DE10024512B4

DE10024512B4 - Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelgerät für eine Brennkraftmaschine und Regelverfahren für dasselbe

Info

Publication number: DE10024512B4
Application number: DE10024512A
Authority: DE
Inventors: Harufumi Toyota Muto; Makoto Toyota Fujita; Naoto Toyota Kushi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2020-05-19
Also published as: JP3334675B2; DE10024512A1; US6318349B1; JP2000328993A

Abstract

Es ist ein Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelgerät für eine Brennkraftmaschine realisiert, welches einen Eichvorgang eines Luft-Brennstoff-Rückkopplungskorrekturwertes mit hoher Genauigkeit ermöglicht, wobei der Eichvorgang in einer kurzen Zeit vervollständigt wird, wodurch nachteilige Beeinflussungen der Abgase vermieden werden. Die Maschinenlast wird fixiert, wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis oder die Ausblaskonzentration anhand des Verhaltens des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturwertes geeicht wird. Es wird somit keine Änderung in der Maschinenlast selbst dann beobachtet, wenn der Fahrer das Gaspedal betätigt, um die Gaspedalposition so einzustellen, um das erforderliche Drehmoment zu ändern, und es wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis für die Luft-Brennstoff-Mischung stabilisiert. Demzufolge kann eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung oder eine Ausblaskonzentrationseichung schnell mit hoher Genauigkeit erzielt werden. Ferner wird, während die Maschinenlast eingestellt wird, das Ausgangsdrehmoment in Einklang mit dem erforderlichen Drehmoment durch Einstellen der Zündzeitsteuerung gesteuert oder geregelt. Somit kann das erforderliche Drehmoment in ausreichender Weise durch das Ausgangsdrehmoment selbst dann reflektiert werden, wenn der Eichvorgang bei fixierter Maschinenlast durchgeführt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelgerät für eine Brennkraftmaschine nach dem Anspruch 1 und ein Regelverfahren für dasselbe nach dem Anspruch 14.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Aus der JP Hei. 10-220307 (entsprechend der US 5,988,150 ) ist ein Luft-Brennstoff-Regelgerät für eine Brennkraftmaschine bekannt, welches ein Luft-Brennstoff-Verhältnis einer der Maschine zugeführten Luft-Brennstoff-Mischung detektiert und eine Brennstoffkonzentration der Luft-Brennstoff-Mischung in einem Regelvorgang basierend auf einem Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturwert regelt, der basierend auf dem detektierten Luft-Brennstoff-Verhältnis und einem Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert berechnet wird, der aus dem Verhalten des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungs-korrekturwertes bestimmt wird.

Eine Technik zur Steuerung oder Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses einer Luft-Brennstoff-Mischung einer Maschine auf das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis ist zum Zwecke der Reinigung der Emissionen oder Abgase der Maschine die Verwendung von Katalysatorkonvertern bekannt. Bei dieser Technik ist ein Sensor (z.B. ein Sauerstoffsensor), der eine physikalische Größe detektieren kann, die das Luft-Brennstoff-Verhältnis wiedergibt, in einem Abgaskanal der Maschine gelegen und es wird der Rückkopplungskorrekturwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses basierend auf dem detektierten Luft-Brennstoff-Verhältnis bestimmt. Eine zuzuführende Brennstoffmenge wird basierend auf dem Rückkopplungskorrekturwert des Luft-Brennstoff-Ver-hältnisses und der Ansaugluftströmungsrate berechnet. Es kann somit das Luft-Brenn-stoff-Verhältnis durch Erhöhen/Vermindern der zugeführten Brennstoffmenge in Ein klang mit der Ansaugluftströmungsrate gesteuert oder geregelt werden, abhängig von dem Rückkopplungskorrekturwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses.

Bei der oben beschriebenen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung erscheinen "Abweichungen" in den Rückkopplungskorrekturwerten des Luft-Brennstoff-Verhältnisses, und zwar auf Grund von Unterschieden zwischen beispielsweise individuellen Maschinen oder individuellen Sensoren oder chronologischen Änderungen. Diese "Abweichungen" können eine Reduzierung in der Genauigkeit verursachen, mit der das Luft-Brennstoff-Verhältnis beim Übergang der Maschine von einem Betriebszustand in einen anderen Betriebszustand geregelt wird. Um dieses Problem zu überwinden, wird solch eine Abweichung, die in dem Rückkopplungskorrekturwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses erscheint, beispielsweise in einem Speicher gespeichert und wird als ein Eichwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses aufbewahrt, der zusammen mit dem Rückkopplungskorrekturwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses verwendet wird, um die Brennstoffkonzentration der Luft-Brennstoff-Mischung zu regeln oder zu steuern (wie dies beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. HEI 10-220307 offenbart ist).

Der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert wird von dem Verhalten des Rückkopplungskorrekturwertes des Luft-Brennstoff-Verhältnisses aus eingegeben. Beispielsweise wird der Eichwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses durch Addition oder Subtraktion von der Positionsbeziehung zwischen dem Mittelwert der Rückkopplungskorrekturwerte des Luft-Brennstoff-Verhältnisses und einem spezifizierten Bereich berechnet, so dass der Mittelwert innerhalb des spezifizierten Bereiches fällt. Wenn die Last der Maschine schwankt, variiert oder schwankt die Ansaugluftströmungsrate und es ändert sich das Luft-Brennstoff-Verhältnis relativ zu dem Ziel- oder Soll-Luft-Brennstoff-Verhältnis. Es ist daher wahrscheinlich, dass ein Fehler in dem Eichwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses auftritt, wenn in diesem Fall die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung durchgeführt wird.

Der Gesamtbereich der Maschinenbelastung kann in eine Vielzahl von Eichzonen aufgeteilt werden und es kann der Eichwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses für jede Lastzone erhalten werden. Wenn jedoch die Maschinenbelastung zu schnell oder zu plötzlich zwischen zwei Eichzonen schwankt, steht eine angemessene Zeitperiode für die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung in jeder Lastzone nicht zur Verfügung. Dem zufolge kann der Eichwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses nicht erhalten werden oder es kann eine unerwünscht lange Zeit beanspruchen, bis der Eichwert erhalten wird.

Wenn in dem Eichwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses ein Fehler auftritt, wie dies oben beschrieben wurde, wird die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung während des Übergangs der Maschine von einem Betriebszustand in den anderen ungenau durchge-führt. Auch wenn der Eichwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses nicht für eine lange Zeitperiode erhalten wird, wird die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung während die-ser Periode ungenau durchgeführt, was zu einer Verschlechterung in der Qualität der Emissionen führt.

Bei einem Ausblassystem für verdampften Brennstoff zum Ausblasen von Brennstoff, der aus einem Brennstofftank der Maschine verdampft, in ein Einlassrohr, welches in der Maschine vorgesehen ist, muss die Ausblaskonzen-tration auf die zugeführte Brennstoffmenge geeicht werden, so dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis mit einem hohen Grad an Genauigkeit gesteuert oder geregelt werden kann. Wenn jedoch der Eichwert des Luft-Brennstoff-Verhält-nisses einen Fehler aufweist, wie dies oben beschrieben wurde, entsteht auch ein Fehler in der Ausblaskonzentration, wodurch die Genauigkeit der Regelung oder Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses während des Überganges von einem Betriebszustand der Maschine in den anderen reduziert wird. Auch dort, wo die Berechnung des Eichwertes des Luft-Brennstoff-Verhältnisses verzögert wird, kann die Ausblaskonzentra-tionseichung nicht gestartet werden und es wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis ungenau gesteuert oder geregelt, was zu einer weiteren Verschlechterung in der Qualität der Emissionen führt.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Luft-Brennstoff-Regelgerät für eine Brennkraftmaschine sowie ein Regelverfahren für
dasselbe zu schaffen, bei dem der Einfluss der Ungenauigkeit bei der Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses bei gleichzeitig hochgenauer Eichung des
Rückkopplungskorrekturwert-Wirkungsgrades des Luft-Brennstoff-Verhält-nisses keine nachteilige Wirkung mehr hat.

In Verbindung mit dem Luft-Brennstoff-Regelgerät für eine Brenn-kraftmaschine wird die genannte Aufgabe durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Luft-Brennstoff-Regelgeräts ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 13.

In Verbindung mit dem Regelverfahren für die Verwendung bei einer Brennkraftmaschine wird die genannte Aufgabe durch die im Anspruch 14 aufgeführten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Regelverfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 15 bis 24.

Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung somit ein Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelgerät für eine Brennkraftmaschine, welches einen Detektor enthält, der ein Luft-Brennstoff-Verhältnis einer Luft-Brennstoff-Mischung, die der Maschine zugeführt wird, detektiert, und ein Steuersystem oder Regelsystem enthält. Das Steuersystem oder Regelsystem ist dafür ausgebildet, um einen Rückkopplungskorrekturwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses basierend auf dem Luft-Brennstoff-Verhältnis zu bestimmen und regelt einen Eichwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses anhand des Verhaltens des Rückkopplungskorrekturwertes des Luft-Brennstoff-Verhältnisses. Das Regelsystem regelt die Luft-Brennstoff-Mischung basierend auf dem Rückkopplungskorrekturwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses und anhand des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwertes. Das Regelsystem stellt zu Beginn die Maschinenlast auf einen festen Wert ein, während es den Eichwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses liest.

Wenn die Maschinenlast in der oben beschriebenen Weise fixiert ist, wird ein Luft-Brennstoff-Verhältnis der Luft-Brennstoff-Mischung zurückgestellt, was eine Eichung des Rückkopplungskorrekturwertes des Luft-Brennstoff-Verhältnisses in akkurater und exakter Weise erlaubt.

Es kann demzufolge eine hochgenaue Eichung des Rückkopplungskorrekturwertes des Luft-Brennstoff-Verhältnisses bei einer frühen Stufe der Regelung oder Steuerung vervollständigt werden und es können daher nachteilige Beeinflussungen der Emissionen verhindert werden.

Auch wenn die Maschinenlast in der oben beschriebenen Wiese fixiert wird, kann das Ausgangsdrehmoment der Maschine dadurch gesteuert oder geregelt werden, indem ein oder mehrere Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktor(en) eingestellt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild welches schematisch die Konstruktion eines Benzinmotors oder einer Brennkraftmaschine und deren Regelsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockschaltbild, welches die Anordnung des Regelsystems der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm einer Berechnungsroutine eines Rückkopplungskorrekturfaktors FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Flussdiagramm einer Berechnungsroutine für das Luft-Brennstoff-Verhältnis gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Flussdiagramm einer Berechnungsroutine des Luft-Brennstoff-Verhältnisses gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein Flussdiagramm einer Ausblaskonzentrationseichroutine gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Flussdiagramm einer Berechnungsroutine für die Brennstoffeinspritzzeit gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Flussdiagramm einer die Ausblaskonzentrationseichvervollständigung bestimmenden Routine gemäß der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein Flussdiagramm einer Ausblasregelroutine gemäß der vorliegenden Erfindung;
10 ist ein Flussdiagramm einer Ausblasregelroutine gemäß der vorliegenden Erfindung;
11 ist ein Flussdiagramm einer Ausblassteuerventiltreiberroutine gemäß der vorliegenden Erfindung;
12 ist ein beispielhaftes Diagramm, um eine Voll-Offen-Ausblasrate PGF zu erhalten, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
13 ist ein Zeitsteuerplan der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung der vorliegenden Erfindung;
14 ist ein Zeitsteuerplan, der den Ausblaskonzentrationseichprozess nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ist ein Flussdiagramm einer Drosselklappenöffnungsregelroutine gemäß der vorliegenden Erfindung;
16 ist ein Flussdiagramm einer Drosselklappenöffnungsregelroutine der vorliegenden Erfindung;
17 ist ein Flussdiagramm einer Drosselklappenöffnungsregelroutine der vorliegenden Erfindung;
18 ist ein Flussdiagramm der Drosselklappenöffnungsregelroutine der vorliegenden Erfindung;
19 ist ein Flussdiagramm der Drosselklappenöffnungsregelroutine der vorliegenden Erfindung;
20 ist ein Flussdiagramm der Drosselklappenöffnungsregelroutine der vorliegenden Erfindung;
21 ist ein Zeitsteuerplan, der ein Beispiel einer Drosselklappenöffnungsregelung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
22 ist ein Zeitsteuerplan, der ein anderes Beispiel einer Drosselklappenöffnungsregelung der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockschaltbild, welches schematisch die Konstruktion eines Benzinmotors (der einfach als "Maschine" bezeichnet wird) 4 zeigt, der in einem Automobil zum Antreiben des Automobils montiert ist und dessen Regelsystem zeigt.
Die Maschine 4 enthält einen Zylinderblock 6 mit einem ersten Zylinder 8, einem zweiten Zylinder 10, einem dritten Zylinder 12 und einem vierten Zylinder 14. Ein Einlasskanal 20 ist mit jedem der Zylinder 8, 10, 12, 14 über einen Ansaugkrümmer 16 und einen Ausgleichsbehälter 18 verbunden. Eine Luftreinigungsvorrichtung 22 ist auf der stromabwärtigen Seite des Einlasskanals 20 vorgesehen und es wird Umgebungsluft in den Einlasskanal 20 über die Luftreinigungsvorrichtung 22 eingeführt.
Es sind Brennstoffeinspritzvorrichtungen 24, 26, 28, 30 entsprechend den jeweiligen Zylindern 8, 10, 12, 14 in dem Ansaugkrümmer 16 vorgesehen. Die Einspritzvorrichtungen 24, 26, 28, 30 bestehen aus solenoidbetriebenen Ventilen, die angetrieben werden, um geöffnet zu werden oder geschlossen zu werden, und zwar mit einem geregelten Strom, der an diese angelegt wird, und diese dienen dazu, Brennstoff auszustoßen, der unter Druck von einem Brennstofftank 31 mit Hilfe einer Brennstoffpumpe (nicht gezeigt) zugeführt wird. Der durch die Einspritzvorrichtungen 24, 26, 28, 30 eingespritzte Brennstoff wird mit der Ansaugluft in dem Ansaugkrümmer 16 gemischt, um eine Luft-Brennstoff-Mischung zu erzeugen. Die Luft-Brennstoff-Mischung wird in eine Verbrennungskammer von jedem der Zylinder 8, 10, 12, 14 über eine entsprechende Einlassöffnung (nicht gezeigt) eingeführt, die geöffnet wird, wenn ein Einlassventil (nicht gezeigt), welches für jeden Zylinder 8, 10, 12, 14 vorgesehen ist, geöffnet wird. Unter der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung, die an späterer Stelle beschrieben wird, wird die Länge oder Dauer der Brennstoffeinspritzzeit (die Dauer der Brennstoffeinspritzung) der Einspritzvorrichtungen 24, 26, 28, 30 basierend auf einem Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses (der äquivalent einem Rückkopplungskorrekturwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses ist) auf der Grundlage eines Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwertes KG usw. gesteuert.
Eine Drosselklappe 32 zum Einstellen der Ansaugluftströmungsrate oder des spezifischen Volumens der Ansaugluft ist in dem Einlasskanal 20 vorgesehen, und zwar stromabwärts von dem Ausgleichsbehälter 18. Die Drosselklappe 32 wird durch einen Drosselklappenmotor 34 angetrieben (geöffnet und geschlossen), der in dem Einlasskanal 20 vorgesehen ist, so dass deren Öffnung oder Drosselklappenöffnung TA in gewünschter Weise eingestellt wird. Ein Drosselklappensensor 36, der in der Nachbarschaft der Drosselklappe 32 gelegen ist, dient dazu, die Drosselklappenöffnung TA zu detektieren und erzeugt ein Signal entsprechend der Drosselklappenöffnung TA.
Auch ist ein Gaspedal 38 in einem Fahrerraum des Automobils vorgesehen und ein Gaspedalsensor 40 ist dafür vorgesehen, um das Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals 38 zu detektieren oder eine Gaspedalposition PDLA zu detektierten. Eine elektronische Steuereinheit (im Folgenden als "ECU" bezeichnet) 50 wird an späterer Stelle beschrieben und steuert den Drosselklappenmotor 34 basierend auf der Gaspedalposition PDLA und anderer Größen, um die Drosselklappenöffnung TA in Einklang mit den Fahrbedingungen oder Fahrzuständen einzustellen. Wenn es erforderlich ist, wird die Drosselklappenöffnung TA so eingestellt, dass die Maschinenlast fixiert wird, wie dies an späterer Stelle beschrieben wird.
Eine variable Ventilzeitsteuervorrichtung (im Folgenden abgekürzt mit "VVT") 52 ermöglicht es einer Einlasskurbelwelle (nicht gezeigt), die Einlassnocken besitzt, welche die Anhebegröße oder das Anhebeausmaß der Einlassventile bestimmen, relativ zu der Maschinenkurbelwelle (nicht gezeigt) gedreht zu werden. Die VVT 52 ist auch dafür ausgebildet, um die Ventilzeitsteuerung der Einlassventile abhängig von den Betriebsbedingungen der Maschine 4 zu ändern, um auf diese Weise die Einstellung der Ventilüberlappung mit den Abgasventilen zuzulassen. Die Ventilzeitsteuerung wird basierend auf der Phase θ der Rotation der Eingangsnockenwelle erhalten, die durch den Nockenwinkelsensor 54 detektiert wird.
Ein Abgaskanal 62 ist mit jedem der Zylinder 8, 10, 12, 14 über einen Abgaskrümmer 60 verbunden. Der Abgaskanal 62 ist mit einem Katalysatorkonverter 64 und einem Auspufftopf 66 ausgestattet. Das Abgas, welches durch den Abgaskanal 62 strömt, verläuft durch den Katalysatorkonverter 64 und den Auspufftopf 66 und wird dann nach außen zum Fahrzeug hin ausgetragen.
Ein Luftströmungsmessgerät 68 ist zwischen der Luftreinigungsvorrichtung 22 und der Drosselklappe 32 in dem Einlasskanal 20 vorgesehen. Das Luftströmungsmessgerät 68 detektiert die Strömungsrate GA der Ansaugluft, die in die Verbrennungskammer von jedem Zylinder 8, 10, 12, 14 eingeführt wird, und erzeugt ein Signal, welches die Ansaugluftströmungsrate GA wiedergibt.
Ein Zylinderkopf 6a der Maschine 4 ist mit Zündkerzen 70, 72, 74, 76 ausgestattet, entsprechend dem jeweiligen Zylinder 8, 10, 12, 14. Die Zündkerzen 70, 72, 74, 76 werden jeweils von Zündspulen 70a, 72a, 74a, 76a begleitet, um ein direktes Zündsystem zu bilden, welches keinen Verteiler verwendet. Jede der Zündspulen 70a, 72a, 74a, 76a arbeitet, um eine Hochspannung, die bei Unterbrechung eines primärseitigen Stromes erzeugt wird, der von einer Zündtreiberschaltung innerhalb der ECU 50 zugeführt wird, direkt an die entsprechenden Zündkerzen 70, 72, 74, 76 in einer geeigneten Zündzeitsteuerung anzulegen.
Ein Sauerstoffsensor 80 ist stromaufwärts von dem Katalysatorkonverter 64 innerhalb des Abgaskanals 62 gelegen. Der Sauerstoffsensor 80 erzeugt ein Signal Vox, welches das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Luft-Brennstoff-Mischung wiedergibt, welches in den Komponenten des Abgases erscheint. Eine Luft-Brennstoff-Regelung, die an späterer Stelle beschrieben wird, wird basierend auf dem Signal Vox durchgeführt, so dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis geregelt wird, indem in geeigneter Weise die eingespritzte Brennstoffmenge erhöht oder reduziert wird.
Ein Maschinendrehzahlsensor 90 erzeugt ein Impulssignal entsprechend der Maschinendrehzahl NE der Maschine 4, basierend auf der Drehzahl der Kurbelwelle der Maschine 4, und ein Zylinderidentifizierungssensor 92 erzeugt ein Impulssignal als ein Bezugssignal für jeden spezifizierten Kurbelwinkel während der Drehung der Kurbelwelle, um jeden der Zylinder 8, 10, 12, 14 zu identifizieren. Die ECU 50 berechnet die Maschinendrehzahl NE und den Kurbelwinkel und führt auch eine Zylinderidentifikation durch, basierend auf den Ausgangssignalen aus dem Maschinendrehzahlsensor 90 und dem Zylinderidentifizierungssensor 92.
Ein Wassertemperatursensor 94 zum Detektieren der Maschinenkühlwassertemperatur ist in dem Zylinderblock 6 vorgesehen und erzeugt ein Signal, welches die Kühlmitteltemperatur THW anzeigt. Ein Schiebepositionssensor 96 ist in einem Getriebe vorgesehen, welches nicht veranschaulicht ist, und arbeitet, um ein Signal zu erzeugen, welches die Schiebeposition SHFTP anzeigt. Dieses Getriebe besteht aus einem kontinuierlich variablen Getriebe und die Schiebeposition wird durch die ECU 50 gesteuert.
Verdampfter Brennstoff, der in dem Brennstofftank 31 auftritt, wird zu einem Kanister 98 über ein Dampfrohr 31a geleitet. Der Kanister 98 und der Ausgleichsbehälter 18 sind miteinander über ein Ausblasrohr 98a verbunden. Ein Ausblassteuerventil 99 ist in der Mitte des Ausblasrohres 98a montiert. Die Öffnung des Ausblassteuerventils 99 wird abhängig vom Betriebszustand der Maschine 4 eingestellt und es wird verdampfter Brennstoff ausgeblasen oder in den Ausgleichstank 18 nach Bedarf ausgetragen.
Um nun auf das Blockschaltbild von 2 einzugehen, so wird die Konstruktion eines Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelgerätes der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und dessen Steuersystem oder Regelsystem beschrieben.
Die ECU 50 enthält eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 50a, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 50b, einen Speicher (ROM) 50c mit wahlfreiem Zugriff, einen Backup-RAM 50d und andere Komponenten. Die ECU 50 besteht aus einer Logikeinheit oder -schaltung, in der die oben angegebenen Komponenten 50a–50d mit einer Eingangsschaltung 50e, einer Ausgangsschaltung 50f und anderen Schaltungen über einen Zweirichtungsbus 50g verbunden sind. Der ROM 50b speichert verschiedene Steuer- oder Regelprogramme, wie beispielsweise eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung oder Rückkopplungssteuerung, Ausblassteuerung und Drosselklappenöffnungssteuerung, wie dies an späterer Stelle beschrieben wird, und verschiedene Typen an Daten. Der RAM 50c speichert zeitweilig Betriebsergebnisse der CPU 50a, die bei den verschiedenen Steuer- oder Regeloperationen erhalten werden, und andere Daten.
Die Eingangsschaltung 50e, die als ein Eingangsinterface dient, enthält einen Puffer, eine Wellenformformungsschaltung, einen A/D-Umsetzer und andere Einrichtungen. An die Eingangsschaltung 50e sind jeweils angeschlossen der Drosselklappensensor 36, der Gaspedalpositionssensor 40, der Nockenwinkelsensor 54, das Luftströmungsmessgerät 68, der Sauerstoffsensor 80, der Maschinendrehzahlsensor 90, der Zylinderidentifizierungssensor 92, der Wassertemperatursensor 94, der Schiebepositionssensor 96, Leitungen, welche Zündbestätigungssignale IGf der jeweiligen Zündspulen 70a, 72a, 74a, 76a und anderer Sensoren übertragen. Die Ausgangssignale der jeweiligen Sensoren werden in digitale Signale umgesetzt, die dann über den Zweirichtungsbus 50g übertragen werden und in die CPU 50a eingelesen werden.
Auf der anderen Seite enthält die Ausgangsschaltung 50f verschiedene Treiberschaltungen und es sind die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 24, 26, 28, 30, VVT 32, die Zündspulen 70a, 72a, 74a, 76a, der Drosselklappenmotor 34, das Ausblassteuerventil 99 und andere Betätigungsvorrichtungen mit der Ausgangsschaltung 50f verbunden. Die ECU 50 führt arithmetische Operationen basierend auf den Ausgangssignalen von den jeweiligen Sensoren durch und steuert oder regelt die oben angegebenen Komponenten oder Betätigungsvorrichtungen.
Beispielsweise berechnet die ECU 50 eine Last der Maschine 4 basierend auf der Ansaugluftströmungsrate GA, wie sie durch das Luftströmungsmessgerät 68 detektiert wird, und steuert auch die Menge und die Zeitgabe der Brennstoffeinspritzung, die durch die Einspritzvorrichtungen 24, 26, 28, 30 durchgeführt wird, und die Ventilzeitsteuerung von VVT 32 und auch die Zündungszeitsteuerung der Zündspulen 70a, 72a, 74a, 76a abhängig von der Maschinenlast und der Maschinendrehzahl NE. Die ECU 50 korrigiert dann die Brennstoffmenge, die durch die Einspritzvorrichtungen 24, 26, 28, 30 eingespritzt werden soll, indem sie diese erhöht oder reduziert, basierend auf dem Luft-Brennstoff-Verhältnis, welches durch den Sauerstoffsensor 80 detektiert wurde, um in exakter Weise das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Luft-Brennstoff-Mischung zu regeln. Der Zylinderblock 6 ist auch mit einem Klopfsensor ausgestattet, der nicht veranschaulicht ist, und die ECU 50 führt eine Klopfsteuerung durch, um in geeigneter Weise die Zündzeitsteuerung so zu steuern oder zu regeln, um ein klopfen zu verhindern.
Um nun als Nächstes auf die Flussdiagramme von 3 bis 11 einzugehen, sollen nun die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung und deren zugeordnete Routinen, die durch die ECU 50 auszuführen sind, im Folgenden beschrieben werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Schrittzahlen in einem Flussdiagramm, die jeder Routine entsprechen, mit "S~" bezeichnet sind.
Zu Beginn sollen ein Rückkopplungskorrekturfaktor des Luft-Brennstoff-Verhältnisses FAF und eine Berechnungsroutine, wie sie in dem Flussdiagramm von 3 gezeigt ist, erläutert werden. Diese Routine wird wiederholt jede eingestellte Zeitperiode oder Intervall ausgeführt.
Wenn die Routine einmal gestartet ist, wird der Schritt S110 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Regelbedingungen für das Luft-Brennstoff-Verhältnis erstellt sind. Wenn die Regelbedingungen nicht erstellt sind ("NEIN" bei dem Schritt S110), wird der Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses bei dem Schritt S120 auf 1,0 gesetzt und es wird der Mittelwert FAFAV des Rückkopplungskorrekturfaktors FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses auf 1,0 gesetzt, was bei dem Schritt S130 erfolgt.
Wenn die Regelbedingungen erstellt sind ("JA" bei dem Schritt S110), wird der Schritt S140 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Ausgangsspannung Vox des Sauerstoffsensors 80 größer ist als oder gleich ist mit 0,45 V, was eine Anzeige liefert, wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis fett ist. Wenn die Ausgangsspannung Vox größer ist als oder gleich ist mit 0,45 V ("JA" bei dem Schritt S140), was eine Anzeige liefert, dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis fett ist, wird der Schritt S150 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Luft-Brennstoff-Verhältnis in dem letzten Zyklus der Steuerroutine mager war. Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis bei dem letzten Zyklus mager war ("JA" bei dem Schritt S150), wobei sich das Luft-Brennstoff-Verhältnis von mager nach fett ändert, wird der Wert des Rückkopplungskorrekturfaktors FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses auf eine Variable FAFL in dem RAM 50c bei dem Schritt S160 gestellt. Der Schritt S170 wird dann ausgeführt, um einen Sprungwert S (skip value) von dem Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses zu subtrahieren. Auf diese Weise wird der Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses um den Sprungbetrag S reduziert, wie dies in 13 gezeigt ist.
Wenn jedoch die Ausgangsspannung Vox kleiner ist als 0,45 V ("NEIN" bei dem Schritt S140), was anzeigt, dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis mager ist, wird der Schritt S180 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Luft-Brennstoff-Verhältnis bei dem letzten Zyklus der Routine fett war. Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis bei dem letzten Zyklus fett war ("JA" bei dem Schritt S180), was anzeigt, dass sich das Luft-Brennstoff-Verhältnis von fett nach mager geändert hat, wird der Wert des Rückkopplungskorrekturfaktors FAF auf eine Variable FAFT eingestellt, und zwar in dem RAM 50c, was bei dem Schritt S190 erfolgt. Es wird dann der Schritt S200 ausgeführt, um einen Sprungwert S (skip value) zu dem Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses hinzu zu addieren. Auf diese Weise wird der Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses um den Sprungwert S erhöht, wie dies in 13 gezeigt ist.
Auf den Schritt S170 oder den Schritt S200 folgt der Schritt S210, bei dem der Mittelwert FAFAV der Variablen FAFL und die Variable FAFR gemäß dem folgenden Ausdruck (1) berechnet werden. FAFAV = (FAFL + FAFR)/2 ...(1)
Nachfolgend wird ein Sprungflag XSKIP auf 1 gesetzt, was bei dem Schritt S200 erfolgt.
Bei dem Schritt S150 wird bestimmt, dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis in dem letzten Steuerzyklus fett war ("NEIN" bei dem Schritt S150), es wird der Schritt S230 ausgeführt, um einen Wert K von dem Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses zu subtrahieren. Es sei darauf hingewiesen, dass der Wert K in ausreichender Weise kleiner ist als der Sprungwert S. Somit wird der Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses allmählich oder schrittweise vermindert, wie dies in 13 gezeigt ist.
Wenn bei dem oben erwähnten Schritt S180 bestimmt wird, dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis in dem letzten Steuerzyklus oder Regelzyklus mager war ("NEIN" bei dem Schritt S180), wird der Schritt S240 ausgeführt, um den Wert K zu dem Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses zu addieren. Somit wird der Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses allmählich oder schrittweise erhöht, wie dies in 13 gezeigt ist.
Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis fett wird und wenn FAF reduziert wird, wie dies oben beschrieben wurde, wird die Brennstoffeinspritzzeit TAU, wie noch später beschrieben wird, verkürzt. Wenn jedoch das Luft-Brennstoff-Verhältnis mager wird und FAF erhöht wird, wird die Brennstoffeinspritzzeit TAU vergrößert. Auf diese Weise wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf einem Ziel- oder Soll-Luft-Brennstoff- Verhältnis (dem stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis bei der vorliegenden Ausführungsform) gehalten.
Nach der Vervollständigung des Schrittes S130, des Schrittes S220, des Schrittes S230 oder des Schrittes S240 wird die Berechnungsroutine für den Rückkopplungskorrekturfaktor FAF des Luft-Brennstoff-Verhältnisses, wie in 3 gezeigt ist, beendet und es wird eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichroutine, wie dies in den Flussdiagrammen von 4 und 5 gezeigt ist, ausgeführt.
Während der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichroutine wird der Schritt S302 zu Beginn ausgeführt, um eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone "j" zu bestimmen. Die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone "j" wird aus einer Vielzahl von Eichzonen ausgewählt, die abhängig von dem Wert der Maschinenlast konfiguriert sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Ansaugluftströmungsrate GA als die Maschinenlast verwendet und es werden vier Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzonen (j = 1, 2, 3, 4) erstellt, die vier Abschnitten innerhalb des Bereiches von 0% bis 100% der maximalen Ansaugluftströmungsrate entsprechen.
In der zuvor erläuterten Weise wird bei dem Schritt S302 die momentane Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone "j" bestimmt, und zwar basierend auf der Ansaugluftströmungsrate GA, die durch das Luftströmungsmessgerät 68 detektiert wurde.
Es wird dann der Schritt S304 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die momentane Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone "j" die gleiche ist wie die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone " j0" in dem letzten Zyklus der Steuer- oder Regelroutine. Wenn " j" nicht gleich ist "j0" ("NEIN" bei dem Schritt S304), was anzeigt, dass die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone verschieden ist von der einen, die in dem letzten Zyklus bestimmt wurde, wird " j" auf " j0" bei dem Schritt S306 gesetzt und es wird ein Sprungzähler CSKIP bei dem Schritt S308 gelöscht.
Wenn jedoch bei dem Schritt S304 bestimmt wird, dass " j" das Gleiche ist wie " j0" ("JA" bei dem Schritt S304), was anzeigt, dass die Maschine in der gleichen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone in ihrem Betrieb gehalten wird, wird der Schritt S310 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichbedingungen erfüllt sind. Wenn die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichbedingungen nicht erfüllt sind ("NEIN" bei dem Schritt S310), verläuft der Regelfluss zu dem Schritt S308, wie oben beschrieben ist.
Wenn die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichbedingungen erfüllt sind ("JA" bei dem Schritt S310), wird der Schritt S320 ausgeführt, um zu bestimmen, ob ein Sprungflag XSKIP gesetzt ist. Wenn XSKIP gleich ist 1 ("JA" bei dem Schritt S320), wird das Sprungflag XSKIP bei dem Schritt S330 zurückgestellt (XSKIP = 0) und es wird der Sprungzähler CSKIP bei dem Schritt S332 inkrementiert.
Es wird dann der Schritt S334 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Wert des Sprungzählers CSKIP größer ist als oder gleich ist mit einer spezifizierten Zahl von Sprüngen (skips) KCSKIP. Wenn CSKIP größer ist als oder gleich ist mit KCSKIP (CSKIP ≥ KCSKIP) ("JA" bei dem Schritt S334), was anzeigt, dass der Sprungvorgang die spezifizierte Anzahl von Malen KCSKIP in der gleichen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone wiederholt wurde, wird dann der Schritt S340 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Entleerungsrate oder Ausblasrate PGR gleich Null ist oder nicht. Wenn die Ausblasrate PGR während des Betriebes Null ist, wird das Ausblassteuerventil 99 nicht geöffnet und es wird der Brennstoffdampf in die Ansaugluft ausgeblasen.
Wenn jedoch die Ausblasrate PGR nicht gleich 0 ist ("NEIN" bei dem Schritt S340), was anzeigt, dass der Ausblasvorgang durchgeführt wird, verläuft der Regefluss zu einer Ausblaskonzentrationseichroutine (was an späterer Stelle beschrieben wird), wie dies in 6 gezeigt ist.
Wenn die Ausblasrate PGR gleich ist 0 ("JA" bei dem Schritt S340), was anzeigt, dass der Ausblasvorgang nicht eingeleitet wird, wird eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung durch Ausführen der Schritte S350 bis S380 durchgeführt.
Der Schritt S350 wird zu Beginn ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Mittelwert FAFAV des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF größer ist als oder gleich ist mit 1,02. Wenn der Mittelwert FAFAV größer ist als oder gleich ist mit 1,02 ("JA" bei dem Schritt S350), wird ein bestimmter Wert X zu einem Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert KGj hinzu addiert, der der momentanen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone "j" zugeordnet ist, was bei dem Schritt S360 erfolgt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert in Bezug auf jede der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzonen "j" in der oben beschriebenen Weise vorgesehen. Bei dem Schritt S360 wird der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert KGj entsprechend der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone "j", die bei dem Schritt S302 bestimmt wurde, auf den neuesten Stand gebracht.
Wenn jedoch bei dem Schritt S350 bestimmt wird, dass der Mittelwert FAFAV kleiner ist als 1,02 ("NEIN" bei dem Schritt S350), wird der Schritt S370 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Mittelwert FAFAV des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF kleiner ist als oder gleich ist mit 0,98. Wenn der Mittelwert FAFAV größer ist als oder gleich ist mit 0,98 ("JA" bei dem Schritt S370), wird ein bestimmter Wert X von dem Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert KGj subtrahiert, entsprechend der momentanen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone "j", was bei dem Schritt S380 stattfindet.
Wenn der Mittelwert FAFAV zwischen 0,98 und 1,02 liegt ("NEIN" bei dem Schritt S370), also spezifisch 0,98 < FAFAV < 1,02, wird der Schritt S382 ausgeführt, um ein Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOKj zu setzen, entsprechend der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone "j". Der Regelfluss verläuft dann zu dem nächsten Schritt S390 ohne Erneuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwertes KGj. Der Schritt S390 wird auch dann ausgeführt, wenn eine negative Entscheidung "NEIN" bei dem Schritt S320 oder bei dem Schritt S334 erhalten wird, oder nachdem der Schritt S360 oder der Schritt S380 ausgeführt wurde.
Bei dem Schritt S390 wird bestimmt, ob die Maschine 4 gestartet wird. Wenn die Maschine gestartet wird ("JA" bei dem Schritt S390), wird bei dem Schritt S400 ein Inizialisierungsprozess für die Eichung der Ausblaskonzentration durchgeführt. Während dieses Inizialisierungsprozesses werden die Ausblaskonzentration FGPG pro Einheit der Ausblasrate und Ausblaszeitzählwert CPGE auf Null gestellt.
Wenn bei dem Schritt S390 eine negative Entscheidung "NEIN" erhalten wird oder nachdem der Inizialisierungsprozess des Schrittes S400 ausgeführt worden ist, verläuft der Regelfluss zu einer Brennstoffeinspritzzeitberechnungsroutine, wie dies in dem Flussdiagramm von 7 gezeigt ist.
Als Nächstes wird die Ausblaskonzentrationseichroutine, die auszuführen ist, wenn bei dem Schritt S340 eine negative Entscheidung "NEIN" erhalten wird, unter Hinweis auf das Flussdiagramm von 6 beschrieben.
Die Routine von 6 wird mit dem Schritt S410 gestartet, bei dem der Ausblaszeitzählwert CPGR um 1 inkrementiert wird. Da der Ausblaszeitzählwert CPGR auf 0 gesetzt wird, wenn die Maschine gestartet wird, wie dies oben beschrieben wurde, stellt der Ausblaszeitzählwert CPGR das Zeitintervall dar, während welchem der Ausblasvorgang nach dem Start der Maschine durchgeführt wird.
Es wird dann der Schritt S420 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Ausblasrate PGR größer ist als oder gleich ist mit 0,5%. Wenn PGR größer ist als oder gleich ist mit 0,5% ("JA" bei dem Schritt S420), was anzeigt, dass die Ausblasrate PGR extrem klein ist, wird der Schritt S430 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Mittelwert FAFAV des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF innerhalb des vorbestimmten Bereiches 0,98 < FAFAV < 1,02 fällt. Wenn der Mittelwert FAFAV des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF innerhalb des vorbestimmten Bereiches ("JA" bei dem Schritt S430) liegt, spezifisch, wenn 0,98 < FAFAV < 1,02 ist, wird der Erneuerungsbetrag tFG der Ausblaskonzentration FGPG pro Ausblasrate bei dem Schritt S440 auf Null gesetzt.
Jedoch wird bei dem Schritt S430 bestimmt, dass der Mittelwert FAFAV des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt ("NEIN" bei dem Schritt S430), wenn also spezifisch FAFAV ≥ 1,02 oder FAFAV ≤ 0,98 ist, wird der Schritt S460 ausgeführt, um den Erneuerungsbetrag tFG der Ausblaskonzentration FGPG gemäß dem folgenden Ausdruck (2) zu berechnen: tFG = (1,0 – FAFAV)/PGR × a ...(2),worin "a" beispielsweise gleich 2 sein kann.
Spezifischer gesagt, wenn der Mittelwert FAFAV des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF außerhalb des vorbestimmten Bereiches von 0,98 bis 1,02 liegt, wird der Erneuerungsbetrag tFG auf eine Hälfte der Abweichung von FAFAV von 1,0 gesetzt. Auf diese Weise kehrt FAFAV allmählich oder schrittweise zurück, so dass es innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, wie dies in dem Zeitsteuerdiagramm von 14 gezeigt ist.
Wenn der Erneuerungsbetrag tFG bei dem Schritt S440 oder dem Schritt S460 bestimmt wird, wird dann der Schritt S462 ausgeführt, um den Ausblaskonzentrationseichzähler CFGPG zu inkrementieren und es wird der Schritt S520 ausgeführt, um den Erneuerungsbetrag tFG zu der Ausblaskonzentration FGPG hinzu zu addieren. Es wird dann die Brennstoffeinspritzzeitberechnungsroutine, wie dies in dem Flussdiagramm von 7 beschrieben ist, ausgeführt.
Es wird der Ausblaskonzentrationseichzähler CFGPG, der bei dem Schritt S462 inkrementiert wurde, in einer die Ausblaskonzentrationseichvervollständigung bestimmenden Routine (8) verwendet, die in dem gleichen Zyklus mit der Ausblaskonzentrationseichroutine wiederholt wird. Bei der die Ausblaskonzentrationseichvervollständigung bestimmenden Routine von 8 wird zu Beginn der Schritt S580 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Wert des Ausblaskonzentrationseichzählers CFGPG größer ist als eine spezifizierte Zahl von Malen KCFGPG. Wenn CFGPG kleiner ist als oder gleich ist mit KCFGPG ("NEIN" bei dem Schritt S580), wird die Routine beendet. Wenn CFGPG größer ist als KCFGPG ("JA" bei dem Schritt S580), wird in dem Schritt S590 ein Ausblaskonzentrationseichvervollständigungsflag XFGPGOK gesetzt und es wird die Routine beendet.
Um auf 6 zurückzukommen, wenn bei dem Schritt S420 bestimmt wird, dass PGR kleiner ist als 0,5 % ("NEIN" bei dem Schritt S420), wird der Schritt S530 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktor FAF größer ist als 1,1. Wenn FAF größer ist als 1,1 ("JA" bei dem Schritt S530), wird der Erneuerungsbetrag tFG auf einen bestimmten Wert "-Y" bei dem Schritt S540 eingestellt und der Regelverlauf geht zu dem Schritt S520, wie dies oben beschrieben ist.
Wenn bei dem Schritt S530 bestimmt wird, dass FAF gleich ist mit oder kleiner ist als 1,1 ("NEIN" bei dem Schritt S530), wird der Schritt S550 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktor FAF kleiner ist als 0,9. Wenn FAF kleiner ist als 0,9 ("JA" bei dem Schritt S550), wird der Erneuerungsbetrag tFG auf einen bestimmten Wert "Y" bei dem Schritt S560 gesetzt und der Regelverlauf geht zu dem Schritt S520, wie dies oben beschrieben ist.
Wenn bei dem Schritt S550 bestimmt wird, dass FAF größer ist als oder gleich ist mit 0,9 ("NEIN" bei dem Schritt S550), verläuft der Regelfluss zu der Brennstoffeinspritzzeitberechnungsroutine von 7.
Wenn durch den Erneuerungsbetrag tFG der Ausblaskonzentration FGPG eine Schwankung in dem Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktor FAF angezeigt wird, wenn die Ausblasrate PGR extrem klein ist, wird ein Fehler in der Ausblaskonzentration FGPG groß. Es wird daher in diesem Fall die Ausblaskonzentration FGPG durch einen bestimmten kleinen Erneuerungsbetrag "-Y" oder "Y" erneuert. Zusätzlich weicht für den Fall, bei dem der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktor FAF in einem großen Ausmaß in einer positiven oder negativen Richtung relativ zu 1,0 schwankt, FAF stark von 1,0 ab.
Als Nächstes wird die Brennstoffeinspritzzeitberechnungsroutine, wie sie in dem Flussdiagramm von 7 gezeigt ist, erklärt. Der Schritt S570 wird zu Beginn ausgeführ, um die Grundbrennstoffeinspritzzeit TP basierend auf der Maschinenlast (der Ansaugluftströmungsrate GA bei dieser Ausführungsform) und der Maschinendrehzahl NE zu berechnen. Es wird dann der Schritt S572 ausgeführt, um einen Korrekturfaktor FW zu berechnen, der für eine Erhöhung der Brennstoffmenge während der Aufwärmung der Maschine verwendet wird. Es wird dann der Schritt S574 ausgeführt, um einen Ausblas-A/F-Korrekturfaktor FPG anhand des folgenden Ausdruckes (3) zu berechnen: FPG = FGPG × PGR ...(3),worin FGPG die Ausblaskonzentration pro Einheit der Ausblasrate ist und PGR die Ausblasrate ist.
Es wird dann die Brennstoffeinspritzzeit TAU bei dem Schritt S576 gemäß dem folgenden Ausdruck (4) berechnet: TAU = TP × FW × (FAF + KGj – FPG) ...(4)
Es wird dann eine Ausblasregelung basierend auf der oben beschriebenen Ausblaskonzentrationseichroutine ausgeführt, wie dies in den 9 bis 11 beschrieben ist.
Die Flussdiagramme der 9 und 10 zeigen die Ausblasregelroutine. Die vorliegende Ausblaskonzentrationsroutine wird periodisch ausgeführt, indem die Brennstoffeinspritzroutine in regulären Intervallen unterbrochen wird.
Nach dem Start der Ausblasregelroutine wird bei dem Schritt S600 bestimmt, ob es an der Zeit ist, das Tastverhältnis der Treiberimpulse des Ausblassteuerventils 99 zu berechnen. Beispielsweise wird das Tastverhältnis alle 100 msec berechnet. Wenn es nicht an der Zeit ist, das Tastverhältnis zu berechnen ("NEIN" bei dem Schritt S600), wird eine Routine (11) zum Treiben des Ausblassteuerventils 99, was später beschrieben wird, bei dem Schritt S628 ausgeführt.
Wenn es jedoch an der Zeit ist, das Tastverhältnis zu berechnen ("JA" bei dem Schritt 5600), wird der Schritt S602 ausgeführt, um zu bestimmen, ob eine Ausblasbedingung 1 befriedigt wird, wobei bestimmt wird, ob das Aufwärmen der Maschine vervollständigt worden ist. Wenn die Ausblasbedingung 1 nicht befriedigt wird ("NEIN" bei dem Schritt S602), wird bei dem Schritt S618 ein Inizialisierungsprozess durchgeführt, es werden das Tastverhältnis DPG und die Ausblasrate PGR bei dem Schritt S620 auf 0 gestellt und es wird die Routine (11) zum Antreiben des Ausblassteuerventils 99 bei dem Schritt S628 ausgeführt.
Wenn jedoch die Ausblasbedingung 1 erfüllt ist ("JA" bei dem Schritt S602), wird der Schritt S604 ausgeführt, um zu bestimmen, ob eine Ausblasbedingung 2 erfüllt ist, wobei bestimmt wird, ob die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung durchführt wird. Wenn die Ausblasbedingung 2 nicht erfüllt wird ("NEIN" bei dem Schritt S604), verläuft der Regelfluss zu dem Schritt S620, wie dies oben beschrieben wurde.
Wenn die Ausblasbedingung 2 erfüllt ist ("JA" bei dem Schritt S604), wird bei dem Schritt S606 die vollständig Offen-Ausblasrate PGF gemäß dem folgenden Ausdruck (5) berechnet: PGF = (PGQ/GA) × 100 ...(5),worin PGQ die Ausblasmenge (Voll-Offen-Ausblasmenge) ist, wenn das Ausblassteuerventil 99 voll geöffnet ist.
Wie in 12 gezeigt ist, wird die Voll-Offen-Ausblasrate PGF im Voraus durch tatsächliche Messungen der Maschinendrehzahl NE und der Maschinenlast (bei dieser Ausführungsform die Ansaugluftströmungsrate GA) bestimmt, die in dem ROM 50b gespeichert ist. In 12 ist der Trend der nummerischen Werte der Voll-Offen-Ausblasrate PGF durch die Kontur von ebenen Linien ausgedrückt. Aus 12 kann entnommen werden, dass die Voll-Offen-Ausblasrate PGF dazu neigt, zuzunehmen, wenn die Ansaugluftströmungsrate GA abnimmt, und dass die Voll-Offen-Ausblasrate PGF dazu neigt, abzunehmen, wenn die Ansaugluftströmungsrate GA zunimmt. Wenn die Voll-Offen-Ausblasrate PGF dazu neigt, zuzunehmen, wird die Maschinendrehzahl NE reduziert. In einem Abschnitt des Plans oder der Speicherabbildung, in welchem die Ansaugluftströmungsrate GA extrem groß ist, neigt Voll-Offen-Ausblasrate PGF dazu, abzunehmen, wenn die Maschinendrehzahl NE abgesenkt wird.
Nachfolgend wird der Schritt S608 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktor FAF zwischen dem unteren Grenzwert KFAFmin (= 0,85) und dem oberen Grenzwert KFAFmax (= 1,15) liegt. Wenn KFAFmin < FAF < KFAFmax ist ("JA" bei dem Schritt S608), was anzeigt, dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische (A/F)-Verhältnis geregelt ist, wird der Schritt S610 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Strömungsrate PGR Null ist.
Da vor dem Starten PGR gleich ist mit 0 ("JA" bei dem Schritt S610), wird die Ausblasrate PGR0, die unmittelbar vor der Aufhebung der Ausblasregelung erstellt wurde, auf die Ausblasrate PGR zurückgestellt, um bei dem Schritt S612 die Ausblasrate wieder einzustellen oder wieder zu erreichen. Wenn die Ausblasbedingung 1 und die Ausblasbedingung 2 zum ersten Mal erfüllt werden, und zwar nach dem Start der Maschine 4, wurde bei dem Schritt S618 die Ausblasrate PGR0 auf Null initialisiert. Es wird daher in diesem Fall die Ausblasrate PGR bei dem Schritt S612 gleich gemacht mit 0. Wenn der Ausblasvorgang wieder hergestellt worden ist oder erneut gestartet worden ist, und zwar nach einer Unterbrechung während eines fortlaufenden Betriebes der Maschine 4, wird die Ausblasrate PGR0 auf die Ausblasrate PGR eingestellt, bevor eine tatsächliche Unterbrechung der Ausblasregelung bei dem Schritt S612 erfolgt.
Auf den Schritt S612 folgt der Schritt S614. Der Schritt S614 wird auch dann ausgeführt, wenn der Ausblasvorgang bereits ausgeführt wurde mit einem PGR größer als 0 und bei dem Schritt S610 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird.
Bei dem Schritt S614 wird eine Zielausblasrate tPGR gemäß dem folgenden Ausdruck (6) berechnet: tPGR = PGR + KPGRu ...(6),worin KPGRu ein bestimmter Wert ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn KFAFmin < FAF < KFAFmax ist, die Zielausblasrate tPGR schrittweise alle 100 msec zunimmt. In Bezug auf die Zunahme in der Zielausblasrate tPGR wird der obere Grenzwert P (beispielsweise 6%) erstellt.
Wenn bei dem Schritt S608 bestimmt wird, dass FAF größer ist als oder gleich ist mit KFAFmax (FAF ≥ KFAFmax) oder FAF größer ist als oder gleich ist KFAFmin (FAF ≤ KFAFmin) ("NEIN" bei dem Schritt S608), wird bei dem Schritt S616 die Zielausblasrate tPGR gemäß dem folgenden Ausdruck (7) berechnet: tPGR = PGR – KPGRd ...(7),worin KPGRd ein bestimmter Wert ist.
Wenn nämlich das Luft-Brennstoff-Verhältnis nicht auf dem stöchiometrischen (A/F)-Verhältnis gehalten werden kann, und zwar auf Grund des Ausblasens von verdampftem Brennstoff, wird die Zielausblasrate tPGR reduziert. In Bezug auf die Zielausblasrate TPGR wird der untere Grenzwert R (R = 0%) erstellt.
Nachfolgend dem Schritt S614 oder dem Schritt S616, die oben beschrieben sind, wird der Schritt S622 ausgeführt, um das Tastverhältnis DPG der Treiberimpulse des Ausblassteuerventils 99 gemäß dem folgenden Ausdruck (8) zu berechnen: DPG = (tPGR/PGF) × 100 ≤ 100% ...(8),worin "≤ 100%" bedeutet, dass die obere Grenze des berechneten Werts gleich 100% ist.
Gemäß dem zuvor angegebenen Ausdruck (8) wird das Tastverhältnis DPG der Treiberimpulse des Ausblassteuerventils 99, das heißt das Öffnen des Ausblassteuerventils 99, in Einklang mit dem Verhältnis der Zielausblasrate tPGR zu der Voll-Offen-Ausblasrate PGF gesteuert. Wenn somit das Öffnen des Ausblassteuerventils 99 abhängig von dem Verhältnis der Zielausblasrate tPGR zu der Voll-Offen-Ausblasrate PGF gesteuert wird, kann die aktuelle oder tatsächliche Ausblasrate auf der Zielausblasrate gehalten werden, und zwar ungeachtet den Betriebsbedingungen der Maschine 4 und dem Wert der Zielausblasrate tPGR.
Wenn beispielsweise tPGR gleich ist 2% und PGF gleich ist 10% unter den momentanen Betriebsbedingungen der Maschine 4, ist DPG gleich 20% und die tatsächliche Ausblasrate wird gleich 2%. Wenn PGF gleich 5% ist, und zwar auf Grund von Änderungen in den Maschinenbetriebsbedingungen, wird DPG gleich 40% und die Ausblasrate wird gleich 2%. Solange also die Zielausblasrate tPGR gleich 2% ist, wird die tatsächliche Ausblasrate auf 2% gehalten, und zwar ungeachtet den Betriebsbedingungen der Maschine 4.
Bei dem nächsten Schritt S624 wird die tatsächliche oder aktuelle Ausblasrate PGR gemäß dem folgenden Ausdruck (9) berechnet. PGR = PGF × (DPG/100) ...(9)
Das Tastverhältnis DPG wird durch den Ausdruck (8) in der oben beschriebenen Weise wiedergegeben und, wenn die Zielausblasrate tPGR größer wird als die Voll-Offen-Ausblasrate PGF, würde das Tastverhältnis DPG größer als 100% sein. Jedoch liegt die obere Grenze des Tastverhältnisses DPG bei 100%, wie dies durch den Ausdruck (8) angezeigt wird, da das Tastverhältnis DPG 100% nicht überschreiten kann. Damit wird die tatsächliche Ausblasrate PGR kleiner gemacht als die Zielausblasrate tPGR. Es wird demzufolge die tatsächliche oder aktuelle Ausblasrate PGR gemäß dem Ausdruck (9) bestimmt.
Es wird dann der Schritt S626 ausgeführt, um das Tastverhältnis DPG auf DPG0 zu setzen und um die Ausblasrate PGR auf PGR0 zu setzen.
Als Nächstes wird die Routine (S628) zum Treiben des Ausblassteuerventils 99 ausgeführt. Die Ausblassteuerventiltreiberroutine soll nun unter Hinweis auf das Flussdiagramm von 11 beschrieben werden.
Bei der Ausblassteuerventiltreiberroutine wird zu Beginn der Schritt S630 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der momentane Zyklus in einer Tastverhältnisausgabeperiode liegt, speziell, ob ein Treiberimpuls des Ausblassteuerventils 99 sich in einer Anstiegszeit befindet. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Tastverhältnisausgabeperiode 100 msec.
Wenn der momentane Zyklus in einer Tastverhältnisausgabeperiode liegt ("JA" bei dem Schritt S630), wird der Schritt S632 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Tastverhältnis DPG Null ist. Wenn DPG gleich Null ist ("JA" bei dem Schritt S632), wird der Treiberimpuls YEVP des Ausblassteuerventils 99 AUS-geschaltet, was bei dem Schritt S640 erfolgt. Wenn DPG nicht gleich ist 0 ("NEIN" bei dem Schritt S632), wird der Treiberimpuls YEVP des Ausblassteuerventils 66 bei dem Schritt S634 EIN-geschaltet. Es wird dann der Schritt S636 ausgeführt, um die AUS-Zeit TDPG des Treiberimpulses zu berechnen, und zwar anhand des folgenden Ausdruckes (10): TDPG = DPG + TIMER ...(10),worin TIMER die laufende Zeit oder der momentane Zeitpunkt ist.
Wenn bei dem Schritt S630 bestimmt wird, dass der momentane Zyklus nicht in einer Tastverhältnisausgabeperiode liegt ("NEIN" bei dem Schritt S630), wird der Schritt S638 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die laufende Zeit oder momentane Zeitpunkt TIMER die AUS-Zeit TDPG des Treiberimpulses ist. Wenn TDPG nicht gleich ist mit TIMER ("NEIN" bei dem Schritt S638), wird die Routine beendet. Wenn jedoch TDPG gleich ist mit TIMER ("JA" bei dem Schritt S638), wird der Treiberimpuls YEVP bei dem Schritt S640 AUS-geschaltet und die gegenwärtige Routine wird beendet.
Wenn die Ausblassteuerung in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wird, wird das Öffnen des Ausblassteuerventils 99 gesteuert.
Als Nächstes wird die Drosselklappenöffnungssteuerung beschrieben, die gleichlaufend mit folgendem durchgeführt wird: der oben beschriebenen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung, bei der der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktor FAF berechnet wird, der Ausblassteuerroutine, der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernroutine und der Ausblaskonzentrationslemroutine.
Die Drosselklappenöffnungssteuerungsroutine ist in den Flussdiagrammen von 15 bis 20 gezeigt. Beispielsweise wird die Drosselklappenöffnungssteuerroutine wiederholt bei regulären Intervallen ausgeführt.
Zu Beginn wird eine Steuerschiebeposition SHIFT, die bei dem letzten Zyklus der Steuerroutine berechnet wurde, auf eine Variable SHIFT0 in dem RAM 50c bei dem Schritt S700 gestellt. Bei dem Schritt S704 wird eine Zieldrosselklappenöffnung TTA, die in dem letzten Zyklus erhalten wurde, auf eine Variable TTA0 in dem RAM 50c gesetzt.
Bei dem Schritt S710 wird eine Drosselklappenöffnung TAT, die in dem letzten Zyklus der Routine berechnet wurde und keiner Lastfixieroperation unterworfen wurde (die als "nicht fixierte Drosselklappenöffnung" bezeichnet wird) auf eine Variable TAT0 in dem RAM 50a eingestellt.
Als Nächstes werden die Gaspedalposition PDLA, die Schiebeposition SHFTP und die Wassertemperatur THW, die durch den Beschleunigungspositionssensor 40 bzw. den Schiebepositionssensor 96 bzw. den Wassertemperatursensor 94 detektiert wurden, gelesen. Auch wird die Änderungsrate DLPDLA zwischen der Gaspedalposition PDLA in dem letzten Zyklus und der Gaspedalposition PDLA in dem momentanen Zyklus berechnet. Basierend auf diesen Werten PDLA, SHFTP, THW und DLPDLA wird eine neue nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT aus einem Plan oder Speicherabbild f1 erhalten und bei dem Schritt S720 in dem ROM 50b gespeichert.
Basierend auf der Variablen TAT0 (im Folgenden als "nicht fixierte Drosselklappenöffnung des letzten Zyklus" bezeichnet), die die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT wiedergibt, welche in dem letzten Zyklus erhalten wurde, und basierend auf der Maschinendrehzahl NE, werden der Ladungswirkungsgrad KLTAT der Maschine 4 (im Folgenden als "nicht fixierter Dauerzustandsladungswirkungsgrad" bezeichnet), der in einem Dauerzustand unter der gegenwärtigen Maschinendrehzahl NE abgegriffen wurde, und die letzte nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT0 aus einem Plan oder Speicherabbild f2 erhalten, der in dem ROM 50b gespeichert ist, was bei dem Schritt S720 erfolgt.
Bei dem Schritt S740 wird eine Ansprechverzögerungszeitkonstante (im Folgenden als "nicht fixierte Zeitkonstante" bezeichnet) NSMT, die bei der Regelung der Ansaugluftströmungsrate durch die Drosselklappe 32 verwendet wird, aus einem Plan oder Speicherabbild f3 erhalten, der bzw. welches in dem ROM 50b gespeichert ist, und zwar basierend auf dem nicht fixierten Dauerzustandsladungswirkungsgrad KLTAT und der Maschinendrehzahl NE. Die nicht fixierte Zeitkonstante NSMT, die auf diese Weise erhalten wurde, besteht aus einer positiven ganzen Zahl. Der nicht fixierte Ladungswirkungsgrad KLCRTT wird bei dem Schritt S750 gemäß dem folgenden Ausdruck (11) berechnet: KLCRTT = KLCRTT + (KLTAT – KLCRTT)/NSMT ...(11),worin KLCRTT auf der rechten Seite der nicht fixierte Ladungswirkungsgrad in dem letzten Zyklus ist.
Bei dem nächsten Schritt S760 wird die Zahl von Malen "nfwdt" der Berechnung des Ausdruckes (12) zum Berechnen des Ladungswirkungsgrades (im Folgenden als "nicht fixierter Ladungswirkungsgrad beim Schließen des Einlassventils" bezeichnet) KLVLVT zu dem Zeitpunkt, wenn das Einlassventil geschlossen wird, für eine Zeitperiode ΔT bestimmt. ΔT ist die Zeitperiode, die zum Schließen des Einlassventils erforderlich ist. Die Periode oder Dauer der Berechnung ΔT (nfwdt = ΔT/Δt) und eine Variable "jj", die in dem RAM 50c eingestellt ist, werden auf Null zurückgestellt.
Als Nächstes wird der Schritt S770 ausgeführt, um den nicht fixierten Ladungswirkungsgrad KLCRTT der momentanen Zeit bzw. des momentanen Zeitpunktes zurückzustellen, der bei dem Schritt S750 erhalten wurde, und zwar als der Anfangswert des nicht fixierten Ladungswirkungsgrades KLVLVT, und zwar nach dem Schließen des Einlassventils.
Es wird der Schritt S780 ausgeführt, um den Wert der Variablen " jj" zu inkrementieren, und es wird der Schritt S790 ausgeführt, um den nicht fixierten Ladungswirkungsgrad KLVLVT nach dem Schließen des Einlassventils anhand des folgenden Ausdrucks (12) zu berechnen: KLVLVT = KLVLVT + (KLTAT – KLVLVT)/NSMT ...(12)
Es wird dann der Schritt S800 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Wert der Variablen "jj" mit der Zahl von Malen der Berechnung "nfwdt" koinzidiert. Wenn "jj" noch kleiner ist als "nfwdt", und zwar selbst bei einem Inkrement bei dem Schritt S780 ("NEIN" bei dem Schritt S800), werden die Operationen des Schrittes S780 bis zum Schritt S800 erneut wiederholt. Auf diese Weise wird die Berechnung, wie durch den Ausdruck (12) wiedergegeben, wiederholt ausgeführt, solange als "jj" kleiner ist als "nfwdt" ("NEIN" wird bei dem Schritt S800 erhalten), und es wird der nicht fixierte Ladungswirkungsgrad KLVLVT basierend auf dem Merkmal, dass das Schließen des Einlassventils stattgefunden hat, jedes Mal dann auf den neuesten Stand gebracht, wenn der Schritt S790 ausgeführt wird.
Wenn die Variable " jj" gleich wird mit "nfwdt" ("JA" bei dem Schritt S800), verläuft die Steuerung oder Regelung zu der nächsten Stufe (S810). Es wird somit die Erneuerungsberechnung, wie durch den Ausdruck (12) wiedergegeben, beendet, nachdem diese die vorbestimmte Anzahl von Malen "nfwdt" ausgeführt worden ist. Die Drosselklappenöffnung TA wird in Einklang mit dem Drehmoment, welches von dem Fahrer gefordert wird, gesteuert. Daher kann der Ladungswirkungsgrad in der Zeitsteuerung der Öffnung des Einlassventils als nicht fixierter Ladungswirkungsgrad KLVLVT nach dem Schließen des Einlassventils erhalten werden.
Bei den folgenden Schritten S810 bis S840 wird die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG (n = 1, 2, 3, 4) aus einem Plan oder Speicherabbild gn (n = 1, 2, 3, 4) erhalten, der bzw. welches in dem ROM 50b abgespeichert ist, und zwar basierend auf der Maschinendrehzahl NE, die aus einem Signal des Maschinendrehzahlsensors 90 erhalten wird, und der Ventilzeitsteuerung VT des Einlassventils, die aus einem Signal des Nockenwinkelsensors 54 erhalten wird. Die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG (n = 1, 2, 3, 4) besteht aus solch einer Drosselklappenöffnung, die eine Bezugsansaugluftströmungsrate realisiert, die an dem Zentrum der n-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone gelegen ist, und zwar unter den Bedingungen der momentanen Maschinendrehzahl NE und der Ventilzeitsteuerung VT.
In der oben beschriebenen Weise werden die Bezugsdrosselklappenöffnungen TAKG1 bis TAKG4 für alle Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzonen erhalten.
Die Ansaugluftströmungsrate GA ist in der ersten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone (n = 1) die kleinste und es nimmt die Zahl der Zonen zu, so wie die Ansaugluftströmungsrate GA zunimmt. Es folgt, dass die Ansaugluftströmungsrate GA in der vierten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone (n = 4) die größte ist.
In den folgenden Schritten S850 bis S880 wird die Drosselklappenöffnung gemäß der unteren Grenze TAKGLOWn (n = 1, 2, 3, 4) aus einem Plan oder Speicherabbild hn (n = 1, 2, 3, 4) erhalten, der bzw. welches in dem ROM 50b abgespeichert ist, basierend auf der Maschinendrehzahl NE und der Ventilzeitsteuerung VT des Einlassventils. Die Drosselklappenöffnung gemäß der unteren Grenze TAKGLOWn (n = 1, 2, 3, 4) repräsentiert eine Drosselklappenöffnung, die dem minimalen Ausgangsdrehmoment entspricht, auf welches das Ausgangsdrehmoment entsprechend er Bezugsdrosselklappenöffnung TAKGn (n = 1, 2, 3, 4) durch Steuern oder Regeln von Parametern anders als der Ansaugluftströmungsrate GA, wie beispielsweise der an späterer Stelle beschriebenen Zündzeitsteuerung, reduziert werden kann.
Es wird dann der Schritt S890 ausgeführt, um die momentane oder gegenwärtige Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernzone FGAREA basierend auf der Ansaugluftströmungsrate GA, die durch das Luftströmungsmessgerät 68 detektiert wurde, zu berechnen. Diese Berechnungsoperation ist die gleiche wie diejenige des Schrittes S302 der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichroutine (4), die oben beschrieben wurde. Demzufolge kann das Ergebnis der Berechnung bei dem Schritt S302 bei dem Schritt S890 gelesen werden.
Es wird dann der Schritt S900 ausgeführt, um die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone FGAREA auf eine Variable "i" zu setzen, die in dem RAM 50c eingestellt ist. Dann verläuft der Regelfluss so, wie in den 17 und 18 gezeigt ist, wobei die Zieldrosselklappenöffnung TTA bestimmt wird.
Zu Beginn wird bei dem Schritt S910 bestimmt, ob die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichbedingungen befriedigt sind. Diese Bestimmung ist die gleiche wie bei dem Schritt S310 der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichroutine (4).
Wenn die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichbedingungen nicht befriedigt sind ("NEIN" bei dem Schritt S910), wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 erhalten wurde, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA gesetzt, was bei dem Schritt S1060 erfolgt.
Wenn bei dem Schritt S910 bestimmt wird, dass die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichbedingungen befriedigt sind ("JA" bei dem Schritt S910), wird der Schritt S920 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOKi, welches anzeigt, dass die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung vervollständigt worden ist, sich in dem Rückstellzustand in der i-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone befindet, wie beispielsweise der momentanen oder gegenwärtigen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone.
Wenn XFGAFOKi gleich ist Null (oder sich in dem Rückstellzustand befindet, was anzeigt, dass die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung noch nicht in der gegenwärtigen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone vervollständigt ist ("JA" bei dem Schritt S920), wird der Schritt S930 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die nicht fixiere Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 eingestellt wurde, die Beziehung des folgenden Ausdruckes (13) befriedigt: TAKGLOWi ≤ TAT ≤ TAKGi ...(13),worin TAKGi die Bezugsdrosselklappenöffnung wiedergibt, die der i-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernzone zugeordnet ist, und worin TAKGLOWi die Drosselklappenöffnung gemäß der unteren Grenze in der i-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernzone wiedergibt. Es wird dann bestimmt, ob das Ausgangsdrehmoment so eingestellt werden kann, dass es äquivalent dem Ausgangsdrehmoment entsprechend der nicht fixierten Drosselklappenöffnung TAT ist, indem die Zündzeitsteuerung und andere Parameter eingestellt werden, wobei die Drosselklappenöffnung zu der Bezugsdrosselklappenöffnung TAKGi in der momentanen oder laufenden Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone verschoben ist, so dass die Maschinenlast auf einen fixierten Wert eingestellt ist.
Wenn die Beziehung (13) befriedigt wird ("JA" bei dem Schritt S930), wird der Schritt S970 ausgeführt, um die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKGi auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA einzustellen.
Wenn die Beziehung (13) nicht befriedigt wird ("NEIN" bei dem Schritt S930) oder wenn bei dem Schritt S920 bestimmt wird das XFGAGOKi auf 1 eingestellt ist ("NEIN" bei dem Schritt S920), wird der Schritt S940 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Variable "i" kleiner ist als 4, was anzeigt, ob sich die Maschine momentan in einer der ersten bis dritten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzonen befindet.
Wenn sich die Maschine momentan in einer der ersten bis dritten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzonen befindet ("JA" bei dem Schritt S940), wird der Schritt S950 ausgeführt, um zu bestimmen, ob sich das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAGFOK(i+1), welches die Vervollständigung der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung anzeigt, in dem Rückstellzustand befindet, und zwar in der (i+1)-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone, die benachbart zu der gegenwärtigen oder momentanen Zone auf der Seite der starken Ansaugluftströmungsrate GA gelegen ist. Wenn XFGAFOK(i+1) gleich ist Null ("JA" bei dem Schritt S950), wird der Schritt S960 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 eingestellt wurde, die Beziehung des folgenden Ausdruckes (14) befriedigt: TAKGLOW(i+1) ≤ TAT ≤ TAKG(i+1) ...(14)
Es wird nämlich bestimmt, ob das Ausgangsdrehmoment so eingestellt werden kann, dass es äquivalent dem Ausgangsdrehmoment entsprechend der nicht fixierten Drosselklappenöffnung TAT ist, indem die Zündzeitsteuerung und andere Parameter eingestellt werden, wobei die Drosselklappenöffnung zu der Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG(i+1) in der (i+1)-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone verschoben wird, so dass die Maschinenlast fixiert ist. Dieser Schritt macht es möglich, herauszufinden, ob die Maschinenlast eingestellt werden kann, und zwar selbst unter der Situation, dass die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT größer ist als die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKGi, und zwar in der momentanen oder gegenwärtigen i-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone.
Dort, wo TAT größer ist als TAKGi, wird das Ausgangsdrehmoment reduziert, wenn die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKGi in der momentanen i-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA gesetzt ist, und es kann das Ausgangsdrehmoment in geeigneter Weise dadurch eingestellt werden, indem das Ausgangsdrehmoment unter Verwendung der Zündzeitsteuerung oder ähnlichem reduziert wird. Es ist somit möglich, das Ausgangsdrehmoment auf die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT einzustellen, indem das Ausgangsdrehmoment mit Hilfe der Zündzeitsteuerung als Beispiel reduziert wird, wenn das Ausgangsdrehmoment erhöht ist, indem die Drosselklappenöffnung zu der Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG(i+1) in der (i+1)-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone verschoben wird.
Wenn die Beziehung (14) befriedigt wird ("JA" bei dem Schritt S960), wird die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG(i+1) der (i+1)-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA bei dem Schritt S1050 gesetzt.
Wenn bei dem Schritt S940 bestimmt wird, dass "i" gleich ist mit 4 ("NEIN" bei dem Schritt S940) oder bei dem Schritt S950 bestimmt wird, dass XFGAFOK(i+1) gleich ist mit 1 ("NEIN" bei dem Schritt S950) oder bei dem Schritt S960 bestimmt wird, dass die Beziehung (14) nicht erfüllt wird ("NEIN" bei dem Schritt S960), verläuft der Steuerfluss oder Regelfluss zu dem Schritt S980.
Bei dem Schritt S980 wird bestimmt, ob die Ausblaskonzentrationseichbedingungen erfüllt sind. Es wird beispielsweise die gleiche Operation wie diejenige bei dem Schritt 5340 ausgeführt und es wird bestimmt, ob die Bedingungen erfüllt sind, unter denen die Ausblaskonzentrationseichroutine (6) ausgeführt wird.
Wenn die Ausblaskonzentrationslembedingungen nicht erfüllt sind ("NEIN" bei dem Schritt S980), wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 erhalten wurde, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA bei dem Schritt S1060 eingestellt.
Wenn die Ausblaskonzentrationseichbedingungen erfüllt sind ("JA" bei dem Schritt S980), wird der Schritt S990 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Ausblaskonzentrationseichvervollständigungsflag XFGPGOK, welches die Vervollständigung der Ausblaskonzentrationseichung anzeigt, zurückgestellt ist.
Wenn das Ausblaskonzentrationseichvervollständigungsflag XFGPGOK auf 1 gestellt worden ist, was bedeutet, dass die Eichung der Ausblaskonzentration vervollständigt wurde ("NEIN" bei dem Schritt S990), wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 erhalten wurde, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA bei dem Schritt S1060 gesetzt.
Wenn das Ausblaskonzentrationseichvervollständigungsflag XFGPGOK zurückgesetzt ist ("JA" bei dem Schritt S990), wird der Schritt S1000 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 eingestellt wurde, die Beziehung des oben angegebenen Ausdrucks (13) befriedigt. Es wird dann bestimmt, ob das Ausgangsdrehmoment so eingestellt werden kann, dass es der nicht fixierten Drosselklappenöffnung TAT entspricht, indem die Zündzeitsteuerung oder andere Parameter eingestellt werden, dort, wo die Drosselklappenöffnung zu der Bezugsdrosselklappenöffnung TAKGi hin verschoben wurde, und zwar in der momentanen oder gegenwärtigen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone, so dass die Maschinenlast auf einen fixierten Wert eingestellt ist.
Wenn die Beziehung des Ausdruckes (13) befriedigt wird ("JA" bei dem Schritt S1000), was anzeigt, ob das Ausgangsdrehmoment auf den geforderten Wert durch Einstellen der Zündzeitsteuerung oder anderer Parameter eingestellt werden kann, wird der Schritt S970 ausgeführt, um die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKGi auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA einzustellen.
Wenn die Beziehung des Ausdrucks (13) nicht befriedigt wird ("NEIN" bei dem Schritt S1000), was anzeigt, ob das Ausgangsdrehmoment auf den erforderlichen Wert durch Einstellen der Zündzeitsteuerung oder anderer Parameter nicht eingestellt werden kann, wird der Schritt S1010 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 eingestellt wurde, die Beziehung des Ausdruckes (14) befriedigt.
Wenn die Beziehung des Ausdrucks (14) befriedigt wird, kann das Ausgangsdrehmoment so eingestellt werden, dass es äquivalent dem Ausgangsdrehmoment ist, welches mit der nicht fixierten Drosselklappenöffnung TAT erhalten wird, und zwar durch Einstellen der Zündzeitsteuerung oder anderer Faktoren, selbst dann, wenn die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG(i+1) der (i+1)-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA eingestellt wurde, so dass di Maschinenlast fixiert ist. Wenn eine Bejahungsentscheidung ("JA" bei dem Schritt S1010) erhalten wird, wird daher der Schritt S1050 ausgeführt, um die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG(i+1) der (i+1)-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA einzustellen.
Wenn bei dem Schritt S1010 bestimmt wird, dass die Beziehung des Ausdruckes (14) nicht befriedigt wird ("NEIN" bei dem Schritt S1010), wird der Schritt S1020 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 eingestellt wurde, kleiner ist als die Zieldrosselklappenöffnung TTA0, die bei dem letzten Zyklus erhalten wurde. Wenn TTA0 kleiner ist als oder gleich ist mit TAT ("NEIN" bei dem Schritt S1020), was eine Erhöhung in der nicht fixierten Drosselklappenöffnung TAT anzeigt oder einen Anstieg in dem erforderlichen Drehmoment, wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 erhalten wurde, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA bei dem Schritt S1060 eingestellt.
Wenn TTA0 größer ist als TAT ("JA" bei dem Schritt S1020), wird der Schritt S1030 ausgeführt, um das Verhältnis (KLTA/KLTAT) des Dauerzustandsladungswirkungsgrades KLTA zu berechnen, der basierend auf der Drosselklappenöffnung TA, detektiert durch den Drosselklappensensor 36, wie an späterer Stelle noch beschrieben wird, erhalten wurde, auf den nicht fixierten Dauerzustandsladungswirkungsgrad KLTAT gebracht, der bei dem Schritt S730 erhalten wurde, und wobei angezeigt wird, ob das Verhältnis (KLTA/KLTAT) kleiner ist als ein Bezugswert KS. Wenn das erforderliche Drehmoment um ein großes Maß abfällt, selbst wenn "JA" bei dem Schritt S1020 erhalten wird, kann das Ausgangsdrehmoment nicht in ausreichender Weise durch Einstellen der Zündzeitsteuerung und anderer Faktoren reduziert werden. Ob das geforderte Drehmoment um ein großes Maß abfällt, kann dadurch bestimmt werden, indem das Verhältnis (KLTA/KLTAT) mit dem Bezugswert KS verglichen wird, da der nicht fixierte Dauerzustandsladungswirkungsgrad KLTAT in diesem Fall stark reduziert ist.
Wenn der Schritt S1030 bestimmt, dass KLTA/KLTAT kleiner ist als KS ("JA" bei dem Schritt S1030), wird der Schritt S1040 ausgeführt, um den Wert der Zieldrosselklappenöffnung TTA0, welche bei dem letzten Zyklus erhalten wurde, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA einzustellen. Somit ändert sich der Wert der Zieldrosselklappenöffnung TTA nicht und die Maschinenlast kann eingestellt werden.
Wenn bei dem Schritt S1030 bestimmt wird, dass das Verhältnis KLTA/KLTAT größer ist als oder gleich ist mit KS ("NEIN" bei dem Schritt S1030), wird herausgefunden, dass das Ausgangsdrehmoment nicht in ausreichender Weise unter Verwendung der Einstellung der Zündzeitsteuerung und anderer Faktoren reduziert werden kann. Demzufolge wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 erhalten wurde, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA bei dem Schritt S1060 eingestellt, und zwar ohne Einstellung der Maschinenlast unter Verwendung der Zieldrosselklappenöffnung TA.
Während der Schritt S970 wiederholt in aufeinander folgenden Zyklen der Routine in der oben beschriebenen Weise ausgeführt wird, wird die Maschinenlast mit der Bezugsdrosselklappenöffnung TAKGi eingestellt, die auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA gesetzt ist.
Während der Schritt S1040 in aufeinander folgenden Zyklen der Routine wiederholt ausgeführt wird, bewirkt die Zieldrosselklappenöffnung TTA, dass die Maschinenlast zu diesem Zeitpunkt eingestellt wird oder auf einem fixierten Wert gehalten wird.
Während der Schritt S1050 in aufeinander folgenden Zyklen der Routine wiederholt ausgeführt wird, wird die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG(i+1) der (i+1)-ten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone, benachbart der momentanen Eichzone auf der Seite der großen Ansaugluftströmungsrate GA, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA eingestellt, so dass die Maschinenlast eingestellt wird.
Während der Schritt S1060 in aufeinander folgenden Zyklen der Routine wiederholt ausgeführt wird, wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt S720 erhalten wurde, nämlich die Drosselklappenöffnung entsprechend dem erforderlichen Drehmoment, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA eingestellt (S1060).
Wenn einmal die oben beschriebene Operation (S970, S1040, S1050, S1060) zur Einstellung der Zieldrosselklappenöffnung TTA beendet ist, wird der Schritt S1100 gestartet.
Bei dem Schritt S1100 wird der Ladungswirkungsgrad der Maschine 4 (im Folgenden als "Dauerzustandsladungswirkungsgrad" bezeichnet) KLTA, der in einem Dauerzustand unter den Bedingungen der momentanen Maschinendrehzahl NE und der Drosselklappenöffnung TA verwendet werden kann, aus dem Speicherabbild f2, welches in dem ROM 50b gespeichert ist, basierend auf der Maschinedrehzahl NE und der Drosselklappenöffnung TA erhalten.
Bei dem nächsten Schritt S1110 wird die Ansprechverzögerungszeitkonstante NSM der Steuerung der Ansaugluftströmungsrate in Verbindung mit der Drosselklappe 32 aus dem Speicherabbild oder Plan f3, der in ROM 50b gespeichert ist, erhalten, und zwar basierend auf dem Dauerzustandsladungswirkungsgrad KLTA und der Maschinendrehzahl NE. Die Zeitkonstante NSM wird durch eine positive ganze Zahl wiedergegeben. Es wird dann der Schritt S1120 ausgeführt, um den Ladungswirkungsgrad KLCRT zu dem gegenwärtigen oder momentanen Zeitpunkt unter Verwendung der Zeitkonstanten NSM, dem oben angegebenen Dauerzustandsladungswirkungsgrad KLTA, dem Ladungswirkungsgrad KLCRT, der in dem letzten Zyklus erhalten wurde, gemäß dem folgenden Ausdruck (15) zu berechnen. KLCRT = KLCRT + (KLTA – KLCRT)/NSM ...(15)
Um den Ladungswirkungsgrad KLVLV (im Folgenden als "Ladungswirkungsgrad nach Schließen des Einlassventils" bezeichnet) zu dem Zeitpunkt zu berechnen, wenn das Einlassventil geschlossen wird, wird der Schritt S1130 ausgeführt, um die Zahl von Malen "nfwd" der Berechnung des Ausdruckes (16), wie noch später beschrieben werden soll, auf ΔT/Δt (nfwd = ΔT/Δt) einzustellen, und um den Wert der Variablen "ii" zu löschen, der in dem RAM 50c eingestellt ist. Es wird dann der Schritt S1140 ausgeführt, um den Ladungswirkungsgrad KLCRT, der bei dem Schritt S1120 erhalten wurde, als den Anfangswert des Ladungswirkungsgrades KLVLV einzustellen, wenn das Einlassventil geschlossen wird.
Nachfolgend wird der Wert der Variablen "ii" bei dem Schritt S1150 inkrementiert und es wird ein neuer Ladungswirkungsgrad KLVLV nach dem Schließen des Einlassventils bei dem Schritt S1160 gemäß dem folgenden Ausdruck (16) berechnet. KLVLV= KLVLV + (KLTA – KLVAV)/NSM ...(16)
Als Nächstes wird der Schritt S1170 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Wert der Variablen "ii" mit der Zahl von Malen "nfwd" der Berechnung koinzidiert.
Wenn die Variable "ii" noch kleiner ist als die Zahl von Malen "nfwd" der Berechnung ("NEIN" bei dem Schritt S1170), und zwar selbst bei einem Inkrement bei dem Schritt S1150, werden die Schritte S1150 bis zum Schritt S1170 wiederholt. in dieser Weise wird die Berechnung des Ausdruckes (16) durchgeführt, solange als "ii" kleiner ist als "nfwd" ("NEIN" wird bei dem Schritt S1170 erhalten), um allmählich den Ladungswirkungsgrad KLVLV mit dem Schließvorgang des Einlassventils bei dem Schritt S1060 auf den neuesten Stand zu bringen.
Wenn die Variable "ii" gleich wird mit "nfwd" ("JA" bei dem Schritt S1170), wird der Schritt S1200 ausgeführt, um die Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQ gemäß dem folgenden Ausdruck (17) zu erhalten. RTQ = KLVLVT/KLVLV ≥ 1,0 ...(17)
Hier bedeutet "≥ 1,0" am Ende des oben angegebenen Ausdruckes, dass der Wert von "KLVLVT/KLVLV" auf RTQ gesetzt ist, wenn er größer ist als oder gleich ist mit 1,0 und 1,0 auf RTQ gesetzt wird, wenn der Wert von "KLVLVT/KLVLV" kleiner ist als 1,0.
Der Schritt S1210 wird ausgeführt, um die Zündzeitsteuerung AOP entsprechend der Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQ gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (18) zu berechnen. Somit kann selbst dann, wenn die Zieldrosselklappenöffnung TTA so gesteuert oder geregelt wird, dass die Maschinenlast mit irgendeinem der Schritte S970, S1040 und S1050 eingestellt wird, das Ausgangsdrehmoment auf einen weiteren niedrigeren Wert in Einklang mit dem erforderlichen Drehmoment eingestellt wird. AOP = k1(NE, KLVLV, RTQ, VT, AKNK) ...(18)
Hier gibt k1() eine Funktion wieder, um die Zündzeitsteuerung AOP zu erhalten, welche Funktion durch Experimente bestimmt wird. AKNK gibt die Zündzeitsteuerung (Klopfverzögerungsbetrag) wieder, die unter der Klopfsteuerung oder -regelung berechnet wird.
Somit wird die Zündzeitsteuerung AOP, mit der das Ausgangsdrehmoment in Einklang mit dem erforderlichen Drehmoment reduziert wird, unter Verwendung der Funktion k1() berechnet, basierend auf der Maschinendrehzahl NE, dem Ladungswirkungsgrad KLVLV nach dem Schließen des Einlassventils, der Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQ, der Ventilzeitsteuerung VT und dem Klopfverzögerungsbetrag AKNK.
Der Schritt S1220 wird dann ausgeführt, um die Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQAOP zu berechnen, die benötigt wird, wenn das Ausgangsdrehmoment nicht in ausreichender Weise mit Hilfe der Zündzeitsteuerung AOP gemäß dem Ausdruck (19) reduziert werden kann: RTQAOP = p1(AOP, AKNK, NE, VT, KLVLV) ...(19),worin p1() eine Funktion wiedergibt, um die Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQAOP zu erhalten, welche Funktion durch Experimente bestimmt wird.
Es wird dann der Schritt S1230 ausgeführt, um die Ventilzeitsteuerung VTT entsprechend der Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQAOP gemäß der Gleichung (20) zu berechnen, die unten angegeben ist. Mit Hilfe der Einstellung der Ventilzeitsteuerung VTT als auch der Zündzeitsteuerung AOP kann das Ausgangsdrehmoment auf das erforderliche Drehmoment reduziert werden. VTT = k2(RTQAOP, RTQ, NE, KLVLV) ...(20), worin k2() eine Funktion wiedergibt, um die Ventilzeitsteuerung VTT zu erhalten, welche Funktion durch Experimente bestimmt wird.
Es wird dann der Schritt S1240 ausgeführt, um die Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQVTT zu berechnen, die darüber hinaus benötigt wird, wenn das Ausgangsdrehmoment nicht in ausreichender Weise mit Hilfe der Zündzeitsteuerung AOP und der Ventilzeitsteuerung VTT reduziert werden kann, wobei die Berechnung durch den folgenden Ausdruck (21) erfolgt: RTQVTT = p2(VT, VTT, NE, KLVLV) ...(21),worin p2() eine Funktion wiedergibt, um die Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQVTT zu erhalten, welche Funktion durch Experimente bestimmt wird.
Es wird dann der Schritt S1250 ausgeführt, um das Luft-Brennstoff-Verhältnis AAF entsprechend der Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQVTT gemäß dem Ausdruck (22), der unten angegeben ist, zu berechnen. Auch wird durch Ausführen der Steuerung oder Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses AAF bei diesem Schritt das Ausgangsdrehmoment auf einen niedrigeren Wert eingestellt, welcher dem erforderlichen Drehmoment entspricht. AAF = k3(RTQAOP, RTQ, RTQVTT, NE, KLVLV) ...(22),worin k3() eine Funktion wiedergibt, um das Luft-Brennstoff-Verhältnis AAF zu erhalten, welche Funktion durch Experimente bestimmt wird.
Es wird dann der Schritt S1260 ausgeführt, um die Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQAAF zu berechnen, die darüber hinaus benötigt wird, wenn das Ausgangsdrehmoment selbst mit Hilfe des Luft-Brennstoff-Verhältnisses AAF nicht ausreichend reduziert werden kann, wobei die Berechnung mit Hilfe des folgenden Ausdruckes (23) erfolgt: RTQAAF = p3(AAF, VTT, NE, KLVLV) ...(23), worin p3() eine Funktion wiedergibt, um die Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQAAF zu erhalten, welche Funktion durch Experimente bestimmt wird.
Es wird dann der Schritt S1270 ausgeführt, um die Steuerschiebeposition SHIFT entsprechend der Ausgangsdrehmomentreduktionsrate RTQAAF gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (24) zu berechnen. Indem bei diesem Schritt das Gangänderungsverhältnis gesteuert wird, kann das Ausgangsdrehmoment auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden, welcher dem erforderlichen Drehmoment entspricht. SHIFT = k4(RTQAAF, RTQAOP, RTQ, RTQVTT, SHIFT0, NE, KLVLV) (24),worin k4() eine Funktion wiedergibt, um die Steuerschiebeposition tSHIFT zu erhalten, welche Funktion durch Experimente bestimmt wird, und wobei SHIFT0 die momentane Schiebeposition wiedergibt.
In der oben geschilderten Weise wird die Drosselklappenöffnungsregel- oder -steuerroutine einmal beendet.
21 ist ein Zeitsteuerdiagramm, welches ein Beispiel der Steuerung oder Regelung gemäß der oben beschriebenen Routine zeigt. Bei diesem Beispiel werden die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernbedingungen nicht unmittelbar vor dem Zeitpunkt t0 befriedigt ("NEIN" bei dem Schritt S910) und es wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die der Gaspedalposition PDLA entspricht (dem Grad, um welchen das Gaspedal durch den Fahrer niedergedrückt wird), nämlich der Wert, der von dem erforderlichen Drehmoment abhängt, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA (S1060) eingestellt. Demzufolge ändert sich die Drosselklappenöffnung TA in Einklang mit der Gaspedalposition PDLA bis hin zu dem Zeitpunkt t0.
Zu dem Zeitpunkt t0 werden die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernbedingungen befriedigt ("JA" wird bei dem Schritt S910 erhalten). Zu diesem Zeitpunkt t0 befindet sich die Maschine in der zweiten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone und das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOK2 ist gleich Null ("JA" bei dem Schritt S920).
Es sei angenommen, dass der oben angegebene Ausdruck (13) zu diesem Zeitpunkt befriedigt wird ("JA" bei dem Schritt S930). Mit der Anzeige, wohin die Maschinenlast eingestellt ist, bei der Drosselklappenöffnung TA, die zu der Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG2 in der momentanen zweiten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone verschoben ist, kann das Ausgangsdrehmoment eingestellt werden, und zwar mit Hilfe der nicht fixierten Drosselklappenöffnung TAT vermittels einer Einstellung der Zündzeitsteuerung und anderer Faktoren. Bei dem Beispiel von 21 muss das Ausgangsdrehmoment lediglich durch Einstellen der Zündzeitsteuerung gesteuert werden.
Bei dem oben angegebenen Fall wird die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG2 bei dem Schritt S970 auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA eingestellt. Solange der Schritt S970 wiederholt in der gleichen zweiten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone ausgeführt wird (während der Zeit zwischen t0 und t1), wird die Drosselklappenöffnung TA der Drosselklappe 32 auf die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG2 so eingestellt, dass die Maschinenlast eingestellt wird oder auf einem fixierten Wert gehalten wird.
Wenn die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung in der zweiten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone zu dem Zeitpunkt t1 vervollständigt ist, wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOK2 gleich 1 ("NEIN" bei dem Schritt S920). Da "i" gleich ist 2, wird bei dem Schritt S940 eine Bejahungs- oder Bestätigungsentscheidung "JA" erhalten. Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOK3 für die dritte Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone gleich ist Null ("JA" bei dem Schritt S950), wird der Schritt S960 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der oben angegebene Ausdruck (14) erfüllt wird.
Spezifisch wird bei dem Schritt S960 bestimmt, ob das Ausgangsdrehmoment auf das Ausgangsdrehmoment eingestellt werden kann, welches mit der nicht fixierten Drosselklappenöffnung TAT erhalten wird, und zwar durch Einstellen der Zündzeitsteuerung, bei der die Maschinenlast mit Verschieben der Drosselklappenöffnung zu der Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG3 der dritten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone eingestellt wird.
Wenn TAT kleiner ist als TAKGLOW3 und die Beziehung des Ausdruckes (14) nicht erfüllt wird ("NEIN" bei dem Schritt S960), verläuft der Regelfluss zu dem Schritt S980. Eine negative Entscheidung "NEIN" wird bei dem Schritt S980 erhalten, wenn die Ausblaskonzentrationseichbedingungen nicht erfüllt werden. In diesem Fall wird der Schritt S1060 ausgeführt und es wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT entsprechen der Gaspedalposition PDLA, die durch den Fahrer aufgebaut wird, auf die Zieldrosselklappenöffnung gesetzt (während der Zeit zwischen "t1" und "t2"). Mit dieser Vorgabe kehrt die Drosselklappenöffnung TA in den Zustand zurück, in welchem sich diese in Einklang mit der Gaspedalposition PDLA ändert.
Nachfolgend gelangt die Maschine in die dritte Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone zu einem Zeitpunkt t2. Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOK3 für die dritte Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone gleich Null ist ("JA" bei dem Schritt S920), wird bei dem Schritt S930 bestimmt, ob die Beziehung des Ausdruckes (13) erfüllt wird.
Es sei angenommen, dass das Ausgangsdrehmoment so eingestellt werden kann, dass es äquivalent dem Ausgangsdrehmoment ist, welches mit der nicht fixierten Drosselklappenöffnung TAT vorgesehen wird, indem die Zündzeitsteuerung eingestellt wird, wobei die mit der Drosselklappenöffnung eingestellte Maschinenlast, die zu der Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG3 hin verschoben ist, in der momentanen oder laufenden dritten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone eingestellt wird ("JA" bei dem Schritt S930). In diesem Fall wird der Schritt S970 ausgeführt, um die Maschinenlast durch Steuern der Drosselklappenöffnung TA auf die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG3 hin einzustellen, um eine konstante Maschinenlast beizubehalten (während der Zeit zwischen t2 und t3).
Wenn die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung in der dritten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone zu einem Zeitpunkt t3 vervollständigt ist, wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOK3 auf 1 gesetzt ("NEIN" bei dem Schritt S920). Da "i" gleich ist 3, wird eine bestätigende Entscheidung "JA" bei dem Schritt S940 erhalten. Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOK4 für die vierte Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone gleich ist Null ("JA" bei dem Schritt S950), wird bestimmt, ob die Beziehung des Ausdruckes (14) erfüllt wird oder nicht, was bei dem Schritt S960 erfolgt.
Spezifisch wird bei dem Schritt S960 bestimmt, ob das Ausgangsdrehmoment so eingestellt werden kann, dass es äquivalent dem Ausgangsdrehmoment ist, welches mit der nicht fixierten Drosselklappenöffnung TAT erhalten wird, und zwar durch Einstellen der Zündzeitsteuerung, wobei die Maschinenlast mit der Drosselklappenöffnung fixiert wird, die zu der Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG4 der vierten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone hin verschoben ist.
Wenn TAT kleiner ist als TAKGLOW4 und der Ausdruck (14) nicht erfüllt wird ("NEIN" bei dem Schritt S960), verläuft der Regelfluss zu dem Schritt S980. Wenn die Ausblaskonzentrationseichbedingungen erfüllt werden ("JA" wird bei dem Schritt S980 erhalten), wird der Schritt S990 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Ausblaskonzentrationslernvervollständigungsflag XFGPGOK gleich Null ist.
Wenn XFGPGOK gleich Null ist ("JA" wird bei dem Schritt S990 erhalten), wird der Schritt S1000 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Beziehung (13) erfüllt wird oder nicht. Wenn die Beziehung (13) erfüllt wird bzw. befriedigt wird ("JA" bei dem Schritt S1000), wird der Schritt S970 ausgeführt, so dass die Maschinenlast für eine erweiterte Zeitperiode (zwischen t3 und t4) eingestellt gehalten wird, derart, dass die Drosselklappenöffnung TA auf die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG3 hin gesteuert wird.
Wenn die Ausblaskonzentrationseichung zu einem Zeitpunkt t4 vervollständigt wird und das Ausblaskonzentrationseichvervollständigungsflag XFGPGOK auf 1 gestellt ist ("NEIN" bei dem Schritt S990), wird der Schritt S1060 ausgeführt und die Drosselklappenöffnung TA kehrt in den Zustand zurück, bei dem sie sich in Einklang mit der Gaspedalposition PDLA ändert, die die Drosselklappenöffnung TA anzeigt, wobei sie sich proportional zu der Gaspedalposition PDLA nach dem Zeitpunkt t4 ändert.
Somit kann selbst dann, wenn die Maschinenlast (Ansaugluftströmungsrate GA) hoch eingestellt ist und auf diesem Wert fixiert ist, das Ausgangsdrehmoment in Einklang mit dem geforderten Drehmoment eingestellt werden, indem eine Verzögerungsoperation der Zündzeitsteuerung durchgeführt wird.
22 ist ein Zeitsteuerdiagramm, welches ein zweites Beispiel der Drosselklappenöffnungssteuerung zeigt. Die Maschine befindet sich vor der Zeit t11 in dem gleichen Betriebszustand, wie dieser in ähnlicher Form vor dem Zeitpunkt t1 in 21 angezeigt ist.
Wenn die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung in der zweiten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone zu dem Zeitpunkt t11 beendet wird, wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOK2 auf 1 gestellt ("NEIN" bei dem Schritt S920). Da "i" gleich ist 2, wird bei dem Schritt S940 eine Bestätigungs- oder Bejahungsentscheidung "JA" erhalten. Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOF3 für die dritte Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone gleich Null ist ("JA" bei dem Schritt S950), wird der Schritt S960 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die oben angegebene Beziehung des Ausdruckes (14) erfüllt oder befriedigt wird. Wenn TAT kleiner ist als TAKGLOW3 und die Beziehung (14) nicht erfüllt wird ("NEIN" bei dem Schritt S960), verläuft der Regelfluss zu dem Schritt S980.
Wenn bei dem Schritt S980 bestimmt wird, dass die Ausblaskonzentrationseichbedingungen nicht erfüllt werden ("NEIN" bei dem Schritt S980), wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die von der Gaspedalposition PDLA abhängt (der Grad des Niederdrückens des Gaspedals durch den Fahrer), auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA bei dem Schritt S1060 eingestellt. Demzufolge kehrt die Drosselklappenöffnung TA zu dem Zustand in Einklang mit der Gaspedalposition PDLA während der Periode zwischen dem Zeitpunkt t11 und dem Zeitpunkt t12 zurück.
Wenn die Ausblaskonzentrationseichbedingungen zu dem Zeitpunkt t12 erfüllt werden ("JA" bei dem Schritt S980), wird der Schritt S990 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Ausblaskonzentrationseichvervollständigungsflag XFGPGOK gleich Null ist.
Wenn XFGPGOK gleich Null ist ("JA" wird bei dem Schritt S990 erhalten), wird der Schritt S1000 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Beziehung des oben angegebenen Ausdrckes (13) befriedigt wird. Wenn die Beziehung (13) nicht befriedigt wird ("NEIN" bei dem Schritt S1000), wird der Schritt S1010 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Beziehung (14) befriedigt wird. Wenn die Beziehung (14) ebenfalls nicht befriedigt wird ("NEIN" bei dem Schritt S1010), wird der Schritt S1020 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die bei dem Schritt 720 eingestellt wurde, kleiner ist als die Zieldrosselklappenöffnung TTA0 in dem letzten Zyklus.
Wenn TTA0 kleiner ist als TAT ("JA" bei dem Schritt S1020), wird das Verhältnis (KLTA/KLTAT) des Dauerzustandsladungswirkungsgrades KLTA basierend auf der Drosselklappenöffnung TA, die durch den Drosselklappensensor 36 detektiert wurde, geteilt durch den nicht fixierten Dauerzustandsladungswirkungsgrad KLTAT, der bei dem Schritt S730 erhalten wurde, berechnet und es wird bei dem Schritt S1030 bestimmt, ob das Verhältnis kleiner ist als der Bezugswert KS.
Wenn KLTA/KLTAT kleiner ist als KS ("JA" wird bei dem Schritt S1030 erhalten), was anzeigt, dass das erforderliche Drehmoment nicht um ein großes Ausmaß abfällt oder abnimmt, wird der Wert der Zieldrosselklappenöffnung TTA0 in dem letzten Zyklus, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA bei dem Schritt S1040 gesetzt. Somit wird die Zieldrosselklappenöffnung TTA auf dem momentanen Wert gehalten und es wird die Maschinenlast eingestellt. Spezifisch gesagt, wird die Drosselklappenöffnung TA so gesteuert, dass die Maschinenlast zu diesem Zeitpunkt beibehalten wird (während der Periode zwischen dem Zeitpunkt t12 und dem Zeitpunkt t13). Während dieser Periode (zwischen t12 und t13) wird die Zündzeitsteuerung so gesteuert, dass das Ausgangsdrehmoment in Einklang mit dem erforderlichen Drehmoment eingestellt wird.
Wenn die Ausblaskonzentrationseichbedingungen zu dem Zeitpunkt t13 nicht befriedigt werden ("NEIN" bei dem Schritt S980) oder wenn die Ausblaskonzentrationseichung vervollständigt ist und das Flag XFGPGOK auf 1 gestellt ist ("NEIN" bei dem Schritt S990), wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT entsprechend der Gaspedalposition PDLA, die durch den Fahrer erstellt wird, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA gesetzt, was bei dem Schritt S1060 erfolgt. Demzufolge kehrt die Drosselklappenöffnung TA in den Zustand zurück, in welchem sie sich in Einklang mit den Änderungen in der Gaspedalposition PDLA ändert (während der Periode zwischen dem Zeitpunkt t13 und dem Zeitpunkt t14).
Es sei angenommen, dass während der Periode zwischen t13 und t14 sich die Maschine von der zweiten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone zu der dritten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone hin verschiebt, dass die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichbedingungen erfüllt werden ("JA" bei dem Schritt S910), dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOK3 gleich ist Null ("JA" bei dem Schritt S920) und dass die Beziehung (13) befriedigt wird ("JA" bei dem Schritt S930).
In diesem Fall wird der Schritt S970 ausgeführt, um die Bezugsdrosselklappenöffnung TAKG3 auf die Drosselklappenöffnung TA einzustellen, so dass die Maschinenlast eingestellt wird und auf einem konstanten Wert gehalten wird (während der Periode zwischen dem Zeitpunkt t4 und dem Zeitpunkt t5).
Die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichung in der dritten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone wird zum Zeitpunkt t5 vervollständigt, es wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOK3 auf 1 gestellt ("NEIN" bei dem Schritt S920). Da "i" gleich ist 3, wird bei dem Schritt S940 eine Bejahungsentscheidung "JA" erhalten. Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOK4 für die vierte Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone gleich Null ist ("JA" bei dem Schritt S950), wird der Schritt S960 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Beziehung (14) befriedigt wird.
Wenn TAT kleiner ist als TAKGLOW4 und der Ausdruck (14) nicht erfüllt wird ("NEIN" bei dem Schritt S960), verläuft der Regelfluss zu dem Schritt S980. Wenn die Ausblaskonzentrationseichbedingungen erfüllt werden ("JA" bei dem Schritt S980), wird der Schritt S990 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Ausblaskonzentrationseichvervollständigungsflag XFGPGOK gleich Null ist oder nicht.
Wenn das Flag XFGPGOK bereits 1 ist ("NEIN" bei dem Schritt S990), wird die nicht fixierte Drosselklappenöffnung TAT, die von der Gaspedalposition PDLA abhängt, die durch den Fahrer erstellt wird, auf die Zieldrosselklappenöffnung TTA gesetzt (S1060). Demzufolge kehrt die Drosselklappenöffnung TA zu dem Zustand zurück, in welchem sie sich in Einklang mit Änderungen in der Gaspedalposition PDLA ändert, und zwar nach dem Zeitpunkt t15.
Selbst wenn somit die Maschinenlast (die Ansaugluftströmungsrate GA) auf hoch eingestellt wird und auf diesem Wert fixiert wird, kann das Ausgangsdrehmoment in Einklang mit dem erforderlichen Drehmoment eingestellt werden, und zwar durch eine Verzögerungsoperation oder Zeitverschiebungsoperation der Zündzeitsteuerung.
Bei der oben beschriebenen Anordnung der ersten Ausführungsform wird die Last der Brennkraftmaschine durch Ausführen der Schritt S910 bis S970 und S1050 fixiert. Dann wird das Ausgangsdrehmoment der Maschine durch Ausführen der Schritte S1200 bis S1270 gesteuert oder geregelt. Mit Hilfe der Routinen der 9 bis 11 wird der Brennstoff, der aus dem Brennstofftank der Maschine verdampft, in das Einlassrohr oder Ansaugrohr ausgeblasen. Während des Ausblasens wird die Routine von 6 ausgeführt, um den Ausblaskonzentrationseichwert abhängig von dem Verhalten oder Schwankungen des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturwertes zu eichen. Auch werden während der Ausblaskonzentrationseichung die Schritt S990 bis S1060 und S970 ausgeführt, um die Last der Maschine einzustellen. Ferner wird, während die Maschinenlast eingestellt wird, das Ausgangsdrehmoment der Maschine durch Einstellen von Änderungsfaktoren oder der Schwankungen in dem Ausgangsdrehmoment anders als der Maschinenlast gesteuert oder geregelt, und zwar in Einklang mit dem erforderlichen Drehmoment (bei den Schritten S1200 bis S1270).
Wenn bei der ersten Ausführungsform, die oben erläutert wurde, der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert KGj erhalten wird, und zwar durch Eichung des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF (4 und 5), wird die Maschinenlast (bei dieser Ausführungsform die Ansaugluftströmungsrate GA) durch die Operationen der Schritte S970 und 51050 eingestellt. Selbst dort, wo der Fahrer das Gaspedal 38 betätigt, um das erforderliche Drehmoment zu ändern, ändert sich die Maschinenlast nicht und es wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Luft-Brennstoff-Mischung stabilisiert. Demzufolge kann eine Eichung des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF unmittelbar mit hoher Genauigkeit erreicht werden.
Es kann somit eine hochgenaue Eichung des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF in einer kurzen Zeit vervollständigt werden, so dass nachteilige Beeinflussungen hinsichtlich der Qualität der Emissionen vermieden werden.
Während ferner die Maschinenlast eingestellt wird, kann das Ausgangsdrehmoment der Maschine 4 in Einklang mit dem erforderlichen Drehmoment gesteuert oder geregelt werden, indem ein Ausgangsdrehmomentvariationsfaktor oder -faktoren eingestellt werden (wenigstens eine der Größen wie die Zündzeitsteuerung, Ventilzeitsteuerung, das Luft-Brennstoff-Verhältnis und die Verschiebeposition bei dieser Ausführungsform), die verschieden von der Maschinenlast sind (S1200 bis S1270).
Somit reflektiert das Ausgangsdrehmoment der Maschine 4 das erforderliche Drehmoment selbst während der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktor FAF geeicht wird, und zwar bei fixierter Maschinenlast.
Da eine Vielzahl der Ausgangsdrehmomentvariationsfaktoren, verschieden von der Maschinenlast, für die Steuerung der veranschaulichten Ausführungsform kombiniert werden, kann das Ausgangsdrehmoment der Maschine 4 über einen noch weiteren oder breiteren Bereich eingestellt werden.
Dort, wo das Ausgangsdrehmoment nicht gesteuert oder geregelt werden kann, um in ausreichender Weise das erforderliche Drehmoment einzustellen, und zwar durch Einstellen des oder der Ausgangsdrehmornentvariationsfaktors bzw. -faktoren, die von der Maschinenlast verschieden sind, wenn "NEIN" bei dem Schritt S980 erhalten wird oder "NEIN" bei dem Schritt S960 erhalten wird, wird damit aufgehört, die Maschinenlast zu fixieren (S1060). Dies verhindert eine Situation, bei der das erforderliche Drehmoment nicht durch das tatsächliche oder aktuelle Ausgangsdrehmoment der Maschine voll angezeigt werden kann. Es ist somit möglich, ein Ausgangsdrehmoment sicherzustellen, welches äquivalent dem erforderlichen Drehmoment ist, ohne dadurch die Qualität der Maschine 4 zu verschlechtern.
Es wird die Ansaugluftströmungsrate GA auf eine Bezugsposition in einer von einer Vielzahl von Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzonen fixiert. Wenn die Ansaugluftströmungsrate GA auf einen fixierten Wert für jede Eichzone eingestellt wird, kann der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktor FAF mit noch weiter erhöhter Genauigkeit geeicht werden.
Speziell ist die Bezugsposition, wie sie oben beschrieben wurde, an dem Zentrum von jeder Eichzone gelegen. Es kann daher die Maschinenlast, die auf die Bezugsposition fixiert ist, äußerst vorteilhaft gestaltet werden, um die relevante Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone wiederzugeben, was eine noch weiter verbesserte Genauigkeit während des Eichvorgangs sicherstellt.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist ein Ausblassystem für den verdampften Brennstoff vorgesehen und es werden die Regelroutinen von 9 bis 11 ausgeführt, um den verdampften Brennstoff aus dem Brennstofftank 31 in den Ausgleichsbehälter 18 auszublasen. Bei dem Ausblassystem für den verdampften Brennstoff muss das Ausblasen in einer frühen Stufe gestartet werden, und zwar nach dem Start der Maschine 4, um zu verhindern, dass der Kanister 98 gesättigt wird.
Das Ausblasen oder Entleeren wird gestartet unter der Voraussetzung, dass der Eichvorgang des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF vervollständigt worden ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Eichvorgang des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF unmittelbar vervollständigt werden, wie dies oben beschrieben wurde. Demnach kann das Ausblasen oder Entleeren des verdampften Brennstoffs in einer frühen Stufe des Maschinenbetriebes gestartet werden und es besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass der Kanister 98 gesättigt wird, so dass wirksamer verhindert wird, dass der verdampfte Brennstoff in die Umgebungsluft entweichen kann.
Um in exakter Weise das Luft-Brennstoff-Verhältnis zu regeln, und zwar dort, wo das Ausblassystem für den verdampften Brennstoff vorgesehen ist, ist es erforderlich, unmittelbar die Konzentration des verdampften Brennstoffes, der ausgeblasen oder entleert werden soll, zu eichen und das Ergebnis durch die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung in deren frühen Zustand zu reflektieren.
Um eine exakte Eichung der Ausblaskonzentration zu ermöglichen, muss eine exakte Eichung des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF vervollständigt worden sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann das Eichen des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden und kann auch in einer kurzen Zeit vervollständigt werden.
Demnach kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis exakt selbst mit dem Ausblassystem für verdampften Brennstoff geregelt werden.
Während des Eichvorganges der Ausblaskonzentration wird die Maschinenlast durch die Operationen der Schritt S980 bis S1050 und S970 fixiert. In diesem Fall ändert sich die Maschinenlast nicht und es wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Luft-Brennstoff-Mischung stabilisiert, so dass die Ausblaskonzentrationseichung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann und in einer kurzen Zeit vervollständigt werden kann.
Die oben erläuterte Anordnung schafft die Möglichkeit, weiter in effektiver Weise nachteilige Einflüsse auf die Emissionen bzw. Abgase zu verhindern.
Dort, wo die Maschinenlast während des Ausblaskonzentrationslernvorganges eingestellt wird, wird das Ausgangsdrehmoment der Maschine 4 in Einklang mit dem erforderlichen Drehmoment gesteuert oder geregelt, und zwar durch Einstellen eines Ausgangsdrehmomentvariationsfaktors oder von Faktoren (wenigstens einem der Faktoren, wie die Zündzeitsteuerung, Ventilzeitsteuerung, das Luft-Brennstoff-Verhältnis und die Verschiebeposition bei dieser Ausführungsform), die verschieden von der Maschinenlast sind, und zwar mit Hilfe der Operationen der Schritte S1200 bis S1270. Demzufolge kann das erforderliche Drehmoment in ausreichender Weise durch das aktuelle Ausgangsdrehmoment abgeglichen werden, selbst wenn die Ausblaskonzentrationseichung bei fixierter Maschinenlast durchgeführt wird.
Da eine Vielzahl von Ausgangsdrehmomentvariationsfaktoren, die von der Maschinenlast verschieden sind, für die Verwendung bei der Steuerung oder Regelung kombiniert werden, lässt sich das Ausgangsdrehmoment der Maschine 4 über einen noch weiteren Bereich hinweg einstellt.
Dort, wo das Ausgangsdrehmoment der Maschine nicht gesteuert oder geregelt werden kann, um in ausreichender Weise das erforderliche Drehmoment zu reflektieren, und zwar durch Einstellen des oder der Ausgangsdrehmomentvariationsfaktors bzw. -faktoren, die von der Maschinenlast verschieden sind, während die Ausblaskonzentrationseichung bei fixierter Maschinenlast durchgeführt wird ("NEIN" bei dem Schritt S1000, "NEIN" bei dem Schritt S1010 und "NEIN" bei dem Schritt S1020 oder dem Schritt S1030), wird damit aufgehört, die Maschinenlast zu fixieren, das heißt es wird die Steuerung oder Regelung für die Fixierung der Maschinenlast aufgehoben (S1060). Dies verhindert eine Situation, bei der das erforderlich Drehmoment nicht in ausreichender Weise durch das Ausgangsdrehmoment reflektiert werden kann. Es ist daher möglich, ein Ausgangsdrehmoment sicherzustellen, welches äquivalent dem erforderlichen Drehmoment ist, ohne dabei die Qualität der Maschine 4 zu verschlechtern.
Die Ansaugluftströmungsrate GA wird auf eine Bezugsposition in einer der Vielzahl der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzonen fixiert, die für die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktor-Eichung vorgesehen sind (S970, S1050). Wenn die Ansaugluftströmungsrate GA immer auf einem fixierten Wert für jede Eichzone liegt, wird der Ausblaskonzentrationswert lediglich nach der Vervollständigung der exakten Eichung des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF geeicht. Demzufolge kann der Ausblaskonzentrationseichwert mit noch weiter erhöhter Genauigkeit erhalten werden.
Speziell ist die Bezugsposition, wie sie oben erläutert wurde, an dem Zentrum von jeder Eichzone gelegen. Bei dieser Anordnung kann die auf die Bezugsposition fixierte Maschinenlast sehr vorteilhaft gestaltet werden, um die relevante Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone zu repräsentieren, so dass dadurch eine noch verbesserte Genauigkeit bei der Ausblaskonzentrationseichung sichergestellt wird.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird, während die Maschinenlast eingestellt wird, das Ausgangsdrehmoment in Einklang mit dem erforderlichen Drehmoment gesteuert oder geregelt, und zwar durch Einstellen von einem oder mehreren der Größen wie die Zündzeitsteuerung, Ventilzeitsteuerung, Luft-Brennstoff-Verhältnis und Verschiebeposition. Es ist jedoch möglich, irgendeinen dieser Ausgangsdrehmomentvariationsfaktoren zu verwenden. Speziell wird die Zündzeitsteuerung in bevorzugter Weise verwendet, so dass das Ausgangsdrehmoment das erforderliche Drehmoment mit gutem Ansprechverhalten reflektieren kann.
Wenn bei der veranschaulichten Ausführungsform der Mittelwert FAFAV des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors FAF innerhalb des Bereiches von 1,02 bis 0,98 fällt, wird wenigstens einmal das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOKj gesetzt und der Eichvorgang des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturfaktors FAF wird vervollständigt. Bei einem modifizierten Beispiel kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichvervollständigungsflag XFGAFOKj zum ersten Mal eingestellt werden, wenn der Mittelwert FAFAV innerhalb des Bereiches von 1,02 bis 0,98 eine bestimmte Anzahl von Malen fällt.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist die elektronische Regeleinheit (ECU 50) als ein programmierter Computer für allgemeine Zwecke implementiert. Es kann jedoch durch Fachleute erkannt werden, dass der Regler unter Verwendung einer einzelnen integrierten Schaltung für einen speziellen Zweck implementiert werden kann (z.B. ASIC) mit einem Haupt- oder Zentralprozessorabschnitt für die Gesamtsteuerung, der Systemebenensteuerung und mit getrennten Abschnitten, die dafür bestimmt sind, vielfältige unterschiedliche spezifische Berechnungen, Funktionen und andere Prozesse unter der Steuerung des zentralen Prozessorabschnitts durchzuführen. Der Regler kann auch aus einer Vielzahl von getrennten zugeordneten oder programmierbaren integrierten oder anderen elektronischen Schaltungen oder Vorrichtungen bestehen (z.B. einer hartverdrahteten Elektronik oder logischen Schaltkreisen, wie beispielsweise diskreten Elementschaltkreisen oder programmierbaren logischen Vorrichtungen, wie PLDs, PLAs, PALs oder ähnlichem). Der Regler kann unter Verwendung eines geeigneten programmierbaren Computers für allgemeine Zwecke, z.B. einen Mikroprozessor, Mikrocontroller oder einer anderen Prozessorvorrichtung (CPU oder MPU), entweder allein oder in Verbindung mit einer oder mit mehreren peripheren (z.B. integrierte Schaltung) Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen implementiert werden. Im Allgemeinen kann irgendeine Vorrichtung oder Anordnung von Vorrichtungen in Form einer Maschine mit endlichem Zustand, die die Flussdiagramme implementieren kann, die in den 3-11 und 15-20 gezeigt sind, als Regler verwendet werden. Eine verteilte Architektur kann für eine maximale gesamte Signalverarbeitung und -geschwindigkeit verwendet werden.
Während die Maschinenlast unmittelbar zu der Bezugsposition der momentanen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichzone verschoben wird, wenn die Maschinenlast auf die Bezugsposition fixiert ist, kann die Maschinenlast in Schritten zu der Bezugsposition hin verschoben werden. Dies führt zu einer weiteren Reduzierung in den Schwankungen des Luft-Brennstoff-Verhältnisses, was eine noch höhere Genauigkeit bei der Eichung sicherstellt.

Claims

Luft-Brennstoff-Regelgerät für eine Brennkraftmaschine (4), welches ein Luft-Brennstoff-Verhältnis einer der Maschine zugeführten Luft-Brennstoff-Mischung detektiert und eine Brennstoffkonzentration der Luft-Brennstoff-Mischung in einem Regelvorgang basierend auf einem Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturwert regelt, der basierend auf dem detektierten Luft-Brennstoff-Verhältnis und einem Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert berechnet wird, der aus dem Verhalten des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturwertes bestimmt wird, mit einer Lastfixiereinrichtung (50) zum Fixieren einer Last der Maschine (4), wenn der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert bestimmt wird, und mit einer Maschinenausgangsdrehmomentregeleinrichtung (50) zum Regeln eines Ausgangsdrehmoments der Maschine, wenn die Lastfixiereinrichtung die Last der Maschine einstellt, durch Einstellen von wenigstens einem Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktor in Einklang mit einem erforderlichen Drehmoment.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktor ausgewählt wird aus der Zündzeitsteuerung, der Ventilzeitsteuerung, einem Gangänderungsverhältnis und dem Luft-Brennstoff-Verhältnis.
Gerät nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastfixiereinrichtung (50) das Einstellen der Last der Maschine durch Einstellen von wenigstens einem Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktor anhält, wenn eine Differenz zwischen dem Ausgangsdrehmoment und dem erforderlichen Drehmoment der Maschine größer ist als oder gleich ist mit einem vorbestimmten Wert.
Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert für jede einer Vielzahl von Eichzonen bestimmt wird, die unterschiedlichen Bereichen der Last der Maschine entsprechen.
Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastfixiereinrichtung (50) die Last der Maschine auf eine Bezugsposition innerhalb einer der Vielzahl der Eichzonen einstellt, wenn der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert bestimmt wird.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsposition am Zen-trum der Vielzahl der Eichzonen gelegen ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner gekennzeichnet durch: eine Ausblaseinrichtung (50) für verdampften Brennstoff, um den Brenn-stoff der aus einem Brennstofftank der Maschine verdampft, in ein Einlassrohr auszublasen oder zu entleeren.
Gerät nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch: eine die Ausblaskonzentration bestimmende Einrichtung (50), um einen Ausblaskonzentrationseichwert aus dem Verhalten des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturwertes zu erfassen, während der Ausblasvorgang durchge-führt wird; und eine Ausblaseichungszeitlasteinstelleinrichtung (50) zum Einstellen der Last der Maschine, wenn der Ausblaskonzentrationseichwert bestimmt wird.
Gerät nach Anspruch 8, ferner gekennzeichnet durch: eine Regeleinrichtung (50) für das Ausblaseichzeit-Maschinenausgangs-drehmoment zum Regeln des Ausgangsdrehmoments der Maschine, wenn die Ausblaseichzeitlasteinstelleinrichtung (50) die Last der Maschine durch Einstellen von wenigstens einem Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktor in Einklang mit einem erforderlichen Drehmoment einstellt.
Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktor ausgewählt ist aus der Zündzeitsteuerung, der Ventilzeitsteuerung, dem Wechselgetriebeverhältnis und dem Luft-Brenn-stoff-Verhältnis.
Gerät nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblaseinstellzeitlasteinstelleinrichtung (50) das Fixieren der Last der Maschine durch Einstellen des wenigstens einen Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktors anhält, wenn eine Differenz zwischen dem Ausgangsdrehmoment und dem erforderlichen Drehmoment der Maschine größer ist als oder gleich ist mit einem vorbestimmten Wert.
Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert für jede einer Vielzahl von Eichzonen be-stimmt ist, die unterschiedlichen Bereichen der Last der Maschine entsprechen; und dass die Ausblaseichzeitlasteinstelleinrichtung (50) die Last der Maschine auf eine Bezugsposition innerhalb einer der Vielzahl der Eichzonen einstellt, wenn der Ausblaskonzentrationseichwert bestimmt wird.
Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsposition an dem Zentrum der Eichzonen gelegen ist.
Regelverfahren für die Verwendung bei einer Brennkraftmaschine (1), bei der das Luft-Brennstoff-Verhältnis einer Luft-Brennstoff-Mischung, die der Maschine zugeführt wird, auf der Maschinenlast basiert und bei der eine Brennstoffkonzentration der Luft-Brennstoff-Mischung in einer Rückkopplungsweise geregelt wird, basierend auf einem Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturwert, der basierend auf dem Luft-Brennstoff-Verhältnis und einem Luft-Brennstoff- Verhältnis-Eichwert berechnet wird, der aus dem Verhalten des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturwertes bestimmt wird, bei dem eine Last der Maschine fixiert wird, wenn der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert bestimmt wird, und bei dem Fixierschritt ein Ausgangsdrehmoment der Maschine durch Einstellen von wenigstens einem Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktor in Einklang mit einem erforderli-chen Drehmoment eingestellt wird, wenn die Last der Maschine fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Fixierschritt das Ausgangsdrehmoment durch Einstellen von wenigstens einem Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktor eingestellt wird, der ausgewählt wird aus der Zündzeitsteuerung, der Ventilzeitsteuerung, dem Wechselgetriebeverhältnis und dem Luft-Brennstoff-Verhältnis.
Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Fixierschritt der Einstellvorgang der Last der Maschine durch Einstellen des wenigstens einen Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktors angehalten wird, wenn eine Differenz zwischen dem Ausgangsdrehmoment und dem erforderlich Drehmoment der Maschine größer ist als oder gleich ist mit einem vorbestimmten Wert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert für jede einer Vielzahl von Eichzonen be-stimmt wird, die unterschiedlichen Bereichen der Last der Maschine entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Fixierschritt die Last der Maschine auf eine Bezugsposition innerhalb einer der Vielzahl der Eichzonen eingestellt wird, wenn der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Eichwert bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsposition an dem Zentrum der Vielzahl der Eichzonen gelegen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Fixierschritt Brennstoff, der aus einem Brennstofftank der Maschine verdampft, in ein Einlassrohr ausgeblasen oder entleert wird.
Verfahren nach Anspruch 20, ferner dadurch gekennzeichnet, dass: ein Ausblaskonzentrationseichwert aus dem Verhalten des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturwertes erfasst wird, während der Ausblasvorgang durchgeführt wird; und die Last der Maschine fixiert wird, wenn der Ausblaskonzentrationseichwert bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Fixierschritt ein Ausgangsdrehmoment der Maschine durch Einstellen von wenigstens einem Maschinenausgangsdrehmomentvariationsfaktor in Einklang mit einem erforderlichen Drehmoment eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Fixierschritt das Ausgangsdrehmoment durch Einstellen von wenigstens einem Maschinenausgangs-drehmomentvariationsfaktor eingestellt wird, der ausgewählt ist aus der Zünd-zeitsteuerung, der Ventilzeitsteuerung, dem Wechselgetriebeverhältnis und dem Luft-Brennstoff-Verhältnis.
Verfahren nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Fixierschritt der Einstellvorgang der Last der Maschine angehalten wird, wenn eine Differenz zwischen dem Ausgangsdrehmoment und dem erforderlichen Drehmoment der Maschine größer ist als oder gleich ist mit einem vorbestimmten Wert.