DE10141022B4

DE10141022B4 - Vorrichting zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10141022B4
Application number: DE10141022A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Wachi; Hideaki Katashiba; Li Kobe Liu; Hiromichi Kobe Hisato
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2021-08-23
Also published as: JP3913986B2; US20020088446A1; US6499474B2; DE10141022A1; KR100420626B1; JP2002201984A; KR20020060044A

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einer Brennkraftmaschine, welche umfasst:
mehrere Zylinder;
Kraftstoff-Zuführungseinrichtungen (11-14) an den jeweiligen Zylindern;
einen Kurbelwinkelsensor (7) zur Erfassung einer Kurbelwinkelphase der jeweiligen Zylinder; und
einen in einem Abgas-Abführungssystem (5) vorgesehenen Sammelbereich, in welchem Abgase der jeweiligen Zylinder zusammengeführt werden;
wobei die Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses umfasst:
einen in dem Sammelbereich des Abgas-Abführungssystems (5) vorgesehenen Sensor (8) zum Erfassen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und zum Ausgeben eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssignals (λ);
eine Einstelleinrichtung (22) einer Zeitdauer (T) für die Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, wobei diese Zeitdauer einen Ausstoßhub eines jeden Zylinders enthält;
eine Spitzenphasen-Erfassungseinrichtung (21), welche bei Änderungen des während einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungszeitdauer (T) von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssensors (8) empfangenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssignals (λ) Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Spitzenphasen (Pλ) erfasst als ein Maximum dieses Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssignals (λ) auf der fetten Seite oder auf der mageren Seite in Zuordnung zu einem der mehreren Zylinder;
eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturbestimmungseinrichtung (25), welche auf der...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern.

Aus der DE 199 47 037 C1 ist es bekannt, in einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern eine Steuervorrichtung vorzusehen zur Steuerung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses individuell für jeden dieser Zylinder in der Weise, dass die den jeweiligen Zylindern zuzuführende Luftmenge separat für jeden dieser mehreren Zylinder eingestellt wird. Die Luftmenge pro Zylinder wird in Abhängigkeit vom Drehmoment eingestellt, das für jeden Zylinder separat erfasst wird, mit einer Zielsetzung, die Zylinder-spezifischen Werte des Drehmoments einander anzugleichen.

Dabei erfordert jedoch die Ermittlung des auf die einzelnen Zylinder bezogenen und von den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine erzeugten Drehmoments hochempfindliche Drehmoment-Erfassungseinrichtungen angesichts der Tatsache, dass das an der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine auftretende Drehmoment in hohem Maße durch ein Schwungrad egalisiert wird, das zusammen mit der Abtriebswelle rotiert. Deshalb sind die von den jeweiligen Zylindern stammenden Drehmoment-Anteile nur mit größerem technischen Aufwand separat identifizierbar.

Aus der DE 40 03 752 A1 ist es bekannt, zur Erkennung unerwünschter Unterbrechungen bei der Kraftstoffverbrennung in einem Zylinder einer Mehr-Zylinder-Brennkraftmaschine ein das Luft/Kraftstoff-Verhältnis angebende Erfassungssignal (λ) separat für jeden Zylinder einer solchen Mehr-Zylinder-Brennkraftmaschine zu bestimmen. Jedoch werden darin diese λ-Werte nicht durch Identifizierung von Spitzenphasen im Luft/Kraftstoff-Verhältnis erfasst.

Die Druckschriften JP 59003129 A und JP 05180059 A offenbaren ein mathematisches Modell zur Darstellung des Strömungsverhaltens in einem Auslasskanal einer Brennkraftmaschine sowie der Ansprechverzögerung eines Sensors zum Bestimmen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in der Brennkraftmaschine.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern zu schaffen, wobei die Steuerung der Luft/Kraftstoffverhältnisse pro Zylinder auf vergleichsweise einfache und trotzdem genaue Weise und ohne hohen zusätzlichen Rechneraufwand so erfolgen soll, dass die den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmengen jeweils annähernd gleich sind. Dies soll weitgehend auch unterschiedlichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine erreichbar sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Steuerungsvorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Unteransprüchen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und Vorteile, die mit der vorliegenden Erfindung erzielt werden können, werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen
1 ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein Ablaufdiagramm, das schematisch den Betriebsablauf bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ein Ablaufdiagramm, das die Erfassung bei Spitzenphasen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ein Ablaufdiagramm, das eine Zylinder-Identifizierung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ein Ablaufdiagramm, das eine Korrektur-Zielzylinder-Bestimmungsoperation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 ein Ablaufdiagramm, das eine Korrektur-Zielzylinder-Bestimmungsoperation gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 ein Ablaufdiagramm, das eine Korrektur-Zielzylinder-Bestimmungsoperation gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips einer Erfassung einer Spitzenphase bei der Korrektur-Zielzylinder-Bestimmungsoperation gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 ein Diagramm zur Erläuterung von Spitzenphasen im Ausgangssignal eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors in dem Fall, in welchem die Reihenfolge der Auslasshübe von zwei Zylindern entsprechend den jeweiligen Spitzenphasen aufeinanderfolgend ist:
10 ein Diagramm zur Erläuterung der Korrektur-Zielzylinder-Bestimmungsoperation gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in dem Fall, in welchem die Reihenfolge der Auslasshübe von zwei Zylindern entsprechend jeweiligen Spitzenphasen bei einem bestimmten Status der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse nicht aufeinanderfolgend ist;
11 ein Diagramm zur Erläuterung der Korrektur-Zielzylinder-Bestimmungsoperation gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in dem Fall, in welchem die Reihenfolge der Auslasshübe von zwei Zylindern entsprechend jeweiligen Spitzenphasen mit einem weiteren Status von Luft/Kraftstoff-Verhältnissen nicht aufeinanderfolgend ist;
12 ein Ablaufdiagramm, das eine Korrektur-Zielzylinder-Bestimmungsoperation gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
13 ein Diagramm zur Erläuterung der Korrektur-Zielzylinder-Bestimmungsoperation gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungen der Erfindung näher beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1
1 stellt in einem Blockschaltbild den Aufbau einer Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einer Brennkraftmaschine 1 (im folgenden auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnet) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar, wobei der Einsatz der vorliegenden Erfindung vorzugsweise bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine gezeigt ist.
In 1 ist ein Motor 1, der einen für einen Verbrennungsmotor darstellt, mit einem Einlassrohr 2 und einem Auslassrohr 3 versehen.
Ein Einlassverteiler bzw. eine Einlassrohrverzweigung 4 ist an einem Verbindungsteil zwischen dem Motor 1 und dem Einlassrohr 2 zum Verteilen von Einlassluft vom Einlassrohr 2 zu den jeweiligen Zylindern (#1 bis #4) des Motors vorgesehen.
Ein Abgas-Abführungssystem 5, das im folgenden auch als Auslassverteiler bzw. eine Auslassrohrverzweigung bezeichnet ist, ist an einem Verbindungsteil zwischen dem Motor 1 und dem Auslassrohr 3 vorgesehen, so dass von den jeweiligen Motorzylindern entladene Auslassgase bzw.
Abgase vereinigt und über die Auslassrohrverzweigung 5 in das Auslassrohr 3 gesammelt werden.
Ein Luftstromsensor 6 ist an der stromaufwärtigen Seite des Einlassrohrs 2 zum Bestimmen der Menge an Einlassluft Qa, die in den Motor 1 gesaugt wird, vorgesehen.
Ein Kurbelwinkelsensor 7 ist an der Kurbelwelle des Motors 1 zum Erzeugen eines Kurbelwinkelsignals CA synchron zur Drehung des Motors 1 angebracht.
Das Kurbelwinkelsignal CA enthält eine Reihe von Impulsen, welche die Drehpositionen der Kurbelwelle bzw. die Phasen der jeweiligen Zylinder anzeigen und zum Erfassen der Kurbelwinkelpositionen oder der Phasen der jeweiligen Zylinder, der Anzahl von Umdrehungen pro Einheitszeit des Motors, etc. verwendet werden.
Ein Sensor 8, der im folgenden auch als Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor bezeichnet ist, ist am Auslassrohr 3 angebracht, in welchem Auslassgase von den jeweiligen Zylindern vereinigt oder durch die Auslassrohrverzweigung 5 gesammelt werden. Der Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 8 erfasst ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Auslassgases im Auslassrohr 3 und erzeugt ein Ausgangssignal, das ein lineares Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ darstellt.
Ein Katalyator 9 ist an der stromabwärtigen Seite des Auslassrohrs 3 zum Reinigen der Auslassgase vorgesehen, die durch das Auslassrohr 3 laufen.
Eine Vielzahl (z.B. vier beim dargestellten Beispiel) von Kraftstoff-Zuführungseinrichtungen 11 bis 14, im folgenden auch als Kraftstoff-Einspritzeinheiten bezeichnet, ist in der Einlassrohrverzweigung 4 jeweils entsprechend der Vielzahl von Zylindern (#1 bis #4) eingebaut.
Die Menge an Einlassluft Qa, das Kurbelwinkelsignal CA und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ, die durch die jeweiligen Sensoren 6 bis 8 ausgegeben werden, werden zu einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 20 in der Form eines Mikrocomputers als Information eingegeben, die einen Motor-Betriebszustand anzeigt. Als Ergebnis werden die jeweiligen Kraftstoff-Einspritzeinheiten 11 bis 14 betrieben, um gemäß der Zeitgabe entsprechend dem Motor-Betriebszustand unter der Steuerung einer CPU in der ECU 20 zu arbeiten.
Die ECU 20 enthält eine Spitzenphasen-Erfassungseinrichtung 21, im folgenden auch als Spitzenphasen-Erfassungsabschnitt bezeichnet, einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperioden-Einstellabschnitt 22, eine Fenstereinstelleinrichtung 23, im folgenden auch als Fenster-Einstellabschnitt bezeichnet, einen Abschnitt zum Identifizieren eines entsprechenden Zylinders 24, eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturbestimmungseinrichtung 25, im folgenden auch als Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimungsabschnitt bezeichnet, und Zylinder-spezifische Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtungen 31 bis 34, im folgenden auch als zylinderspezifische Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitte als Zylinder-#1-Korrekturabschnitt bzw. Zylinder-#2-Korrekturabschnitt bzw. Zylinder-#3-Korrekturabschnitt bzw. Zylinder-#4-Korrekturabschnitt bezeichnet, zum jeweiligen Korrigieren der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse für die Zylinder #1 bis #4.
Die Menge an Einlassluft Qa vom Luftstromsensor 6 wird zum Fenster-Einstellabschnitt 23 eingegeben. Das Kurbelwinkelsignal CA vom Kurbelwinkelsensor 7 wird zum Spitzenphasen-Erfassungsabschnitt 21, zum Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiodeneinstellabschnitt 22 und zum Fenster-Einstellabschnitt 23 eingegeben. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ vom Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 8 wird zum Spitzenphasen-Erfassungsabschnitt 21 eingegeben.
Eine Spitzenphasen-Erfassungseinrichtung 21, im folgenden auch als Spitzenphasen-Erfassungsabschnitt bezeichnet, erfasst eine Spitzenphase Pλ (d.h. eine Spitzenphase einer reichen Seite oder eine Spitzenphase einer mageren Seite), bei welcher das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einer reichen Seite oder einer mageren Seite aufgrund von Schwankungen in bezug auf das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein Maximum wird, und zwar basierend auf dem Kurbelwinkelsignal CA (der Kurbelwinkelphase) und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ (dem Ausgabewert des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 8), die ihm eingegeben werden, für eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T, die später beschrieben wird.
Der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiodeneinstellabschnitt 22 stellt basierend auf dem Kurbelwinkelsignal CA die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T entsprechend einem gesamten Erfassungszyklus für alle Zylinder (#1 bis #4) ein und erzeugt ein Endbeurteilungssignal für die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T.
In dem Fall, dass der Motor 1 ein Motor mit vier Hüben bzw. ein Vierzylindermotor ist, entspricht die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T zwei Umdrehungen (720°) der Kurbelwelle des Motors 1 und enthält alle Auslasshübe (d.h. vier Auslasshübe) der jeweiligen Zylinder.
Der Fenster-Einstellabschnitt 23 stellt, basierend auf dem Motor-Betriebszustand (z.B. der Menge an Einlassluft Qa, etc.), ein Fenster W (d.h. einen Phasenbereich, in welchem erwartet wird, dass eine Spitze entsprechend einem jeweiligen Zylinder erscheint) zum Erfassen einer Spitzenphase eines jeweiligen Zylinders ein. Das bedeutet, dass zum Einstellen eines Fensters W ein zentraler Kurbelwinkel PCA des Fensters W und eine Breite PCW des Fensters W eingestellt werden.
Der Abschnitt zum Identifizieren eines entsprechenden Zylinders 24 identifiziert basierend auf einer Spitzenphase Pλ, die in einem Fenster W für einen jeweiligen Zylinder innerhalb der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T erfasst wird, einen Zylinder entsprechend der Spitzenphase Pλ (der auch entsprechender Zylinder genannt wird).
Der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25 spezifiziert oder bestimmt den entsprechenden Zylinder, der durch den Abschnitt zum Identifizieren eines entsprechenden Zylinders 24 basierend auf der Spitzenphase Pλ identifiziert worden ist, als Zylinder (d.h. als Korrekturzielzylinder), für welchen das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von demjenigen der übrigen Zylinder abweicht, und somit die Menge an zuzuführendem Kraftstoff, für die es erforderlich ist, dass sie korrigiert wird.
Die Zylinder-#1-#4-Korrekturabschnitte 31 bis 34 bilden den zylinderspezifischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis(Kraftstoffmengen-)Korrekturabschnitt der vorliegenden Erfindung und dienen zum Korrigieren der Einspritzzeit der jeweiligen Kraftstoff-Einspritzeinheiten 11 bis 14, um dadurch die Menge an zu einem Zylinder zuzuführendem Kraftstoff zu korrigieren, welcher Zylinder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturziel ist.
Das bedeutet, dass die Zylinder-#1-#4-Korrekturabschnitte 31 bis 34, um die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der jeweiligen Zylinder einheitlich zu machen, zum Korrigieren der Menge an zu einem Zylinder zuzuführendem Kraftstoff entsprechend einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturziel in einer kleiner werdenden Richtung dienen, wenn der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzielzylinder einer Spitzenphase der reichen Seite entspricht, wohingegen sie die Kraftstoffmenge in einer größer werdenden Richtung korrigieren, wenn der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzielzylinder einer Spitzenphase der mageren Seite entspricht.
Nun wird die Operation bzw. der Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben, während auf die Ablaufdiagramme der 2 bis 5 Bezug genommen wird.
Die 2 stellt die gesamte Verarbeitungsroutine dar, die in jeder vorbestimmten Zeitperiode ausgeführt wird.
In 2 liest der Spitzenphasen-Erfassungsabschnitt 21 zuerst das Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ, erfasst Spitzenphasen auf der reichen Seite und auf der mageren Seite (Schritte S1 und S2) und bestimmt, ob die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T verstrichen oder beendet ist, die einer Periode entspricht, in welcher die Auslasshübe für alle Zylinder enden, d.h. ob die Erfassung einer Spitzenphase Pλ für die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T ausgeführt worden ist (Schritt S3).
Wenn im Schritt S3 bestimmt wird, dass die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T noch nicht verstrichen ist (d.h. "NEIN"), tritt der Steuerprozeß aus der Verarbeitungsroutine der 2 aus und die Erfassungsverarbeitung einer Spitzenphase Pλ (Schritte S1 und S2) wird im Schritt S3 wiederholt.
Die Spitzenphasen-Erfassungsschritte S1 und S2 werden immer während der Zeit ausgeführt, zu welcher die Korrektursteuerung in bezug auf die Kraftstoffmenge mittels des zylinderspezifischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitts (d.h. der Zylinder-#1-#4-Korrekturabschnitte 31 bis 34) durchgeführt wird.
Andererseits spezifiziert oder identifiziert der Abschnitt zum Identifizieren eines entsprechenden Zylinders 24 dann, wenn im Schritt S3 bestimmt wird, dass die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T verstrichen ist (d.h. "JA"), die Zylinder jeweils entsprechend einer Spitzenphase der reichen Seite und einer Spitzenphase der mageren Seite (Schritte S4 und S5).
Darauffolgend bestimmt der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25 Korrekturzielzylinder, für welche die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse zu korrigieren sind (Schritt S6) und entsprechende der Zylinder-#1-#4-Korrekturabschnitte 31 bis 34 korrigieren die Mengen an zu den Korrekturzielzylindern zuzuführendem Kraftstoff (Schritt S7). Danach tritt der Steuerprozess aus der Verarbeitungsroutine der 2 aus.
3 stellt konkret eine Verarbeitungsroutine dar, bei welcher die Operation zum Erfassen einer Spitzenphase der reichen Seite (Schritt S1 in 2) ausgeführt wird.
In 3 wird der Ausgabewert (das Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ) des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 8 zuerst eingelesen (Schritt S11), und es wird bestimmt, ob der aktuelle Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses λ reicher als sein letzter Wert ist (Schritt S12).
Wenn im Schritt S12 bestimmt wird, dass der aktuelle Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses λ reicher als sein letzter Wert ist (d.h. "JA"), wird ein Änderungs-Flag der reichen Seite F auf "1" gesetzt (Schritt S13), wohingegen dann, wenn der aktuelle Luft/Kraftstoff-Verhältniswert derart bestimmt wird, dass er nicht reicher als sein letzter Wert ist (d.h. "NEIN"), das Änderungs-Flag der reichen Seite F auf "0" gelöscht wird (Schritt S14).
Dann wird im Schritt S15 bestimmt, ob sich das Änderungs-Flag F von "1" zu "0" geändert hat, und dann, wenn bestimmt wird, dass sich das Änderungs-Flag F von "1" zu "0" geändert hat (d.h. "JA"), wird der das letzte Mal erfasste Kurbelwinkel als Spitzenphase der reichen Seite gespeichert (Schritt S16), und der aktuelle Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses λ wird aktualisiert und als der letzte Wert gespeichert (Schritt S17), und die Verarbeitungsroutine der 3 wird verlassen.
Andererseits wird dann, wenn im Schritt S15 bestimmt wird, dass sich das Änderungs-Flag F nicht von "1" zu "0" geändert hat (d.h. "NEIN"), wird die Verarbeitungsroutine der 3 ohne Ausführen des Schritts S16 verlassen.
Hier ist zu beachten, dass die Details der Operation zum Erfassen einer Spitzenphase der mageren Seite (Schritt S2 in 2) gleich denjenigen der 3 sind. In diesem Fall muss der Ausdruck "reich" in den jeweiligen Schritten S12 bis S14 und S16 nur durch den Ausdruck "mager" ersetzt werden, und daher ist seine Beschreibung weggelassen.
4 stellt konkret eine Verarbeitungsroutine dar, gemäß welcher eine Operation zur Identifizierung eines entsprechenden Zylinders für eine Spitzenphase der reichen Seite (Schritt S4 in 2) ausgeführt wird.
In 4 liest der Abschnitt zum Identifizieren eines entsprechenden Zylinders 24 zuallererst die Anzahl von Umdrehungen pro Einheitszeit des Motors Ne (die auch einfach Motordrehzahl genannt wird) und die Motorlast CE (z.B. eine Lasteffizienz, etc.) als den Betriebszustand des Motors 1 ein (Schritt S21).
Darauffolgend wird eine zentrale Phase (eine Kurbelwinkelposition) PCA im Fenster W für eine Spitzenphasenerfassung entsprechend dem Zylinder #1 gemäß einer Abbildungsoperation basierend auf der Anzahl von Umdrehungen pro Einheitszeit des Motors Ne und der Motorlast CE berechnet (Schritt S22).
Gleichermaßen wird die Breite PCW des Fensters W für eine Spitzenphasenerfassung entsprechend dem Zylinder #1 (d.h. der Abstand von der zentralen Phase) gemäß einer Abbildungsoperation basierend auf der Anzahl von Umdrehungen pro Einheitszeit des Motors Ne und der Motorlast CE berechnet (Schritt S23).
Dann wird bestimmt, ob die zu dieser Zeit erfasste Spitzenphase der reichen Seite im Fenster W des Zylinders #1 existiert (Schritt S24), und dann, wenn bestimmt wird, dass (PCA – PCW) < Spitzenphase der reichen Seite < (PCA + PCW) gilt (d.h. "JA"), wird der Zylinder #1 als ein entsprechender Zylinder der Spitzenphase der reichen Seite bestimmt (Schritt S25), und die Verarbeitungsroutine der 4 wird beendet.
Darüber hinaus wird dann, wenn im Schritt S24 bestimmt wird, dass es keine Spitzenphase der reichen Seite im Fenster W des Zylinders #1 gibt (d.h. "NEIN"), bestimmt, ob eine Spitzenphase der reichen Seite in einem Fenster W für den folgenden Zylinder (d.h. den Zylinder #3), der zu steuern bzw. zu regeln ist (d.h. in einem Fenster, das gegenüber dem Fenster des Zylinders #1 um einen Kurbelwinkel von ihm hinzuaddierten 180° verschoben ist), existiert (Schritt S26).
Wenn im Schritt S26 bestimmt wird, dass (PCA + 180 – PCW) < Spitzenphase der reichen Seite < (PCA + 180 + PCW) (d.h. "JA"), wird der Zylinder #3 als ein entsprechender Zylinder der Spitzenphase der reichen Seite bestimmt (Schritt S27).
Zusätzlich wird dann, wenn im Schritt S26 bestimmt wird, dass keine Spitzenphase der reichen Seite im Fenster W des folgenden Zylinders #3 existiert (d.h. "NEIN"), ein Fenster W für den Zylinder (d.h. den Zylinder #4), der nach dem Zylinder #3 zu steuern bzw. zu regeln ist (d.h. ein Fenster, das gegenüber dem Fenster des Zylinders #1 um einen Kurbelwinkel von ihm hinzuaddierten 360° verschoben ist) eingestellt, und eine gleiche Bestimmungsverarbeitung wird für den Zylinder #4 durchgeführt (Schritte S28 und S29).
Im folgenden wird auf gleiche Weise dann, wenn im Schritt S28 bestimmt wird, dass keine Spitzenphase der reichen Seite im Fenster W für den Zylinder #4 existiert (d.h. "NEIN"), ein Fenster W für den Zylinder (d.h. den Zylinder #2), der nach dem Zylinder #4 zu steuern ist (d.h. ein Fenster, das gegenüber dem Fenster des Zylinders #1 um einen Kurbelwinkel von ihm hinzugefügten 540° verschoben ist) eingestellt, und eine gleiche Bestimmungsverarbeitung wird für den Zylinder #2 durchgeführt (Schritte S30 und S31).
Schließlich wird dann, wenn im Schritt S30 bestimmt wird, dass keine Spitzenphase der reichen Seite im Fenster W für den Zylinder #2 existiert (d.h. "NEIN"), darauf geschlossen, dass es keinen Zylinder entsprechend der Spitzenphase der reichen Seite gibt, die zu dieser Zeit erfasst wird (Schritt S32), und die Verarbeitungsroutine der 4 wird beendet.
Auf diese Weise ist es möglich, zu bestimmen, welchem Zylinder eine erfasste Spitzenphase der reichen Seite entspricht, oder ob es keinen Zylinder entsprechend einer erfassten Spitzenphase der reichen Seite gibt.
Hier ist zu beachten, dass eine detaillierte Beschreibung für die Operation zum Identifizieren eines Zylinders entsprechend einer Spitzenphase der mageren Seite (Schritt S5 in 2) weggelassen ist, welche dieselbe wie die oben beschriebene Operation zum Identifizieren eines Zylinders für eine Spitzenphase der reichen Seite ist, außer dass in 4 der Ausdruck "reich" durch den Ausdruck "mager" zu ersetzen ist.
5 stellt konkret eine Verarbeitungsroutine dar, gemäß welcher die Operation zum Identifizieren eines Korrekturzielzylinders, für welchen die Menge an Kraftstoff zu korrigieren ist (Schritt S6 in 2), ausgeführt wird.
In 5 bestimmt der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25 zuerst, ob ein Zylinder entsprechend einer Spitzenphase der reichen Seite existiert (Schritt S41), und dann, wenn bestimmt wird, dass es keinen entsprechenden Zylinder gibt (d.h. "NEIN"), bestimmt der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25, dass es keinen Korrekturzielzylinder gibt, für welchen die Menge an Kraftstoff zu reduzieren ist (Schritt S42).
Zusätzlich wird dann, wenn im Schritt S41 bestimmt wird, dass ein Zylinder entsprechend der Spitzenphase der reichen Seite existiert (d.h. "JA"), im Schritt S43 der entsprechende Zylinder als Korrekturzielzylinder bestimmt, für welchen die Menge an Kraftstoff zu reduzieren ist.
Darauffolgend wird im Schritt S44 bestimmt, ob ein Zylinder entsprechend einer Spitzenphase der mageren Seite existiert, und wenn bestimmt wird, dass es keinen entsprechenden Zylinder gibt (d.h. "NEIN"), wird im Schritt S45 daraus geschlossen, dass es keinen Korrekturzielzylinder gibt, der ein Erhöhen in bezug auf die Kraftstoffmenge erfordert.
Andererseits wird dann, wenn im Schritt S44 bestimmt wird, dass ein Zylinder entsprechend der Spitzenphase der mageren Seite existiert (d.h. "JA"), im Schritt S46 der entsprechende Zylinder als Korrekturzielzylinder bestimmt, für welchen die Menge an Kraftstoff zu erhöhen ist, und die Verarbeitungsroutine der 5 wird verlassen.
Somit treiben die Zylinderkorrekturabschnitte 31 bis 34 dann, wenn die Ergebnisse von durch den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25 durchgeführten Bestimmungen erhalten worden sind, eine entsprechende der Kraftstoff-Einspritzeinheiten 11 bis 14 für einen Korrekturzielzylinder, um die Menge an ihm zuzuführendem Kraftstoff zu korrigieren, um dadurch die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der jeweiligen Zylinder zu einem einheitlichen Wert zu steuern bzw. zu regeln. Danach wird eine Reihe bzw. Ablauffolge einer Verarbeitung beendet.
Auf diese Weise ist es möglich, einen Korrekturzielzylinder, für welchen das Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ zu korrigieren ist, basierend auf einer Spitzenphase Pλ des für eine vorbestimmte Periode erfassten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses λ zu spezifizieren oder zu bestimmen, in welcher die Auslasshübe der jeweiligen Zylinder enthalten sind, wodurch die Menge an Kraftstoff für den spezifizierten Zylinder geeignet korrigiert werden kann, wodurch es möglich gemacht wird, die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der jeweiligen Zylinder auf eine einheitliche Weise zu steuern bzw. zu regeln.
Als Ergebnis kann eine einheitliche Steuerung in bezug auf die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der jeweiligen Zylinder exzellent ausgeführt werden, ohne ein Erhöhen in bezug auf die Arbeitsbelastung der CPU 20 zu veranlassen, während der Einfluss von Änderungen in bezug auf den Motor-Betriebszustand, etc. vermieden wird.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl es bei der oben angegebenen Operation nicht besonders beschrieben worden ist, die Zylinderkorrekturabschnitte 31 bis 34 immer Abweichungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem jeweiligen Zylinder aus dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis entsprechend einer Spitzenphase der reichen Seite und einer Spitzenphase der mageren Seite berechnen, so dass die Kraftstoffmengen-Korrekturverarbeitung gestoppt wird, wenn die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Abweichungen unter den jeweiligen Spitzen auf oder unter einen vorbestimmten Wert reduziert worden sind, und zwar basierend auf einer Annahme, dass die Steuerung zum Einheitlichmachen der jeweiligen Luft/Kraftstoff-Verhältnisse zu einer solchen Zeit zu einem zufriedenstellenden Ausmaß erreicht wird.
Darüber hinaus kann der Fenster-Einstellabschnitt 23 im Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperioden-Einstellabschnitt 22 enthalten oder eingebaut sein, und ein Fenster W entsprechend einem jeweiligen Zylinder kann gemäß dem Motor-Betriebszustand variabel eingestellt werden.
Zusätzlich arbeitet der Fenster-Einstellabschnitt 23, um zuerst ein erstes Fenster entsprechend dem Zylinder #1 einzustellen, und um dann aufeinanderfolgend die folgenden oder darauffolgenden Fenster entsprechend den übrigen Zylindern durch Addieren einer Kurbelwinkelphasendifferenz von 180° zwischen den jeweiligen Zylindern zum ersten Fenster auf eine sequentielle Weise einzustellen (siehe 4), aber statt dessen können die Fenster W für die jeweiligen Zylinder durch die Verwendung von Abbildungsberechnungen individuell eingestellt werden.
Ausführungsbeispiel 2
Weiterhin kann, obwohl beim oben angegebenen ersten Ausführungsbeispiel Bezug auf den Fall genommen worden ist, in welchem sowohl eine Spitzenphase der reichen Seite als auch eine Spitzenphase der mageren Seite erfasst werden, um die Mengen an Kraftstoff für entsprechende Zylinder jeweils zu verringern bzw. zu erhöhen, eine einer Spitzenphase der reichen Seite und einer Spitzenphase der mageren Seite allein erfasst werden, so dass die Menge an Kraftstoff für einen entsprechenden Zylinder entweder in einer kleiner werdenden Richtung oder in einer größer werdenden Richtung allein korrigiert werden kann.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das die Operation eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei die Menge an Kraftstoff zum Verkleinern nur für einen Zylinder entsprechend einer Spitzenphase der reichen Seite korrigiert wird.
In 6 entsprechen Schritte S4A und S7A jeweils den oben angegebenen Schritten S4 und S7 der 2, und sind Schritte S1 und S3 dieselbe Verarbeitung, wie sie beim ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 2 angegeben ist.
In diesem Fall erfasst der Spitzenphasen-Erfassungsabschnitt 21 nur eine Spitzenphase der reichen Seite (Schritt S1), und der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25 bestimmt einen Zylinder entsprechend der Spitzenphase der reichen Seite als Korrekturzielzylinder (Schritt S4A) in dem Moment, in welchem eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T verstrichen ist (Schritt S3), so dass er die Menge an zum Korrekturzielzylinder zugeführtem Kraftstoff durch die Handlung der jeweiligen Zylinderkorrekturabschnitte 31 bis 34 verkleinert (Schritt S7A).
Wie es in 6 gezeigt ist, können die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse in den jeweiligen Zylindern durch die wiederholte Ausführung von Korrekturen zum Reduzieren der Menge an zu einem Zylinder zuzuführendem Kraftstoff einheitlich gemacht werden, welcher Zylinder ein maximales Luft/Kraftstoff-Verhältnis der reichen Seite darstellt, wodurch im wesentlichen dieselben Effekte oder Vorteile zur Verfügung gestellt werden, wie sie oben beim ersten Ausführungsbeispiel angegeben sind.
In diesem Fall ist angenommen, dass nur ein Zylinder ein Korrekturziel ist, so dass ein Erhöhen in bezug auf CPU-Belastung auf ein Minimum unterdrückt werden kann.
Hier ist zu beachten, dass nur ein Zylinder entsprechend einer Spitzenphase der reichen Seite zu einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturziel gemacht wird, aber gegensätzlich dazu unter der Annahme, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines einzigen Zylinders allein zu einer mageren Seite abweicht, die Menge an Kraftstoff selbst für einen Zylinder, der ein maximales Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der mageren Seite darstellt, korrigiert werden kann, um größer zu werden, wodurch die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der jeweiligen Zylinder auf gleicher Weise einheitlich gesteuert werden können.
Ausführungsbeispiel 3
Obwohl bei den oben angegebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ein Korrekturzielzylinder basierend auf einem Zylinder entsprechend einer Spitzenphase auf der reichen Seite oder auf der mageren Seite bestimmt wird, kann ein solcher Korrekturzielzylinder auf der Basis von zwei Zylindern jeweils entsprechend Spitzenphasen auf der reichen Seite und auf der mageren Seite bestimmt werden.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das die Operation eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei ein Korrekturzielzylinder basierend darauf bestimmt wird, ob die Reihenfolge der Auslasshübe von zwei Zylindern entsprechend den Spitzenphasen auf der reichen Seite und auf der mageren Seite aufeinanderfolgend ist.
In 7 sind Schritte S41A bis S46A, S43B und S46B dieselbe Verarbeitung wie die jeweils oben angegebenen Schritte S41 – S46, S43 und S46 der 5.
In diesem Fall bestimmt der Abschnitt zum Identifizieren eines entsprechenden Zylinders 24, ob sowohl ein erster Zylinder als auch ein zweiter Zylinder jeweils entsprechend einer Spitzenphase der reichen Seite und einer Spitzenphase der mageren Seite existiert (Schritte S41A und S44R), und dann, wenn bestimmt wird, dass wenigstens einer des ersten und des zweiten Zylinders nicht existiert (d.h. "NEIN"), wird die Verarbeitungsroutine der 7 verlassen.
Andererseits bestimmt der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25 darauffolgend dann, wenn in den Schritten S41A und S44A bestimmt wird, dass der erste und der zweite Zylinder existieren (d.h. "JA"), ob die Reihenfolge der Auslasshübe des ersten und des zweiten Zylinders aufeinanderfolgend ist (Schritt S51) .
Wenn im Schritt S51 bestimmt wird, dass die Reihenfolge der Auslasshübe des ersten und des zweiten Zylinders aufeinanderfolgend ist (d.h. "JA"), dann wird im Schritt S52 bestimmt, ob der Auslasshub des ersten Zylinders später als derjenige des zweiten Zylinders ist.
Wenn im Schritt S52 bestimmt wird, dass der Auslasshub des ersten Zylinders später als derjenige des zweiten Zylinders ist (d.h. "JA"), wird der erste Zylinder als Korrekturzielzylinder bestimmt, der ein Verringern der Kraftstoffmenge erfordert (Schritt S43A), und es wird auch bestimmt, dass es keinen Korrekturzielzylinder gibt, der ein Erhöhen der Kraftstoffmenge erfordert (Schritt S45A). Danach wird die Verarbeitungsroutine der 7 verlassen.
Wenn im Schritt S52 bestimmt wird, dass der Auslasshub des zweiten Zylinders später als derjenige des ersten Zylinders ist (d.h. "NEIN"), wird bestimmt, dass kein Korrekturzielzylinder existiert, der ein Verringern der Kraftstoffmenge erfordert (Schritt S42A), und der zweite Zylinder wird als Korrekturzielzylinder bestimmt, der ein Erhöhen der Kraftstoffmenge erfordert (Schritt S46A). Danach wird die Verarbeitungsroutine der 7 verlassen.
Andererseits wird dann, wenn im Schritt S51 bestimmt wird, dass die Reihenfolge der Auslasshübe des ersten und des zweiten Zylinders nicht aufeinanderfolgend ist (d.h. "NEIN"), der erste Zylinder als Korrekturzielzylinder bestimmt, der ein Verringern der Kraftstoffmenge erfordert (Schritt S43B), und der zweite Zylinder wird als Korrekturzielzylinder bestimmt, der ein Erhöhen der Kraftstoffmenge erfordert (Schritt S46B). Danach wird die Verarbeitungsroutine der 7 verlassen.
Somit spezifiziert der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25 dann, wenn der erste Zylinder entsprechend einer Spitzenphase der reichen Seite und der zweite Zylinder entsprechend einer Spitzenphase der mageren Seite bestimmt sind und wenn die Reihenfolge der jeweiligen Auslasshübe des ersten und des zweiten Zylinders aufeinanderfolgend ist, nur denjenigen des ersten und des zweiten Zylinders, von welchem der Auslasshub später als derjenige des anderen ist, als einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzielzylinder.
Zusätzlich spezifiziert der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25 dann, wenn bestimmt wird, dass die Reihenfolge der Auslasshübe des ersten und des zweiten Zylinders nicht aufeinanderfolgend ist, den ersten und den zweiten Zylinder als Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzielzylinder, von welchen die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse jeweils zur reichen Seite und zur mageren Seite abweichen, und die Zylinderkorrekturabschnitte 31 bis 34 korrigieren die Mengen an Kraftstoff für den ersten und den zweiten Zylinder gleichzeitig.
Als Ergebnis wird dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kaum dem Einfluss von Änderungen in Bezug auf den Betriebszustand des Motors 1, etc. ausgesetzt, und die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der jeweiligen Zylinder können genauer einheitlich gemacht werden.
Nun wird die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueroperation gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung spezifischer beschrieben werden, während auf die 8 bis 11 Bezug genommen wird.
8 ist ein erklärendes Diagramm, welches das Prinzip einer Erfassung einer Spitzenphase darstellt, wobei die Abszisse die Referenz-Kurbelwinkelpositionen (TDC) entsprechend jeweiligen Zylindern zeigt und die Ordinate eine Änderung in bezug auf das tatsächliche bzw. aktuelle Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F (λ) und eine Änderung in bezug auf den Erfassungswert des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 8 zeigt.
Das bedeutet, dass eine Kurve, die in 8 durch eine Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen bezeichnet ist, die Änderung in bezug auf das aktuelle Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Auslassrohr 3 darstellt und die Kurve, die durch eine durchgezogene Linie bezeichnet ist, die Änderung in bezug auf den Ausgabewert des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 8 darstellt.
Ebenso stellen Blöcke, die in den oberen Teilen jeweiliger Luft/Kraftstoff-Verhältniswellenformen dargestellt sind, die Zeitgaben oder Dauern der Auslasshübe (der Auslassventilöffnungszeiten oder – dauern) jeweiliger Zylinder (#1, #3, #4, #2) dar, und die jeweiligen Auslasshübe der Zylinder überlagern sich wechselseitig teilweise mit denjenigen der Zylinder, die aufeinanderfolgend gesteuert bzw. geregelt werden.
Eine Periode, die einen Auslasshub für einen jeweiligen der vier Zylinder enthält, die in 8 dargestellt sind, stellt die oben angegebene Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T dar.
Zusätzlich stellen gestrichelte Blöcke (bei diesem Beispiel Zylinder #3) einen Zylinder dar, von welchem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (z.B. A/F-Verhältnis = 13,0) verglichen mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (z.B. A/F-Verhältnis = 14,7) der übrigen Zylinder zu einer reichen Seite abweicht.
Eine Spitzenphase der reichen Seite (siehe die Line mit abwechselnd langen und kurzen Strichen), die vom Zylinder #3 resultiert, erscheint nachdem eine Verzögerungszeit TE entsprechend der Bewegungs- oder Wanderungszeit bzw. Laufzeit von Auslassgasen seit dem Startzeitpunkt jedes Auslasshubs des Zylinders #3 verstrichen ist.
Darüber hinaus erscheint ein Paar von Änderungszeiten To, die einander stören, aufgrund der Einflüsse der Überlagerungssteuerung der Auslasshübe, der Form des Auslassrohrs 3, etc. vor und nach einer jeweiligen Spitzenphase.
Zusätzlich ändert sich der Ausgabewert des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 8, wie es mit einer durchgezogenen Linie angezeigt ist, aufgrund seiner Ansprechverzögerung und von ähnlichem zusätzlich zu dem oben angegebenen Einfluss oder einer Störung.
9 ist eine erklärende Ansicht, die Spitzenphasen darstellt, die im Ausgabewert des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 8 in dem Fall erfasst werden, in welchem die Reihenfolge der Auslasshübe von zwei Zylindern entsprechend den jeweiligen Spitzenphasen aufeinanderfolgend ist (entsprechend den Schritten S51, 552, S43A und S45A in 7), und zwar mit Pfeilen, die die erfassten Spitzenphasen zeigen.
In 9 ist eine Vielzahl von Fenstern W entsprechend den jeweiligen Zylindern eingestellt, so dass bestimmt wird, ob eine jeweilige erfasste Spitzenphase in einem entsprechenden Fenster W enthalten ist. Demgemäss ist es möglich, zu verhindern, dass die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der jeweiligen Zylinder fehlerhaft erfasst werden, wie bei der vorgenannten herkömmlichen Vorrichtung (siehe 14).
Das bedeutet, dass eine Phase entsprechend dem Kurbelwinkel dann, wenn eine Spitze auf der reichen Seite erfasst wird, als Spitzenphase der reichen Seite gespeichert wird, und es bestimmt wird, ob diese Spitzenphase in einem Fenster W entsprechend einem jeweiligen Zylinder enthalten ist, was zum Ergebnis hat, dass ein Zylinder entsprechend der Spitzenphase spezifiziert wird.
In diesem Fall wird der Zylinder #1 für einen entsprechenden Zylinder der Spitzenphase der mageren Seite spezifiziert, und der Zylinder #3, der dem Zylinder #1 folgt, wird für einen entsprechenden Zylinder der Spitzenphase der reichen Seite spezifiziert.
Daher wird nur der Zylinder #3, dessen Auslasshub genau nach dem Auslasshub des Zylinders #1 angeordnet ist, ein Korrekturzielzylinder, und die Menge an zum Zylinder #3 zuzuführendem Kraftstoff wird korrigiert, um weniger zu werden.
Die 10 und 11 stellen die Operation in dem Fall dar, in welchem die Reihenfolge der Auslasshübe von zwei Zylindern entsprechend jeweiligen Spitzenphasen nicht aufeinanderfolgend ist (entsprechend den Schritten 551, S43B und S46B in 7).
10 stellt den Fall dar, in welchem die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse des Zylinders #3 und des Zylinders #4 zur reichen Seite abweichen, und 11 stellt den Fall dar, in welchem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders #3 zur reichen Seite abweicht und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders #2 (siehe die quergestrichelten Teile) zur mageren Seite abweicht.
In 10 wird der Zylinder #1 für einen entsprechenden Zylinder der Spitzenphase der mageren Seite spezifiziert und wird der Zylinder #4, dessen Auslasshub um zwei Zeiten später als der Auslasshub des Zylinders #1 ist, für einen entsprechenden Zylinder der Spitzenphase der reichen Seite spezifiziert.
Folglich wird die Menge an zum Zylinder #1 zuzuführendem Kraftstoff korrigiert, um größer zu werden, und die Menge an zum Zylinder #4 zuzuführendem Kraftstoff wird korrigiert, um kleiner zu werden.
Weiterhin wird in 11 der Zylinder #2 für einen entsprechenden Zylinder der Spitzenphase der mageren Seite spezifiziert und wird der Zylinder #3, dessen Auslasshub zwei Zeiten später als der Auslasshub des Zylinders #2 ist, für einen entsprechenden Zylinder der Spitzenphase der reichen Seite spezifiziert.
Somit wird die Menge an zum Zylinder #2 zuzuführendem Kraftstoff korrigiert, um größer zu werden, und wird die Menge an zum Zylinder #3 zuzuführendem Kraftstoff korrigiert, um kleiner zu werden.
Ausführungsbeispiel 4 Obwohl beim oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel ein Zylinder oder zwei Zylinder als Korrekturzielzylinder auf der Basis der Reihenfolge der Auslasshübe der jeweiligen Zylinder entsprechend den Spitzenphasen auf der reichen Seite und auf der mageren Seite spezifiziert worden ist oder sind, kann eine Vielzahl von Korrekturzielzylindern als Korrekturzielzylinder spezifiziert werden.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das die Operation eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei Korrekturzielzylinder basierend darauf bestimmt werden, ob die Reihenfolge der Auslasshübe von zwei Gruppen von Zylindern entsprechend Spitzenphasen auf der reichen Seite und auf der mageren Seite in einer abwechselnden Weise angeordnet ist.
In 7 sind Schritte S41C und S43C bis S45C dieselbe Verarbeitung wie die oben angegebenen jeweiligen Schritte S41 und S43 bis S45 der 5.
In diesem Fall bestimmt der Abschnitt zum Identifizieren eines entsprechenden Zylinders 24, ob die erste und die zweite Zylindergruppe jeweils entsprechend der Spitzenphase der reichen Seite und der Spitzenphase der mageren Seite mit einer Hälfte der Gesamtanzahl von allen Zylindern existieren (Schritte S41C und S44C), und dann, wenn bestimmt wird, dass wenigstens eine der zwei Gruppen nicht mit einer Hälfte der Gesamtanzahl existiert (d.h. "NEIN"), wird die Verarbeitungsroutine der 12 verlassen.
Darüber hinaus bestimmt der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25 dann in einem Schritt S61, wenn in den Schritten S41C und S44C bestimmt wird, dass es eine erste Zylindergruppe und eine zweite Zylindergruppe gibt, die jeweils eine Hälfte der Gesamtanzahl aller Zylinder enthalten (d.h. "JA"), ob die Reihenfolge der Auslasshübe der ersten und der zweiten Zylindergruppe abwechselnd ist.
Wenn im Schritt S61 bestimmt wird, dass die Reihenfolge der Auslasshübe der ersten und der zweiten Zylindergruppe, die jeweils eine Hälfte der Gesamtanzahl aller Zylinder enthalten, abwechselnd ist (d.h. "JA"), wird die erste Gruppe von Zylindern insgesamt als Korrekturzielzylinder bestimmt, die ein Verringern der Kraftstoffmenge erfordern (Schritt S43C), und es wird auch bestimmt, dass keine Korrekturzielzylinder existieren, die ein Erhöhen der Kraftstoffmenge erfordern (Schritt S45C). Danach wird die Verarbeitungsroutine der 12 verlassen.
Andererseits wird dann, wenn im Schritt S61 bestimmt wird, dass die Reihenfolge der Auslasshübe der ersten und der zweiten Zylindergruppe nicht abwechselnd ist (d.h. "NEIN"), die Verarbeitungsroutine der 12 auf einmal verlassen, ohne die Schritte S43C und S45C auszuführen.
Hier ist zu beachten, dass, obwohl der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzylinderbestimmungsabschnitt 25 nur die erste Zylindergruppe entsprechend Spitzenphasen der reichen Seite als Korrekturzielzylinder bestimmt, er statt dessen die zweite Zylindergruppe entsprechend Spitzenphasen der mageren Seite als Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturzielzylinder bestimmen kann.
Auf diese Weise können die Mengen an Kraftstoff für alle Zylinder entsprechend Spitzenphasen entweder auf der reichen Seite oder auf der mageren Seite gleichzeitig korrigiert werden.
Nun wird spezifisch auf die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueroperation gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Bezug genommen werden, während auf 13 Bezug genommen wird.
13 stellt den Fall dar, in welchem die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse des Zylinders #3 und des Zylinders #2 zur reichen Seite abweichen. In diesem Fall entsprechen Spitzenphasen den Phasen, bei welchen der Erfassungswert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ein Maximum oder ein Minimum für die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T wird.
In 13 werden der Zylinder #4 und der Zylinder #1 für die entsprechenden Zylinder der Spitzenphasen der mageren Seite spezifiziert und werden der Zylinder #2 und der Zylinder #3 für die entsprechenden Zylinder der Spitzenphasen der reichen Seite spezifiziert.
Folglich werden in der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsperiode T die Zylinder entsprechend den jeweiligen Spitzenphasen auf der reichen Seite und auf der mageren Seite abwechselnd mit einer Hälfte aller Zylinder spezifiziert, so dass die Mengen an Kraftstoff für die erste Zylindergruppe (z.B. den Zylinder #2 und den Zylinder #3) entsprechend den Spitzenphasen der reichen Seite korrigiert werden, um weniger zu werden, und gleichzeitig die Mengen an Kraftstoff für die zweite Zylindergruppe (z.B. den Zylinder #4 und den Zylinder #1) entsprechend den Spitzenphasen der mageren Seite auch korrigiert werden, um mehr zu werden.
Somit können die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der jeweiligen Zylinder direkter bzw. schneller einheitlich gemacht werden, während im wesentlichen dieselben Effekte zur Verfügung gestellt werden, wie sie oben angegeben sind.
Irgendwelche der oben angegebenen jeweiligen ersten bis vierten Ausführungsbeispiele können beliebig miteinander kombiniert werden können, um bessere synergistische Effekte zu erzielen.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einer Brennkraftmaschine, welche umfasst: mehrere Zylinder; Kraftstoff-Zuführungseinrichtungen (11-14) an den jeweiligen Zylindern; einen Kurbelwinkelsensor (7) zur Erfassung einer Kurbelwinkelphase der jeweiligen Zylinder; und einen in einem Abgas-Abführungssystem (5) vorgesehenen Sammelbereich, in welchem Abgase der jeweiligen Zylinder zusammengeführt werden; wobei die Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses umfasst: einen in dem Sammelbereich des Abgas-Abführungssystems (5) vorgesehenen Sensor (8) zum Erfassen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und zum Ausgeben eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssignals (λ); eine Einstelleinrichtung (22) einer Zeitdauer (T) für die Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, wobei diese Zeitdauer einen Ausstoßhub eines jeden Zylinders enthält; eine Spitzenphasen-Erfassungseinrichtung (21), welche bei Änderungen des während einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungszeitdauer (T) von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssensors (8) empfangenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssignals (λ) Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Spitzenphasen (Pλ) erfasst als ein Maximum dieses Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssignals (λ) auf der fetten Seite oder auf der mageren Seite in Zuordnung zu einem der mehreren Zylinder; eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturbestimmungseinrichtung (25), welche auf der Grundlage der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Spitzenphasen (Pλ) einen Zielzylinder für eine Korrektur des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt, wobei dieser Zielzylinder in dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von anderen Zylindern abweicht; und Zylinder-spezifische Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtungen (31-34) zum Korrigieren einer dem Zielzylinder zuzuführenden Kraftstoffmenge derart, dass die den jeweiligen Zylindern zugeführten Kraftstoffmengen einander annähernd angeglichen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher eine Zylinder-spezifische Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtung (31-34) eine dem Zielzylinder zuzuführende Kraftstoffmenge – in abnehmender Richtung korrigiert, wenn der Zielzylinder eine Spitzenphase auf der fetten Seite aufweist, bzw. – in zunehmender Richtung korrigiert, wenn der Zielzylinder eine Spitzenphase auf der mageren Seite aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Spitzenphasen-Erfassungseinrichtung (21) eine Spitzenphase auf der fetten Seite allein erfasst und die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturbestimmungseinrichtung (25) auf der Grundlage dieser Spitzenphase auf der fetten Seite nur denjenigen Zylinder von den mehreren Zylindern als Zielzylinder bestimmt, für den angenommen wird, dass ein von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssensors (8) ausgegebenes Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssignal (λ) von den entsprechenden Signalen für die anderen Zylinder abweicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Spitzenphasen-Erfassungseinrichtung (21) eine Spitzenphase auf der mageren Seite allein erfasst und die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturbestimmungseinrichtung (25) auf der Grundlage dieser Spitzenphase auf der mageren Seite nur denjenigen Zylinder von den mehreren Zylindern als Zielzylinder bestimmt, für den angenommen wird, dass ein von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssensors (8) ausgegebenes Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssignal (λ) von den entsprechenden Signalen für die anderen Zylinder abweicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Spitzenphasen-Erfassungseinrichtung (21) eine Spitzenphase auf der fetten Seite und eine Spitzenphase auf der mageren Seite erfasst, und falls bestimmt wird, dass ein erster Zylinder und ein zweiter Zylinder der Spitzenphase auf der fetten Seite bzw. der Spitzenphase auf der mageren Seite entsprechen, und falls die Ausstoßhübe dieser ersten und zweiten Zylinder in aufeinanderfolgender Reihe stattfinden, die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturbestimmungseinrichtung (25) von diesen ersten und zweiten Zylindern nur denjenigen als Zielzylinder bestimmt, dessen Ausstoßhub später erfolgt als der Ausstoßhub des anderen dieser ersten und zweiten Zylinder.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Spitzenphasen-Erfassungseinrichtung (21) eine Spitzenphase auf der fetten Seite und eine Spitzenphase auf der mageren Seite erfasst, und falls bestimmt wird, dass ein erster Zylinder und ein zweiter Zylinder der Spitzenphase auf der fetten Seite bzw. der Spitzenphase auf der mageren Seite entsprechen, und falls die Ausstoßhübe dieser ersten und zweiten Zylinder nicht in aufeinanderfolgender Reihe stattfinden, die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturbestimmungseinrichtung (25) diese ersten und zweiten Zylinder als Zielzylinder bestimmt, für welche die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse zur fetten Seite bzw. zur mageren Seite hin abweichen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Spitzenphasen-Erfassungseinrichtung (21) eine Spitzenphase auf der fetten Seite und eine Spitzenphase auf der mageren Seite erfasst, und falls bestimmt wird, dass eine erste Gruppe von Zylindern und eine zweite Gruppe von Zylindern der Spitzenphase auf der fetten Seite bzw. der Spitzenphase auf der mageren Seite entsprechen, und falls diese erste Gruppe von Zylindern eine Hälfte der gesamten Anzahl von Zylindern und diese zweite Gruppe von Zylindern die andere Hälfte der Gesamtzahl von Zylindern enthält, die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturbestimmungseinrichtung (25) die Zylinder von einer der ersten und zweiten Gruppe als Zielzylinder bestimmt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Spitzenphasen-Erfassungseinrichtung (21) eine Spitzenphase auf der fetten Seite und eine Spitzenphase auf der mageren Seite erfasst, und die Zylinder-spezifischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrektureinrichtungen (31-34) Abweichungen der jeweiligen Ausgangswerte des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungssensors (8) entsprechend der Spitzenphase auf der fetten Seite und der Spitzenphase auf der mageren Seite berechnen , wobei die Korrektur einer Kraftstoffmenge abgebrochen wird, wenn eine Abweichung gleich oder geringer wird als ein vorbestimmter Wert.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturbestimmungseinrichtung (25) eine Fenster-Einstelleinrichtung (23) umfasst zum Einstellen eines Fensers (W) zum Ermitteln eines Zylinders, der den Spitzenphasen entspricht, wobei das Fenster (W) in Anpassung an einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine variabel einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Fenster-Einstelleinrichtung (23) ein erstes Fenster entsprechend einem der Zylinder einstellt und anschließend weitere Fenster entsprechend den weiteren Zylindern einstellt in der Weise, dass an das erste Fenster aufeinanderfolgend Kurbelwinkelunterschiede hinzugefügt werden zwischen dem Zylinder, dem das erste Fenster zugeordnet ist, und jedem der weiteren Zylinder.