog. "Eco-Run-System" oder ein "Economy-Running-System" bekannt, bei dem das Starten und Anhalten eines Verbrennungsmotors auf der Grundlage von Bedingungen gesteuert wird, die andere als das Drehen eines Zündschlüssels sind.
  • Im Allgemeinen gibt ein Verbrennungsmotor eine Antriebskraft durch Verbrennen eines Kraftstoffs ab, der dann einen Teil des sich ergebenden Abgases, das aus unverbrannten Komponenten besteht, aus einem Abgasrohr ausstößt. Ein Abgasreinigungskatalysator ist an dem Abgasrohr montiert, um die gefährlichen Komponenten in dem Abgas zu verringern. Der Abgasreinigungskatalysator, der möglicherweise seinen Zustand in Abhängigkeit von Temperaturen ändert, verringert die gefährlichen Komponenten über eine katalytische Reaktion. Daher ist es gemäß vorstehend Beschriebenem bekannt, dass das Wählen einer Temperatur, bei der der Abgasreinigungskatalysator aktiviert werden wird, eine der Bedingungen zum Ermitteln des Startens und Anhaltens des Verbrennungsmotors ist. Ein solches Beispiel ist beispielsweise in JP 2000-097063 AA oder JP 11-101172 AA offenbart.
  • Die JP 2000-097063 AA offenbart eine gattungsgemäße Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung und ein gattungsgemäßes Verbrennungsmotorregelungsverfahren zum Regeln eines Verbrennungsmotors, der Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt, wobei der Verbrennungsmotor eine Abgasreinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Abgases aufweist, das von dem Verbrennungsmotor beim Verbrennen von Kraftstoff abgegeben wird, wobei die Verbrennungsmotorregelungseinrichtung eine Vorhersageeinrichtung, die einen Zustand der Abgasreinigungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt des Anhaltens des Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Beziehung zwischen einer Temperatur des Abgases und einer Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung vorhersagt, und eine Regelungseinrichtung aufweist, die das Anhalten des Verbrennungsmotors auf der Grundlage des durch die Vorhersageeinrichtung vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung regelt, und das Verbrennungsmotorregelungsverfahren die Schritte „Vorhersagen eines Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt des Anhaltens des Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Temperatur des Abgases und einer Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung" und „Regeln des Anhaltens des Verbrennungsmotors auf der Grundlage des vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung" aufweist. Demnach offenbart sie eine Technologie, die eine Regelungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs betrifft. Insbesondere dienen ein Verbrennungsmotor und ein Motor als eine Antriebskraftquelle, die so aufgebaut ist, dass die Antriebskraft von zumindest entweder dem Verbrennungsmotor oder dem Motor auf die Antriebsräder übertragen wird. Jeweilige elektronische Regelungsvorrichtungen zum Regeln des Verbrennungsmotors und des Motors sind ebenso vorgesehen. Wenn die Drosselöffnung vollständig geschlossen ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit null beträgt, wird der Verbrennungsmotor geregelt, so dass er automatisch angehalten wird. Wenn jedoch die Katalysatortemperatur gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist, wird das automatische Anhalten des Verbrennungsmotors untersagt, auch wenn die Drosselöffnung vollständig geschlossen ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit null beträgt. Wenn gemäß dieser Regelungsbauart die Temperatur der katalytischen Vorrichtung niedrig ist, ermöglicht das Unterbinden des automatischen Anhaltens des Verbrennungsmotors, dass der Katalysator rasch auf die Aktivierungstemperatur aufgewärmt wird.
  • Unterdessen offenbart die JP 11-101172 AA eine Verbrennungsmotorabgasvorrichtung für ein Schiff. Insbesondere ist ein Katalysator an einem Abgasrohr des Verbrennungsmotors vorgesehen. Durch Unterbinden des Wiederstartens des Verbrennungsmotors, nachdem er angehalten wurde, wird verhindert, dass das Abgasrohr aufgrund von unverbrannten Komponenten in dem Kraftstoff, die in den Katalysator einströmen und in diesem verbrennen, überhitzt wird, wenn die Temperatur des Abgasrohrs gleich oder größer als eine bestimmte Temperatur ist.
  • Die in jeder der vorstehend genannten Veröffentlichungen offenbarten Technologien regeln das Anhalten und Starten eines Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Temperatur der katalytischen Vorrichtung. Es gibt jedoch Fälle, bei denen diese Bauarten der Technologien ungeeignet sind. Wenn beispielsweise eine Regelung durchgeführt wird, wie in der JP 2000-097063 AA offenbart ist, wenn die Abgastemperatur des Verbrennungsmotors niedriger als die Temperatur der katalytischen Vorrichtung ist, kühlt das Abgas einfach die katalytische Vorrichtung noch mehr, was nicht wünschenswert ist. Wenn des weiteren eine Regelung durchgeführt wird, wie sie in der JP 11-101172 AA beschrieben ist, wenn die Temperatur des Katalysators hoch ist, während Überhitzen verhindert werden kann, kann der Katalysator nicht aktiv gekühlt werden. Anders gesagt gehen beide vorstehend genannten Veröffentlichungen nur bis zu der Regelung des Startens und des Anhaltens eines Verbrennungsmotors auf der Grundlage von nur der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators. Die in beiden Veröffentlichungen offenbarte Technologie berücksichtigt jedoch auf keine Weise entweder die Tatsache, dass die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators durch das Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors beeinflusst wird, oder die Temperaturbedingungen, die sich gemäß dem Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors ändern. In dieser Hinsicht verbleibt Raum für eine Verbesserung.
  • Die EP 1036694 A2 offenbart ein Motorsteuerungssystem für ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor als Antriebskraftquellen, um ein Anhalten und Starten eines Motors zu ermöglichen.
  • Die DE 4027207 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung der katalytischen Aktivität eines Katalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine.
    •
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung und ein gattungsgemäßes Verbrennungsmotorregelungsverfahren so weiterzuentwickeln, dass der Betrieb eines Verbrennungsmotors, auf der Grundlage eines vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung, einen Katalysator nicht verschlechtert.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verbrennungsmotorregelungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Erfindungsgemäß ist eine Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung und ein Verbrennungsmotorregelungsverfahren zum Regeln eines Verbrennungsmotors vorgesehen, der Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt. Der Verbrennungsmotor hat eine Abgasreinigungsvorrichtung, die ein Abgas reinigt, das von dem Verbrennungsmotor beim Verbrennen von Kraftstoff abgegeben wird, bei der eine Regelungseinrichtung zum Vorhersagen (insbesondere zum Schätzen) eines Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung zum Zeitpunkt des Anhaltens des Verbrennungsmotors vorgesehen ist; und zum Regeln des Startens und des Anhaltens des Verbrennungsmotors auf der Grundlage eines Schätzungsergebnisses der Änderung der Abgasreinigungsvorrichtung.
  • Gemäß der Erfindung wird der Zustand des Abgasreinigungskatalysators geschätzt, insbesondere vorhergesagt, unter der Annahme, dass der Verbrennungsmotor angehalten wurde, und wird das Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Ergebnisse der Schätzung geregelt. Demgemäß wird das Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Bedingung geregelt, die den Zustand des Abgasreinigungskatalysators beeinflusst.
  • Bei der Erfindung sagt die Vorhersageeinrichtung den Zustand der Abgasreinigungsvorrichtung auf der Grundlage einer Temperatur des Abgases und einer Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung voraus (insbesondere schätzt diese). Die „Temperatur des Abgases" bezieht sich auf die Temperatur des Abgases, bevor es den Abgasreinigungskatalysator erreicht hat.
  • Gemäß der Erfindung wird der Zustand des Abgasreinigungskatalysators vorhergesagt (insbesondere geschätzt) auf der Grundlage der Abgastemperatur und der Abgasreinigungskatalysatortemperatur.
  • Bei der vorstehend genannten Erfindung kann sich der „Zustand des Abgasreinigungskatalysators" auf entweder eine katalytische Reaktion auf der Grundlage einer Änderung der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators oder die Verschlechterung des Katalysators beziehen.
    •
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefugten Zeichnungen beschrieben, in denen ähnliche Schrittnummerierungen ähnliche Schritte bezeichnen.
  • 1 ist ein Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Verbrennungsmotors zeigt, auf die die Erfindung angewendet wird;
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das ein Regelungssystem eines Fahrzeugs zeigt, auf das die Erfindung angewendet wird;
  • 4 ist eine Regelungsdarstellung, die zum Ermitteln des Startens und Anhaltens des Verbrennungsmotors bei der Erfindung verwendet wird; und
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 2 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 zum Abgeben einer Antriebskraft durch Verbrennen eines Kraftstoffs. Ein Verbrennungsmotor, insbesondere ein Benzinmotor, der mit Benzin läuft, ein Dieselmotor, der mit Dieselöl läuft, ein LPG-Motor, der mit flüssigem Propangas läuft, ein Methanolmotor, der mit Methanol läuft, oder ein Wasserstoffmotor, der mit Wasserstoff läuft, können als der Verbrennungsmotor 1 verwendet werden. In dem Ausführungsbeispiel wird ein Benzinmotor als der Verbrennungsmotor 1 verwendet. Der Verbrennungsmotor 1 hat eine Brennkammer 2, ein Einlassrohr 3, das in Verbindung mit der Brennkammer 2 steht, und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 4 zum Einspritzen von Benzin in das Einlassrohr 3, das als der Kraftstoff verwendet wird. In Verbindung mit der Brennkammer 2 steht ein Abgaskrümmer 5, mit dem ein Abgasrohr 6 verbunden ist.
  • Auf halbem Weg in Richtung der Abgasströmung ist an dem Abgasrohr 6 ein Abgasreinigungskatalysator 7 angeordnet. An der Innenseite der Einfassung dieses Abgasreinigungskatalysators 7 ist ein Träger vorgesehen, der ein Katalysatormetall trägt. Als Abgasreinigungskatalysator 7 kann entweder ein Oxidationskatalysator, der Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid oxidiert, oder ein Drei-Wege-Katalysator verwendet werden, der Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid oxidiert, wie auch Stickstoffoxide rückgewinnt. Eine Platin-/Palladiumverbindung kann für den Oxidationskatalysator verwendet werden, während eine Platin-/Rhodiumverbindung für den Drei-Wege-Katalysator verwendet werden kann. Eine Zündvorrichtung 8, ein Einlassventil 9, ein Auslassventil 10 und ein Kolben 11 und dergleichen sind um die Brennkammer 2 vorgesehen. Der Kolben 11 ist über einen Verbindungsstab (nicht gezeigt) mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) verbunden, die wiederum über einen (nicht gezeigten) Kupplungsmechanismus mit einem Getriebe 12 verbunden ist.
  • Bei einem Regelungssystem, das in 3 gezeigt ist, eines Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor 1 ist eine elektronische Regelungseinheit 13 zum Regeln des Fahrzeugs vorgesehen. Diese elektronische Regelungseinheit 13 hat eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU oder MPU) und eine Speichervorrichtung (RAM und ROM) zusätzlich zu einem Mikroprozessor, der hauptsächlich eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle ist.
  • Die elektronische Regelungseinheit 13 nimmt Eingaben verschiedenartiger Signale auf. Diese Signale schließen folgendes ein: ein Signal von einem Zündschalter 14, der das Drehen eines (nicht gezeigten) Zündschlüssels erfasst, ein Signal eines Beschleunigeröffnungssensors 15, der eine Betätigung eines (nicht gezeigten) Beschleunigerpedals erfasst, ein Signal von einem Verbrennungsmotordrehzahlsensor 16, ein Signal von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17, ein Signal von einem Bremsschalter 18, der eine Betätigung eines (nicht gezeigten) Bremspedals erfasst, ein Signal von einem Schaltpositionssensor 19, ein Signal von einem Eco-Run-Hauptschalter 20, ein Signal von einem Abgastemperatursensor 21 und ein Signal von einem Katalysatortemperatursensor 22, der eine Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 erfasst. Der Abgastemperatursensor 21 erfasst eine Temperatur des Abgases in einem Abgasströmungspfad von der Brennkammer 2 zu dem Abgasreinigungskatalysator 7. Insbesondere erfasst der Abgastemperatursensor 21 eine Temperatur des Abgases an der stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungskatalysators 7 in dem Abgasströmungspfad. Demgemäß kann der Abgastemperatursensor 21 beispielsweise in dem Abgaskrümmer 5 oder dem Abgasrohr 6 angeordnet sein.
  • Unterdessen werden verschiedenartige Signale ebenso von der elektronischen Regelungseinheit 13 abgegeben. Diese Signale schließen folgendes ein: ein Signal zum Regeln eines Startermotors zum Starten des Verbrennungsmotors 1, ein Signal zum Regeln einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 4, ein Signal zum Regeln der Zündvorrichtung 8, ein Signal zum Regeln der Öffnung eines elektronischen Drosselventils 24, das in dem Einlassrohr 3 vorgesehen ist, und ein Signal zum Regeln einer Hydraulikregelungseinheit 25 für das Getriebe 12.
  • Die Regelung des in den 2 und 3 gezeigten Systems wird nachstehend beschrieben. Wenn zunächst der Eco-Run-Hauptschalter 20 ausgeschaltet ist, wird das Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors 1 grundsätzlich auf der Grundlage des Signals von dem Zündschalter 14 geregelt. Das heißt, dass die Position, auf die der Zündschalter gedreht ist, insbesondere VERRIEGELT, ZUGRIFF, EIN, START, durch den Zündschalter 14 erfasst wird. Wenn „VERRIEGELT" oder „ZUGRIFF" durch den Zündschalter 14 erfasst wird, wird der Startermotor 23 nicht angetrieben, wird die Zündregelung durch die Zündvorrichtung 8 nicht durchgeführt und wird die Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 4 angehalten, wird insbesondere der Verbrennungsmotor 1 angehalten.
  • Wenn „EIN" durch den Zündschalter 14 erfasst wird, wird die elektronische Regelungseinheit 13 gestartet, und wenn der Zündschalter 14 „START" in der Folge von „EIN" erfasst, wird der Startermotor 23 angetrieben, um die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 1 anfänglich zu drehen. Wenn sich die Kurbelwelle dreht, senkt sich der Kolben 11. Luft wird von dem Einlassrohr 3 eingeführt, während Kraftstoff durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 4 eingespritzt wird, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden, das dann in die Brennkammer 2 eingeführt wird. Die Zündvorrichtung 8 führt dann die Zündregelung durch, wobei ein Funken erzeugt wird und die Verbrennung des Gemisches somit in Gang gesetzt wird. Aus dieser Verbrennung erzeugte Wärmeenergie treibt den Kolben 11 nach unten. Das sich ergebende Abgas oder unverbrannte Komponenten in der Brennkammer 2 werden dann von dem Abgaskrümmer 5 ausgestoßen, wenn die Drehung der Kurbelwelle den Kolben 11 anhebt. Diese wohl bekannte Reihe von Einlass-, Verdichtungs-, Expansions- und Auslasstakt wird wiederholt, wobei es dem Verbrennungsmotor 1 ermöglicht wird, zu laufen.
  • Der Startermotor 23 hält an, wenn der Verbrennungsmotor 1 selbsttätig laufen kann. Wenn der Zündschlüssel losgelassen wird, nachdem er zu der „START"-Position gedreht wurde, kehrt er zu der „EIN"-Position zurück. Wenn der Zündschlüssel von der „EIN"-Position zu der „ZUGRIFF"-Position gedreht wird, während der Verbrennungsmotor einläuft, wird die Einspritzung des Kraftstoffs von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 4 und der Funken von der Funkenregelung der Zündvorrichtung 8 angehalten, wobei somit der Verbrennungsmotor 1 anhält.
  • Der Schaltpositionssensor 19 erfasst ein Signal zum wahlweisen Schalten verschiedenartiger Schaltpositionen (Bereiche) zum Regeln des Getriebes 12. Beispielsweise kann der Schaltpositionssensor 19 Signale für gewählte Positionen erfassen, wie zum Beispiel eine P-Position (Parken), eine R-Position (rückwärts), eine N-Position (neutral), eine D-Position (Fahren), eine Drei-Position (dritte), eine Zwei-Position (zweite) und eine L-Position (langsam).
  • Wenn unterdessen der Eco-Run-Hauptschalter 20 eingeschaltet ist, kann das Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors 1 auf der Grundlage einer Bedingung geregelt werden, die eine andere als das Signal von dem Zündschalter 14 ist. Diese Funktion wird als ein sog. „Eco-Run-System" bezeichnet, wie nachstehend beispielhaft dargestellt ist. Wenn beispielsweise erfasst wird, dass: die D-Position ausgewählt ist, das Beschleunigerpedal nicht gedrückt ist und das Bremspedal gedrückt ist, während das Fahrzeug fährt, dann sind die Anhaltbedingungen erfüllt und werden die Kraftstoffeinspritzregelung und die Zündungsregelung angehalten, wobei dadurch der Verbrennungsmotor 1 angehalten wird. Zu den vorstehend genannten Bedingungen zum Ermitteln, ob die Anhaltebedingungen erfüllt sind, kann hinzugefügt werden, „wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist". Wenn dagegen die Anhaltebedingungen erfüllt sind und der Verbrennungsmotor 1 angehalten ist, wird bei dem Vorfall, dass eine oder mehrere von diesen Bedingungen nicht mehr erfüllt ist, ermittelt, dass die Anhaltebedingungen nicht mehr erfüllt sind, und die Anfangsdrehungsregelung der Kurbelwelle durch Antreiben des Startermotors 23, die Kraftstoffeinspritzregelung und die Zündungsregelung werden gestartet, so dass der Verbrennungsmotor 1 zu seinem ursprünglichen Betriebszustand zurückkehrt.
  • Während der Verbrennungsmotor 1 läuft, wird das Abgas oder die unverbrannten Kraftstoffkomponenten von dem Fahrzeug über den Abgaskrümmer 5 und das Abgasrohr 6 nach außen ausgestoßen. Dieses Abgas enthält schädliche bzw. gefährliche Komponenten, wie zum Beispiel Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickstoffoxide. Diese schädlichen Komponenten werden über eine katalytische Reaktion in dem Abgasreinigungskatalysator 7 unter Verwendung von Wasserdampf, Kohlendioxid, Stickstoff und dergleichen entfernt. Der Zustand des Abgasreinigungskatalysators 7 ändert sich in Abhängigkeit von den Temperaturbedingungen. Das heißt, dass, wenn die Aktivierungstemperatur, bei der die katalytische Reaktion stattfindet, nicht nur größer als eine erste Bezugstemperatur sondern auch größer als eine zweite Bezugstemperatur ist, die höher als die erste Bezugstemperatur ist, die Reinigungsleistungsfähigkeit des Katalysators sich senkt und sich der Katalysator selbst verschlechtert. Anders gesagt ist es, obwohl eine Temperatur, die höher als diejenige der zweiten Bezugstemperatur ist, eine katalytische Reaktion in dem Abgasreinigungskatalysator 7 vorantreibt, vorzuziehen, die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 so zu regeln, dass sie innerhalb eines Zieltemperaturbereichs von gleich oder größer als der ersten Bezugstemperatur oder gleich oder niedriger als der zweiten Bezugstemperatur liegt, um eine Verschlechterung des Katalysators zu verhindern.
  • Der Abgasreinigungskatalysator 7 ist jedoch in dem Abgasrohr angeordnet, das als der Abgasströmungspfad dient. Daher wird der Abgasreinigungskatalysator 7 durch das durch das Abgasrohr 6 strömende Abgas aufgeheizt oder gekühlt und ändert sich dadurch die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7. Für diesen Fall ist es daher vorzuziehen, die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 als ein Festlegungskriterium zum Regeln des Startens und Anhaltens des Verbrennungsmotors 1 durch das Eco-Run-System hinzuzufügen. Um dieses Kriterium hinzuzufügen, unterbindet dieses Ausführungsbeispiel das Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors 1 oder gestattet dieses auf der Grundlage einer Regelungsabbildung, wie in 4 gezeigt ist.
  • Bei der Regelungsabbildung in 4 stellt die vertikale Achse die Temperatur des Abgases dar, das in den Abgasreinigungskatalysator 7 eintritt (im Folgenden einfach als die Abgastemperatur bezeichnet), und die horizontale Achse stellt die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 dar. Die Abgastemperatur, die in 4 gezeigt ist, bezieht sich auf die Temperatur des Abgases, wenn das Fahrzeug angehalten ist und der Verbrennungsmotor 1 sich im Leerlauf befindet. Die Bedeutung einer ersten Bezugstemperatur TH1 und einer zweiten Bezugstemperatur TH2 und die Hoch-Tief-Beziehung zwischen diesen Bezugstemperaturen in 4 sind wie folgt. Der „Zieltemperaturbereich" ist der Bereich von gleich oder größer als die erste Bezugstemperatur TH1 oder gleich oder niedriger als die zweite Bezugstemperatur TH2.
  • Ebenso bezeichnet in der Figur die strichpunktierte Linie eine maximale Abgastemperatur, die höher als die erste Bezugstemperatur TH1 aber niedriger als die zweite Bezugstemperatur TH2 ist. Die gestrichelte Linie bezeichnet die Stelle, bei der die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 und die Abgastemperatur gleich sind. Ein erster Eco-Run-Unterbindungsbereich A1 und ein zweiter Eco-Run-Unterbindungsbereich A2 gemeinsam mit einem Eco-Run-Zulassungsbereich B1 sind auf der Grundlage der entsprechenden Beziehung zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 ebenso auf der Grundlage von der ersten Bezugstemperatur TH1, der zweiten Bezugstemperatur TH2 und der maximalen Abgastemperatur gesetzt.
  • Insbesondere ist in dem ersten Eco-Run-Unterbindungsbereich A1 die Abgastemperatur gleich der Maximaltemperatur oder niedriger und ist in einen Bereich höher als die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 gesetzt. In dem zweiten Eco-Run-Unterbindungsbereich A2 ist die Abgastemperatur gleich der Maximaltemperatur oder niedriger und ist die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 in einen Bereich gleich der zweiten Bezugstemperatur TH2 oder höher gesetzt. Darüber hinaus ist in dem Eco-Run-Unterbindungsbereich B1 die Abgastemperatur gleich der Maximaltemperatur oder niedriger und ist die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 der zweiten Bezugstemperatur TH2 gleich oder niedriger und ist in einen Bereich gesetzt, der höher als die Abgastemperatur ist.
  • Ein Regelungsbeispiel, wenn das Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors 1 durch Kombinieren der vorstehend genannten Anhaltebedingungen des Eco-Run-Systems und die Regelungsabbildung in 4 geregelt wird, wird im Folgenden unter Verwendung des Flussdiagramms von 1 beschrieben. Das heißt, dass das Regelungsbeispiel von 1 durchgeführt wird, wenn die Anhaltebedingungen erfüllt wurden, während der Verbrennungsmotor 1 läuft. Zunächst werden jeweilige Signale von dem Abgastemperatursensor 21 und dem Katalysatortemperatursensor 22 in Schritt S1 eingelesen und wird ermittelt, ob die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 niedriger als die Abgastemperatur in Schritt S2 ist.
  • Ein Fall wird beschrieben, bei dem die entsprechende Beziehung zwischen der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 und der Abgastemperatur durch einen Punkt E1 in 4 zum Zeitpunkt dieser Ermittelung bezeichnet ist. Für diesen Fall ist die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 niedriger als die erste Bezugstemperatur TH1 und ist ebenso niedriger als die Abgastemperatur. Wenn die entsprechende Beziehung zwischen der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 und der Abgastemperatur durch den Punkt E1 bezeichnet wird, wird der Eco-Run-Betrieb in Schritt S3 unterbunden, um den Abgasreinigungskatalysator 7 mit der Wärme des Abgases auf eine Temperatur aufzuheizen, die gleich der ersten Bezugstemperatur TH1 oder größer ist. Der Vorgang wird dann zurückgestellt. In diesem Fall bezieht sich der Ausdruck „Eco-Run-Betrieb wird unterbunden" auf die Unterbindungsregelung, um den Verbrennungsmotor 1 anzuhalten, wenn die vorstehend genannten Anhaltebedingungen erfüllt sind, insbesondere um den Verbrennungsmotor 1 zu regeln, so dass er sich in einem Leerlaufzustand befindet.
  • Ein Fall wird nachstehend beschrieben, bei dem die entsprechende Beziehung zwischen der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 und der Abgastemperatur durch einen Punkt E2 innerhalb des ersten Eco-Run-Unterbindungsbereichs A1 zu dem Zeitpunkt der Ermittelung in Schritt S2 bezeichnet ist. Für diesen Fall ist die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 höher als die erste Bezugstemperatur TH1 aber niedriger als die Abgastemperatur. Daher kann der Verbrennungsmotor 1 auch angehalten werden, wenn die Ermittelung nur auf der Grundlage der entsprechenden Beziehung zwischen der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 und dem Zieltemperaturbereich gemacht wird. Wenn der Verbrennungsmotor 1 zu diesem Zeitpunkt angehalten wird, gibt es jedoch die Möglichkeit, dass die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 auf die erste Bezugstemperatur TH1 oder darunter in einem kurzen Zeitraum abfallen könnte, da der Punkt E2 nah an der ersten Bezugstemperatur TH1 gelegen ist. Daher schreitet der Vorgang zu Schritt S3 weiter, so dass das Anhalten des Verbrennungsmotors 1 unterbunden wird, um den Abgasreinigungskatalysator 7 mit der Wärme des Abgases zum Aufrechterhalten der Temperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs unterbunden wird. Wenn die Ermittelung in Schritt S2 NEIN ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S4 weiter, bei dem ermittelt wird, ob die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 gleich der zweiten Bezugstemperatur TH2 oder größer ist. Ein Fall wird nachstehend beschrieben, bei dem die entsprechende Beziehung zwischen der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 und der Abgastemperatur in einem Bereich gleich der maximalen Abgastemperatur oder niedriger ist, und wird durch einen Punkt E3 innerhalb eines Bereichs gleich der zweiten Bezugstemperatur TH2 oder größer zum Zeitpunkt der Ermittlung in Schritt S4 bezeichnet. Wenn für diesen Fall der Verbrennungsmotor 1 angehalten wird, da der Abgasreinigungskatalysator 7 nur durch die Strahlungswärme von seiner Einfassung abgekühlt ist, ist es möglich, dass die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 gleich der zweiten Bezugstemperatur TH2 oder größer bleiben würde. Da die Abgastemperatur niedriger als die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 an dem Punkt E3 ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S3 weiter, so dass das Anhalten des Verbrennungsmotors unterbunden wird, um den Abgasreinigungskatalysator 7 mit dem Abgas zu kühlen, um seine Temperatur auf die zweite Bezugstemperatur TH2 oder darunter zu verringern.
  • Ein Fall wird nachstehend beschrieben, bei dem die entsprechende Beziehung zwischen der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 und der Abgastemperatur durch einen Punkt E4 innerhalb des Eco-Run-Zulassungsbereichs B1 zu dem Zeitpunkt der Ermittlung in Schritt S4 bezeichnet ist, so dass die Ermittlung in Schritt S4 NEIN ist. Für diesen Fall liegt die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 innerhalb des Zieltemperaturbereichs und ist die Abgastemperatur niedriger als die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7. Wenn daher der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 fortgesetzt wird, gibt es die Möglichkeit, dass der Abgasreinigungskatalysator 7 durch das Abgas gekühlt wird, so dass seine Temperatur auf die erste Bezugstemperatur TH1 oder darunter fallen würde. Wenn daher die Ermittlung in Schritt S4 NEIN ist, wird das Anhalten des Verbrennungsmotors 1 in Schritt S5 gestattet und kehrt die Routine zurück.
  • Wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 an einem Punkt E5, die niedriger als die erste Bezugstemperatur TH1 ist, zu dem Zeitpunkt liegt, bei dem die Ermittelung in Schritt S4 gemacht wird, ist die Ermittelung in Schritt S4 NEIN und schreitet der Vorgang zu Schritt S5 weiter. Das heißt, dass, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 sich an dem Punkt E5 befindet, es die Möglichkeit gibt, dass, wenn der Verbrennungsmotor läuft, die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 dadurch noch weiter fallen könnte, dass er durch das Abgas gekühlt wird, da die Abgastemperatur niedriger als die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 ist. Daher wird das Anhalten des Verbrennungsmotors 1 gestattet, um die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 vor dem Abfallen zu bewahren.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Regelungsbeispiel zeigt, wenn das Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors 1 auf der Grundlage der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 geregelt wird. Dieses Regelungsbeispiel kann auch mit einem Eco-Run-System kombiniert werden. Gemäß dem Flussdiagramm von 5 schreitet der Vorgang von Schritt S1 direkt zu dem Schritt S4. Das in dieser Figur gezeigte Regelungsbeispiel kann auch für den Fall angewendet werden, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 höher als die Abgastemperatur ist.
  • Gemäß den Regelungsbeispielen von 1 und 5 wird, wenn die Anhaltebedingungen erfüllt sind, geschätzt (insbesondere vorhergesagt) unter der Annahme, dass der Verbrennungsmotor 1 angehalten wurde, wie sich die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 ändern wird. Anders gesagt wird geschätzt, ob der Abgasreinigungskatalysator 7 durch das Abgas gekühlt oder aufgeheizt wird. In dieser Folge regelt die Regelungsvorrichtung dann das Starten und das Anhalten des Verbrennungsmotors 1 auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Vorhersage oder Schätzung. Insbesondere wird zunächst eine Änderung der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 auf der Grundlage der Temperatur des von der Brennkammer 2 ausgestoßenen Abgases und der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators geschätzt. Die Regelungsvorrichtung regelt dann das Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors 1 auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Schätzung. Das macht es einfacher, die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 innerhalb des Zieltemperaturbereichs zu halten, was sowohl eine Reaktion in dem Abgasreinigungskatalysator 7 vorantreibt als auch eine Verschlechterung des Abgasreinigungskatalysators 7 unterbindet, wobei somit verhindert wird, dass sich die Reinigungsleistungsfähigkeit des Abgasreinigungskatalysators 7 verringert.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kombiniert dieses beispielhafte Ausführungsbeispiel die Anhaltebedingungen bei dem Eco-Run-System mit den Regelungsbeispielen von den 1 und 5. Für diesen Fall ist ein Verfahren vorgesehen zum Regeln des Startens und des Anhaltens des Verbrennungsmotors 1 durch Durchführen der Regelung, die in den 1 oder 5 gezeigt ist, nachdem die Anhaltebedingungen erfüllt sind, ebenso wie zum Unterbinden einer Regelung zum Anhalten eines laufenden Verbrennungsmotors 1 ohne die Ermittelung, ob die Anhaltebedingungen erfüllt sind, wenn das Regelungsbeispiel von den 1 oder 5 zuerst durchgeführt wird und das in der 1 oder der 5 gezeigte Regelungsschema zu dem Schritt S3 voranschreitet. Obwohl dies nicht besonders gezeigt ist, schließt der technische Umfang der Erfindung auch das Vergleichen der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 mit der Abgastemperatur, das Ermitteln, wie der Zustand des Abgasreinigungskatalysators 7 sich direkt ändern wird, ohne Berücksichtigung, wie sich die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 7 ändern wird, und Regeln des Startens und des Anhaltens des Verbrennungsmotors 1 auf der Grundlage der Ergebnisse der Ermittelung ein.
  • Der charakteristische Aufbau der Erfindung, wie er auf der Grundlage des vorstehend erwähnten beispielhaften Ausführungsbeispiels beschrieben ist, ist wie folgt. Es ist eine Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung zum Regeln des Startens und des Anhaltens des Verbrennungsmotors vorgesehen, die einen Verbrennungsmotor zum Abgeben einer Antriebskraft durch Verbrennen eines Kraftstoffs und einen Abgasreinigungskatalysator zum Reinigen des Abgases aufweist, das erzeugt wird, wenn der Kraftstoff verbrannt wird. Diese Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung ist des weiteren mit einer Temperaturbeziehungsermittelungseinrichtung zum Ermitteln der entsprechenden Beziehung zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators versehen, wenn die Anhaltebedingungen zum Anhalten eines laufenden Verbrennungsmotors erfüllt sind. Die Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung ist ebenso mit einer Regelungseinrichtung zum Regeln des Startens und des Anhaltens des Verbrennungsmotors versehen, was die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators in die Nähe der Zieltemperatur auf der Grundlage der Ergebnisse aus der Ermittelung der Temperaturbeziehungsermittelungseinrichtung bringt.
  • Drei Bauarten der Regelung können als Beispiele der Regelung gegeben werden, um die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators in die Nähe der Zieltemperatur zu bringen: 1) Regelung zum Halten der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators innerhalb des Zieltemperaturbereichs, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators schon innerhalb des Zieltemperaturbereichs liegt, 2) Regelung zum Erhöhen der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators auf innerhalb des Zieltemperaturbereichs, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators unterhalb des Zieltemperaturbereichs liegt, und 3) Regelung zum Verringern der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators auf innerhalb des Zieltemperaturbereichs, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators oberhalb des Zieltemperaturbereichs liegt. Diese Erfindung kann auch auf entweder ein Fahrzeug, bei dem nur ein Verbrennungsmotor als die Quelle der Antriebskraft verwendet wird, oder ein Fahrzeug angewendet werden, bei dem sowohl ein Verbrennungsmotor als auch ein Generator als die Quelle der Antriebskraft verwendet werden.
  • Gemäß der Erfindung wird vorhergesagt (insbesondere wird geschätzt), ob die Regelung zum Starten und Anhalten des Verbrennungsmotors den Zustand des Abgasreinigungskatalysators beeinflussen würde, und das Starten und das Anhalten des Verbrennungsmotors wird dann auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Schätzung regelbar. Demgemäß kann eine Verringerung der Leistungsfähigkeit des Abgasreinigungskatalysators verhindert werden.
  • In der vorstehend genannten Erfindung wird der Zustand des Abgasreinigungskatalysators auf der Grundlage der Abgastemperatur und der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators geschätzt und wird das Starten und das Anhalten des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Schätzung geregelt.
  • Die Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung zum Regeln des Startens und des Anhaltens des Verbrennungsmotors 1, die den Abgasreinigungskatalysator 7 zum Reinigen des Abgases aufweist, das beim Verbrennen des Kraftstoffs in dem Verbrennungsmotor 1 erzeugt wird, ist offenbart. Bei der Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung wird der Zustand des Abgasreinigungskatalysators 7 geschätzt (insbesondere vorhergesagt) beim Anhalten des Verbrennungsmotors 1 und wird das Starten und das Anhalten des Verbrennungsmotors 1 auf der Grundlage des geschätzten Zustands geregelt.

Claims (5)

  1. Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung zum Regeln eines Verbrennungsmotors (1), der Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt, wobei der Verbrennungsmotor (1) eine Abgasreinigungsvorrichtung (7) zum Reinigen eines Abgases aufweist, das von dem Verbrennungsmotor (1) beim Verbrennen von Kraftstoff abgegeben wird, wobei die Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung folgendes aufweist: eine Vorhersageeinrichtung (S1, S2, S4), die einen Zustand der Abgasreinigungsvorrichtung (7) zu dem Zeitpunkt des Anhaltens des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage einer Beziehung zwischen einer Temperatur des Abgases und einer Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung (7) vorhersagt; und eine Regelungseinrichtung (S3, S5), die das Anhalten des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage des durch die Vorhersageeinrichtung (S1, S2, S4) vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung (7) regelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (S3, S5) das Starten des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage des durch die Vorhersageeinrichtung (S1, S2, S4) vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung (7) regelt, wobei die Regelungseinrichtung (S3, S5) die Fortsetzung des Betriebs und das Anhalten des Verbrennungsmotors (1) oder die Fortsetzung des Anhaltens und das Starten des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage des durch die Vorhersageeinrichtung (S1, S2, S4) vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung (7) so regelt, dass die Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung (7) eine Zieltemperatur erreicht.
  2. Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhersageeinrichtung (S1, S2, S4) zumindest entweder einen Zustand einer katalytischen Reaktion oder einen Zustand einer Verschlechterung der Abgasreinigungsvorrichtung (7) als den Zustand der Abgasreinigungsvorrichtung (7) zu dem Zeitpunkt des Anhaltens des Verbrennungsmotors (1) vorhersagt.
  3. Verbrennungsmotorregelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Regelung von fortgesetztem Betrieb und Anhalten das Anhalten des Verbrennungsmotors (1) in einem Laufzustand unterbunden wird, nachdem die Fortsetzung des Betriebs des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators (7) bestimmt ist.
  4. Verbrennungsmotorregelungsverfahren zum Regeln eines Verbrennungsmotors (1), der Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt, wobei der Verbrennungsmotor (1) eine Abgasreinigungsvorrichtung (7) zum Reinigen eines Abgases aufweist, das beim Verbrennen von Kraftstoff abgegeben wird, mit den folgenden Schritten: Vorhersagen (S1, S2, S4) eines Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung (7) zu dem Zeitpunkt des Anhaltens des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage einer Temperatur des Abgases und einer Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung (7); und Regeln (S3, S5) des Anhaltens des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage des vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung (7), gekennzeichnet durch Regeln (S3, S5) des Startens des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage des vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung (7), wobei die Fortsetzung des Betriebs und das Anhalten oder die Fortsetzung des Anhaltens und das Starten des Verbrennungsmotors (1) auf der Grundlage des vorhergesagten Zustands der Abgasreinigungsvorrichtung (7) so geregelt wird, dass die Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung (7) eine Zieltemperatur erreicht.
  5. Verbrennungsmotorregelungsverfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorhersagen (S1, S2, S4) zu dem Zeitpunkt des Anhaltens des Verbrennungsmotors (1) zumindest entweder ein Zustand einer katalytischen Reaktion oder ein Zustand einer Verschlechterung der Abgasreinigungsvorrichtung (7) als der Zustand der Abgasreinigungsvorrichtung (7) vorhergesagt wird.
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