DE19651559C2 - Motorsteuerverfahren zum Steuern des Betriebes eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft ein Motorsteuerverfahren zum Steuern des Be­ triebes eines Verbrennungsmotors.

Es ist bekannt, daß Katalysatoren zur Behandlung von Abgasen von Ver­ brennungsmotoren mit der Zeit in ihrer Wirkung nachlassen. Genauer ge­ sagt, nimmt der Wirkungsgrad, mit welcher der Katalysator derartige Mo­ torabgase, wie Kohlenmonoxid, Stickoxide und Kohlenwasserstoffe um­ wandelt, über die Lebensdauer ab und die Aufwärmzeit der Einrichtung nimmt zu. Die Aufwärmzeit ist die Zeit, die erforderlich ist, damit der Ka­ talysator seine vorgeschriebene Wirksamkeit nach einem Kaltstart des Motors erreicht. Ein Nachlassen des Katalysators kann zu erhöhten Abga­ semissionen führen. Die Zunahme der Emissionen kann jedoch zu einem gewisses Ausmaß gelindert werden, indem mit anderen Fahrzeugsteue­ rungsstrategien ein Kompromiß geschlossen wird. Gegenwärtige Fahr­ zeugsteuerungsstrategien sind unter der Annahme konstruiert worden, daß selbst ein Nachlassen des Katalysators im ungünstigsten Betriebszu­ stand, z. B. hervorgerufen durch Fahrzustände im ungünstigsten Be­ triebszustand, die behandelten Motoremissionen noch aggressive Emissi­ onssteuerungsbeschränkungen erfüllen werden. Fahrbedingungen im un­ günstigsten Betriebszustand sind ungewöhnlich. Infolgedessen sind viele von den Kompromissen, die unter den Modellen des Nachlassens des Ka­ talysators im ungünstigsten Betriebszustand gemacht worden sind, un­ nötig, um selbst sehr ambitionierte Emissionssteuerbeschränkungen zu erfüllen, wie für die große Mehrheit von Fahrzeugen, die den Fahrzustän­ den im ungünstigsten Betriebszustand nicht ausgesetzt sind. Unter Ver­ wendung des gegenwärtigen Modells des Nachlassens des Katalysators kann unnötigerweise ein Kompromiß zwischen Motorleistung und Kraft­ stoffverbrauch geschlossen werden.

Aus der DE 42 38 807 A1 ist ein Motorsteuerungsverfahren zum Steuern des Betriebes eines Verbrennungsmotors bekannt, welcher Motorabgase einem Katalysator zu Behandlung zuführt, unter Berücksichtigung der Abnahme des Wirkungsgrades des Katalysators, wobei die Abnahme des Wirkungsgrades mittels Sauerstoffkonzentrationssensoren vor und nach dem Katalysator überwacht wird.

Aus der Literaturstelle "Bosch Technische Unterrichtung: Motronic, 1985, Seiten 38 bis 41" ist ein Motorsteuergerät und ein Motorsteuerverfahren zum Steuern des Betriebes eines Verbrennungsmotors bekannt, welcher Motorabgase zu einem Katalysator leitet. Bei dem bekannten Steuerver­ fahren wird ein Eingangssignal abgetastet, das einen Motorarbeitszustand anzeigt, und ein Motorsteuerbefehl als eine vorbestimmte Funktion von dem abgetasteten Eingangssignal festgestellt und der Betrieb des Motors wird gemäß dem eingestellten Motorsteuerbefehl gesteuert.

Aus der DE 42 33 977 A1 ist ein Gerät zur Erfassung der Verschlechte­ rung eines Katalysators bekannt, das Einrichtungen zur Berechnung ei­ nes Parameters zur Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators aufweist.

Ferner sind aus der DE 43 37 793 A1 und der DE 43 39 255 A1 Kataly­ sator-Überwachungseinrichtungen bekannt.

Es wäre daher erwünscht, zu vermeiden, daß Automobilmotorsteuerungen auf das Modell des Nachlassens des Katalysators für den ungünstigsten Betriebszustand beschränkt werden.

Die Erfindung schafft ein erwünschtes adaptives Modell des Nachlassens eines Katalysators zum Abschätzen des Nachlassens des Katalysator im Betrieb. Die Motorsteuerung wird in Abhängigkeit von der Abschätzung angepaßt. Genauer gesagt, wird für einen Motor mit einem Katalysator und mit einer Motorsteuereinrichtung, ein periodisches Messen oder Ab­ schätzen des Nachlassens des Katalysators vorgesehen. Die Messung kann von einem Motorparameter erfolgen, der das Nachlassen des Kataly­ sators wesentliche beeinflußt, wie die Katalysatortemperatur. Die Kataly­ satorarbeitzeit kann durch die gemessene Temperatur gewichtet werden. Das Nachlassen der Leistung des Katalysators weg von einer idealen An­ fangskalibrierungsleistung kann abgeschätzt werden, indem die gewich­ tete Katalysatorarbeitszeit auf ein gespeichertes Modell des Nachlassens angewendet wird. Eine Änderung der Motorsteuerungsstrategien kann dann durch das abgeschätzte Nachlassen der Leistung ausgelöst werden. Wenn beispielsweise die abgeschätzte Leistung des Katalysators auf ein Niveau nachläßt, das einer unannehmbaren Zunahme der Katalysator­ aufwärmzeit entspricht, kann eine Aufwärmungsverstärkungskompensati­ on auf Kosten einer verringerten Motorkraftstoffökonomie oder -leistung vorgesehen werden. Ungleich wie in herkömmlichen Modellen des Nach­ lassens wird eine derartige Kompensation nur dann angewendet werden, wenn sie wirklich für die tatsächlichen Arbeitszustände jedes Fahrzeuges benötigt wird, wodurch unnötige Kraftstoffökonomie- und Leistungsver­ ringerungen vermieden werden. Wenn weiter die Katalysatorleistung fort­ schreitet nachzulassen, wie durch das Modell gezeigt, kann eine zusätzli­ che Kompensation vorgesehen werden, um strenge Emissionsstandards mit minimalem Verlust von Leistung oder Kraftstoffökonomie zu erfüllen. Wenn Kompensationsgrenzen erreicht sind, kann eine Nachlaßbedingung vorgesehen werden, die den Bediener alarmiert, daß Wartungsvorgänge erforderlich sind.

Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung kann eine Information über die Katalysatortemperatur durch ein genaues Temperaturmodell ge­ liefert werden, das keine zusätzlichen Sensoren gegenüber jenen erfordert, die herkömmlich mit einem Motor verfügbar sind. Das Temperaturmodell kann verbessert werden, indem die Modellparameter eingestellt werden, wie der Katalysator altert. Genauer gesagt, wird für gegebene Motorar­ beitszustände, die auf das Modell angewendet werden, ein frischer oder geringfügig gealterter Katalysator typischerweise mit einer höheren Tem­ peratur als ein älterer Katalysator arbeiten. Herkömmliche Katalysator­ temperaturmodelle müssen die höhere Temperatur für die Motorarbeits­ zustände annehmen, so daß das Nachlassen des Katalysators im ungün­ stigsten Betriebszustand berücksichtigt wird. Das Ergebnis ist eine Unge­ nauigkeit in dem Katalysatortemperaturmodell selbst, was die Genauigkeit des Modells des Nachlassens verringert. Gemäß diesem weiteren Aspekt der Erfindung kann sich das Temperaturmodell selbst an Änderungen des Nachlassens des Katalysators anpassen, worin anfangs für einen neuen Katalysator ein Hochtemperaturmodell angewendet werden kann, und allmählich als eine Funktion von dem abgeschätzten Nachlassen des Ka­ talysators verringert werden kann, so daß eine genaue Information über die Katalysatortemperatur abgeschätzt werden kann, ohne Sensoren über die Lebensdauer des Katalysators hinzuzufügen.

Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erindung kann das Modell des Nachlassens dieser Erfindung mit Diagnoseinformation korrigiert werden, die von einer unabhängigen Katalysatornachlaßprozedur, beispielsweise einer herkömmlichen Prozedur zum Messen oder Abschätzen des Nachlas­ sens des Katalysators, das von einem Faktor hervorgerufen wird, der in dem Modell dieser Erfindung nicht berücksichtigt wird, korrigiert werden. Es ist bekannt, daß das Nachlassen des Katalysators gemessen wird, in­ dem die Charakteristik des Ausgangssignals eines Sauerstoffsensors überwacht wird, der stromabwärts von dem Katalysator positioniert ist. Eine derartiges Nachlassen kann durch eine Ölverunreinigung des Kataly­ sators, mechanischen Bruch etc. hervorgerufen werden. Wenn ein Nach­ lassen durch derartige herkömmliche Prozeduren diagnostiziert wird, kann das Modell des Nachlassens dieser Erfindung mit dem diagnosti­ zierten Zustand des Katalysators korrigiert oder aktualisiert werden, so daß richtige Motorsteuerungen aufrechterhalten werden können.

Annäherungen an ein Nachlassen im ungünstigsten Betriebszustand wer­ den dadurch minimiert oder vermieden, indem das Nachlassen des Kata­ lysators direkt überwacht wird und indem nur die Kompensation vorge­ schrieben wird, die erforderlich ist, um selbst ambitionierte Emissions­ standards zu erfüllen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigen:

Fig. 1 ein allgemeines Diagramm des Motors und der Motor­ steuerungs-Hardware zum Ausführen dieser Erfindung gemäß der bevorzugten Ausführungsform,

Fig. 2 und 3 Computerflußdiagramme, die einen Fluß von Vorgängen zum Ausführen der bevorzugten Ausführungsform die­ ser Erfindung mit der Steuerungs-Hardware von Fig. 1 darstellen, und

Fig. 4 bis 7 graphische Diagramme, die die Parameterbeziehungen darstellen, auf denen die Vorgänge von Fig. 2 und 3 beruhen.

In bezug auf Fig. 1 nimmt ein Verbrennungsmotor 10 Einlaßluft durch eine Einlaßluftbohrung 14 hinter einem herkömmlichen Massenluftstrom­ sensor 12, wie einem Hitzdraht- oder Dickfilmsensor auf, der die Mo­ toreinlaßluftmenge in ein Ausgangssignal MAF überträgt. Die Begrenzung der Motoreinlaßluft wird von einem Einlaßluftventil 16 vom Dreh- oder Drosselklappentyp gesteuert, dessen Rotationsposition von einem her­ kömmlichen Drehpotentiometer 18 in ein Ausgangssignal TP übertragen wird. Eine Bypass-Leitung 24 liefert einen Motoreinlaßluftweg, der im we­ sentlichen unabhängig von der Position des Einlaßluftventils 16 ist. Ein Bypass-Ventil 26, wie ein ansprechendes lineares oder binäres Präzisi­ onsmagnetventil herkömmlicher Bauart, ist in der Bypass-Leitung 24 zum Steuern des Einlaßluftstromes angeordnet. Das Bypass-Ventil 26 ist für eine Steuerung der Motoreinlaßluft vorgesehen, um Leerlaufsteuerungs- und herkömmliche Drosselfolgersteuerungsfunktionen zu liefern, wie es allgemein in der Technik verstanden wird. Die Motoreinlaßluft wird mit einer eingespritzten Kraftstoffmenge zusammengebracht, und die Luft/Kraftstoff-Mischung wird in den Zylindern gezündet. Der Zündungs­ prozeß treibt die Kolben (nicht gezeigt), welche mechanisch mit einer Aus­ gangswelle 54, wie einer Kurbelwelle, verbunden sind, hin- und hergehend an, um die Ausgangswelle 54 zu drehen. Eine Vielzahl von beabstandeten Zähnen oder Kerben ist auf einen Umfangsabschnitt der Ausgangswelle 54 angeordnet, um an einem herkömmlichen Positionssensor 22 vorbeizu­ treten. Der Positionssensor 22 kann die Form eines bekannten Sensors mit variablem magnetischen Widerstand oder Hall-Effektsensors anneh­ men, der den Durchtritt der Zähne oder Kerben in eine Sensorausgangs­ signalspannung überträgt. Wenn sich die Ausgangswelle 54 dreht, wird deshalb eine periodische Sinuswelle von dem Positionssensor 22 mit einer Frequenz proportional zu der Durchtrittsrate der Zähne von dem Positi­ onssensor 22 und dadurch proportional zu der Rotationsrate der Aus­ gangswelle 54 ausgegeben. Die Zähne sind auf dem Wellenumfang derart positioniert, daß jeder Durchtritt eines Zahns von dem Positionssensor 22 einem Motorzylinderereignis entspricht, in welchem ein Verbrennungs­ ereignis in einem bekannten Motorzylinder auftrat. Zusätzliche Zähne oder Kerben können weiter zu Motorsynchronisations- oder Diagnosepro­ zeduren hinzugefügt werden.

Abgase, die in dem Verbrennungsprozeß erzeugt werden, werden aus den Motorzylindern und durch eine Abgasleitung 28 zu einem Katalysator 30, wie einem herkömmlichen Drei-Wege-Katalysator, zur Verringerung von unerwünschten Abgaskomponenten, wie Kohlenmonoxid, Kohlenwasser­ stoffe und Stickoxide geführt. Das behandelte Motorabgas wird dann an die Atmosphäre abgegeben. Herkömmliche Sauerstoffsensoren 32 und 54, wie Zirkonoxid-Sensoren, sind sowohl stromaufwärts entlang der norma­ len Richtung des Abgasstromes, als auch stromabwärts von dem Kataly­ sator 30 zum Wahrnehmen des Sauerstoffgehaltes in dem Abgas und zum Ausgeben von Signalen EOS1 und EOS2 angeordnet, die jeweils den Sau­ erstoffgehalt vor bzw. nach der Behandlung durch den Katalysator 30 an­ zeigen. Eine derartige Sauerstoffgehaltsinformation kann bei einer Ab­ schätzung eines Motor-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses angewendet werden, wie es in der Technik durchgefüht wird.

Eine Steuereinrichtung 36, wie ein herkömmlicher Microcontroller, um­ faßt Elemente wie eine CPU 40 mit einer arithmetischen Logikeinheit (ALU) 42, ROM-Einrichtungen 44, RAM-Einrichtungen 50, eine I/O-Schal­ tung 48 und einen A/D-Wandler 46. Die Kommunikation zwischen den Einrichtungen der Steuereinrichtung 36 wird durch eine Reihe von Daten- und Adreßbussen und Steuerleitungen vorgesehen, die allgemein als Bus 52 dargestellt sind. Die Steuereinrichtung 36 empfängt die Sensor­ ausgangssignale, verarbeitet die Eingangssignale und erzeugt Steuerungs, Diagnose- und Wartungssignale zum Anlegen an Aktuatoren, Anzeigeein­ richtungen etc. gemäß allgemeinen Motorsteuerungs-, Diagnose- und Wartungspraktiken. Beispielsweise wird ein Steuerbefehl EST, der eine empfohlene Zündzeitpunkteinstellung anzeigt, von der Steuerein­ richtung 36 an Zündungsansteuerungen 38 ausgegeben, welche zeitlich abgestimmte Zündungsansteuerungssignale an Zündkerzen in Motorzy­ lindern zum Zünden des Luft/Kraftstoff-Gemisches anlegen. Weiter wird ein Leerlaufluftsteuerungssignal IAC von Steuereinrichtung 36 an IAC- Ansteuerung 58 ausgegeben, welche einen Positionssteuerbefehl, wie in der Form eines Tastverhältnisbefehls, an das Bypass-Ventil 26 anlegt, um Bypass-Luft zu Einlaßleitung 20 zu dosieren. Weiter kann ein Ausgangs­ signal zum Ansteuern der Anzeigeeinrichtung 56 von der Steuereinrich­ tung 36 geliefert werden, beispielsweise um einen Zustand des Nachlas­ sens des Katalysatiors 30 anzuzeigen und somit anzuzeigen, daß eine Re­ paratur- oder Austauschprozedur erforderlich ist. Die Anzeigeeinrich­ tung 56 nimmt die Form einer herkömmlichen Lampe an, die auf einer In­ strumententafel aufgebaut ist, die für den Motorbediener sichtbar ist.

Die Reihe von Vorgängen, die für Diagnosen der Motorsteuerung und des Katalysators gemäß dieser Erfindung sorgen, sind allgemein in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Derartige Vorgänge werden periodisch ausgeführt, während die Steuereinrichtung 36 arbeitet, z. B. während Zündungsener­ gie an die Steuereinrichtung 36 von einem Motorbediener angelegt wird. Die Vorgänge können in ROM 44 (Fig. 1) als Steueranweisungen gespei­ chert werden, die auf einer zeitglied- oder ereignisgesteuerten Festlegung ausgeführt werden. Genauer gesagt, werden die Vorgänge der Routine von Fig. 2 einmal pro Sekunde, während die Steuereinrichtung 36 arbeitet, z. B. von einer Zeitgliedunterbrechnungseinstellung eingeleitet, während einer herkömmlichen Initialisierungsprozedur ausgeführt, um zumindest einmal pro Sekunde aufzutreten.

Beim Auftreten der Zeitgliedunterbrechnung wird die Steuereinrich­ tung 36 angewiesen, zeitweilig gegenwärtige Vorgänge auszusetzen und die Unterbrechung durch die Vorgänge von Fig. 2 bei einem Schritt 100 beginnend und zu einem Schritt 102 fortschreitend zu bedienen, um ge­ genwärtige Werte von Eingangssignalen RPM, MAF und A/F abzutasten, in welchen A/F eine Abschätzung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ist, das durch eine Sammlung von EOS1-Signalabtastungen angezeigt wird, wie es allgemein in der Technik verstanden wird. Die Temperatur Tcat von dem Katalysator 30 von Fig. 1 wird als nächstes als eine Funktion von RPM und MAF abgeschätzt. Beispielsweise kann unter Kalibrierungszu­ ständen von einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis und sta­ tionärer Motorarbeit die Katalysatortemperatur Tcat gemessen werde, in­ dem eine Kalibrierungstemperatursonde verwendet wird, die auf oder na­ he dem Katalysator 30 angeordnet ist, während einer herkömmlichen Ka­ librierungsprozedur direkt gemessen und als eine Funktion von MAF und RPM - zwei Parameter, bei welchen bestimmt worden sind, daß sie Tcat wesentlich beeinflussen - aufgezeichnet werden. Die Kalibrierungsergeb­ nisse können in ROM 44 (Fig. 1) wie eine herkömmliche Nachschlagta­ belle als eine Funktion von RPM und MAF gespeichert und die gegenwärti­ ge Tcat-Abschätzung bei dem beschriebenen Schritt 104 als eine Funktion von dem RPM und MAF festgestellt werden, die bei dem Schritt 102 abge­ tastet worden sind. Ein Tcat-Filterkoeffizient wird als nächstes als eine Funktion von MAF und der Änderungsrichtung in MAF bei einem näch­ sten Schritt 106 festgestellt. Ein gemeinsamer Verzögerungsfilter mit ei­ nem variierenden Filterkoeffizienten ist in dieser Ausführungsform vorge­ sehen, um Tcat gemäß der Motoreinlaßluftstromrate langsam zu ändern. Bei relativ langsamen Luftstromraten wird der Filterkoeffizient stärkeres Filtern vorsehen, was die Änderung von Tcat gemäß einer langsameren Neigung zur Temperaturänderung aufgrund der relativ langsamen Luft­ stromrate verlangsamt. Alternativ wird für relativ hohe Luftstromraten ei­ ne leichtere Filterung durch einen größeren Filterkoeffizienten vorgesehen, um zu erlauben, daß eine schnellere Temperaturänderung auftritt, die mit einer vergrößerten Neigung zur Katalysatortemperaturänderung vereinbar ist. Eine Festlegung von Filterkoeffizienten kann in einem Kalibrierungs­ prozeß als eine Funktion von MAF und von einer Änderungsrichtung in MAF bestimmt und in einem herkömmlichen Nachschlagtabellenformat in RAM 44 (Fig. 1) gespeichert werden, wobei der Filterkoeffizient der Ta­ belle dem gegenwärtigen MAF und der Richtungsänderung von MAF ent­ spricht, der daraus bei Schritt 106 festgestellt wird.

Der Tcat-Wert wird als nächstes bei einem Schritt 108 wie folgt gefiltert:

Tcat = OLDTcat + COEF . (OLDTcat - Tcat),

wobei OLDTcat der kürzlichste frühere Tcat-Wert ist, wie für die kürzlich­ ste frühere Iteration der Routine von Fig. 2, und COEF der Filterkoeffizi­ ent ist, der bei Schritt 106 festgestellt wird. Als nächstes wird ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Offset bei einem Schritt 110 als eine Funktion von der Abweichung des gegenwärtigen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses weg von einem stöchiometrischen Verhältnis festgestellt. Wie beschrieben, wurde der bei Schritt 104 festgestellte Tcat-Wert unter einem Kalibrie­ rungszustand von einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis be­ stimmt. Jede Abweichung des gegenwärtigen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses weg von der Stöchiometrie kann zu einem Fehler in dem Tcat-Wert führen. Beispielsweise wird ein Offset von Null bei Schritt 110 für ein gegenwärti­ ges Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 14,5 festgestellt, und der Offset wird dann um ungefähr -50 Grad Celsius für jede Abnahme von 0,5 von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis unter 14,5 verringert, und wird um ungefähr +50 Grad Celsius für jede Zunahme von 0,5 von dem Luft/Kraftstoff-Ver­ hältnis über 14,5 vergrößert. Eine derartige Offset-Information kann in ROM 44 (Fig. 1) in der Form einer Festlegung von Offsets als eine Funk­ tion von der Abweichung des gegenwärtigen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses weg von der Stöchiometrie gespeichert werden. Nach dem Bestimmen ei­ nes derartigen Offsets wird der gegenwärtige Zählerwert des Nachlassens des Katalysators CATDET bei einem nächsten Schritt 112 gelesen, was einen modellierten Grad des Nachlassens des Katalysators 30 von Fig. 1 anzeigt, um durch weitere Vorgänge der Routine von Fig. 2 akualisiert zu werden.

Als nächstes wird ein Temperatur-Offset bei einem Schritt 114 als eine Funktion von CATDET aus einer Nachschlagtabelle festgestellt, die in ROM 44 gespeichert ist. Es ist beobachtet worden, daß für die gleichen Motorarbeitszustände, z. B. für die gleiche Motorgeschwindigkeit und Einlaßmassenluftmenge, die Temperatur des Katalysators 30 von Fig. 1, mit der Katalysatoralterung hauptsächlich wegen Abnahmen der Kataly­ satorwirksamkeit abnehmen wird. Um diese Information in das Modell von Tcat für eine genaue Katalysatortemperaturabschätzung einzuarbeiten, wird der Katalysatoralterungsgrad, wie durch den gegenwärtigen Wert von CATDET angezeigt, verwendet, um einen Temperaturkorrekturwert festzu­ stellen. Kompromisse bei der Abschätzung von Tcat sind daher nicht er­ forderlich, und eine genaue Temperaturinformation kann unempfindlich gegenüber der Katalysatoralterung vorgesehen werden. Eine typische Ka­ librierung des CATDET-Temperaturkorrektur-Offsets als eine Funktion von CATDET ist in Kurve 300 von Fig. 4 dargestellt. Der Offset beträgt Null für CATDET-Werte bis zu ungefähr 75000, was näherungsweise drei­ ßig Prozent Nachlassen des Katalysators entspricht, nach welchem der Offset im wesentlichen linear auf einen maximalen Offset-Tmax für einen völlig nachgelassenen Katalysator mit einem CATDET-Wert von ungefähr 230000 abfällt. Tmax kann in einem Kalibrierungsprozeß als repräsentati­ ve Abnahme der Katalysatorarbeitstemperatur für einen völlig nachgelas­ senen Katalysator bestimmt werden.

Zu Fig. 2 zurückgekehrt, wird als nächstes die Offset-Information auf Tcat angewendet, um Luft/Kraftstoff-Verhältnisabweichungen weg von der Stöchiometrie zu korrigieren und um Alterung zu korrigieren, indem die bei Schritt 110 und 114 festgestellten Offsets zu Tcat addiert werden. Als nächstes können Prozeduren gegen eine Überhitzung des Katalysators bei einem Schritt 118 vorgesehen werden, beispielsweise indem die genaue Tcat-Abschätzung mit einer Katalysatorüberhitzungsschwelle von unge­ fähr 900 Grad Celsius verglichen wird, und Schritte auf Kosten von Kraft­ stoffökonomie und Leistung unternommen werden, um die Katalysator­ temperatur zu verringern, derart, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch fett gefahren wird, wie es allgemein in der Technik ver­ standen wird. Die genaue Tcat-Abschätzung einschließlich der Korrektur des Nachlassens gemäß dieser Erfindung vermeidet eine Temperaturmo­ dellierung zum Überhitztungsschutz für den ungünstigsten Betriebszu­ stand. Eher als ein überumfassendes Annehmen, daß die Katalysatortem­ peraturen immer jene eines frischen Katalysators sind, was zu einem un­ nötigen Anwenden von Überhitzungskorrektur (was beispielsweise das Luft/Kraftstoff-Verhältnis dazu zwingen kann, fett zu werden) und verrin­ gerter Kraftstoffökonomie und Leistung führen kann, gleicht das Tcat- Modell vielmehr ein Nachlassen des Katalysators aus, und ein genauer Überhitzungsschutz kann nur vorgeschrieben werden, wenn er über die Lebensdauer des Katalysators notwendig ist.

Nach Anwenden jeglichen benötigten Überhitzungsschutzes wird ein Zählwert des Nachlassens DETCNT aus einer Katalysatornachlaßfestle­ gung als eine Funktion von Tcat bei einem Schritt 120 festgestellt. Die Nachlaßfestlegung wird während eines Kalibrierungsprozesses als der Al­ terungsgrad des Katalysators pro Zeiteinheit für eine gegenwärtige Kataly­ satorarbeitstemperatur Tcat bestimmt. Eine derartige Kalibrierung ist in Kurve 302 von Fig. 5 als Diagramm dargestellt. Die Größe von DETCNT nimmt mit der Temperatur dramatisch zu, beispielsweise von einem Wert von weniger als Eins für Tcat zwischen Null und 650 Grad Celsius bis zu einem Wert, der Dreizehn überschreitet, für Tcat, die 800 Grad Celsius überschreitet. Die Kurve kann weitere Knickpunkte als die vier von Kur­ ve 302 umfassen, abhängig von der Ausschöpfung des Kalibrierungspro­ zesses. Die Werte von DETCNT von Kurve 302 werden als die Zunahme von CATDET kalibriert, die erforderlich ist, um die Alterung des Katalysa­ tors für jede Sekunde Katalysatorarbeit allein aufgrund von Temperatur­ auswirkungen auf die Katalysatoralterung zu modellieren.

Zu Schritt 2 zurückgekehrt, wird CATDET mit dem festgestellten DETCNT- Wert bei einem nächsten Schritt 122 aktualisiert. Um andere Alterungs­ effekte, die nicht in dem Alterungsmodell auf Temperaturbasis dieser Ausführungsform enthalten sind, zu berücksichtigen, wird ein nächster Schritt 124 ausgeführt, um zu bestimmen, ob ein Zustand des Nachlas­ sens des Katalysators durch irgendeine andere Diagnose diagnostiziert worden ist, die zusätzlich zu der Katalysatoralterungsdiagnose dieser Aus­ führungsform arbeiten kann. Beispielsweise kann die Diagnose, die in der U. S.-Patentschrift Nr. 5 509 267 oder der U. S.-Patentschrift 5 431 011 beschrieben sind, ebenso arbeiten, um ein Nachlassen des Katalysators zu diagnostizieren, das durch Effekte, die Temperatur, Ölverunreinigung, mechanischen Bruch des Katalysators etc. einschließen, hervorgerufen wird, beispielsweise durch direktes Überwachen der Aktivität des Kataly­ sators bei der Behandlung von Bestandteilelementen des Motorabgases. Wenn ein Zustand des Nachlassens, der durch eine derartige zusätzliche Diagnose angezeigt wird, einen schwerwiegender nachgelassenen Kataly­ sator anzeigt, als er gegenwärtig durch CATDET angezeigt wird, wie bei einem nächsten Schritt 126 bestimmt, wird CATDET vergrößert, um ein derartiges diagnostiziertes Nachlassen bei einem nächsten Schritt 128 zu berücksichtigen, so daß CATDET als eine genaue Anzeige des Zustandes des Katalysators, was Effekte von Temperatur, Ölverunreinigung des Ka­ talysators und mechanischem Bruch und wirklich jedem anderen Faktor, der die Sauerstoffspeicherungs- und Freigabeaktivität in dem Katalysator verringern kann einschließt, aufrechterhalten wird. Die CATDET- Korrektur kann vorgesehen werden, indem, wenn möglich, der Grad des Nachlassen, der durch eine derartige zusätzliche Diagnose angezeigt wird, in einen äquivalenten CATDET-Wert modelliert wird, und CATDET auf ei­ nen derartigen Wert gesetzt wird, wenn bestimmt wird, daß CATDET klei­ ner als dieser Wert ist.

Nach Ausführen jeglicher notwendiger Korrekturen an CATDET wird ein Schritt 130 ausgeführt, um zu bestimmen, ob Steuerparameter mit jeder neuen Information über ein Nachlassen des Katalysators für den gegen­ wärtige Fahrzeugzündzyklus aktualisiert worden sind. In dieser Ausfüh­ rungsform werden Motorsteuerparameter an eine Information über das Nachlassen des Katalysators einmal für jeden Fahrzeugarbeitszyklus, ein Fahrzeugzündzyklus genannt, angepaßt. Wenn bei Schritt 130 bestimmt wird, daß eine derartige Aktualisierung vorgesehen worden ist, ist dann eine weitere Aktualisierung der Steuerparameter unnötig und ein Schritt 136 wird als nächstes ausgeführt. Alternativ wird, wenn bestimmt wird, daß keine derartige Aktualisierung aufgetreten ist, ein Steuerpara­ metersatz als nächstes bei einem Schritt 132 als Funktion von CATDET festgestellt. Beispielsweise kann der Satz von Steuerparametern Einstel­ lungsparameter für gewünschte Motorleerlaufdrehzahl und Zündzeit­ punkteinstellung sein, wie in der Form eines Leerlaufdrehzahl-Offset δIS und eines Zündzeitpunkteinstellungs-Offsets δEST. Diese Parameter-Off­ sets sorgen für eine Aufwärmverstärkung des Katalysators und für eine Motoremissionsverringerung, z. B. eine Verringerung des Niveaus von emittierten Kohlenwasserstoffen. Eher als Leerlaufdrehzahl und Zündzeit­ punkteinstellung einzubauen, um ein Nachlassen des Katalysators für den ungünstigsten Betriebszustand auf Kosten von Kraftstoffökonomie und Motorleistung zu berücksichtigen, können vielmehr nützliche Leerlauf­ drehzahlziele und eine Zündzeitpunkteinstellung vorgeschrieben werden, bei welchen nur Kompromisse gemäß einem kritischen Merkmal dieser Erfindung geschlossen werden, wenn das Nachlassen des Katalysators an­ zeigt, daß eine derartige Kompensation wirklich notwendig ist. Entspre­ chend werden ein δIS- und ein δEST-Wert bei Schritt 132 als eine Funkti­ on von CATDET festgestellt. Die Offsets können als eine Funktion von CATDET in einem herkömmlichen Nachschlagtabellenformat in ROM 44 (Fig. 1) kalibriert und gespeichert werden. Kurve 304 von Fig. 6 stellt eine repräsentative Beziehung zwischen δIS und CATDET dar, die eine kompensierende Änderung der gewünschten Motorleerlaufdrehzahl dar­ stellen, um das Katalysatoraufwärmen zu verstärken und Motoremissio­ nen zu verringern, während der Katalysator altert. Wie in Kurve 304 dar­ gestellt, ist keine Leerlaufdrehzahlkompensation für CATDET bis zu un­ gefähr 75000 entsprechend dieser Ausführungsform bis zu einem Nach­ lassen des Katalysators von ungefähr dreißig Prozent notwendig. Die Än­ derung der Leerlaufdrehzahl steigt allmählich mit CATDET-Zunahmen über 75000 bis zu einer maximalen kompensierenden Änderung der Leerlaufdrehzahl von ungefähr 450 U/min für einen nahezu völlig nach­ gelassenen Katalysator mit einem CATDET-Wert von näherungsweise 230000 an.

Kurve 306 in Fig. 7 stellt eine repräsentative Beziehung zwischen δEST und CATDET dar, die eine kompensierende Änderung der Motorzündzeit­ punkteinstellung darstellt, um das Aufwärmen des Katalysators zu ver­ stärken und Motoremissionen zu verringern, während der Katalysator al­ tert. Wie in Kurve 306 dargestellt, ist keine Zündzeitpunkteinstellungs­ kompensation für CATDET bis zu ungefähr 75000 entsprechend dieser Ausführungsform bis zu einem Nachlassen des Katalysators von dreißig Prozent erforderlich. Die Änderung der Zündzeitpunkteinstellung steigt allmählich mit CATDET-Zunahmen über 75000 bis zu einer maximalen kompensierenden Änderung der Zündzeitpunkteinstellung von ungefähr 24 Grad Zündzeitpunkteinstellungsverzögerung für einen nahezu völlig nachgelassenen Katalysator mit einem CATDET-Wert von beinahe 230000 an.

Die Kalibrierungsinformation, die durch Kurven 304 und 306 dargestellt wird, die in ROM 44 (Fig. 1) gespeichert sind, wird bei Schritt 132 als eine Funktion von dem gegenwärtigen CATDET-Wert festgestellt und bei einem nächsten Schritt 134 als die gegenwärtigen Kompensationswerte zur Verwendung bei der Motorleerlaufdrehzahlsteuerung und Motorzünd­ zeitpunkteinstellungssteuerung für den gegenwärtigen Zündzyklus gespei­ chert, wie es weiter beschrieben wird. Weiter kann eine Marke bei Schritt 134 gesetzt werden, die anzeigt, daß die Aktualisierung für den ge­ genwärtigen Zündzyklus aufgetreten ist. Eine derartige Marke wird bei dem beschriebenen Schritt 130 analysiert. Als nächstes, oder wenn be­ stimmt worden ist, daß die Steuerparameter bereits für den gegenwärtigen Zündzyklus aktualisiert worden sind, bei Schritt 130, wird CATDET bei einem Schritt 136 mit einem kalibrierten Grenzwert, wie ungefähr 230000 in dieser Ausführungsform, verglichen, um festzulegen, ob abgeschätzt wird, daß der Katalysator völlig nachgelassen hat. Wenn CATDET den Grenzwert überschreitet, wird ein Zustand des Nachlassens bei einem nächsten Schritt 138 angezeigt, beispielsweise indem eine Anzeigeein­ richtung, die für den Motorbediener sichtbar ist, wie Anzeigeeinrich­ tung 56 von Fig. 1, mit Energie beaufschlagt und ein Code oder eine Botschaft in einem nichtflüchtigen Abschnitt von RAM 50 (Fig. 1) gespei­ chert wird, um den Zustand des Nachlassens anzuzeigen, wobei beide An­ zeigevorgänge dazu dienen, die zeitliche Wartung dieses Zustandes zu ver­ einfachen, wie durch Austauschen des Katalysators. Eine derartige Anzei­ ge verringert das Potential für eine Motorarbeit mit einer ungeeigneten Fä­ higkeit zur katalytischen Behandlung. Nach der Anzeige des Zustandes des Nachlassens, oder wenn bestimmt wird, daß kein derartiger Zustand des Nachlassens vorhanden ist, sorgt ein Schritt 140 für eine Rückkehr von den Vorgängen der Routine von Fig. 2 zu irgendwelchen Vorgängen, die zeitweilig ausgesetzt waren, um für ein Bedienen der Zeitgliedunter­ brechung zu sorgen, die die Vorgänge von Fig. 2 auslöste.

Die Vorgänge von Fig. 3 stellen schrittweise Motorsteuerungsvorgänge dar, die Gebrauch von der Information über das Nachlassen machen, die erzeugt und angewendet wurde, um Steuerparameter-Offset-Information durch die Vorgänge von Fig. 2 hervorzubringen. Die Vorgänge von Fig. 3 werden bei einem Schritt 200 jedem Motorzylinderereignis folgend, wie jedem Verbrennungsereignis in den Motorzylindern folgend, eingelei­ tet, wie durch den Durchtritt eines Zahnes oder einer Kerbe der Motor­ ausgangswelle 32 (Fig. 1) von Sensor 22 (Fig. 1) angezeigt. Die Routine schreitet von Schritt 200 fort, um die gegenwärtige Motorgeschwindig­ keit RPM und die Motoreinlaßluftventilposition TP bei einem nächsten Schritt 202 abzutasten. Wenn RPM und TP einen Leerlaufarbeitszustand bei einem nächsten Schritt 204 anzeigen, werden als nächstes die Leer­ laufdrehzahlsteuerungsvorgänge der Schritte 206-222 ausgeführt. Ein Leerlaufarbeitszustand wird von einer TP von ungefähr Null und RPM in­ nerhalb eines vorbestimmten niedrigen RPM-Bereichs von wenigstens 500 U/min angezeigt. Weiter kann es notwendig sein, daß die Fahrzeugge­ schwindigkeit Null beträgt, um einen Leerlaufarbeitszustand anzuzeigen. Wenn bestimmt wird, daß der Leerlaufarbeitszustand vorhanden ist, wird als nächstes eine gewünschte Basismotorleerlaufdrehzahl bei einem Schritt 206, wie sie als eine Funktion von der Motorkühlmitteltemperatur kalibriert sein kann, in der Größenordnung von 700 U/min festgestellt. Wenn eine zu beschreibende Leerlaufabfallperiode abgeschlossen ist, wie bei einem nächsten Schritt 208 bestimmt, wird dann als nächstes δIS bei einem Schritt 210 auf Null gesetzt, und ein zu beschreibender Schritt 224 wird dann ausgeführt.

Wenn die Leerlaufabfallperiode nicht abgeschlossen ist, wird dann der Leerlaufmotordrehzahl-Offset δIS allmählich in Richtung Null gemäß ei­ nem Leerlaufabfallmultiplikator verringert, der bei einem nächsten Schritt 212 als eine Funktion von dem gegenwärtigen CATDET-Wert und als eine Funktion von der Zeit seit dem Start des Motors bestimmt wird, um δIS auf eine stabile allmähliche Weise auf Null zu steuern, wenn er nicht länger zur Kompensation des Nachlassens des Katalysators erfor­ derlich ist. Wenn beispielsweise CATDET bei einem hohen Wert liegt, wie ungefähr 230000 in dieser Ausführungsform, was einem im wesentlichen völlig nachgelassenen Katalysator entspricht, wird der Leerlaufabfallwert in dieser Ausführungsform auf eine Einheit für eine maximale Zeitdauer von ungefähr dreißig Sekunden vom Zeitpunkt des Motorstarts gesetzt, welches näherungsweise die Zeit ist, seit δIS anfangs für den gegenwärti­ gen Zündzyklus gesetzt worden ist, und einer derartigen maximalen Zeit­ dauer folgend wird δIS linear auf Null verringert über eine maximale Ab­ fallperiode von ungefähr sechzig Sekunden in dieser Ausführungsform. Für CATDET-Werte von ungefähr 75000 oder weniger, was δIS-Werten von Null in dieser Ausführungsform entspricht, wird der Leerlaufabfallwert Null betragen. Für CATDET-Werte zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert, wie zwischen 75000 und 230000 in dieser Ausfüh­ rungsform, kann eine Interpolation zwischen den beschriebenen Zeiten vorgesehen werden, wie direkte lineare Interpolation. Wenn beispielsweise CATDET bei einem Wert direkt zwischen einem ersten Wert (wie ungefähr 75000) und einem maximalen Wert (wie ungefähr 230000) liegt, kann dann der Leerlaufdrehzahlabfallwert für ungefähr fünfzehn Sekunden bei einer Einheit gehalten und dann über eine Dauer von sechzig Sekunden auf Null verringert werden. Andere Ansätze könne durch das Ausüben ge­ wöhnlicher Fachkenntnis vorgesehen werden, um δIS allmählich in Rich­ tung Null zu steuern, wenn er nicht länger zur Kompensation des Nach­ lassens des Katalysators erforderlich ist.

Wenn die Leerlaufabfallperiode abgeschlossen ist, wird der Abfallwert auf Null verringert und eine Marke in dem RAM 50 (Fig. 1) der Steuerein­ richtung gesetzt, die anzeigt, daß der Leerlaufabfall abgeschlossen ist, welche Marke bei dem beschriebenen Schritt 208 abgefragt wird. Nach dem Bestimmen des gegenwärtigen Leerlaufdrehzahlabfallwertes bei Schritt 212, welcher die Form eines Multiplikators in dieser Ausfüh­ rungsform annimmt, wird ein Leerlaufdrehzahl-Offset δIS' gemäß dem Abfallwert bei einem nächsten Schritt 214 als das Produkt des gegenwär­ tigen δIS-Wertes und des Multiplikators bestimmt. Ein Leerlaufdrehzahl­ befehl ISC wird als nächstes bei einem Schritt 216 als die Summe der Ba­ sisleerlaufdrehzahl und δIS' erzeugt.

Dann wird ein Geschwindigkeitsfehler beispielsweise als eine Differenz zwischen ISC und der gegenwärtigen gemessenen Motorgeschwindig­ keit RPM bei einem Schritt 218 bestimmt. Als nächstes wird eine Ände­ rung eines Leerlaufdrehzahlsteueraktuatorbefehls δIAC bei einem Schritt 220 als eine Funktion von dem Geschwindigkeitsfehler beispiels­ weise durch Anwenden eines herkömmlichen Regelungungsprozesses wie eines Proportional-Integral-Regelungsprozesses zum wirksamen Steuern des Fehlers in Richtung Null bestimmt. Ein Befehl für einen Leerlaufluft­ steueraktuator IAC wird dann als eine Funktion eines Basisbefehls, wel­ cher als eine Funktion von Motorarbeitszuständen gemäß herkömmlichen Leerlaufdrehzahlsteuerpraktiken bestimmt werden kann, und dem bei ei­ nem Schritt 222 bestimmten δIAC-Wert als der Ausgangsbefehl bestimmt, der an die Leerlaufluftsteuereinrichtung anzulegen ist, um eine ge­ wünschte Motoreinlaßluftrate unter Leerlaufarbeitszuständen zu schaffen und somit den Motorgeschwindigkeitsfehler zu minimieren und ein Nach­ lassen des Katalysators gemäß dieser Erfindung zu kompensieren.

Als nächstes, oder wenn nicht bestimmt wurde, daß ein Leerlaufarbeits­ zustand vorhanden ist, bei Schritt 204, wird eine Basismotorzündzeit­ punkteinstellung bei einem Schritt 224 beispielsweise als eine Funktion von der Motorgeschwindigkeit RPM festgestellt. Wenn eine Zeitpunktein­ stellungsabfallmarke gesetzt ist, die anzeigt, daß eine Abfallperiode für ei­ ne Zündzeitpunkteinstellung abgeschlossen ist, wie bei einem nächsten Schritt 226 bestimmt, wird dann δEST, der Zündzeitpunkteinstellungs- Offset, der in dieser Ausführungsform vorgesehen ist, um ein Nachlassen des Katalysators und die Auswirkungen davon auf ein Katalysatorauf­ wärmen und Motoremissionen zu kompensieren, bei einem nächsten Schritt 228 auf Null gesetzt und ein zu beschreibender Schritt 234 wird dann ausgeführt.

Wenn bestimmt wird, daß der Zeitpunkteinstellungsabfall nicht abge­ schlossen ist, bei Schritt 226, wird als nächstes ein gegenwärtiger Wert für einen Multiplikator für den Zeitpunkteinstellungsabfall bei einem Schritt 230 als eine Funktion von CATDET und von der Zeit seit dem Be­ ginn des gegenwärtigen Motorzündzyklus bestimmt. Dieser Multiplikator wird als eine Funktion von CATDET auf die beschriebene Weise für den Leerlaufabfallmultiplikator eingestellt, der bei dem beschriebenen Schritt 212 bestimmt wurde. Beispielsweise für CATDET-Werte kleiner als 75000 beträgt δEST Null, und der Multiplikator für den Zeitpunkteinstel­ lungsabfall wird bei Null aufrechterhalten. Für CATDET-Werte bei einem Maximum, wie ungefähr 230000 in dieser Ausführungsform, was einen im wesentlichen völlig nachgelassenen Katalysator anzeigt, wird dieser Multi­ plikator für eine Zeitperiode, die dem Beginn des Zündzyklus folgt, für un­ gefähr neunzig Sekunden auf eine Einheit gesetzt und wird dann über ei­ ne Zeitdauer, wie ungefähr 210 Sekunden in dieser Ausführungsform, allmählich in Richtung Null verringert. Für CATDET-Werte zwischen 75000 und 230000 kann eine Interpolation zwischen den beschriebenen Werten für den Multiplikator für den Zeitpunkteinstellungsabfall verwen­ det werden, um einen geeigneten Multiplikatorwert zu bestimmen, wie es für Schritt 212 beschrieben wurde.

Nach dem Bestimmen des gegenwärtigen Multiplikators für den Zeit­ punkteinstellungsabfall wird der gegenwärtige Zündzeitpunkteinstellungs- Offset δEST' gemäß dem Multiplikator bei Schritt 232 als ein Produkt von δEST und dem Multiplikator aktualisiert. Ein Zündzeitpunkteinstellungs­ befehl EST wird als nächstes als eine Summe des Basiszündzeitpunktein­ stellungsbefehls und δEST' bei einem Schritt 234 bestimmt. Die be­ stimmten Befehle IAC und EST werden als nächstes an jeweilige Ansteue­ rungen 58 und 38 (Fig. 1) bei einem nächsten Schritt 236 ausgegeben. Der Befehl IAC wird an das Bypass-Ventil 26 zur Motoreinlaßluftraten­ steuerung wie beschrieben angelegt, und der Befehl EST wird von der An­ steuerung 38 an aktive Motorzylinderzündkerzen auf eine zeitlich abge­ stimmte Weise angelegt, die von der EST-Zeitpunkteinstellung in Verzöge­ rungsgraden weg von einer unteren Totpunktposition des Zylinders gere­ gelt wird, wie es allgemein in der Technik verstanden wird. Der Wert von IAC kann durch jegliche herkömmliche Bypass-Ventilsteuerpraktiken bei dem Ereignis zugewiesen werden, wo bestimmt wird, daß Leerlaufarbeits­ zustände nicht vorhanden sind, bei Schritt 204 von Fig. 3.

Einem Anlegen der erzeugten Befehle an jeweilige Ansteuerungen folgend, wird ein Schritt 238 ausgeführt, um zu irgendwelchen Vorgängen zurück­ zukehren, die ausgesetzt waren, um für das Ausführen der Vorgänge von Fig. 3 zu sorgen. Alternativ können zusätzliche Steuerungs- oder Dia­ gnosevorgänge erforderlich sein, um die Zylinderereignisunterbrechung richtig zu bedienen, die die Vorgänge der Routine von Fig. 3 einleitete. Derartige zusätzliche Vorgänge können vor dem Ausführen des Schritts 238 ausgeführt werden und die Form herkömmlicher Motorsteue­ rungs- oder Diagnosevorgänge annehmen.

In einer alternativen Ausführungsform innerhalb des Bereiches dieser Er­ findung, die ein ergänzendes Beheizen des Katalysators 30 umfaßt, wie durch ein herkömmliches elektrisches Heizelement, das in der Motorab­ gasleitung 28 stromaufwärts von dem Katalysator 30 angeordnet ist, um das Aufwärmen des Katalysators nach einem Motorkaltstart zu beschleu­ nigen, wie es allgemein in der Technik verstanden wird, kann die an das Heizelement gelieferte Energie gemäß dem Wert von CATDET verändert werden. Beispielsweise kann die Aufwärmzeit des Katalysators 30 wie be­ schrieben zunehmen, wenn der Katalysator nachläßt. Daher kann viel weniger Energie von einem ergänzenden Heizelement erforderlich sein, um die Temperatur eines frischen Katalysators in einer annehmbaren Zeit nach einem Motorkaltstart zu erhöhen, als es erforderlich ist, um die Temperatur eines gealterten oder nachgelassenen Katalysators zu erhö­ hen, um in dieser annehmbaren Zeit aufzuwärmen. Eher als eine Kalibrie­ rung der Steuerung des ergänzenden Beheizens für den Zustand des Nachlassens des Katalysators für den ungünstigsten Betriebszustand, kann vielmehr eine Kalibrierung für den günstigsten Betriebszustand für einen frischen Katalysator verwendet werden, welche sich allmählich in Richtung einer Kalibrierung für den ungünstigsten Betriebszustand als eine Funktion von CATDET bewegt. Es wird eine Energieeinsparung fol­ gen, die die Motorkraftstoffökonomie verbessert. Genauer können die Vor­ gänge der Routine von Fig. 2 aus einer gespeicherten Kalibrierungsfest­ legung einen ergänzenden Heizindex als eine Funktion von CATDET fest­ stellen. Der festgestellte Heizindex kann während Motorstartvorgängen angewendet werden, um ein Ansteuerungsniveau einer ergänzenden Ka­ talysatorheizung zu setzen oder einzustellen, so daß ambitionierte Auf­ wärmzeiten während der ganzen Lebensdauer des Katalysators mit mini­ malem Energieverbrauch durch die Heizeinrichtung erreicht werden kön­ nen.

Die bevorzugte Ausführungsform für den Zweck der Erläuterung dieser Erfindung ist nicht als diese Erfindung begrenzend oder einschränkend zu nehmen, weil viele Modifikationen durch Ausüben von gewöhnlicher Fachkenntnis ausgeführt werden können, ohne vom Bereich der Erfin­ dung abzuweichen.

Zusammengefaßt ist eine Steuerung des Betriebes eines Verbrennungs­ motors vorgesehen, die auf eine Abschätzung eines Nachlassen des Kata­ lysators für Motorabgas anspricht, welche Zündzeitpunkteinstellungs­ steuerung, Einlaßluftsteuerung und Ergänzungskatalysatorheizungs­ steuerung umfaßt. Die Abschätzung des Nachlassens spricht auf eine Katalysatortemperaturabschätzung an, welche gemäß dem abgeschätzten Nachlassen korrigiert werden kann.

Claims (7)

1. Motorsteuerverfahren zum Steuern des Betriebes eines Verbren­ nungsmotors, welcher Motorabgase zu einem Katalysator leitet, wo­ bei der Katalysator eine Anfangsarbeitskapazität aufweist, wobei ein Eingangssignal abgetastet wird, das einen Motorarbeitszustand an­ zeigt, ein Motorsteuerbefehl als eine vorbestimmte Funktion von dem abgetasteten Eingangssignal festgestellt wird, ein Grad des Nachlassens der Katalysatorkapazität unter die Anfangsarbeitska­ pazität abgeschätzt wird, indem die Katalysatorarbeitszeit über­ wacht wird, die Katalysatorarbeitstemperatur abgeschätzt wird, die Katalysatorarbeitszeit mitgeschrieben wird und die mitgeschriebene Katalysatorarbeitszeit mit der abgeschätzten Katalysatorarbeits­ temperatur gewichtet wird, wobei die Abschätzung des Grades des Nachlassens der Katalysatorkapazität eine vorbestimmte Funktion von der gewichteten, mitgeschriebenen Katalysatorarbeitszeit ist und wobei der festgestellte Motorsteuerbefehl als eine vorbestimmte Funktion von dem abgeschätzten Grad des Nachlassens eingestellt wird, und wobei der Betrieb des Motors gemäß dem eingestellten Motorsteuerbefehl gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mo­ torsteuerverfahren die Motorgeschwindigkeit steuert, daß der festge­ stellte Motorsteuerbefehl ein Basismotorgeschwindigkeitsbefehl ist, und daß der Einstellungsschritt die Bestimmung eines Motorge­ schwindigkeits-Offsets als eine vorbestimmte Funktion von dem ab­ geschätzten Grad des Nachlassens der Katalysatorkapazität umfaßt, und daß eine gewünschte Motorgeschwindigkeit als eine vorbe­ stimmte Funktion von dem Motorgeschwindigkeits-Offset und von dem Basismotorgeschwindigkeitsbefehl berechnet wird, und daß der Steuerschritt den Betrieb des Motors gemäß der gewünschten Mo­ torgeschwindigkeit steuert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tat­ sächliche Motorgeschwindigkeit wahrgenommen wird, daß eine Ge­ schwindigkeitsdifferenz zwischen der gewünschten Motorgeschwin­ digkeit und der tatsächlichen Motorgeschwindigkeit bestimmt wird, und daß ein Motoreinlaßluftbefehl als eine Funktion von der be­ stimmten Geschwindigkeitsdifferenz zum Steuern der Motoreinlaß­ luftrate berechnet wird, um die Geschwindigkeitsdifferenz in Rich­ tung Null zu steuern, und daß der Steuerschritt die Motoreinlaß­ luftrate gemäß dem Motoreinlaßluftbefehl steuert.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mo­ torsteuerverfahren eine Zeitpunkteinstellung von Motorzündungs­ ereignissen steuert, daß der festgestellte Motorsteuerbefehl ein Ba­ siszündzeitpunkteinstellungsbefehl ist, und daß der Einstellungs­ schritt die Feststellung eines Zündzeitpunkteinstellungs-Offsets als eine vorbestimmte Funktion von dem abgeschätzten Grad des Nachlassens der Katalysatorkapazität umfaßt, und daß der Zünd­ zeitpunkteinstellungs-Offset auf den Basiszündzeitpunkteinstel­ lungsbefehl angewendet wird, um den Zündzeitpunkteinstellungs­ befehl einzustellen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kor­ rektur der Katalysatorarbeitstemperatur als eine vorbestimmte Funktion von dem abgeschätzten Grad des Nachlassens der Kataly­ satorkapazität bestimmt wird, und daß die abgeschätzte Katalysa­ torarbeitstemperatur gemäß dieser Korrektur korrigiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ab­ geschätzte Grad des Nachlassens der Katalysatorkapazität mit ei­ nem vorbestimmten Grenzwert des Nachlassens verglichen wird, und daß ein Zustand des Nachlassens des Katalysators angezeigt wird, wenn der abgeschätzte Grad des Nachlassens der Katalysator­ kapazität den Grenzwert des Nachlassens überschreitet.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ka­ talysatorheizung gemäß einem Energiesteuerbefehl zum Erzeugen von Heizenergie gesteuert wird, die dem Katalysator geliefert wird, um die Katalysatortemperatur während einer Heizperiode zu erhö­ hen, wobei das Verfahren weiter umfaßt, daß ein vorbestimmter Ba­ sisenergiesteuerbefehl festgestellt wird, daß eine Korrektur des Energiesteuerbefehls als eine vorbestimmte Funktion des abge­ schätzten Grades des Nachlassens der Katalysatorkapazität be­ stimmt wird, daß der Basisenergiesteuerbefehl gemäß dieser Kor­ rektur eingestellt wird, und daß die Katalysatorheizung gemäß dem eingestellten Basisenergiesteuerbefehl angesteuert wird, um die Katalysatortemperatur während der Heizperiode zu erhöhen.