DE4142328A1

DE4142328A1 - Verfahren zum regeln des luft-kraftstoffverhaeltnisses fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4142328A1
Application number: DE4142328A
Authority: DE
Inventors: Fumio Hosoda; Sachito Fujimoto; Hiroshi Ito; Shunji Takahashi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1992-07-02
Anticipated expiration: 2011-12-21
Also published as: US5158063A; JPH04234542A; DE4142328C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Luft- Kraftstoffverhältnisses für eine Brennkraftmaschine, insbe sondere zum Regeln des Luft-Kraftstoffverhältnisses eines Luft-Kraftstoffgemischs, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wenn sich diese in einem Hochlastbetriebszustand befin det.

Es ist bekannt, das Luft-Kraftstoffgemisch eines einer Brenn kraftmaschine zugeführten Luft-Kraftstoffgemischs (im folgen den als "zugeführtes Luft-Kraftstoffverhältnis" bezeichnet) auf ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis oder in Nähe hiervon zu regeln, wenn die Last der Brennkraftmaschine verhältnismäßig niedrig ist, und das zugeführte Luft-Kraft stoffverhältnis anzureichern, um die Temperatur der Brenn kraftmaschine am Ansteigen auf einen übermäßigen Wert zu hin dern durch Anwendung der Kühlwirkung durch den Kraftstoff im der Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Kraftstoffgemisch, wenn die Last der Brennkraftmaschine hoch ist. Zur Ausführung dieses Regelverfahrens für das Luft-Kraftstoffverhältnis wur den für gewöhnlich die folgenden Techniken vorgeschlagen:

1) Eine gewünschte Abgastemperatur wird festgelegt auf der Basis der Einlaßluftmenge, der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine, wobei das zugeführte Luft-Kraftstoffverhältnis so geregelt wird, daß die tatsächliche Abgastemperatur gleich der festgelegten gewünsch ten Abgastemperatur wird, vgl. die japanische provisorische Patent-Veröffentlichung No. 60-90 940 (Kokai).
2) Eine Abgastemperatur wird geschätzt auf der Basis der Ein laßluftmenge oder der Drehzahl der Brennkraftmaschine, wobei das zugeführte Luft-Kraftstoffverhältnis in größerem Ausmaß angereichert wird, wenn die geschätzte Abgastemperatur höher wird, vgl. die japanische Patent-Veröffentlichung No. 62-54 977 (Kokoku).
3) Die Temperatur eines in einer Brennkraftmaschine vorgese henen katalytischen Konverters wird geschätzt auf der Basis der Einlaßluftmenge und des zugeführten Luft-Kraftstoffver hältnisses, wodurch dieses Kraftstoffverhältnis so geregelt wird, daß ein übermäßiger Anstieg der Temperatur des kataly tischen Konverters verhindert wird, vgl. die japanische provi sorische Patent-Veröffentlichung No,. 62-2 03 965 (Kokai).
4) Eine Temperatur der Brennkraftmaschine wird geschätzt auf der Basis der Drehzahl der Brennkraftmaschine, der Last der Brennkraftmaschine und des zugeführten Luft-Kraftstoffverhält nisses, wobei die Anreicherung des zugeführten Luft-Kraft stoffverhältnisses in Abhängigkeit von der geschätzten Tempe ratur der Brennkraftmaschine geregelt wird, vgl. die japani sche provisorische Patent-Veröffentlichung No. 3-18 643 (Kokai).
Zur Bestimmung, ob ein in einem Abgaskanal der Brennkraftma schine angeordneter Sauerstoffkonzentrationssensor aktiviert ist, wurde auch die folgende Technik vorgeschlagen:
5) Die Temperatur des Sauerstoffkonzentrationssensors wird auf der Basis der Einlaßluftmenge und der Außenlufttemperatur geschätzt, vgl. die japanische provisorische Patent-Veröffent lichung No. 1-2 19 340 (Kokai).

Gemäß den obigen Techniken (2) bis (5) wird die Abgastempera tur oder die Temperatur eines Bauteils der Brennkraftmaschine auf der Basis von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine geschätzt, etwa der Einlaßluftmenge und der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Jedoch wird die tatsächliche Abgastempe ratur nicht ermittelt. Daher besteht die Möglichkeit, daß ein geschätzter Wert der Abgastemperatur vom tatsächlichen Wert desselben stark abweicht. Zur Beseitigung dieses Nachteils muß der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine verbreitert werden, indem das zugeführte Luft-Kraftstoffverhältnis angereichert werden soll (im folgenden als der "Hochlastanreicherungsbe reich" bezeichnet), d. h. es muß eine Bezugstemperatur für die Bestimmung festgelegt werden, ob das zugeführte Luft-Kraft stoffverhältnis auf einen niedrigeren Wert angereicht werden soll. Als Ergebnis können Fälle vorliegen, in denen das Luft- Kraftstoffverhältnis unnötig angereichert wird, woraus sich eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgas emissionscharakteristiken ergibt.

Ferner wird gemäß der obigen Technik (1) die Temperatur des Abgassystems nur durch Ermitteln der Abgastemperatur bestimmt, wobei die gewünschte Abgastemperatur festgelegt wird auf der Basis der Einlaßluftmenge, der Drehzahl der Brennkraftmaschi ne, der Einlaßlufttemperatur und der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine, um das zugeführte Luft-Kraftstoffverhält nis so zu regeln, daß die ermittelte Abgastemperatur gleich der gewünschten Abgastemperatur wird. Jedoch variiert die Temperatur der Bauteile der Brennkraftmaschine, die auf einen übermäßigen Wert ansteigen kann, nicht nur mit der Abgastem peratur, sondern auch mit dem Volumen der heißen Abgase. Selbst wenn die Abgastemperatur unverändert bleibt, neigt im einzelnen die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur der Brennkraftmaschinenbauteile zur Abnahme, wenn das Volumen der Abgase (das durch die Drehzahl und die Last der Brennkraftma schine bestimmt werden kann) kleiner wird als wenn das Volumen der Abgase größer wird. Im Fall eines Dreiwegekatalysators z. B. wurde gefunden, daß selbst wenn die Abgastemperatur un verändert bleibt, wenn die Brennkraftmaschine sich in einem Hochlast- und Hochdrehzahlzustand befindet, in dem das Volumen der Abgase größer ist, die Geschwindigkeit der Wärmeleitung zum Dreiwegekatalysator zur Zunahme neigt auf Grund des Stroms eines vergrößerten Volumens an heißen Abgasen, um einen An stieg der Temperatur des Dreiwegekatalysators mit einer höhe ren Geschwindigkeit zu verursachen. Wenn andererseits das Vo lumen der Abgase kleiner wird, steigt die Temperatur des Drei wegekatalysators mit einer geringeren Geschwindigkeit trotz des Vorliegens des Stroms an heißen Abgasen. Es wurde ferner auch gefunden, daß auf Grund des Unterschieds der Wärmekapazi tät zwischen den Brennkraftmaschinenbauteilen die Größe der hierdurch stattfindenden Wärmeleitung mit den Brennkraftma schinenbauteilen variiert, was mit der Zeit einen Anstieg der Temperaturen der Brennkraftmaschinenbauteile mit unterschied lichen Geschwindigkeiten verursacht. Daher ist noch Raum für eine Verbesserung dieses Technik (1) betreffend die Kraft stoffverbrauchs- und Abgasemissionscharakteristiken.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Regelung des Luft-Kraftstoffverhältnisses für eine Brennkraft maschine, das in der Lage ist, die Genauigkeit der geschätzten Temperaturen von Bauteilen der Brennkraftmaschine zu verbes sern und den Kraftstoffverbrauch sowie die CO-Emission zu ver ringern, wenn sich die Brennkraftmaschine in einem Hochlastbe triebszustand befindet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird das Verfahren nach der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Anordnung eines Kraftstofflieferregelsystems für eine Brenn kraftmaschine, bei der das Regelverfahren nach der Erfindung angewendet ist;

Fig. 2 ein Fließdiagramm eines Programms zur Durchführung der Berechnung von geschätzten Temperaturen von Bau teilen der Brennkraftmaschine;

Fig. 3 ein Fließdiagramm eines Unterprogramms für die Kor rektur des absoluten Einlaßrohrdrucks in Abhängigkeit von der Einlaßluftemperatur;

Fig. 4 ein Diagramm mit einer Tabelle zur Berechnung eines von der Einlaßluftemperatur abhängigen Korrekturkoef fizients (KTEXG);

Fig. 5 ein Fließdiagramm eines Unterprogramms zur Berechnung eines geschätzten Temperaturwerts (TCAT) eines Drei wegekatalysators;

Fig. 6a ein Diagramm zur Berechnung eines Koeffizients (KNCAT) für die Korrektur eines Abgastemperaturwerts;

Fig. 6b ein Diagramm zur Berechnung eines Koeffizients (KPBCAT) für die Korrektur eines Abgastemperatur werts;

Fig. 6c ein Diagramm zur Berechnung eines Durchschnittsbil dungskoeffizients (TREFO);

Fig. 7 ein Fließdiagramm eines Unterprogramms zur Berechnung eines geschätzten Temperaturwerts (TEXM) eines Abgas rohrs;

Fig. 8a ein Diagramm zur Berechnung eines Koeffizients (KNEXM) für die Korrektur eines Abgastemperaturwerts;

Fig. 8b ein Diagramm zur Berechnung eines Koeffizients (KPBEXM) für die Korrektur eines Abgastemperatur werts;

Fig. 8c ein Diagramm zur Berechnung eines Koeffizients (KVEXM) für die Korrektur eines Abgastemperaturwerts;

Fig. 9 ein Fließdiagramm eines Unterprogramms zur Berechnung eines geschätzten Temperaturwerts (TPIS) von Kolben;

Fig. 10a ein Diagramm zur Berechnung eines Koeffizients (KNPIS) für die Korrektur eines Abgastemperaturwerts:

Fig. 10b ein Diagramm zur Berechnung eines Koeffizients (KPBPIS) für die Korrektur eines Abgastemperatur werts;

Fig. 10c ein Diagramm für die Berechnung einer Variablen (DTBPIS) für die Korrektur eines Abgastemperatur werts;

Fig. 11 ein Fließdiagramm eines Unterprogramms für die Be rechnung eines geschätzten Temperaturwerts (TEXV) von Auslaßventilen;

Fig. 12a ein Diagramm für die Berechnung eines Koeffizients (KNEXV) für die Korrektur eines Abgastemperaturwerts;

Fig. 12b ein Diagramm für die Berechnung eines Koeffizients (KPBEXV) für die Korrektur eines Abgastemperatur werts;

Fig. 12c ein Diagramm für die Berechnung einer Variablen (DTEXV) für die Korrektur eines Abgastemperaturwerts;

Fig. 13 ein Fließdiagramm eines Unterprogramms für die Fest legung eines Hochtemperaturkennwerts (FXAVE);

Fig. 14a und 14b ein Fließdiagramm eines Programms für die Berechnung eines Hochlastanreicherungskoeffizients (KWOT);

Fig. 15 ein Diagramm für die Berechnung von Bezugswerten (PBWOT1, PBWOT2) zur Feststellung, ob sich die Brennkraftmaschine in einem Hochlastbetriebszustand befindet;

Fig. 16 ein Diagramm für die Berechnung eines Anreicherungs koeffizients (XWOTR) und eines Abmagerungskoeffi zients (XWOTL); und

Fig. 17 ein Diagramm für die Berechnung eines von der Brennkraftsmaschinen-Kühlmitteltemperatur abhängigen Anreicherungskoeffizients (XWOTTW).

Fig. 1 zeigt die gesamte Anordnung eines Kraftstofflieferre gelsystems, das sich für die Durchführung des Regelverfahrens nach der Erfindung eignet. In der Figur ist eine Brennkraft maschine 1 dargestellt. In einem Einlaßrohr 2 der Brennkraft maschine 1 ist ein ein Drosselventil 3′ aufnehmendes Drossel gehäuse 3 angeordnet. Ein die Drosselventilöffnung (RTH) er mittelnder Sensor 4 ist mit dem Drosselventil 3′ verbunden zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das die ermittelte Dros selventilöffnung anzeigt und diese zu einer elektronischen Re geleinheit 5 (im folgenden als "das ECU" bezeichnet) liefert.

Kraftstoffeinspritzventile 6 sind jeweils für jeden nicht ge zeigten Zylinder vorgesehen und im Einlaßrohr 2 zwischen der Brennkraftmaschine 1 und dem Drosselventil 3′ so wie an einer Stelle geringfügig stromauf von einem nicht gezeigten Einlaß ventil angeordnet. Die Kraftstoffeinspritzventile sind mit einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe und elektrisch mit dem ECU 5 verbunden, wobei ihre Ventilöffnungsperioden von den hiervon kommenden Signalen geregelt werden.

Ferner ist ein Sensor 8 für den absoluten Einlaßrohrdruck PBA vorgesehen, der mit dem Innenraum des Einlaßrohrs 2 über eine Leitung 7 an einer Stelle in Verbindung steht, die unmittelbar stromab vom Drosselventil 3 angeordnet ist und zum Liefern eines den ermittelten absoluten Druck angebenden elektrischen Signals zum ECU 5 dient. Ein Sensor 9 für die Einlaßtemperatur TA ist in das Einlaßrohr 2 an einer Stelle eingesetzt, die stromab des Sensors 8 liegt und zum Liefern eines die ermit telte Einlaßtemperatur TA angebenden elektrischen Signals zum ECU 5 dient.

Ein Sensor 10 für die Erfassung der Kühlmitteltemperatur TW der Brennkraftmaschine kann als Thermistor oder dergleichen ausgebildet sein und ist im Zylinderblock der Brennkraftma schine 1 montiert zur Lieferung eines die ermittelte Brenn kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur TW angebenden elektrischen Signals zum ECU 5. Ein Sensor 11 zur Ermittlung der Brenn kraftmaschinen-Drehzahl NE und ein die Zylinder CYL unter scheidender Sensor 12 sind einer Nockenwelle oder einer Kur belwelle der Brennkraftmaschine 1 zugewandt, von denen keine gezeigt ist. Der Sensor 11 erzeugt einen Impuls als TDC-Sig nalimpuls bei jedem von gegebenen Kurbelwinkeln jedesmal dann, wenn sich die Kurbelwelle um 180° dreht, während der Sensor 12 einen Impuls bei einem gegebenen Kurbelwinkel eines besonderen Zylinders der Brennkraftmaschine erzeugt, wobei beide Impulse zum ECU 5 geliefert werden.

Ein Dreiwegekatalysator 14 ist innerhalb eines mit dem Zylin derblock der Brennkraftmaschine 1 verbundenen Auspuffrohrs 13 angeordnet und dient zur Reinigung der schädlichen Komponen ten, wie HC, CO und NO_x. Ein O₂-Sensor 15 als Sensor für die Erfassung der Abgasbestandteilkonzentration ist im Auspuffrohr 13 an einer Stelle stromauf des Dreiwegekatalysators 14 ange ordnet und dient zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen und zur Lieferung eines einen ermittelten Wert der Sauerstoffkonzentration angebenden elektrischen Signals zum ECU 5. Ferner ist ein Sensor 16 für die Erfassung der Abgas temperatur im Auspuffrohr 15 an einer Stelle stromauf des O₂-Sensors 15 angeordnet und dient zur Lieferung eines einen ermittelten Wert der Abgastemperatur angebenden Signals zum ECU 5. Ein Sensor 17 für die Erfassung der Fahrzeuggeschwin digkeit VSP ist ebenfalls mit dem ECU 5 verbunden und erfaßt eine Reisegeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit VSP) eines Kraftfahrzeugs, in das die Brennkraftmaschine eingebaut ist, und liefert ein die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP angebendes Signal zum ECU 5.

Das ECU 5 umfaßt einen Eingangskreis 5a mit den Funktionen des Formens der Wellenformen der Eingangssignale von verschiedenen Sensoren, des Verschiebens der Spannungswerte der Sensoraus gangssignale auf einen gegebenen Wert, des Umwandelns von ana logen Signalen aus Analogausgangssensoren in digitale Signale usw., eine zentrale Prozeßeinheit 5b (im folgenden als "das CPU" bezeichnet), einen Speicher 5c zur Speicherung von ver schiedenen Betriebsprogrammen, die im CPU 5b ausgeführt wer den, und zum Speichern von Ergebnissen der hiervon kommenden Berechnungen usw., und einen Ausgangskreis 5d, der Antriebs signale zu den Kraftstoffeinspritzventilen 6 ausgibt.

Das CPU 5b arbeitet in Abhängigkeit von den oben angegebenen Signalen von den Sensoren zur Bestimmung von Betriebszustän den, in denen die Brennkraftmaschine 1 arbeitet, etwa eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Closed-Loop-Regelbereichs und von Open-Loop-Regelbereichen, und berechnet, basierend auf den bestimmten Betriebsbedingungen die Ventilöffnungsperiode oder Kraftstoffeinspritzperiode T_OUT, bei der die Kraftstoffein spritzventile 6 zu öffnen sind, durch Anwendung der folgenden Gleichung (1) synchron mit der Eingabe von TDC-Signalimpulsen in das ECU 5:

T_OUT = Ti × K₁ × KWOT × KTW × K₀₂ + K₂ (1)

wobei Ti eine grundlegende Kraftstoffmenge darstellt, im ein zelnen eine grundlegende Kraftstoffeinspritzperiode, und aus einer Ti-Tabelle gelesen wird, die gemäß der Brennkraft maschinendrehzahl NE und dem absoluten Einlaßrohrdruck PBA festgelegt und im Speicher 5c gespeichert ist. KWOT ist ein Hochlastanreicherungskoeffizent zur Anreicherung eines Luft- Kraftstoffgemischs, das zur Brennkraftmaschine geliefert wird, wenn das Drosselventil 3′ im wesentlichen ganz offen ist, und der in der in Verbindung mit Fig. 14a und 14b beschriebenen Weise bestimmt wird. KTW ist ein von der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine abhängiger den Kraftstoff vermehrender Koeffizent zum Anreichern des Luft-Kraftstoffgemischs, wenn die Kühlmitteltemperatur TW gleich oder kleiner als ein gege bener Wert wird. K₀₂ ist ein Closed-Loop-Korrekturkoeffizient für das Luft-Kraftstoffverhältnis, der in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen festgelegt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine in einem Closed-Loop-Regelbereich befindet, und auf einen im eigenen Wert festgelegt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine nicht im Closed-Loop-Regelbereich, sondern in irgendeinem von speziellen Bereichen (Open-Loop- Regelbereichen) befindet, einen Zustand, in dem sich die Brennkraftmaschine in einem gegebenen Hochlastbetriebszustand befindet und die Temperatur irgendeines von gegebenen Bautei len der Brennkraftmaschine hoch und in die Open-Loop-Regelbe reiche eingeschlossen ist.

K₁ und K₂ sind weitere Korrekturkoeffizienten bzw. Korrektur variable, die berechnet werden auf der Basis von verschiedenen Brennkraftmaschinen-Parametersignalen zu solchen Werten, um die Charakteristiken der Brennkraftmaschine zu optimieren, et wa Kraftstoffverbrauch und Beschleunigungsfähigkeit, in Abhän gigkeit von Brennkraftmaschinen-Betriebsbedingungen.

Das CPU 5b beliefert die Kraftstoffeinspritzventile 6 mit An triebssignalen auf der Basis der Kraftstoffeinspritzperiode T_OUT, berechnet wie oben über den Ausgangskreis 5d.

Fig. 2 zeigt ein Programm zur Berechnung von geschätzten Tem peraturwerten von Bauteilen der Brennkraftmaschine, d. h. dem Dreiwegekatalysator 14, dem Abgasrohr 13, den Kolben in den Zylindern und den Auslaßventilen, und zur auf der Basis der geschätzten Temperaturwerte erfolgenden Einstellung von ersten und zweiten Anreichungskennwerten FHSFE1, FHSFE2 zur Anreiche rung des zugeführten Luft-Kraftstoffverhältnisses. Dieses Pro gramm wird in konstanten Zeitintervallen (z. B. von 80 msec) ausgeführt.

Im Schritt S1 wird ein Ausgang vom Abgastemperatursensor 16 gelesen, der bei der vorliegenden Ausführungsform aus einem Thermistor besteht. Der Ausgang vom Abgastemperatursensor 16 ist eine nicht-lineare Beziehung zur Abgastemperatur. Daher wird der Sensorausgang in die Abgastemperatur (TE) durch An wendung der im Speicher 5c gespeicherten Tabelle umgewandelt. Bei der Durchführung der Umwandlung erfolgt eine lineare In terpolation für Werte des Sensorausgangs, die von den vorher gespeicherten Werten abweichen.

In einem Schritt S2 wird der absolute Einlaßrohrdruck PBA auf der Basis der Einlaßlufttemperatur TA durch ein in Fig. 3 ge zeigtes Unterprogramm korrigiert. Im einzelnen wird ein von der Einlaßluftemperatur abhängiger Korrekturkoeffizient KTAEXG gemäß der Einlaßlufttemperatur TA berechnet, und wird der ab solute Einlaßrohrdruck PBA mit dem Koeffizient KTAEXG multi pliziert zur Erzielung des korrigierten absoluten Einlaßrohr drucks PBAEX. Der Korrekturkoeffizient KTAEXG wird aus einem KTAEXG-Diagramm in Fig. 4 gelesen, in der die Koeffizienten werte KTAEXG0 bis KTAEXG2 (z. B. 1,15; 1,0; 0,95) festgelegt sind, entsprechend gegebenen Werten TAEXG0 bis TAEXG2 (z. B. -10°C, 30°C, 50°C) der Einlaßlufttemperatur TA. Für Werte, die von den gegebenen Werten TAEXG0 bis TAEXG2 der Einlaßluft temperatur TA abweichen, erfolgt eine Interpolation. Das Lesen von Werten aus noch zu beschreibenden weiteren Diagrammen er folgt in ähnlicher Weise. Die von der Einlaßlufttemperatur abhängige Korrektur des absoluten Einlaßrohrdrucks PBA er folgt, um eine durch die Einlaßlufttemperatur TA verursachte Veränderung des Ladungsgrads in Betracht zu ziehen. Wenn der Ladungsgrad kleiner ist, nimmt das Gewicht der zur Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemischs verwendete Einlaßluft ab, so daß die Verbrennungstemperatur dem entsprechend kleiner wird. Im Hinblick auf diese Tendenz wird der absolute Einlaßrohrdruck PBA so korrigiert, daß sein Wert in einem Ausmaß abnimmt, daß der Gewichtsabnahme der Einlaßluft entspricht. Hierdurch wird die Berechnungsgenauigkeit von geschätzten Werten von erhöhten Temperaturen der Bauteile im Abgassystem der Brennkraftmaschi ne verbessert.

In einem Schritt S3 von Fig. 2 wird ein geschätzter Tempera turwert TCAT (im folgenden als "Katalysatortemperatur" be zeichnet) des Dreiwegekatalysators 14 durch ein Unterprogramm von Fig. 5 berechnet.

In einem Schritt S31 in Fig. 5 wird festgestellt, ob sich die Brennkraftmaschine im Startbetrieb befindet. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, d. h. wenn die Brennkraft maschine sich im Startbetrieb befindet, werden die Katalysa tortemperatur TCAT und deren Durchschnittswert TCATave (ave bedeutet in der Beschreibung und in der Zeichnung "Durch schnitt") in Schritten S32 und S33 auf einen gegebenen An fangswert TCAT0 (z. B. 400°C) festgelegt, wonach das Programm zu einem Schritt S37 fortschreitet.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S31 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die Brennkraftmaschine sich nicht im Startbe trieb befindet, werden die Korrekturkoeffizienten KNCAT und KPBCAT zum Umwandeln der ermittelten Abgastemperatur TE in die Katalysatortemperatur TCAT in den Schritten S34 und S35 be rechnet. Danach wird die Katalysatortemperatur TCAT erhalten durch Multiplizieren der Abgastemperatur TE mit diesen Korrek turkoeffizienten im Schritt S36.

KNCAT ist ein gemäß der Brennkraftmaschinendrehzahl festgeleg ter drehzahlabhängiger Korrekturkoeffizient. Gemäß Fig. 6a wird ein Wert hiervon aus einem KNCAT-Diagramm gelesen, in dem die Werte KNCAT0 bis KNCAT2 gemäß den gegebenen Werten NCAT0 bis NCAT2 der Brennkraftmaschinendrehzahl festgelegt sind. Der Korrekturkoeffizient KNCAT nimmt einen größeren Wert an, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl NE größer wird, wobei KNCAT = 1.0 ist, wenn NE = NCAT1 ist (z. B. 3000 U/min).

KPBCAT ist ein von der Brennkraftmaschinenlast abhängiger Kor rekturkoeffizient, der gemäß dem korrigierten absoluten Ein laßrohrdruck PBAEX festgelegt wird. Gemäß Fig. 6b wird ein Wert hiervon aus einem KPBCAT-Diagramm gelesen, in dem die Werte KPBCAT0 bis KPBCAT2 gemäß gegebenen Werten PBACAT0 bis PBACAT2 des korrigierten absoluten Einlaßdrucks PBAEX festge legt sind. Der Korrekturkoeffizient nimmt einen größeren Wert an, wenn der korrigierte absolute Einlaßrohrdruck PBAEX größer wird, wobei KPBCAT = 1,0 ist, wenn PBAEX = PBACAT1 ist(z, B. 510 mm Hg).

Der Grund für die Festlegung der Korrekturkoeffizienten KNCAT und KPBCAT in der Weise, daß sie zunehmen, wenn die Brenn kraftmaschinendrehzahl NE und der absolute Einlaßrohrdruck PBA zunehmen, liegt darin, daß die Geschwindigkeit der Wärmelei tung mit dem Volumen der Abgase variiert. Dies versursacht eine resultierende Veränderung der Temperatur eines Bauteils (in diesem Fall des Dreiwegekatalysators) der Brennkraftma schine. Bei dem noch zu beschreibenden Schätzen der Tempera turen des Auslaßrohrs, der Kolben in den Zylindern und der Auslaßventile wird die Abgastemperatur in die jeweilige Tem peratur in ähnlicher Weise umgewandelt, d. h. durch Korri gieren der Abgastemperatur TE gemäß dem Volumen der Abgase, das durch die Brennkraftmaschinendrehzahl NE und die -last bestimmt wird.

In einem Schritt S37 wird ein Durchschnittswert TCATave der Katalysatortemperatur unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) berechnet:

TCATave(n) = TCAT(n) × TREFO/65536 + TCATave(n-1) × (65536-TREFO)/65536 (2)

wobei (n) und (n-1) angeben, daß die Werte in der vorliegenden Schleife bzw. in der letzten Schleife erhalten werden. TREFO ist ein durchschnittsbildender Koeffizient, der den Beitrags grad eines vorliegenden Werts TCAT(n) der Katalysatortempe ratur zu einem vorliegenden Wert TCATave(n) des Durchschnitts werts bestimmt. Wenn TREFO zunimmt, trägt TCAT(n) in höherem Maß zu TCATave(n) bei, so daß die durchschnittsbildende Ge schwindigkeit zunimmt. In dieser Verbindung wird bei der vor liegenden Ausführungsform der durchschnittsbildende Koeffi zient TREFO aus einem TREFO-Diagramm gelesen (vgl. Fig. 6c), in der Werte hiervon gemäß dem korrigierten absoluten Ein laßrohrdruck PBAEX fetgelegt sind.

In dem TREFO-Diagramm sind gegebene Werte TREFOL und TREFOH (z. B. 87, 1190) festgelegt entsprechend gegebenen Werten PBTREFL und PBTREFH (z. B. 150 mm Hg, 480 mm Hg) des korri gierten absoluten Einlaßrohrdrucks. Der durchschnittsbildende Wert TREFO nimmt zu, wenn die Brennkraftmaschinenlast höher wird. Dies trägt der Tatsache Rechnung, daß, wenn die Brenn kraftmaschinenlast kleiner wird, das Volumen der Abgase (die Menge der je Zeiteinheit abgegebenen Abgase) kleiner wird. Dies ergibt eine kleinere Änderungsgeschwindigkeit der Tempe ratur eines Bauteils. Durch auf diese Weise erfolgendes Fest legen des durchschnittsbildenden Koeffizients TREFO ist es möglich, entsprechend der Brennkraftmaschinenlast einen zweck mäßigen Durchschnittswert TCATave zu erzielen.

Ferner hängt der Temperaturanstieg eines Bauteils der Brenn kraftmaschine je Zeiteinheit nicht nur von der Brennkraft maschinendrehzahl und der -last ab, sondern auch von der Wär mekapazität des Bauteils, wobei jedes Bauteil der Brennkraft maschine eine ihm eigene Wärmekapazität hat. Daher wird der durchschnittsbildende Koeffizient TREFO für jedes Bauteil gesondert festgelegt. Beim noch zu beschreibenden Schätzen der Temperaturen des Auspuffrohrs, der Kolben in den Zylindern und der Auslaßventile wird der durchschnittsbildende Koeffizient TREFO für jedes Bauteil in ähnlicher Weise gemäß einem Tempe raturanstieg des Bauteils der Brennkraftmaschine je Zeitein heit festgelegt.

Gemäß Fig. 2 wird im Schritt S4 ein geschätzter Temperaturwert (im folgenden als "Auspuffrohrtemperatur" bezeichnet) TEXM des Auspuffrohrs durch ein in Fig. 7 gezeigtes Unterprogramm be rechnet.

Wenn sich ähnlich wie im Programm von Fig. 5 die Brennkraft maschine im Startbetrieb befindet (die Antwort auf die Frage im Schritt S41 ist positiv (JA)), werden in den Schritten S42 und S43 die Auspuffrohrtemperatur TEXM und ein Durchschnitts wert TEXMave hiervon auf einen gegebenen Anfangswert TEXM0 (z. B. 400°C) festgelegt., Wenn andererseits die Brennkraft maschine sich nicht im Startbetrieb befindet (die Antwort auf die Frage des Schritts S41 ist negativ (NEIN)) werden in den Schritten S44 bis S46 die Korrekturkoeffizienten KNEXM, KPBEXM und KVEXM zum Umwandeln der ermittelten Abgastemperatur TE in die Auspuffrohrtemperatur TEXM berechnet. Danach wird die Aus puffrohrtemperatur TEXM erhalten durch Multiplizieren der Ab gastemperatur RE mit diesen Koeffizienten im Schritt S47.

KNEXM und KPBEXM sind von der Brennkraftmaschinendrehzahl und -last abhängige Korrekturkoeffizienten zur Erzielung der Aus puffrohrtemperatur, die dem von der Brennkraftmaschinendreh zahl abhängigen Korrekturkoeffizient KNCAT und dem von der lastabhängigen Korrekturkoeffizient KPBCAT entsprechen. Ihre Werte werden aus einem in Fig. 8a gezeigten KNEXM-Diagramm und einem in Fig. 8b gezeigten KPBEXM-Diagramm gelesen. In dem KNEXMO-Diagramm sind ähnlich dem erwähnten KNCAT-Diagramm Werte KNEXM0 bis KNEXM2 entsprechend gegebenen Werten NEXM0 bis NEXM2 der Brennkraftmaschinendrehzahl festgelegt, wobei KNEXM1 = 1,0 ist, wenn NE = NEXM1 ist (z. B. 3500 U/min). In dem KBPEXMO-Diagramm sind ähnlich dem KPBCAT-Diagramm Werte KPBEXM0 bis KPBEXM2 festgelegt entsprechend gegebenen Werten PBAEXM0 bis PBAEXM2 des korrigierten absoluten Auspuffrohr drucks PBAEX, wobei KPBEXM1 = 1,0 ist, wenn PBAEX = PBAEXM1 ist (z. B. 510 mm Hg).

KVEXM ist ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiger Kor rekturkoeffizient, der gemäß der Fahrzeugeschwindigkeit VSP festgelegt ist. Gemäß Fig. 8c sind Werte KVEXM0 bis KVEXM2 entsprechend den gegebenen Werten VEXM0 bis VEXM2 der Fahr zeuggeschwindigkeit festgelegt. Der Koeffizient KVEXM nimmt ab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP kleiner wird, wobei KVEXM = 1,0 ist, wenn VSP = VEXM1 ist (z. B. 120 km/h). Dies dient zur Absenkung des geschätzten Temperaturwerts des Aus puffrohrs, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP größer wird, da das Auspuffrohr der Brennkraftmaschine stärker gekühlt wird, wenn das Fahrzeug mit einer höheren Geschwindigkeit fährt.

In einem Schritt S48 wird ein Durchschnittswert TEXMave der Auspuffrohrtemperatur durch Verwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet:

TEXMave(n) = TEXM(n) × TREF1/65536 + TEXMave(n-1) × (65536-TREF1)/65536 (3)

Die Gleichung (3) ist ähnlich der Gleichung (2), wobei der durchschnittsbildende Koeffizient TREF1 auf einen Festwert festgelegt ist, z. B. 20.

Gemäß Fig. 2 wird in einem Schritt S5 ein geschätzter Tempera turwert (im folgenden als "Kolbentemperatur" bezeichnet) TPIS der Kolben in den Zylindern durch ein in Fig. 9 gezeigtes Un terprogramm berechnet.

Im Programm von Fig. 9 werden die Kolbentemperatur TPIS und ein Durchschnittswert TPISave hiervon ähnlich denjenigen der in Verbindung mit Fig. 5 und 7 beschriebenen Programme berech net. Wenn im einzelnen die Brennkraftmaschine sich im Startbe trieb befindet (die Antwort auf die Frage in einem Schritt S51 ist positiv (JA)), werden die Kolbentemperatur TPIS und der Durchschnittswert TPISave hiervon in Schritten S52 und S53 auf ihren gegebenen Anfangswert TPIS0 (z. B. 80°C) festgelegt. Wenn andererseits die Brennkraftmaschine sich nicht im Start betrieb befindet (die Antwort auf die Frage des Schritts S51 ist negativ (NEIN)), werden in Schritten S51 und S56 Korrek turkoeffizienten KNPIS und KPBPIS und eine Korrekturvariable DTPIS zur Umwandlung der erfaßten Abgastemperatur TE in die Kolbentemperatur TPIS berechnet, wobei in einem Schritt S57 die Kolbentemperatur TPIS erhalten wird durch Anwenden dieser Korrekturkoeffizienten und -variablen auf die folgende Glei chung (4):

TPIS = (TE × KPIS + CPIS) × KNPIS × KPBPIS + DTPIS (4)

wobei KPIS ein Umwandlungskoeffizient ist, der auf zum Bei spiel etwa 0,125 festgelegt ist, und CPIS eine Umwandlungs variable ist, die zum Beispiel auf etwa 35°C festgelegt ist.

KNPIS und KPBPIS sind drehzahl- bzw. lastabhängige Korrektur koeffizienten zur Erzielung der Kolbentemperatur. Ihre Werte werden aus einem in Fig. 10a gezeigten KNPIS-Diagramm und einem in Fig. 10b gezeigten KPBPIS-Diagramm gelesen. In dem KNIPS-Diagramm werden ähnlich dem KNCAT-Diagramm Werte KNPIS0 bis KNPIS2 festgesetzt entsprechend gegebenen Werten NPIS0 bis NPIS2 der Brennkraftmaschinendrehzahl, wobei KNPIS1 = 1,0 ist, wenn NE = NPIS1 ist (z. B. 3500 U/min). In dem KPBPIS-Diagramm sind ähnlich dem KPBCAT-Diagramm Werte KPBPIS0 bis KPBPIS2 festgesetzt entsprechend gegebenen Werten PBAPI50 bis PBAPIS2 des korrigierten absoluten Einlaßrohrdrucks, wobei KPBPIS = 1,0 ist, wenn PBAEX = PBAPIS1 ist (z. B. 510 mm Hg).

DTPIS ist eine Korrekturvariable, die gemäß der Kühlmitteltem peratur TW der Brennkraftmaschine festgesetzt ist, wobei ein Wert hiervon aus einem in Fig. 10c gezeigten DTPIS-Diagramm gelesen wird, in der Werte DTPIS0 und DTPIS1 (z. B. 30°C bzw. 115°C) festgelegt sind entsprechend gegebenen Werten TWPIS0 und TWPIS1 (z. B. 50°C bzw. 120°C) der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine.

In einem Schritt S58 wird ein Durchschnittswert TPISave der Kolbentemperatur unter Verwendung der folgenden Gleichung (5) berechnet, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Un terprogramms:

TPISave(n) = TPIS(n) × TREF2/65536 + TPISave(n-1) × (65536-TREF2)/65536 (5)

Die Gleichung (5) ist ähnlich der Gleichung (3), wobei der durchschnittsbildende Koeffizient TREF2 auf einen Festwert, z. B. etwa 8, festgelegt ist.

Gemäß Fig. 2 wird in einem Schritt S6 eine geschätzte Tempera tur (im folgenden als "Auslaßventiltemperatur" bezeichnet) TEXV der Auslaßventile durch ein in Fig. 11 gezeigtes Unter programm berechnet.

Im Programm von Fig. 11 werden die Auslaßventiltemperatur TEXV und ein Durchschnittswert TEXVave hiervon ähnlich wie bei dem in Verbindung mit Fig. 9 beschriebenen Programm berechnet. Wenn im einzelnen die Brennkraftmaschine sich im Startbetrieb befindet (die Antwort auf die Frage eines Schritts S61 ist po sitiv (JA)), werden in Schritten S62 und S63 die Auslaßventil temperatur TEXV und deren Durchschnittswert TEXVave auf einen gegebenen Anfangswert TEXV0 (z. B. 200°C) festgesetzt. Wenn andererseits sich die Brennkraftmaschine nicht im Startbetrieb befindet (die Antwort auf die Frage des Schritts S61 ist nega tiv (NEIN)), werden in Schritten S61 bis S66 Korrekturkoeffi zienten KNEXV UND KPBEXV und eine Korrekturvariable DTEXV für die Umwandlung der ermittelten Abgastemperatur TE in die Aus laßventiltemperatur TEXV berechnet, wobei die Auslaßventiltem peratur TEXV im Schritt S67 erhalten wird durch Anwenden die ser Korrekturkoeffizienten und -variablen auf die folgende Gleichung (6):

TEXV = (TE × KEXV + CEXV) × KNEXV × KPBEXV + DTEXV (6)

wobei KEXV ein Umwandlungskoeffizient ist, der auf zum Bei spiel etwa 0,185 festgelegt ist, während CEXV eine Umwand lungsvariable ist, die auf zum Beispiel etwa 80°C festgelegt ist.

KNEXV und KPBEXV sind drehzahl- bzw. lastabhängige Korrektur koeffizienten zur Erzielung der Auslaßventiltemperatur. Ihre Werte werden aus einem in Fig. 12a gezeigten und KNEXV-Dia gramm und einem in Fig. 12b gezeigten KPBEXV-Diagramm gelesen. Im KNEXV-Diagramm sind ähnlich dem KNCAT-Diagramm Werte KNEXV0 bis KNEXV2 festgesetzt entsprechend gegebenen Werten NEXV0 bis NEXV2 der Brennkraftmaschinendrehzahl, wobei KNEXV1 = 1,0 ist, wenn NE = NEXV1 ist (z. B. 3500 U/min). Im KPBEXV-Diagramm sind ähnlich dem KPBEXV-Diagramm Werte KPBEXV0 bis KPBEXV2 festgelegt entsprechend gegebenen Werten PBAEXV0 bis PBAEXV2 des korrigierten absoluten Einlaßrohrdrucks, wobei KPBEXV = 1,0 ist, wenn PVAEX = PBAEXV1 ist (z. B. 510 mm Hg).

DTEXV ist eine gemäß der Kühlmitteltemperatur TW der Brenn kraftmaschine festgelegte Korrekturvariable, deren Wert aus einem in Fig. 12c gezeigten DTEXV-Diagramm gelesen wird, in dem Werte DTEXV0 und DTEXV1 (z. B. 10°C bzw. 140°C) fest gelegt sind entsprechend gegebenen Werten TWEXV0 und TWEXV1 (z. B. 85°C bzw. 110°C) der Kühlmitteltemperatur der Brenn kraftmaschine.

In einem Schritt S68 wird ein Durchschnittswert TEXVave der Auslaßventiltemperatur unter Verwendung der folgenden Glei chung (7) berechnet, gefolgt von einer Beendigung des vorlie genden Unterprogramms:

TEXVave(n) = TEXV(n) × TREF3/65536 + TEXVave(n-1) × (65536-TREF3)/65536 (7)

Die Gleichung (7) ist der Gleichung (3) ähnlich, wobei der durchschnittsbildende Koeffizient TREF3 auf einen Festwert, z. B. etwa 20, festgelegt ist.

Gemäß den oben beschriebenen Schritten S3 bis S6 wird die ermittelte Abgastemperatur TE korrigiert durch die drehzahl abhängigen Korrekturkoeffizienten (KNCAT, KNEXM, KNPIS, KNEXV), die lastabhängigen Korrekturkoeffizienten (KPBACAT, KPBEXM, KPBPIS, KPBEXM) usw., wodurch die geschätzten Tem peraturwerte (TCAT, TEXM, TPIS, TEXM) der Bauteile (Dreiwe gekatalysator, Auspuffrohr, Kolben, Auslaßventile) der Brenn kraftmaschine erzielt werden. Dies ermöglicht eine genaue Schätzung der Temperaturen der Bauteile, die den Einfluß des Volumens der Abgase wiedergeben.

Ferner wird auf der Basis dieser geschätzten Temperaturwerte bestimmt, ob das zugeführte Luft-Kraftstoffverhältnis angerei chert werden soll, was noch zu beschreiben ist, was die Ver hinderung einer unnötigen Anreicherung des zugeführten Luft- Kraftstoffverhältnisses und eine Verringerung des Kraftstoff verbrauchs und der CO-Emission ermöglicht.

Gemäß Fig. 2 wird in einem Schritt S7 ein Hochtemperaturkenn wert FXAVE zur Anzeige, daß das zugeführte Luft-Kraftstoffver hältnis angereichert werden soll, gemäß einem in Fig. 13 ge zeigten Unterprogramm festgelegt.

In Schritten S71 bis S74 in Fig. 13 wird bestimmt, ob der wie oben berechnete Durchschnittswert TCATave der Katalysatortem peratur höher als ein gegebener Wert TCATG (z. B. 920°C) ist, ob der Durchschnittswert TEXMave der Auspuffrohrtemperatur hö her als ein gegebener Wert TEXMG (z. B. 950°C), ob der Durch schnittswert TPISave der Kolbentemperatur höher als ein gege bener Wert TPISG (z. B. 300°C) bzw. ob der Durchschnittswert TEXVave der Auslaßventiltemperatur höher als ein gegebener Wert TEXVG (z. B. 350°C) ist. Wenn irgendeine der Antworten auf die Fragen der Schritte S71 bis S74 positiv (JA) ist, wird in einem Schritt S76 der einen Hochtemperaturzustand des Bau teils der Kraftmaschine anzeigende Hochtemperaturkennwert FXAVE auf einen Wert von 1 festgelegt, während, wenn alle Antworten negativ (NEIN) sind, im Schritt S75 der Kennwert FXAVE auf einen Wert von 0 festgelegt wird, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.

Gemäß Fig. 2 wird in einem Schritt S8 bestimmt, ob der Hoch temperaturkennwert FXAVE gleich 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h., wenn FXAVE = 0 ist, wird ein Zähler CHSFE zur Messung einer Zeit, die nach dem Ändern des Hochtemperaturkennwerts FXAVE von 0 bis 1 verstri chen ist, auf einen gegebenen Wert CHSFE0 (z. B. 250) festge legt. Dann wird in einem Schritt S10 bestimmt, ob ein zweiter Hochlastkennwert FWOT2 gleich 1 ist, der auf einen Wert von 1 festgelegt ist, wenn sich die Brennkraftmaschine in einem Hochlastbetriebszustand befindet, in dem der absolute Einlaß rohrdruck PBA einen höheren Wert als einen zweiten Bezugswert PBWOT2 annimmt. Der zweite Bezugswert PBWOT2 wird, wie in Fig. 15 gestrichelt dargestellt, gemäß der Drehzahl NE der Brenn kraftmaschine festgelegt. In der Figur ist PBWOT1 ein erster Bezugswert, der auch gemäß der Drehzahl NE festgelegt wird.

Wenn in diesem Zusammenhang die Drehzahl NE kleiner als ein hier gezeigter gegebener Wert NHSFE wird, ist PBWOT2 = PBWOT1. Wenn der absolute Einlaßrohrdruck PBA größer als ein erster Bezugswert wird, wird ein erster Hochlastkennwert FWOT1 auf einen Wert von 1 festgelegt. Die ersten und zweiten Hochlast kennwerte FWOT1 und FWOT2 werden in einem in Fig. 14a und 14b gezeigten Programm verwendet.

Wenn gemäß Fig. 2 die Antwort auf den Schritt S10 negativ (NEIN) ist, d. h., wenn FWOT2 = 0 ist, d. h. daß die Brenn kraftmaschine sich nicht im Hochlastbetriebszustand befindet, wird ein Zeitgeber tMWOTX auf eine gegebene Zeitdauer TMWOTX0 (z. B. 90 Sekunden) eingestellt und in einem Schritt S11 ge startet, während zweite und erste Anreicherungskennwerte FHSFE2, FHSFE1 in den Schritten S12 bzw. S13 auf einen Wert von 0 festgelegt werden, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S10 positiv (JA) ist, d. h., wenn FWOT2 = 1 ist, das heißt, daß sich die Brenn kraftmaschine im Hochlastbetriebszustand befindet, wird in einem Schritt S14 bestimmt, ob der Zählwert des Zeitgebers tMWOPTX gleich 0 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn die gegebene Zeitdauer TMWOTX0 nicht verstrichen ist, nachdem der zweite Hochlastkennwert FWOT2 von 0 auf 1 geändert wurde, wird das vorliegende Programm unmit telbar beendet. Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schritts S14 positiv (JA) ist, d. h. die gegebene Zeitdau er TMWOTX0 ist verstrichen, wird im Schritt S20 bestimmt, ob der erste Anreicherungskennwert FHSFE1 gleich 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, wird das vorliegende Programm unmittelbar beendet, während, wenn die Antwort nega tiv (NEIN) ist, der erste Anreicherungskennwert FHSFE1 in einem Schritt S21 auf einen Wert von 1 festgelegt wird, ge folgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S8 positiv (JA) ist, d. h., wenn FXAVE = 1 ist, wird in einem Schritt S15 der Zeitgeber tMWOTX auf eine gegebene Zeitdauer TMWOTX0 einge stellt und gestartet, während in einem Schritt S16 bestimmt wird, ob der zweite Anreicherungskennwert FHSFE2 gleich 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, wird das vorliegende Programm unmittelbar beendet, während, wenn die Antwort negativ (NEIN) ist, d. h., wenn FH5FE2 = 0 ist, wird in einem Schritt S17 bestimmt, ob der in einem Schritt S9 eingestellte Zählwert CHSFE des Zählers gleich 0 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h., wenn CHSFE größer als 0 ist, wird in einem Schritt S19 der Zählwert um eine Abnahme von 1 verringert, gefolgt von dem zum Schritt S20 fortschreitenden Programm. Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S17 positiv (JA) ist, d. h., wenn CHSFE = 0 ist, wird in einem Schritt S17 der zweite Anreicherungskennwert FHSFE2 auf einen Wert von 1 eingestellt, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Programms.

Die Einstellung der ersten und zweiten Anreicherungskennwerte FHSFE1, FHSFE2 gemäß den obigen Schritten S8 bis S21 kann wie folgt zusammengefaßt werden:

I) Wenn FXAVE = 0 und FWOT2 = 0 sind, sind FHSFE1 und FHSFE2 = O.

II) Wenn FXAVE = 0 ist und die gegebene Zeitdauer TMWOTX0 nach der Änderung des zweiten Hochlastkennwerts von 0 auf 1 verstrichen ist, wird lediglich der erste Anreicherungskenn wert FHSFE1 auf 1 eingestellt.

III) Wenn FXAVE sich von 0 auf 1 geändert hat, wird der erste Anreicherungskennwert FHSFE1 unmittelbar auf 1 eingestellt (für den Fall, daß er bereits auf 1 eingestellt wurde, wird er dort gehalten), und wenn eine dem gegebenen Zählwert CHSFE0 entsprechende Zeitdauer verstrichen ist, wird der zweite An reicherungskennwert FH5FE2 auf 1 festgelegt.

Fig. 14a und 14b zeigen ein Programm zur Berechnung eines bei der obigen Gleichung (1) angewendeten Hochlastanreicherungs koeffizients KWOT zur Anreicherung des zugeführten Luft-Kraft stoffverhältnisses, wenn sich die Brennkraftmaschine in einem Hochlastzustand befindet. Dieses Programm wird jedesmal dann erzeugt, wenn ein TDC-Signalimpuls erzeugt wird, und synchron hiermit.

Dann wird in einem Schritt S101 eine KWOT-Tabelle aufgesucht, in der Werte des Hochlastanreicherungskoeffizients KWOT gemäß der Drehzahl NE der Brennkraftmaschine und dem absoluten Einlaßrohrdruck PBA festgelegt sind, zur Berechnung eines Werts des Hochlastanreicherungskoeffizients KWOT (dieser aus der Tabelle gewonnene Wert wird als KWOTM bezeichnet). Dann wird in einem Schritt S102 bestimmt, ob der zweite Hochlastkennwert FWOT2 gleich 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h., wenn FWOT2 = 0 ist, wird in einem Schritt S114 ein dritter Hochlastkennwert FWOT auf einen Wert von 0 festgelegt, während in einem Schritt S116 in Fig. 14b der Hochlastanreicherungskennwert KWOT auf einen Wert von 1,0 (Korrekturwert) festgelegt wird.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S102 positiv (JA) ist, d. h., wenn FWOT2 = 1 ist, wird in einem Schritt S103 bestimmt, ob der erste Hochlastkennwert FWOT1 gleich 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h., wenn FWOT1 = 0 ist, wird in einem Schritt S104 bestimmt, ob der erste Anreicherungskennwert FHSFE1 gleich 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h., wenn FHSFE1 = 0 ist, schreitet das Programm zum Schritt S114 weiter, wäh rend, wenn die Antwort positiv (JA) ist, d. h. wenn FHSFE1 = 1 ist, wird in einem Schritt S107 bestimmt, ob der zweite An reicherungskennwert FHSFE2 gleich 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h., wenn FHSFE2 = 0 ist, wird der im Schritt S101 aus der Tabelle gewonnene Wert KWOTM in einem Schritt S110 ohne jede Änderung auf den Hochlastan reicherungskoeffizient KWOT festgelegt, gefolgt von dem zum Schritt S113 fortschreitenden Programm.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S107 positiv (JA) ist, d. h., wenn FHSFE2 = 1 ist, wird in einem Schritt S108 ein Wert eines Anreicherungskoeffizients XWOTR ( < 1,0) aus einem XWOTR-Diagramm gelesen, in dem Werte des Anreicherungs koeffizients XWOTR gemäß der Drehzahl NE der Brennkraftma schine festgelegt sind, während ein Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren des in einem Schritt S101 aus der Tabelle gewonnenen Werts KWOTR mit dem Anreicherungskoeffizient XWOTR, in einem Schritt S109 als Hochlastanreicherungskoeffizient KWOT festgelegt wird, gefolgt von dem zum Schritt S113 fort schreitenden Programm.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S103 positiv (JA) ist, d. h., wenn FWOT1 = 1 ist, wird in einem Schritt S105 be stimmt, ob der erste Anreicherungskennwert FHSFE1 gleich 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, wird ferner in einem Schritt S106 bestimmt, ob die Kühlmitteltem peratur TW der Brennkraftmaschine höher als ein gegebener Wert TWHS (z. B. 95°C) ist. Wenn weder die Antwort auf die Frage des Schritts S105 noch die Antwort auf die Frage des Schritts S106 positiv (JA) sind, d. h., wenn FHSFE1 = 1 oder TW < TWHS ist, schreitet das Programm zum Schritt S107 fort.

Wenn beide Antworten auf die Fragen der Schritte S105 und S106 negativ (NEIN) sind, d. h., wenn FHSFE1 = 0 und TW < TWHS sind, wird in einem Schritt S111 aus einem in Fig. 16 gezeig ten XWOTL-Diagramm ein Wert eines Abmagerungskoeffzients XWOTL (<1.0) gelesen, in welchem Diagramm ähnlich dem XWOTR-Dia gramm Werte des Abmagerungskoeffizients XWOTL gemäß der Dreh zahl NE der Brennkraftmaschine festgelegt sind. Ein Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren des im Schritt S101 aus der Tabelle gewonnenen Werts KWOTM mit dem Abmagerungskoeffizient XWOTL wird im Schritt S112 als Hochlastanreicherungskoeffi zient KWOT festgelegt, wonach das Programm zum Schritt S113 fortschreitet.

Gemäß den obigen Schritten S101 bis S112 kann die Anreicherung des zugeführten Luft-Kraftstoffverhältnisses in Abhängigkeit von den Zuständen der ersten und zweiten Anreicherungskennwer te FHSFE1 und FHSFE2 wie folgt zusammengefaßt werden:

I) Wenn FHSFE1 = 1 und FHSFE2 = 0 sind, wird der Hochlastan reicherungskoeffizient KWOT auf den im Schritt S110 aus der Tabelle gewonnenen Wert KWOTM festgelegt, um hierdurch das Luft-Kraftstoffverhältnis auf einen Wert von Luft/Kraftstoff = 11,5 zu regeln.

II) Wenn FHSFE2 = 1 ist, wird der Hochlastanreicherungskoef fizient KWOT auf den Wert festgelegt, der erhalten wird durch Multiplizieren des Werts KWOTM mit dem Anreicherungskoeffzient KWOTR (im Schritt S109), um hierdurch das Luft-Kraftstoffver hältnis auf einen Wert von Luft/Kraftstoff = 10,0 zu regeln.

III) Wenn FWOT1 = FWOT2 = 1 und FHSFE1 = 0 sind, wird der Hochlastanreicherungskoeffizient KWOT auf den Wert festgelegt, der erhalten wird durch Multiplizieren des Werts KWOTM mit dem Abmagerungskoeffizient KWOTL, um hierdurch das Luft-Kraft stoffverhältnis auf einen Wert von Luft/Kraftstoff = 13,0 zu regeln.

Als Ergebnis kann die Anreicherung des zugeführten Luft-Kraft stoffverhältnisses zweckmäßig durchgeführt werden in Abhängig keit von den Zuständen der Anreicherungskennwerte FHSFE1 und FHSFE2, d. h. in Abhängigkeit von den geschätzten Temperatur werten der Bauteile der Brennkraftmaschine (d. h. dem Zustand des Hochtemperaturkennwerts FXAVE), bestimmt durch das in Fig. 2 gezeigte Programm und die Betriebsbedingungen der Brenn kraftmaschine (d. h. den Zuständen der Hochlastkennwerte FWOT1 und FWOT2), wodurch der Kraftstoffverbrauch und die CO-Emission verringert werden können.

In einem dritten Schritt S113 wird der dritte Hochlastkennwert FWOT auf einen Wert von 1 festgelegt, während das Programm zu einem Schritt S115 in Fig. 14b fortschreitet, wo bestimmt wird, ob der Hochlastanreicherungskoeffizient KWOT größer als der von der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine abhän gige Kraftstoffvermehrungskoeffizient KTW ist. Wenn die Ant wort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, d. h. wenn KWOT ≦ KTW ist, schreitet das Programm zum Schritt S116 fort, wäh rend, wenn die Antwort positiv (JA) ist, d. h., wenn KWOT < KTW ist, wird der von der Kühlmitteltemperatur der Brennkraft maschine abhängige Kraftstoffvermehrungskoeffizient KTW in einem Schritt S117 auf einen Wert von 1,0 festgelegt. Danach wird ein Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren des im Schritt S109 oder S110 oder S112 berechneten Hochlastanrei cherungskoeffizients mit einem von der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine abhängigen Anreicherungskoeffizient XWOTTW im Schritt S118 erneut als KWOT festgelegt.

Der von der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine ab hängige Anreicherungskoeffizient XWOTTW wird aus einem in Fig. 17 gezeigten Diagramm gelesen, in dem Werte XWOTTW0 bis XWOTTW3 (z. B. 1,0; 1,05; 1,10 bzw. 1,15) entsprechend auf gegebene Werte TWWOT0 bis TWWOT3 (z. B. 90°C, 100°C, 111°C bzw. 119°C) der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine festgelegt sind.

In einem Schritt S119 wird bestimmt, ob der im Schritt S118 berechnete Hochlastanreicherungskoeffizient KWOT größer als ein gegebener oberer Grenzwert KWOTX (z. B. 1,38) ist. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN) ist, schreitet das Programm unmittelbar zu einem Schritt S121 fort, während, wenn die Antwort positiv (JA) ist, wird der Hochlastanreicherungs koeffizient KWOT auf einen gegebenen oberen Grenzwert KWOTX festgelegt. Dann schreitet das Programm zum Schritt S121 fort. Im Schritt S121 wird bestimmt, ob der Hochlastanreicherungs koeffizient KWOT größer als ein gegebener unterer Grenzwert KWOTE (1,31) ist. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv (JA) ist, wird das Programm unmittelbar beendet. Während wenn die Antwort negativ (NEIN) ist, wird der Hochlastanreiche rungskoeffizient KWOT in einem Schritt S122 auf den gegebenen unteren Grenzwert KWOTE festgelegt, gefolgt von einer Beendi gung des vorliegenden Programms.

Wenn gemäß den Schritten S119 bis S122 der Hochlastanreiche rungskoeffizient einen Wert außerhalb des Bereichs annimmt, der durch die gegebenen oberen und unteren Grenzwerte bestimmt ist, wird er auf den gegebenen oberen Grenzwert KWOT oder den gegebenen unteren Grenzwert KWOTE festgelegt.

Claims

1. Verfahren zum Regeln des Luft-Kraftstoffverhältnisses für eine Brennkraftmaschine mit einem Auslaßkanal, in dem ein Sensor zum Ermitteln der Konzentration eines Abgasbestand teils angeordnet ist, wobei die Temperatur wenigstens eines Bauteils der Brennkraftmaschine geregelt wird,
wobei das Luft-Kraftstoffverhältnis eines zur Brennkraftma schine gelieferten Luft-Kraftstoffgemischs in Abhängigkeit vom Ausgang des Sensors eine Closed-Loop-Regelung erfährt und an einer Closed-Loop-Regelung gehindert und statt dessen angereichert wird, wenn festgesellt wird, daß sich die Brennkraftmaschine in einem gegebenen Hochlastbetriebszu stand und in diesem Augenblick das eine Bauteil in einem gegebenen Hochtemperaturzustand befinden,
gekennzeichnet durch

1) Ermitteln der Temperatur der Abgase der Brennkraft maschine,
2) Ermitteln der Drehzahl der Brennkraftmaschine,
3) Ermitteln der Last der Brennkraftmaschine,
4) Schätzen der Temperatur des einen Bauteils der Brenn kraftmaschine auf der Basis der in den Schritten (1) bis (3) ermittelten Temperatur der Abgase, Drehzahl der Brenn kraftmaschine und Last der Brennkraftmaschine,
5) Feststellen, daß sich das eine Bauteil der Brennkraft maschine im Hochtemperaturzustand befindet, wenn die ge schätzte Temperatur irgendeines Bauteils der Brennkraftma schine höher als ein entsprechender gegebener Wert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die geschätzte Temperatur T des einen Bauteils der Brennkraftmaschine unter Verwendung der folgenden Glei chung berechnet wird: T = TE × KNE × KPB,wobei TE die ermittelte Temperatur der Abgase, KNE ein ge mäß der ermittelten Drehzahl der Brennkraftmaschine fest gelegter drehzahlabhängiger Korrekturkoeffizient und KPB ein gemäß der Last der Brennkraftmaschine festgelegter lastabhängiger Korrekturkoeffizient sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Korrekturkoeffizient KNE auf einen höheren Wert festgelegt wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine höher wird, und
daß der Korrekturkoeffizient KPB auf einen höheren Wert festgelegt wird, wenn die Last der Brennkraftmaschine höher wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die geschätzte Temperatur des einen Bauteils erhöht wird durch Mittelwertbildung aus einer Vielzahl von Werten der geschätzten Temperatur, und
daß die Mittelwertbildung in Abhängigkeit von der Last der Brennkraftmaschine geändert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Last der Brennkraftmaschine der entsprechend der Einlaßlufttemperatur korrigierte absolute Einlaßrohrdruck ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Luft-Kraftstoffverhältnis auf einen ersten Wert geregelt wird, der reicher als ein stöchiometrisches Luft- Kraftstoffverhältnis nach der Feststellung ist, daß sich das Bauteil der Brennkraftmaschine im gegebenen Hochtem peraturzustand befindet und bevor danach eine gegebene Zeit verstreicht, und
daß das Luft-Kraftstoffverhältnis auf einen zweiten Wert geregelt wird, der nach dem Verstreichen der gegebenen Zeit reicher als der erste Wert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anreicherung des Luft-Kraftstoffgemischs erfolgt durch Multiplizieren einer Grundmenge des der Brennkraft maschine zugeführten Kraftstoffs, die bestimmt wird ent sprechend der ermittelten Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Einlaßrohrdruck, mit einem gegebenen Anreiche rungskoeffizient, der bestimmt wird auf der Basis der ermittelten Drehzahl der Brennkraftmaschine und des Ein laßrohrdrucks.

8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der gegebene Anreicherungs koeffizient auf einen Wert festgelegt wird, der als einer Tabelle gelesen wird, die entsprechend der ermittelten Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Einlaßrohrdruck festgelegt wird, bevor die gegebene Zeit verstreicht, um hierdurch das Luft-Kraftstoffverhältnis auf den ersten Wert zu regeln, und
daß der gegebene Anreicherungskoeffizient auf einen Wert festgelegt wird, der erhalten wird durch Multiplizieren des aus der Tabelle gelesenen Werts mit einem Anreiche rungskoeffizient, nachdem die gegebene Zeit verstrichen ist, um hierdurch das Luft-Kraftstoffverhältnis auf den zweiten Wert zu regeln.