DE10061685B4

DE10061685B4 - Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung

Info

Publication number: DE10061685B4
Application number: DE10061685A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Wako Kitajima; Atsushi Wako Matsubara; Shigetaka Wako Kuroda; Takashi Wako Iwamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2020-12-13
Also published as: DE10061685A1; US20020007626A1; JP2001173504A; US6397585B2

Abstract

Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung für eine Fahrzeug-Brennkraftmaschine (1), die aus einem Leerlaufstopp-Betrieb automatisch gestartet wird, wenn der Fahrer eine Anfahrbedienung des Fahrzeugs durchführt, worin der Leerlaufstopp-Betrieb durchgeführt wird, wenn: die Brennkraftmaschine (1) im Leerlauf-Betrieb ist; ein Bremspedal gedrückt ist; die Schaltstellung eines Getriebes in der Neutralstellung ist; die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist; und die Möglichkeit des Wiederanlassens der Brennkraftmaschine (1) unter Bezugnahme auf einen Ladezustand (SOC) einer Batterie des Fahrzeugs bestätigt ist,
wobei die Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung umfasst:
einen Betriebszustand-Erfassungsvorrichtung (8, 10, 11) zum Erfassen eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1);
einen Katalysator (15), der im Abgassystem (14) der Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist;
eine Temperaturschätzvorrichtung (S19) zum Schätzen einer Temperatur des Katalysators (15) auf der Basis einer Ausgabe der Betriebszustand-Erfassungsvorrichtung (8, 10, 11); und
eine Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen, ob die Brennkraftmaschine (1) in Betrieb oder in dem Leerlaufstopp-Betrieb ist; dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn durch die Bestimmungsvorrichtung bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine...

Description

Die Erfindung betrifft eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung zum Schätzen der Temperatur eines im Abgassystem einer Brennkraftmaschine angeordneten Katalysators, und sie betrifft insbesondere eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung, die die Katalysatortemperatur auch dann schätzen kann, wenn die Brennkraftmaschine gestoppt ist.
Um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern und die Emission schädlicher Komponenten zu reduzieren, wurde kürzlich eine automatische Start-und-Stopp-Vorrichtung vorgeschlagen, die die Maschine unter bestimmten Fahrzuständen automatisch stoppt und die Maschine automatisch wieder anlässt, wenn der Fahrer das Fahrzeug zum Wiederanfahren bedient. Ein Beispiel dieser automatischen Start-und-Stopp-Vorrichtung stoppt die Maschine, wenn die Maschine im Leerlaufbetrieb ist und das Bremspedal niedergedrückt ist und die Schaltstellung des Getriebes in der Neutralstellung ist und wenn die Fahrgeschwindigkeit null ist (nachfolgend wird dieser Maschinenstoppzustand als Leerlaufstopp bezeichnet).
Insbesondere im Falle eines Hybridfahrzeugs, das sowohl mit einem Elektromotor als auch einer Brennkraftmaschine als Fahrantriebsquellen des Fahrzeugs versehen ist, kann die einmal gestoppte Brennkraftmaschine leicht wieder angelassen werden, da die Brennkraftmaschine durch den in dem Fahrzeug angebrachten Motor angelassen werden kann, und dieser Leerlaufstoppbetrieb wird für die Hybridfahrzeuge benutzt.
Um kompatibel für einen Schutz des im Abgassystem der Brennkraftmaschine angeordneten Katalysators als auch für eine geringe Kraftstoffverbrauchsrate zu sorgen, schlägt beispielsweise die JP 10-205 375 A eine Vorrichtung zum Schätzen der Temperatur des im Abgassystem der Brennkraftmaschine angeordneten Katalysators vor, und sie erhöht die Kraftstoffzufuhr, wenn die Last hoch wird. Jedoch schätzt die in dieser JP 10-205 375 A offenbarte Vorrichtung, dass die Temperatur des Katalysators ausreichend niedrig geworden ist, und setzt die geschätzte Temperatur auf einen Anfangswert, wenn die Maschine gestoppt und wieder angelassen wird.
Wenn jedoch die oben beschriebene herkömmliche Vorrichtung bei Hybridfahrzeugen mit Leerlaufstoppfunktion angewendet werden soll, wird die geschätzte Katalysatortemperatur auch dann auf die niedrige Anfangs Katalysatortemperatur gesetzt, wenn die Maschine wieder angelassen wird, bevor die Katalysatortemperatur auf den Pegel der niedrigen Anfangstemperatur fällt. Es kommt daher zu Problemen, dass nämlich die geschätzte Katalysatortemperatur einen Fehler beinhaltet und dass es Zeit benötigt, bis die geschätzte Temperatur die tatsächliche Katalysatortemperatur erreicht.
Aus der DE 198 01 976 A1 ist es bekannt, Temperaturwerte des Katalysators zu akkumulieren und Korrelationen zwischen Fahrzuständen, Katalysatortemperaturen und der Krafstoffzufuhrmenge zu bestimmen, um die Kraftstoffzufuhrmenge zu optimieren.
Aus US 5 771 690 A ist es bekannt, die Temperatur des Katalysators gemäß Motorlast und Motordrehzahl, korreliert zur Fahrgeschwindigkeit, zu schätzen, um die Fahrtwind-bedingte Kühlung des Katalysators zu berücksichtigen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine anzugeben, welche nach dem Wiederanlassen im Leerlaufstoppbetrieb eine genaue und schnelle Schätzung Katalysatortemperatur gestattet.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Unteranspruch 2 enthält eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung.
Die Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm der schematischen Struktur einer Brennkraftmaschine und einer Steuer/Regelvorrichtung der Maschine nach einer Ausführung;
2 ein Flussdiagramm des Maschinenstoppausführungs-Bestimmungsflusses dieser Ausführung;
3 ein Flussdiagramm des Katalysatortemperatur-Schätzflusses der Ausführung;
4 ein Diagramm eines TCTM-Kennfelds, welches die Katalysatortemperatur-Kennfeldwerte TCTM speichert;
5 einen Graph des Atmosphärendruck-Korrekturkoeffizienten KTCTPA;
6 einen Graph der Ansauglufttemperatur-Korrekturkonstanten DTCTTA;
7 einen Graph der Zündzeitpunkt-Korrekturkonstanten DTCTIG;
8 einen Graph der Motorkühlmitteltemperatur-Korrekturkonstanten DTCTTW; und
9 eine CTCT-Tabelle zur Bestimmung eines Katalysatortemperaturabhängigen Korrekturkoeffizienten CTCT.
Nachfolgend wird eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung bei einer Steuer/Regelvorrichtung eines Hybridfahrzeugs nach einer Ausführung der Erfindung beschrieben.
Es folgt zunächst eine Erläuterung von Zuständen oder Bedingungen, unter denen der Leerlaufstoppbetrieb der Brennkraftmaschine ausgeführt wird, und dann folgt eine Erläuterung über verschiedene Prozesse, die von der Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung der Brennkraftmaschine in Antwort auf verschiedene Maschinenzustände, wie etwa dem Leerlaufstoppbetrieb, ausgeführt werden.
Zunächst zu 1. Dort ist die Gesamtanordnung einer Brennkraftmaschine (nachfolgend einfach als "die Maschine" bezeichnet) und eines Kraftstoffzufuhr-Steuer/Regelsystems davon nach einer Ausführung erläutert.
In der Figur ist mit 1 die Brennkraftmaschine gezeigt, die einen Zylinderblock besitzt, mit der ein Ansaugrohr 2 verbunden ist. In dem Ansaugrohr 2 ist ein Drosselventil 3 angeordnet. Ein Drosselventilöffnungs-(TH)-Sensor 4 ist mit dem Drosselventil 3 verbunden und ist mit einer elektronischen Steuereinheit (nachfolgend als "die ECU" bezeichnet) 5 elektrisch verbunden, um der ECU 5 ein elektrisches Signal zuzuführen, das die erfasste Drosselventilöffnung TH angibt.
Ferner mit der ECU 5 elektrisch verbunden sind ein Drosselaktuator 23 zum Antrieb des Drosselventils 23 sowie ein Gaspedalstellungs-(AP)-Sensor 25 zum Erfassen der Stellung AP eines nicht gezeigten Gaspedals eines Fahrzeugs, in dem die Maschine angebracht ist. Die ECU 5 steuert/regelt den Betrieb des Drosselaktuators 23 in Antwort auf die vom Gaspedalstellungssensor 25 erfasste Gaspedalstellung AP.
Kraftstoffeinspritzventile 6, von denen nur eines gezeigt ist, sind in das Ansaugrohr 2 an Orten zwischen dem Zylinderblock der Maschine 1 und dem Drosselventil 3 und ein wenig stromauf jeweiliger nicht gezeigter Einlassventile eingesetzt. Die Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe verbunden und sind mit der ECU 5 elektrisch verbunden, so dass ihre Ventilöffnungsdauern durch Signale de ECU 5 gesteuert werden.
Andererseits ist ein Ansaugrohrabsolutdruck-(PBA)-Sensor 8 mit dem Inneren des Ansaugrohrs 2 über eine Leitung 7 an einem Ort unmittelbar stromab des Drosselventils 3 verbunden, um den Absolutdruck oder Ansaugdruck (PBA) innerhalb des Ansaugrohrs 2 zu erfassen, und er ist elektrisch mit der ECU 5 verbunden, um der ECU 5 ein elektrisches Signal zuzuführen, das den erfassten Absolutdruck PBA angibt. Ferner ist ein Ansauglufttemperatur-(TA)-Sensor 9 in das Ansaugrohr an einem Ort stromab des PBA-Sensors 8 eingesetzt, um der ECU 5 ein elektrisches Signal zuzuführen, das die erfasste Ansauglufttemperatur TA angibt.
Ein Maschinen-Kühlmitteltemperatur-(TW)-Sensor 10, der aus einem Thermistor oder dergleichen gebildet sein kann, ist in dem mit Kühlmittel gefüllten Zylinderblock der Maschine 1 angebracht, um der ECU 5 ein elektrisches Signal zuzuführen, das die erfasste Maschinenkühlmitteltemperatur TW angibt.
Ein Zylinderunterscheidungssensor (nachfolgend als "der CYL-Sensor" bezeichnet) 13, ein OT-Sensor 12 und ein Kurbelwinkel-(CRK)-Sensor 11 sind einer Nocken- oder Kurbelwelle der Maschine 1, beide nicht gezeigt, gegenüberliegend angeordnet. Der CYL-Sensor 13 erzeugt bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel eines bestimmten Zylinders der Maschine 1 einen Signalpuls (nachfolgend als "CYL-Signalpuls" bezeichnet). Der OT-Sensor 12 erzeugt bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel (z. B. immer, wenn sich die Kurbelwelle um 180 Grad dreht, wenn es sich um eine Vierzylindermaschine handelt), der jeweils einem vorbestimmten Kurbelwinkel bevor dem oberen Totpunkt (OT) jedes Zylinders entsprechend dem Beginn des Ansaughubs des Zylinders entspricht, einen Signalpuls (nachfolgend als "OT-Signalpuls" bezeichnet). Der CRK-Sensor 11 erzeugt bei einem vorbestimmter Kurbelwinkel (z. B. immer, wenn sich die Kurbelwelle um 30 Grad dreht) mit einer vorbestimmten Wiederholperiode, die kürzer ist als die Wiederholperiode der OT-Signalpulse, einen Signalpuls (nachfolgend als "CRK-Signalpuls" bezeichnet). Der CYL-Signalpuls, der OT-Signalpuls und der CRK-Signalpuls werden der ECU 5 zugeführt.
In jedem Zylinder der Maschine 1 ist eine Zündkerze 19 angeordnet, welche durch einen Verteiler 18 mit der ECU 5 elektrisch verbunden ist.
Ferner sind mit der ECU 5 elektrisch verbunden ein Fahrgeschwindigkeitssensor 24 zum Erfassen der Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) VP des Fahrzeugs sowie ein Atmosphärendrucksensor zum Erfassen des Atmosphärendrucks (PA). Signale, welche die erfasste Fahrgeschwindigkeit VP und den Atmosphärendruck PA angeben, werden der ECU 5 zugeführt.
Ein Dreiwegekatalysator (katalytischer Wandler) 15 ist in einem Abgasrohr 14 der Maschine 1 angeordnet, um schädliche Komponenten der von der Maschine 1 emittierten Abgase, wie etwa HO, CO und NOx, zu entfernen. Ein Sauerstoffkonzentrationssensor (nachfolgend als "der O₂-Sensor" bezeichnet) 16 als Luft/Kraftstoffverhältnis-Sensor ist in dem Abgasrohr 14 an einem Ort stromauf des Katalysators 15 angeordnet und erfasst die Konzentration von in den Abgasen vorhandenem Sauerstoff und führt der ECU 5 ein elektrisches Signal zu, das die erfasste Sauerstoffkonzentration angibt.
Ferner erhält die ECU 5, zusätzlich zu der oben beschriebenen Information betreffend die Maschine 1, weitere Information von Komponenten des Hybridfahrzeugs, wie etwa Information von jeweiligen Steuervorrichtungen zum Steuern/Regeln eines Elektromotors (nicht gezeigt), einer Hochspannungsbatterie (nicht gezeigt) zur elektrischen Energieversorgung des Motors, einer 12V-Batterie (nicht dargestellt) zur Energieversorgung von Fahrzeughilfseinrichtungen (beispielsweise Ladezustand der Batterie und Betriebszustand des Motors). Auf der Basis dieser Information und anderer Parameter identifiziert die ECU 5 die Maschinenbetriebszustände, wie etwa Kraftstoffabschaltung, Leerlaufstopp und Anlassen der Maschine, und schätzt ferner die Temperatur des Dreiwegekatalysators und steuert die Kraftstoffeinspritzdauer des Kraftstoffeinspritzventils 6.
Unter den Maschinenbetriebszuständen, die von der Maschinen-ECU 5 geschätzt werden, wird nachfolgend der Leerlaufstopp-Bestimmungsfluss anhand von 2 beschrieben.
In Schritt S101 in 2 wird der Zustand eines Maschinenstopp-Steuerausführungsflag F_FCMG bestimmt, welches die Leerlaufstoppausführung angibt. Wenn das Maschinenstopp-Steuerausführungsflag F_FCMG "0" ist, wenn also bestimmt ist, dass die Leerlaufstoppsteuerung nicht ausgeführt wird, dann geht der Fluss zu Schritt S102 weiter, worin bestimmt wird, ob das Motorstart-Angemessen-Bestimmungsflag F_MOTSTB "1" ist, also bestimmt wird, ob der Motorstart angemessen ist.
Wenn bestimmt wird, dass das Motorstart-Angemessen-Bestimmungsflag F_MOTSTB "1" ist, wenn also bestimmt wird, dass der Start bzw. das Anlassen durch den Motor angemessen ist, geht der Fluss zu Schritt S103 weiter. In Schritt S103 wird bestimmt, ob ein Energiespeicherzonen-Bestimmungsflag F_ESZONE "1" ist, es wird also bestimmt, ob der Ladezustand der Batterie SOC im zu stark entladenen Bereich liegt (beispielsweise weniger als 20%).
Wenn im Schritt S103 bestimmt wird, dass das Energiespeicher-Bestimmungsflag F-ESZONE "0" ist, also der Ladezustand nicht in der zu stark entladenen Zone ist, wird im nachfolgenden Schritt S104 bestimmt, ob die gegenwärtige Kühlmitteltemperatur TW gleich oder größer als eine Untergrenz-Kühlmitteltemperatur TWFCMG (z. B. 40°C) für die Ausführung des Maschinenstopps ist.
Wenn bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur gleich oder größer als die Untergrenz-Kühlmitteltemperatur TWCMG ist, wenn also TW ≥ TWCMG, wird im nachfolgenden Schritt S105 bestimmt, ob die Ansauglufttemperatur TA niedriger als eine Untergrenz-Ansauglufttemperatur TAFCMG (z. B. 40°C) ist. Wenn bestimmt wird, dass die Ansauglufttemperatur niedriger als die Untergrenz-Ansauglufttemperatur für die Ausführung des Maschinenstopps ist, d. h. wenn TA ≤ TAFCMG, geht der Fluss zu Schritt S106 weiter.
In Schritt S106 wird bestimmt, ob die Schaltstellung eine Rückwärtsstellung oder R-Stellung ist. Wenn bestimmt wird, dass ein Rückwärtsschaltflag F_RVSSW "0" ist, wenn also bestimmt wird, dass die Schaltstellung nicht die Rückwärtsstellung ist, geht der Fluss zu Schritt S107 weiter, wo bestimmt wird, ob ein Wiederstartmöglichkeits-Bestimmungsflag F_FCMGBAT "1" ist. Wenn bestimmt wird, dass das Wiederstarten möglich ist, geht der Fluss zu Schritt S108 weiter.
In Schritt S108 wird bestimmt, ob ein Drossel-vollständig-geschlossen-Bestimmungsflag F_THIDLMG "1" ist. Wenn bestimmt wird, dass das Drossel-vollständig-geschlossen-Bestimmungsflag F_THIDLMG "0" ist, wenn also bestimmt wird, dass die Drossel vollständig geschlossen ist, geht der Fluss zu Schritt S109 weiter.
In Schritt S109 werden die Zustände eines Neutralschalter-OK-Flag F_OKNSW, eines Kupplungsschalter-OK-Flag F_OKCLSW sowie eines Bremsschalter-OK-Flag F_OKBRKSW bestimmt. Diese Flags dienen zur Bestimmung, ob diese Schalter normal arbeiten, und wenn diese Schalter in Normalzuständen sind, sind diese Flags auf "1" gesetzt. Wenn bestimmt wird, dass diese Schalter normal sind, geht der Fluss zu Schritt S110 weiter.
In Schritt Silo wird die gegenwärtige Fahrgeschwindigkeit mit einer Leerlaufstoppausführung-Bestimmungsfahrgeschwindigkeit VIDLST (z. B. 3 km/h) verglichen. Aufgrund dieses Vergleichs geht der Kraftstoffabschaltbetrieb weiter, wenn sich das Fahrzeug bewegt (d. h. nach Schritt S111), und wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug stoppt, wird der Leerlaufstoppbetrieb ausgeführt. Die obigen Prozesse gestatten eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs.
Wenn bestimmt wird, dass die Fahrgeschwindigkeit V niedriger als die Leerlaufstoppausführung-Bestimmungsfahrgeschwindigkeit VIDLST ist, geht der Fluss zu Schritt S118 weiter, wobei der Zustand eines Flag FIDLREST zum Ausführen des Wiederstartens bei geöffneter Drossel bestimmt wird. Wenn bestimmt wird, dass das Flag F_IDLREST zum Wiederstarten durch Öffnen der Drossel "0" ist, geht der Fluss zu Schritt S119 weiter. In Schritt S119 wird der Zustand eines Neutralgangstellung-Haltebestimmungsflag F_NDLY bestimmt. Wenn bestimmt wird, dass das Neutralgangstellung-Haltebestimmungsflag F_NDLY "0" ist, wenn also be stimmt wird, dass die neutrale Gangstellung nicht über eine vorbestimmte Zeitdauer gehalten wird, geht der Fluss zu Schritt S120 weiter.
In Schritt S120 wird der Zustand eines Flag F_FCMGV bestimmt, um zu bestimmen, ob nach dem Wiederstarten des Starters die Fahrgeschwindigkeit eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit überschreitet. Hier bedeutet "nach Wiederstarten des Starters", dass das Fahrzeug wieder gestartet wird (nachfolgend gleichbedeutend). Wenn bestimmt wird, dass das Flag F_FCMGV zum Bestimmen, ob die Fahrgeschwindigkeit eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit nach Wiederstarten des Starters "1" ist, geht der Fluss zu Schritt S121 weiter, und es wird der Zustand eines Flags F_NGRMG zum Bestimmen, ob andere Gangstellungen als die erste Gangstellung benutzt werden, bestimmt. Wenn bestimmt wird, dass das Flag F_NGRMG zur Bestimmung, ob andere Gangstellungen als die erste Gangstellung benutzt wird, "1" ist, also bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug unter Verwendung einer anderen Gangstellug als der ersten Gangstellung bewegt, geht der Fluss zu Schritt S122 weiter, wo der Zustand eines Kupplungspedal-Niederdruck-Haltebestimmungsflag F_CLON bestimmt wird.
Wenn bestimmt wird, dass das Kupplungspedal-Niederdruck-Haltebestimmungsflag F_CLON "1" ist, geht der Fluss zu Schritt S123 weiter, wo ein Maschinenstoppsteuer-Ausführungsflag F_FCMG auf "1" gesetzt wird. Hierdurch wird der Maschinenstopp ausgeführt, wenn das Fahrzeug gestoppt ist, während das Kupplungspedal niedergedrückt ist und die Schaltstellung nicht die erste oder Rückwärtsgangstellung ist.
In Schritt S110 wird bestimmt, ob die gegenwärtige Fahrgeschwindigkeit V niedriger ist als die Leerlaufstopp-Ausführungsbestimmungsfahrgeschwindigkeit VIDLST, und wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige Geschwindigkeit V niedriger als die Leerlaufstopp-Ausführungsbestimmungsfahrgeschwindigkeit VIDLST ist, geht der Fluss zu Schritt S111 weiter, wo ein Flag F_FCMGV, welches angibt, dass die gegenwärtige Fahrgeschwindigkeit nach Starten des Starters eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit überschreitet, auf "1" gesetzt wird, und das Flag F_IDLREST zum Wiederanfahren durch Öffnen der Drossel auf "0" gesetzt wird, dann geht der Fluss zu Schritt S112 weiter.
In Schritt S112 wird ein Vergleich durchgeführt zwischen der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit V und der Obergrenz-Fahrgeschwindigkeit VFCMGST zur Fortsetzung der Kraftstoffabschaltung während Verzögerung (beispielsweise 20 km/h). Wenn bestimmt wird, dass die gegenwärtige Fahrgeschwindigkeit V niedriger als die Obergrenz-Fahrgeschwindigkeit VFCMGST zur Fortsetzung der Kraftstoffabschaltung während Verzögerung ist, geht der Fluss zu Schritt S113 weiter, wo der Zustand des Neutralgangstellung-Haltebestimmungsflag F_NDLY bestimmt wird.
Wenn bestimmt wird, dass das Neutralgangstellung-Haltebestimmungsflag F_NDLY "1" ist, geht der Fluss zu Schritt S123 weiter, wo ein Maschinenstoppsteuer-Ausführungsflag F_FCMG, welches angibt, dass der Maschinenstopp ausgeführt werden kann, auf "1" gesetzt wird. Wenn hingegen bestimmt wird, dass das Neutralgangstellung-Haltebestimmungsflag F_NDLY "0" ist, geht der Fluss zu Schritt S114 weiter. In Schritt S114 wird der Zustand des Flag F_NGRMG zur Bestimmung, ob die Gangstellung nicht die erste Gangstellung ist, geprüft. Wenn bestimmt wird, dass das Flag F_NGRMG zur Bestimmung, ob die Gangstellung nicht die erste Gangstellung ist, "1" ist, geht der Fluss zu Schritt S115 weiter, wo der Zustand eines Niedermaschinendrehzahl-Bestimmungsflag F_FCLINE beim Niederdrücken des Kupplungspedals bestimmt wird.
Wenn das Flag F_FCLINE, welches das Vergleichsergebnis zwischen der Maschinendrehzahl NE während des Niederdrückens des Kupplungspedals mit einem vorbestimmten Wert angibt, "1" ist, d. h. wenn die Kupplung ausgerückt ist und die Maschinendrehzahl NE niedriger als eine vorbestimmte Maschinendrehzahl NE ist, wird die Kraftstoffabschaltung während Verzögerung fortgesetzt, und im anschließenden Schritt S116 wird der Zustand eines Flag F_FCBRK bestimmt, das angibt, dass die Bremse nicht niedergedrückt ist, während die Kraftstoffabschaltung während Verzögerung fortgesetzt wird.
Wenn in Schritt S116 das Flag F_FCBRK, welches angibt, dass während fortgesetzter Kraftstoffabschaltung während Verzögerung die Bremse nicht niedergedrückt wird, "0" ist, wird in Schritt S117 bestimmt, ob der Bremsschalter "EIN" oder "AUS" ist. Wenn bestimmt wird, dass der Bremsschalter "EIN" ist, geht der Fluss zu Schritt S123 weiter, wo das Maschinenstoppsteuer-Ausführungsflag F_FCMG, welches angibt, dass der Leerlaufstopp ausgeführt werden kann, auf "1" gesetzt wird, und der Fluss zurückkehrt.
Wenn in jedem Schritt des obigen Flusses die jeweilige Bedingung nicht erfüllt ist, geht der Fluss zurück, und es wird der Fluss von Schritt S101 ausgehend ausgeführt. Diese Prozesse werden wiederholt mit einem vorbestimmten Intervall von der Maschinen-ECU 5 ausgeführt.
Wenn in allen Schritten die Bedingungen erfüllt sind, wird das Maschinenstoppsteuer-Ausführungsflag F_FCMG auf "1" gesetzt, und der Leerlaufstopp wird ausgeführt.
Nachfolgend wird ein Fluss zur Bestimmung der Katalysatortemperatur des Dreiwegekatalysators 15 anhand von 3 beschrieben. Dieser Fluss wird von der ECU 5 ausgeführt, ähnlich dem Fluss zur Bestimmung der Leerlaufausführung.
Zuerst wird in Schritt S1 bestimmt, ob die Maschine in dem Startmodus ist. Wenn die Maschine in dem Startmodus ist, wird in Schritt S2 ein Kataly satortemperatur-Bestimmungsflag FCATWOT auf "1" gesetzt, wonach diese Routine endet.
Wenn andererseits die Maschine 1 nicht in dem Startmodus ist, wird in Schritt S3 bestimmt, ob eine Ausfallsicherungsaktion für einen Sensor (z. B. eine Abnormalität des PBA-Sensors 8 und/oder des CRK-Sensors 11) erfasst worden ist. Wenn irgendeine Ausfallsicherungsaktion erfasst wurde, ist die Schätzung der Katalysatortemperatur nur schwierig auszuführen, und daher geht das Programm zu Schritt S2 weiter, wo das Katalysatortemperatur-Bestimmungsflag FCATWOT auf "1" gesetzt wird, wonach diese Routine endet.
Der vorliegende Prozess von 3 wird mit vorbestimmten Zeitintervallen (z. B. 0,5 sec) ausgeführt, und daher wird in Schritt S4 bestimmt, ob der Zählwert eines Herunterzähl-Timers tmCATWOT "0" ist oder nicht. Der Timer tmCATWOT wird als Anfangswert auf 0,5 sec gesetzt, und der Zählwert des Timers tmCATWOT wird von dem Anfangswert mit dem Ablauf der Zeit subtrahiert. Wenn der Zählwert des Timers tmCATWOT nicht gleich 0 ist, wird das Programm sofort beendet, wohingegen, wenn der Zählwert gleich 0 ist, der Timer tmCATWOT in Schritt S5 auf den Anfangswert (0,5 sec) zurückgesetzt wird.
Dann wird in Schritt S6 bestimmt, ob ein Maschinenstoppsteuer-Ausführungsflag F_FCMG (siehe 2) "1" ist, das heißt, ob der Leerlaufstopp ausgeführt wird oder nicht. Wenn das Maschinenstoppsteuer-Ausführungsflag F_FCMG nicht "1" ist, was angibt, dass der Leerlaufstopp nicht ausgeführt wird, geht der Fluss zu Schritt S7 weiter.
Wenn der Leerlaufstopp ausgeführt wird, wird in Schritt S7 bestimmt, ob das Kraftstoffabschaltflag FDECFC auf "1" gesetzt ist oder nicht, welches, falls auf "1" gesetzt, angibt, dass die Kraftstoffabschaltung während der Verzögerung der Maschine 1 ausgeführt wird. Wenn das Kraftstoffabschaltflag FDECFC gleich "0" ist, wird ein in 4 gezeigtes TCTM-Kennfeld abgefragt, um einen Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTM entsprechend der Maschinendrehzahl NE und dem Ansaugrohr-Absolutdruck PBA in Schritt S8 zu bestimmen.
4 zeigt das TCTM-Kennfeld als Temperaturwertspeichermittel, in dem Werte des Katalysatortemperatur-Kennfelds TCTM gesetzt sind. Das TCTM-Kennfeld ist durch tatsächliche Messung der Katalysatortemperatur im Bereich von 0°0 bis 1020°C vorbereitet, unter der Annahme, dass die Maschine tatsächlich läuft, wobei die Maschinendrehzahl NE und der Ansaugrohr-Absolutdruck PBA auf verschiedene Werte gesetzt sind, um hierdurch die Messwerte als Kennfeldwerte zu setzen. In der vorliegenden Ausführung sind die Kennfeldwerte TCTM jeweils auf einen Wert gesetzt, der um einen vorbestimmten Betrag (z. B. 50°C) höher als ein tatsächlich gemessener Wert der Katalysatortemperatur bei den gleichen NE- und PBA-Werten ist.
Ferner kann der in Schritt S8 bestimmte Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTM entsprechend dem Atmosphärendruck PA, der Ansauglufttemperatur TA, der Maschinenkühlmitteltemperatur TW und einem Zündzeitpunkt-Korrekturbetrag IGC in Schritt S9 korrigiert werden, und zwar unter Verwendung der folgenden Gleichung (1): TCTM ← TCTM·KTCTPA ± DTCTTA ± DTCTIG ± DTCTTW (1)wobei KTCTPA einen vom Atmosphärendruck abhängigen Korrekturkoeffizienten angibt, DTCTTA eine von der Ansauglufttemperatur abhängige Korrekturvariable, DTCTIG eine vom Zündzeitpunkt abhängige Korrekturvariable und DTCTTW eine von der Maschinenkühlmitteltemperatur abhängige Korrekturvariable.
5 zeigt einen Graph zur Bestimmung des vom Atmosphärendruck abhängigen Korrekturkoeffizienten KTCTPA. Wie in 5 gezeigt, wird der Korrekturkoeffizient KTCTPA auf einen kleineren Wert gesetzt, wenn der Atmosphärendruck PA höher wird. Wenn beispielsweise die Maschine bei 0 m über Meereshöhe in Betrieb ist, d. h. wenn der PA-Wert 760 mmHg einnimmt, wird der KTCTPA-Wert auf 0 gesetzt.
6 zeigt einen Graph zur Bestimmung der von der Ansauglufttemperatur abhängigen Korrekturvariablen DTCTTA. Wie in 6 gezeigt, wird die Korrekturvariable DTCTTA auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die Ansauglufttemperatur höher wird. Wenn beispielsweise der TA-Wert 25°C einnimmt, wird der DTCTTA-Wert auf 0 gesetzt.
7 zeigt einen Graph zur Bestimmung der vom Zündzeitpunkt abhängigen Korrekturvariablen DTCTIG. Wie in 7 gezeigt, wird die Korrekturvariable DTCTIG auf einen größeren Wert gesetzt, wenn der Zündzeitpunktkorrekturbetrag IGC in Richtung Spätzündung gesetzt wird. Wenn beispielsweise der Zündzeitpunktkorrekturbetrag IGC 0 ist, wird der DTCTIG-Wert auf 0 gesetzt.
8 zeigt einen Graph zur Bestimmung der von der Kühlmitteltemperatur abhängigen Korrekturvariablen DTCTTW. Wie in 8 gezeigt, wird die Korrekturvariable DTCTTW auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur TW höher wird. Wenn beispielsweise der TW-Wert 80°C einnimmt, wird DTCTTW auf 0 gesetzt.
Wenn, wie oben gezeigt, die Katalysatortemperatur unter Verwendung der jeweiligen Korrekturvariablen in Schritt S9 korrigiert wird, wird im anschließenden Schritt S10 bestimmt, ob ein Hochlastbestimmungsflag FWOT, das, wenn auf "1" gesetzt, angibt, dass die Maschine in dem Hochlastzustand (WOT-Zustand) ist und daher eine Ausführung der Kraftstoffzufuhr-Zunahmesteuerung zulässig ist, auf "1" gesetzt ist oder nicht. Wenn das Hochlastbestimmungsflag FWOT "1" einnimmt, wird in Schritt S11 bestimmt, ob der Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTMWOT gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert TCTMWOT (z. B. 900°C) ist oder nicht.
Wenn TCTM ≥ TCTMWOT ist, wird in Schritt S12 der Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTM auf den vorbestimmten Wert TCTMWT gestzt. Im anschließenden Schritt S13 wird ein temperaturabhängiger Korrekturkoeffizient CTCT auf einen vorbestimmten Wert CTCTWOT (in der vorliegenden Ausführung 0,06) gesetzt.
Wenn hingegen in Schritt S10 das Hochlastbestimmungsflag FWOT nicht "1" ist oder wenn der Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTM niedriger als der vorbestimmte Wert TCTMWOT ist, wird eine in 9 gezeigte CTCT-Tabelle abgefragt, um hierdurch den temperaturabhängigen Korrekturkoeffizienten CTCT entsprechend der Maschinendrehzahl NE und dem Ansaugrohrabsolutdruck PBA in Schritt S14 abzufragen, und der Fluss geht zu Schritt S19 weiter.
Wie in 9 gezeigt, ist der CTCT-Graph derart gesetzt, dass der temperaturabhängige Korrekturkoeffizient CTCT auf einen größeren Wert gesetzt wird, wenn die Maschinendrehzahl NE höher ist und/oder der Ansaugrohrabsolutdruck PBA höher ist.
Wenn hingegen in Schritt S7 bestimmt wird, dass das Kraftstoffabschaltflag FDECFC, welches, wenn auf "1" gesetzt, angibt, dass die Kraftstoffabschaltung während der Verzögerung der Maschine ausgeführt wird, "1" ist, wird der Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTM auf einen vorbestimmten Wert TCTMFC gesetzt, der für Kraftstoffabschaltung geeignet ist (z. B. 600°C), und in Schritt S16 wird der temperaturabhängige Korrekturkoeffizient CTCT auf den vorbestimmten Temperaturkorrekturkoeffizienten CTCTFC (in der vorliegenden Ausführung 0,004) gesetzt, und der Fluss geht zu Schritt S19 weiter.
Wenn hingegen in Schritt S6 bestimmt wird, dass der Wert des Kraftstoffabschalt-Ausführungsflag F_FCMG (siehe 2) "1" ist, also bestimmt wird, dass die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird, geht der Fluss zu Schritt S17 weiter, worin der Katalysatortemperatur-Kennfeldwert TCTM auf einen Wert TCTMIS (in der vorliegenden Ausführung 650°C) gesetzt wird, der höher ist als der vorbestimmte Wert während der Kraftstoffabschaltung TCTMFC (in der vorliegenden Ausführung 600°C). Im anschließenden Schritt S18 wird ein vorbestimmter Temperaturkorrekturkoeffizient CTCTIS (in dieser Ausführung 0,002), der während des Leerlaufstoppbetriebs verwendet wird, gesetzt, der kleiner ist als der vorbestimmte Temperaturkorrekturkoeffizient CTCTFC (in dieser Ausführung 0,004), der während des Kraftstoffabschaltbetriebs verwendet wird, und der Fluss geht zu Schritt S19 weiter.
Anzumerken ist, dass die während des Leerlaufstoppbetriebs verwendete vorbestimmte Temperatur TCTMIS und der während des Leerlaufstoppbetriebs verwendete vorbestimmte Temperaturkorrekturkoeffizient CTCTIS vorbestimmten Werten zum Stoppen der Brennkraftmaschine entsprechen. Ferner ist der Grund für das Setzen der vorbestimmten Temperatur TCTMIS während des Leerlaufstoppbetriebs auf einen größeren Wert als die vorbestimmte Temperatur TCTMFC während des Kraftstoffabschaltbetriebs sowie der Grund zum Setzen des vorbestimmten Temperaturkorrekturkoeffizienten CTCTIS während des Leerlaufstoppbetriebs auf einen kleineren Wert als den vorbestimmten Temperaturkorrekturfaktor CTCMFC während des Kraftstoffabschaltbetriebs der, dass die Temperatur des Dreiwegekatalysators während des Kraftstoffabschaltbetriebs wegen der durch den Dreiwegekatalysator strömenden Luft schnell abkühlt, wohingegen während des Leerlaufstoppbetriebs die Temperatur des Dreiwegekatalysators nur langsam abnimmt, weil durch den Dreiwegekatalysator keine Luft strömt.
Dann wird in Schritt S19 die geschätzte Katalysatortemperatur TOT auf der Basis des Katalysatortemperatur-Kennfeldwerts TCTM und des temperaturabhängigen Korrekturkoeffizienten CTCT, die wie oben bestimmt sind, in Antwort auf jeden Fahrzustand unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) berechnet: TCT(n) = TCT(n – 1) + (TCTM – TCT(n – 1))·CTCT (2)wobei n den momentanen Wert der geschätzten Katalysatortemperatur TOT angibt und n – 1 den letzten Wert des TCT-Werts angibt. Ferner wird der Anfangswert TCTM von TOT auf 200°C gesetzt, wenn die Kühlmitteltemperatur TW gleich oder kleiner als 50°C ist, wohingegen er auf 500°C gesetzt wird, wenn die Kühlmitteltemperatur TW höher als 50°C ist.
Ferner wird der Anfangswert TOTI gemäß einer vom Kühlmitteltemperatur-Anfangswert abhängigen Korrekturvariablen DTCTTWI, wie in 8 gezeigt, und einer vom Ansauglufttemperatur-Anfangswert abhängigen Korrekturvariablen DTCTTAI, wie in 6 gezeigt, unter Verwendung der folgenden Gleichung korrigiert: TOTI ← TOTI ± DTCTTAI ± DTCTTWI (3)
Eine Serie von geschätzten Katalysatortemperaturen wird auf der Basis von Parametern in Abhängigkeit von verschiedenen Fahrzuständen durch wiederholte Ausführung der oben beschriebenen Prozessserie genau berechnet.
Die geschätzte Katalysatortemperatur wird als Parameter benutzt, um das Timing für die Kraftstoffzunahme zu bestimmen, wenn die Brennkraftmaschine 1 hoch belastet wird, und um zur Kraftstoffzunahme die Zunahme der Kraftstoffmenge zu bestimmen.
Im Hinblick auf die Erfassung eines Schlechterwerdens des Dreiwegekatalysators muss erfasst werden, wenn sich der Katalysator in dem aktiven Zustand befindet. Daher wird das Schlechterwerden des Dreiwegekatalysators unter Verwendung der geschätzten Katalysatortemperatur erfasst, die durch den oben beschriebenen Prozess als Parameter erhalten wird.
Es wird eine Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung angegeben, welche erfindungsgemäß die Temperatur eines an einer Brennkraftmaschine 1 eines Fahrzeugs angebrachten Katalysators 15 durch Vorsehen verschiedener Katalysatortemperatur-Schätzparameter schätzen kann, wenn die Brennkraftmaschine 1 in einem Leerlaufstoppzustand ist. Wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine 1 gestoppt ist, wird die Temperatur des Katalysators 15 auf der Basis von Temperaturkoeffizienten während des Maschinenstopps geschätzt. Die Schätzung der Katalysatortemperatur auch während eines Leerlaufstopps der Maschine ermöglicht eine genaue und schnelle Schätzung der Katalysatortemperatur, wenn die Maschine 1 aus dem Leerlaufstopp heraus wieder angelassen wird.

Claims

Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung für eine Fahrzeug-Brennkraftmaschine (1), die aus einem Leerlaufstopp-Betrieb automatisch gestartet wird, wenn der Fahrer eine Anfahrbedienung des Fahrzeugs durchführt, worin der Leerlaufstopp-Betrieb durchgeführt wird, wenn: die Brennkraftmaschine (1) im Leerlauf-Betrieb ist; ein Bremspedal gedrückt ist; die Schaltstellung eines Getriebes in der Neutralstellung ist; die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist; und die Möglichkeit des Wiederanlassens der Brennkraftmaschine (1) unter Bezugnahme auf einen Ladezustand (SOC) einer Batterie des Fahrzeugs bestätigt ist, wobei die Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung umfasst: einen Betriebszustand-Erfassungsvorrichtung (8, 10, 11) zum Erfassen eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1); einen Katalysator (15), der im Abgassystem (14) der Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist; eine Temperaturschätzvorrichtung (S19) zum Schätzen einer Temperatur des Katalysators (15) auf der Basis einer Ausgabe der Betriebszustand-Erfassungsvorrichtung (8, 10, 11); und eine Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen, ob die Brennkraftmaschine (1) in Betrieb oder in dem Leerlaufstopp-Betrieb ist; dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn durch die Bestimmungsvorrichtung bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine (1) im Leerlaufstopp-Betrieb ist, die Temperaturschätzvorrichtung (S19) die Temperatur des Katalysators (15) auf der Basis vorbestimmter Werte (TCTMIS, CTCTIS) schätzt.
Katalysatortemperatur-Schätzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) einen Leerlaufstopp ausführen kann.