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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung
für eine
Brennkraftmaschine und genauer eine Brennkraftmaschinen-Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung
zur Ausübung
einer Regelung eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses entsprechend einem
Ausgangssignal aus einem Sauerstoffsensor, der stromabwärts eines
Katalysators eingebaut ist, wobei eine gleichmäßige (stetig, steady) Komponente
in dem Regelungssignal gelernt wird.
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Eine
herkömmliche
Steuerungsvorrichtung, die beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift
Nr. Hei-7-197837 und der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2004-183585
sowie in der
GB 2341687
A offenbart ist, steuert das (nachstehend auch als A/F-Verhältnis bezeichnete)
Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
entsprechend dem Ausgangssignal eines (nachstehend auch als A/F-Sensor
bezeichneten) Luft-/Kraftstoff-Verhältnissensors,
der in einem Abgasweg eingebaut ist und stromaufwärts eines
Katalysators (Dreiwegekatalysator) positioniert ist, und entsprechend
dem Ausgangssignal eines Sauerstoffsensors steuert, das in dem Abgaspfad
eingebaut ist und stromabwärts
des Katalysators positioniert ist. Der A/F-Sensor ist ein Sauerstoffsensor,
der eine lineare Ausgangscharakteristik in Bezug auf das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis zeigt.
Der Sauerstoffsensor (O
2-Sensor) ist ein
Sauerstoffsensor, der eine derartige Ausgangscharakteristik ist,
dass sich sein Ausgang plötzlich
zu der fetten Seite und der mageren Seite in Bezug auf das theoretische
Luft-/Kraftstoff-Verhältnis ändert. In
einer Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung
mit diesen zwei Sauerstoffsensoren (die nachstehend als herkömmliche Steuerungsvorrichtung
bezeichnet ist) wird die Kraftstoffmenge entsprechend dem Ausgangssignal
des A/F- Sensors
derart geregelt, dass das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
eines in den Katalysator hineinströmenden Abgases mit einem Soll-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt
(dieser Steuerungsvorgang bzw. Regelungsvorgang ist nachstehend
als Haupt-Regelung bezeichnet). Zusätzlich zu dieser Haupt-Regelung
wird ebenfalls ein weiterer Steuervorgang zur Korrektur des Ausgangssignals
des A/F-Sensors entsprechend dem Ausgangssignal des O
2-Sensors
durchgeführt
(dieser Steuerungsvorgang ist nachstehend als Neben-Regelung bezeichnet).
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In
der Haupt-Regelung berechnet die herkömmliche Steuerungsvorrichtung
ein Regelungssignal anhand der Abweichung zwischen dem Ausgangssignal
des A/F-Sensors und einem Sollsignal auf der Grundlage des Soll-Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses.
Das Soll-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis, das
für die
Haupt-Regelung verwendet wird, wird auf ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis (üblicherweise
ein theoretisches Luft-/Kraftstoff-Verhältnis) eingestellt, dass dem
Katalysator ermöglicht,
das Abgas mit dem höchsten
Wirkungsgrad zu reinigen. Demgegenüber kann das tatsächliche
Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
des Abgases zu der fetten Seite oder zu der mageren Seite hin und
weg von dem theoretischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnis aufgrund eines A/F-Sensor-Nullausgangspunktversatzes,
Ausgangscharakteristikänderungen
und anderer Faktoren abweichen, obwohl die Haupt-Regelung ausgeübt wird.
Der Katalysator ist in der Lage, Sauerstoff einzuschließen. Er
behält
die Katalysatoratmosphäre
auf einem Pegel nahe dem theoretischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnis durch
Absorbieren/Ausstoßen
von Sauerstoff bei. Falls jedoch das Abgas-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis kontinuierlich dazu
tendiert, zu der fetten Seite abzuweichen, wird der durch den Katalysator
absorbierte Sauerstoff verbraucht, so dass HC und CO, die in dem
Abgas enthalten sind, nicht gereinigt werden können. Falls demgegenüber das
Abgas-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis kontinuierlich
dazu tendiert, zu der mageren Seite abzuweichen, erreicht der durch
den Katalysator eingeschlossene Sauerstoff eine Sättigung,
so dass NOx nicht gereinigt werden kann.
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Die
Neben-Regelung wird durchgeführt,
um einen Haupt-Regelungsvorgang
zu ergänzen
und die Emissionscharakteristik der Brennkraftmaschine zu verbessern.
In der Neben-Regelung berechnet die herkömmliche Steuerungsvorrichtung
die Korrekturgröße für den A/F-Sensorausgang
anhand der Abweichung zwischen dem Ausgangssignal des O2-Sensors
und einem Referenzsignal auf der Grundlage des theoretischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses
und korrigiert das Ausgangssignal des A/F-Sensors dementsprechend. Dies gewährleistet, dass
die Abweichung des Abgas-Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses von dem theoretischen
Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
in dem Regelungssteuerungssignal für die Haupt-Regelung wiedergegeben
bzw. reflektiert wird. Es ist daher möglich, eine genaue Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerung
durch Kompensieren eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsfehlers
durchzuführen,
der beispielsweise durch einen A/F-Sensornullausgangspunktversatz verursacht wird.
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In
der Neben-Regelung wird jedoch eine gleichmäßige (stetige) Komponente,
die in einem Neben-Regelungssignal enthalten ist, ebenfalls als Rückkopplungslernwert
(Neben-Rückkopplungswert)
gelernt. Wenn der Neben-Rückkopplungslernwert
zu dem Ausgangssignal des A/F-Sensors addiert wird, wird das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis korrigiert,
um den vorstehend beschriebenen Fehler zu kompensieren. Dies gewährleistet,
dass unmittelbar nach dem Start der Neben-Regelung das tatsächliche
Luft-/Kraftstoff-Verhältnis nahe
an das theoretische Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
gebracht werden kann.
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Der
Neben-Rückkopplungslernwert
kann kontinuierlich gelernt werden, während die Neben-Regelung ausgeübt wird.
Falls jedoch beispielsweise die Menge der Kraftstoffeinspritzung
während der
Neben-Regelung für
eine Verlangsamung (Abbremsung) verringert (bzw. abgeschnitten)
wird oder für
eine Beschleunigung erhöht
wird, weicht die Katalysatoratmosphäre deutlich zu der fetten Seite
oder der mageren Seite und von der Nähe des theoretischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses
ab. Falls ein Lernen unter derartigen Bedingungen durchgeführt wird, wird
der Neben-Rückkopplungslernwert
instabil, wodurch die Abweichung zwischen dem Referenzsignal und
dem Ausgangssignal des O2-Sensors erhöht wird.
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Zur
Vermeidung, dass der Neben-Rückkopplungslernwert
instabil wird, wird bevorzugt, dass das Lernen zu einem gewissen
Zeitpunkt abgeschlossen wird, um den Neben-Rückkopplungslernwert
festzusetzen, ohne dass ermöglicht
wird, dass das Lernen kontinuierlich fortgesetzt wird. Um eine exzellente Emissionscharakteristik
in einem derartigen Fall bereitzustellen, wird gefordert, dass das
Lernen abgeschlossen wird, wenn ein Neben-Rückkopplungslernwert zur vollen
Verwendung der Katalysatorreinigungsfähigkeit erhalten ist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen
Probleme gemacht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
BrennkraftmaschinenLuft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung
bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Lernprozess abzuschließen, wenn
ein Rückkopplungslernwert
zur vollen Ausnutzung der Reinigungsfähigkeit eines Katalysators
in einer Situation erhalten wird, in der das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis durch
Verwendung des Ausgangssignals eines Sauerstoffsensors geregelt
wird, der stromabwärts des
Katalysators positioniert ist.
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Die
vorliegende Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschinen-Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung bzw. nach Anspruch 1 gelöst.
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Die
Steuerungsvorrichtung weist einen Sauerstoffsensor, eine Regelungseinrichtung
und eine Lerneinrichtung auf. Der Sauerstoffsensor ist in einem
Abgaspfad der Brennkraftmaschine angebracht und ist stromabwärts von
einem Katalysator positioniert. Die Regelungseinrichtung übt eine
Regelung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses durch Verwendung eines
Ausgangssignals des Sauerstoffsensors derart aus, dass das Ausgangssignal
des Sauerstoffsensors mit einem vorbestimmten Referenzsignal übereinstimmt.
Die Lerneinrichtung lernt eine in einem Regelungssignal enthaltene
gleichmäßigen (stetigen)
Komponente für
die Regelung als einen Rückkopplungslernwert.
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Die
Steuerungsvorrichtung weist außerdem eine
erste Integrationswertberechnungseinrichtung, eine zweite Integrationswertberechnungseinrichtung und
eine Lernabschlussbeurteilungseinrichtung auf. Die erste eine Integrationswertberechnungseinrichtung
führt eine
Zeitintegration an dem Regelungssignal während des Zeitintervalls zwischen
dem Zeitpunkt, zu dem die Abweichung zwischen dem Referenzsignal
und dem Ausgangssignal des Sauerstoffsensors sich von einem negativen
Wert zu einem positiven Wert umkehrt, und dem Zeitpunkt durch, zu dem
die Abweichung sich zurück
zu dem negativen Wert umkehrt. Die zweite Integrationswertberechnungseinrichtung
führt eine
Zeitintegration an dem Regelungssignal während des Zeitintervalls zwischen
dem Zeitpunkt, zu dem die Abweichung zwischen dem Referenzsignal
und dem Ausgangssignal des Sauerstoffsensors sich von einem positiven
Wert auf einen negativen Wert umkehrt, und dem Zeitpunkt durch,
zu dem die Abweichung sich zurück
zu dem positiven Wert umkehrt. Die Lernabschlussbeurteilungseinrichtung
berechnet die Abweichung zwischen dem absoluten Wert eines ersten
Integrationswerts, der durch die erste Integrationswertberechnungseinrichtung
berechnet wird, und dem absoluten Wert eines zweiten Integrationswerts
durch, der durch die zweite Integrationswertberechnungseinrichtung
berechnet wird, und beurteilt, dass der Rückkopplungslernwert vollständig gelernt
ist, wenn die berechnete Abweichung kleiner als ein vorbestimmter
Schwellwert ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den abhängigen
Patentansprüchen
angegeben.
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Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden
ausführlichen
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung, die den Aufbau eines Brennkraftmaschinensystems
veranschaulicht, bei dem eine Brennkraftmaschinen-Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewendet wird,
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2 ein
Funktionsblockschaltbild, das eine Situation veranschaulicht, in
der die ECU als Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung agiert,
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3 ein
Flussdiagramm, das eine Routine für eine Neben-Rückkopplungslernabschlussbeurteilung
veranschaulicht,
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4 ein
Beispiel, das veranschaulicht, wie die Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb", deren Integral "sumsf", ein Fett-/Magerabweichungswert "dlsumsfb" und ein Zählwert "Csfbgok" mit Änderungen
in dem Ausgangssignal "oxs" des O2-Sensors
variieren, wenn die Neben-Regelung ausgeübt wird.
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Nachstehend
ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Zunächst ist
der Maschinensystemaufbau beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Brennkraftmaschinensystems (Maschinensystems)
veranschaulicht, bei dem eine Brennkraftmaschinen-Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Eine Verbrennungskammer 16 einer
Brennkraftmaschine 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist mit einem Ansaugpfad (Einlasspfad) 4 und einem Abgaspfad
(Auslasspfad) 6 verbunden. Die Verbindung zwischen der
Verbrennungskammer 16 und dem Ansaugpfad 4 ist
mit einem Ansaugventil (Einlassventil) 8 versehen, das
die Kommunikation zwischen der Verbrennungskammer 16 und
dem Ansaugpfad 4 steuert. Die Verbindung zwischen der Verbrennungskammer 16 und
dem Abgaspfad 6 ist mit einem Abgasventil (Auslassventil) 10 versehen, das
die Kommunikation zwischen der Verbrennungskammer 16 und
dem Abgaspfad 6 steuert. Der Ansaugpfad 4 ist
mit einem Luftreiniger 20 versehen. Ein elektronisch gesteuertes
Drosselklappenventil 18, das die Menge frischer Luftströmung in
die Verbrennungskammer 16 justiert, ist stromabwärts von dem
Luftreiniger 20 platziert. Ein Injektor 12 zur
Zufuhr von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 16 ist in
der Nähe
des Ansaugventils 8 in dem Ansaugpfad 4 angebracht.
Ein Dreiwegekatalysator 40 ist in dem Abgaspfad 6 zur
Reinigung toxischer Substanzen (HC, CO und NOx) in dem Abgas angeordnet.
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Die
Brennkraftmaschine 2 weist eine ECU (elektronische Steuerungseinheit) 30 als
ihre Steuerungsvorrichtung auf. Entsprechend internen Brennkraftmaschinenbetriebsdaten,
die durch eine Vielzahl von Sensoren erhalten werden, übt die ECU 30 eine Gesamtsteuerung über verschiedene
Vorrichtungen aus, die in dem Betrieb der Brennkraftmaschine 2 involviert
sind. Der Signaleingangsteil der ECU 30 ist mit einem A/F-Sensor (Luft-/Kraftstoff-Verhältnissensor) 32,
einem O2-Sensor
(Sauerstoffsensor) 34 und einer Luftströmungsmesseinrichtung 36 verbunden. Der
A/F-Sensor 32 ist in dem Abgaspfad 6 eingebaut und
ist stromaufwärts
des Dreiwegekatalysators 40 positioniert. Der A/F-Sensor 32 gibt
ein Signal aus, das linear dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
einer Abgasströmung
in den Dreiwegekatalysator 40 hinein entspricht. Der O2-Sensor 34 ist in dem Abgaspfad 6 eingebaut
und ist stromabwärts
von dem Dreiwegekatalysator 40 positioniert. Der O2-Sensor 34 gibt ein Signal aus,
das den Zustand des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses
(mager oder fett) von aus dem Dreiwegekatalysator 40 ausströmenden Abgas
angibt. Der O2-Sensor 34 weist eine derartige
Ausgangscharakteristik auf, das sein Ausgangssignal plötzlich zu
der fetten Seite oder der mageren Seite in Bezug auf das theoretische
Luft- /Kraftstoff-Verhältnis ändert. Die Luftströmungsmesseinrichtung 36 ist
unmittelbar stromabwärts
des Luftreinigers 20 positioniert, um ein Signal entsprechend
der Ansaugluftströmungsrate
auszugeben. Der Signalausgangsteil der ECU 30 ist mit dem
Injektor 12 verbunden. Entsprechend Signalen, die aus den
Sensoren 32, 34 und 36 zugeführt werden,
berechnet die ECU 30 die Kraftstoffeinspritzmenge und den
Kraftstoffeinspritzzeitverlauf und führt ein Antriebssignal dem
Injektor 12 zu. Obwohl eine Vielzahl von Sensoren und anderen
Vorrichtungen ebenfalls mit der ECU 30 zusätzlich zu den
Sensoren 32, 34 und 36 sowie dem Injektor 12 verbunden
sind, sind diese an dieser Stelle nicht beschrieben.
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Nachstehend
ist die Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerung
beschrieben.
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Als
ein Brennkraftmaschinensteuerungsprozess übt die ECU 30 eine
Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerung
aus, während
die Brennkraftmaschine 2 läuft. In diesem Steuerungsprozess
wird die Kraftstoffeinspritzmenge aus dem Injektor 12 derart
gesteuert, dass das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mit einem
Soll-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt.
Der Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsprozess
ist in eine Haupt-Regelung und eine Neben-Regelung unterteilt. In
der Haupt-Regelung wird die Kraftstoffmenge entsprechend dem Ausgangssignal
aus dem A/F-Sensor 32 gesteuert. In der Neben-Regelung
wird die Kraftstoffmenge entsprechend dem Ausgangssignal des O2-Sensors 34 gesteuert. 2 zeigt
ein Funktionsblockschaltbild, das eine Situation veranschaulicht,
in der die ECU 30 als Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung agiert.
Die durch die ECU 30 ausgeführte Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerung
ist nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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(1) Berechnung der Grundkraftstoffmenge
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Die
ECU 30 weist einen Soll-Luft-/Kraftstoff-Verhältniseinstellungsabschnitt 102 und
einen Grundkraftstoffmengenberechnungsabschnitt 104 auf.
Entsprechend der Maschinendrehzahl und der Drosselklappenöffnung stellt
der Soll-Luft-/Kraftstoff-Verhältniseinstellungsabschnitt 102 ein Soll-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis "afref" des -Luft-/-Kraftstoffgemisches
ein, das der Brennkraftmaschine 2 zuzuführen ist. Der Grundkraftstoffmengenberechnungsabschnitt 104 berechnet
eine Grundkraftstoffmenge "firef" durch Dividieren
einer Ansaugluftmenge "Ga", die aus dem Ausgangssignal der
Luftströmungsmesseinrichtung 36 hergeleitet wird,
durch das Soll-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis "afref", das durch den Soll-Luft-/Kraftstoff-Verhältniseinstellungsabschnitt 102 eingestellt
wird. Die Ansaugluftmenge "Ga" wird in jedem Zyklus
beschafft (abgefragt) und in einen Speicher der ECU 30 gespeichert.
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(2) Berechnung der endgültigen Kraftstoffmenge
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Die
ECU 30 weist einen Neben-Kraftstoffmengenkorrekturabschnitt 106 und
einen Haupt-Kraftstoffmengenkorrekturabschnitt 108 auf. Der
Neben-Kraftstoffmengenkorrekturabschnitt 106 addiert
eine Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" und eine Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg", die aus einer später beschriebenen
Neben-Regelung hergeleitet werden, zu der Grundkraftstoffmenge "firef", die durch den Grundkraftstoffmengenberechnungsabschnitt 104 berechnet wird.
Der Grundkraftstoffmengenkorrekturabschnitt 108 addiert
eine Haupt-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge
fimfb, die aus einer nachstehend beschriebenen Haupt-Regelung hergeleitet wird,
zu der von dem Neben-Kraftstoffmengenkorrekturabschnitt 106 korrigierten
Kraftstoffmenge. Wenn die Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb", die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" und die Haupt-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fimfb" zu der Grundkraftstoffmenge "firef" wie vorstehend beschrieben
addiert werden, wird eine endgültige
Kraftstoffmenge "firef
+ fisfb + fisfbg + fimfb" erhalten.
Die Kraftstoffeinspritzmenge aus dem Injektor 12 stimmt
mit der endgültigen
Kraftstoffmenge überein.
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(3) Berechnung der Haupt-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge
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Die
Haupt-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fimfb" wird erhalten, wenn
die Haupt-Regelung wie vorstehend beschrieben ausgeführt wird. Als
ein Mittel zur Durchführung
der Haupt-Regelung (Haupt-Regelungseinrichtung)
weist die ECU 30 einen Soll-Kraftstoffmengeneinstellabschnitt 110,
einen Ist-Kraftstoffmengenberechnungsabschnitt 114, einen
Ansaugluftmengenverzögerungsabschnitt 112, einen
Regelungs- bzw.
Rückkopplungs-Soll-Kraftstoffmengenberechnungsabschnitt 116,
einen Kraftstoffabweichungsmengenberechnungsabschnitt 118 und
einen PI-Regler (eine PI-Steuerungseinrichtung) 120 auf.
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In
der Haupt-Regelung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird eine Soll-Kraftstoffmenge "firef(i-n)" als Regelungssollwert
verwendet. Die Soll-Kraftstoffmenge "firef(i-n)" ist die Grundkraftstoffmenge "firef", die "n" Zyklen früher als der gegenwärtige Zeitpunkt
("i"-te Zyklus) vorherrschte.
Die Grundkraftstoffmenge "firef" wird durch den Grundkraftstoffmengenberechnungsabschnitt 104 in
einem Zyklus berechnet und in den Speicher der ECU 30 gespeichert.
Der Soll-Kraftstoffmengeneinstellungsabschnitt 110 greift
auf den Speicher zu, indem verschiedene Grundkraftstoffmengen "firef" gespeichert sind,
liest die Grundkraftstoffmenge "firef(i-n)", die "n" Zyklen früher als der gegenwärtige Zeitpunkt
vorherrschte, und stellt die gelesene Grundkraftstoffmenge als Soll-Kraftstoffmenge
ein. Der Wert "n" entspricht dem Intervall
(Anzahl der Zyklen) zwischen dem Zeitpunkt, zu dem Kraftstoff aus
dem Injektor 12 eingespritzt wird und dem Zeitpunkt, zu
dem ein Abgas, das den eingespritzten Kraftstoff enthält, den A/F-Sensor 32 erreicht.
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In
der Haupt-Regelung wird das Ausgangssignal des A/F-Sensors 32 verwendet.
Das Ausgangssignal des A/F-Sensors 32 wird entsprechend
einem Spannungs-/Luft-/Kraftstoff-Verhältniskennfeld
in ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis "abyf" umgewandelt. Der Ist-Kraftstoffmengenberechnungsabschnitt 114 wandelt
das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis "abyf" durch Dividieren
der Ansaugluftmenge "Ga(i-n)" durch das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis "abyf" in die Kraftstoffmenge
(Ist-Kraftstoffmenge) "fiact" um. Der Ansaugluftmengenverzögerungsabschnitt 112 liest
die Ansaugluftmenge "Ga(i-n)" aus dem Speicher
der ECU 30. Der Ansaugluftmengenverzögerungsabschnitt 112 greift
auf den Speicher zu, in dem verschiedene Ansaugluftmengen "Ga" gespeichert sind
und liest die Ansaugluftmenge "Ga(i-n)", die "n" Zyklen vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt
(i-te Zyklus) vorherrschte.
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Der
Regelungs-Soll-Kraftstoffmengenberechnungsabschnitt 116 berechnet
die Kraftstoffmenge, die für
die Haupt-Regelung als Soll dient (Regelungssollkraftstoffmenge) "fim", durch Subtrahieren einer
Abzugs-Sollkraftstoffmenge von der tatsächlichen Kraftstoffmenge bzw.
Ist-Kraftstoffmenge "fiact", die durch den Ist-Kraftstoffmengenberechnungsabschnitt 114 berechnet
wird. Die Abzugs-Sollkraftstoffmenge wird durch die Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb(i-n)" und die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg(i-n)" wiedergegeben, die "n" Zyklen vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt
("i"-ter Zyklus) vorherrschten.
Die Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" und die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" werden in jedem
Zyklus berechnet und in den Speicher der ECU 30 während der
Neben-Regelung gespeichert, die nachstehend beschrieben ist. Ein Abzugs-Kraftstoffmengeneinstellabschnitt 142 greift auf
den Speicher zu, in dem die Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmengen "fisfb" und die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmengen "fisfbg" gespeichert sind,
liest die Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb(i-n)" und die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg(i-n)", die "n" Zyklen vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt
vorherrschten, und stellt die gelesenen Mengen als die Abzugs-Sollkraftstoffmenge
ein. Wenn durch Subtrahieren der Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb(i-n)" und der Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg(i-n)" von der Ist-Kraftstoffmenge "fiact" wie vorstehend beschrieben
eine Regelungssollkraftstoffmenge "fim" erhalten
wird, ist es möglich,
zu verhindern, dass der durch die Neben-Regelung bewirkte Kraftstoffmengenkorrektureffekt
durch die Haupt-Regelung injiziert wird.
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Der
Kraftstoffabweichungsmengenberechnungsabschnitt 118 berechnet
eine Kraftstoffabweichungsmenge "dfim
(dfim = fim – firef(i-n))", die die Abweichung
zwischen der durch den Regelungs-Soll-Kraftstoffmengenberechnungsabschnitt 116 berechneten
Regelungssollkraftstoffmenge "fim" und der durch den
Soll-Kraftstoffmengeneinstellabschnitt 110 eingestellten
Soll-Kraftstoffmenge "firef(i-n)" wiedergibt.
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Wie
es in Gleichung (1) angegeben ist, verwendet der PI-REgler 120 die
Kraftstoffabweichungsmenge "dfim", die durch den Kraftstoffabweichungsmengenberechnungsabschnitt 118 berechnet
wird, als ein Eingangssignal (Haupt-Regelungseingangssignal) und übt eine
PI-Steuerung bzw. PI-Regelung über das
Haupt-Regelungseingangssignal zur Berechnung der Haupt-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fimfb" aus. In der Gleichung
(1) ist der Wert "dfisum" ein Zeitintegrationswert
der Kraftstoffabweichungsmenge "dfim". Der Wert "Gainp" ist die Proportionalverstärkung einer
P-Funktion (proportionale
Funktion, proportionaler Anteil). Der Wert "Gaini" ist die Integralverstärkung einer
I-Funktion (integrale
Funktion, integraler Anteil). Die berechnete Haupt-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fimfb" wird dem Haupt-Kraftstoffmengenkorrekturabschnitt 108 zugeführt. fimfb = Gainp × dfim +
Gaini × dfisum (1)
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(4) Korrektur einer Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge
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Die
Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" wird erhalten, wenn
die Neben-Regelung wie nachstehend beschrieben ausgeführt wird.
Als Neben-Regelungseinrichtungen
(Einrichtungen zur Durchführung
der Neben-Regelung) weist die ECU 30 ein Spannungs-/Luft-/Kraftstoff-Verhältnisumwandlungskennfeld 148,
einen Kraftstoffmengenumwandlungsabschnitt 134, einen Ansaugluftmengenverzögerungsabschnitt 132,
einen Referenz-Luft-/Kraftstoff-Verhältniseinstellungsabschnitt 130,
einen Referenzkraftstoffmengeneinstellungsabschnitt 136,
einen Kraftstoffabweichungsmengenberechnungsabschnitt 138 und
einen PI-Regler (PI-Steuerungseinrichtung) 140 auf.
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Das
Ausgangssignal des O2-Sensors 34 variiert
mit dem Abgas-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis, das stromabwärts von
dem Katalysator 40 vorherrscht. Das Ausgangssignal (Referenzsignal)
des O2-Sensors 34, das dem theoretischen
Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
entspricht, beträgt
0,5 V. Wenn das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis fetter als das theoretische
Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
ist, ist das Ausgangssignal des O2-Sensors 34 größer als
0,5 V. Wenn demgegenüber
das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis magerer
als das theoretische Luft-/Kraftstoff-Verhältnis ist,
ist das Ausgangssignal des O2-Sensors 34 kleiner
als 0,5 V. Das Spannungs-/Luft-/Kraftstoff-Verhältnisumwandlungskennfeld 148 wird
zur Umwandlung des Ausgangssignals (Spannungswerts) des O2-Sensors 34 in
ein Abgas-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
verwendet. Das Ausgangssignal "oxs" des O2-Sensors 34 wird
in ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis "afoxs" entsprechend dem
Spannungs-/Luft-/Kraftstoff-Verhältnisumwandlungskennfeld 148 umgewandelt
und dem Kraftstoffmengenumwandlungsabschnitt 134 zugeführt.
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Der
Kraftstoffmengenumwandlungsabschnitt 134 wandelt das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis "afoxs" in eine Kraftstoffmenge "fis" um, indem eine Ansaugluftmenge "Ga(i-m)" durch das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis "afoxs" dividiert wird.
Der Ansaugluftmengenverzögerungsabschnitt 132 liest
die Ansaugluftmenge "Ga(i-m)" aus dem Speicher
der ECU 30. Der Ansaugluftmengenverzögerungsabschnitt 132 greift
auf den Speicher zu, in dem verschiedene Ansaugluftmengen "Ga" gespeichert sind,
und liest die Ansaugluftmenge "Ga(i-m)", die "m" Zyklen vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt
("i"-ter Zyklus) vorherrschte.
Der Wert "m" entspricht dem Intervall
(Anzahl der Zyklen) zwischen dem Zeitpunkt, zu dem Kraftstoff aus
dem Injektor 12 eingespritzt wird und dem Zeitpunkt, zu dem
Abgas, das den eingespritzten Kraftstoff enthält, den O2-Sensor 34 erreicht.
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Der
Referenzkraftstoffmengeneinstellungsabschnitt 136 stellt
eine Referenzkraftstoffmenge "fisref" als den Sollwert
für die
Neben-Regelung ein. Die Referenzkraftstoffmenge "fisref" wird berechnet, indem ein durch den
Referenz-Luft-/Kraftstoff-Verhältniseinstellungsabschnitt 130 eingestelltes
Referenz-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis "afosref" durch die Ansaugluftmenge "Ga(i-m)" dividiert wird.
Der Referenz-Luft-/Kraftstoff-Verhältniseinstellungsabschnitt 130 stellt
das theoretische Luft-/Kraftstoff-Verhältnis entsprechend dem Referenzsignal
des O2-Sensors 34 als das Referenz-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis "afoxsref" ein.
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Der
Kraftstoffmengenabweichungsberechnungsabschnitt 138 berechnet
eine Kraftstoffabweichungsmenge "dfis
(dfis = fis – fisref)", die die Abweichung
zwischen der Kraftstoffmenge "fis", die durch den Kraftstoffmengenumwandlungsabschnitt 134 anhand
des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses "afoxs" berechnet wird,
und der Referenzkraftstoffmenge "fisref" wiedergibt, die
durch den Referenzkraftstoffmengeneinstellungsabschnitt 136 eingestellt
wird. Die Kraftstoffmengenabweichung "dfis" beruht
auf der Abweichung zwischen dem Ausgangssignal "oxs" des
O2-Sensors 34 und dem Referenzsignal
(0,5 V). Diese Kraftstoffabweichungsmenge "dfis" dient
als Neben-Rückkopplungseingangssignal
für die
Neben-Regelung.
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Wie
es in Gleichung (2) angegeben ist, verwendet der PI-Regler 140 die
Kraftstoffabweichungsmenge "dfis", die durch den Kraftstoffabweichungsmengenberechnungsabschnitt 138 erhalten
wird, als Neben-Rückkopplungseingangssignal
und führt
eine PI-Steuerung über
das Neben-Rückkopplungseingangssignal
zur Berechnung der Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" aus. In Gleichung
(2) ist der Wert "Sdfis" ein Zeitintegrationswert der
Kraftstoffabweichungsmenge "dfis". Der Wert "Gpsfb" ist die Proportionalverstärkung einer
P-Funktion (proportionale Funktion, proportionaler Anteil). Der
Wert "Gisfb" ist
die Integralverstärkung
einer I-Funktion (integrale Funktion, integraler Anteil). fisfb = Gpsfb × dfis +
Gisfb × Sdfis (2)
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(5) Berechnung einer Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge
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Die
Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge
(Rückkopplungslernwert) "fisfbg" wird anhand der Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge
(Regelungssignal) "fisfb" gelernt, die durch
die PI-Steuerungseinrichtung 140 berechnet wird. Die ECU 30 weist
einen Neben-Rückkopplungslernabschnitt 142 als
Lerneinrichtung auf. Der Neben-Rückkopplungslernabschnitt 142 lernt
die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" wie nachstehend
beschrieben.
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Zunächst berechnet
der Neben-Rückkopplungslernabschnitt 142 die
Daten zur Aktualisierung der Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg". Der Lernaktualisierungsdatenwert "fisfbsm" ist ein numerischer
Wert, der erhalten wird, indem ein Dämpfungsprozess an der Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" durchgeführt wird,
die durch die Gleichung (2) berechnet wird. Beispielsweise kann
ein Tiefpassfilter für
den Dämpfungsprozess verwendet
werden. Der Neben-Rückkopplungslernabschnitt 142 berechnet
einen Grundwert "dfisfbgb" für eine Lernaktualisierungsmenge
durch Verarbeitung des Lernaktualisierungsdatenwerts "fisfbsm", wie es in der nachstehenden
Gleichung (3) angegeben ist: dfisfbgb = fisfbsm/M (3)
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Die
Gleichung (3) gibt an, dass 1/M des Lernaktualisierungsdatenwerts "fisfbsm" in der Aktualisierung
der Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" wiedergegeben wird.
Eine Lernaktualisierungswiedergabemenge "M" ist
ein numerischer Wert, der größer als
1 ist.
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In
dem Neben-Rückkopplungslernabschnitt 142 wird
die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" nicht ständig gelernt,
während
die Neben-Rückkopplung
ausgeführt
wird. Ein derartiger Lernprozess wird beendet, wenn eine gewünschte Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" erhalten wird, d.h,
wenn das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen ist. Vor dem Abschluss des Neben-Rückkopplungslernens
wird der Grundwert "dfisfbg" für eine Lernaktualisierungsmenge,
die durch die Gleichung (3) berechnet wird, unverändert als
die Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" eingestellt. Nach
Abschluss des Neben-Rückkopplungslernens
wird demgegenüber
die Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" auf 0 (Null) eingestellt.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" als ein Integral
für die
Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" ausgedrückt. Wie
es in der nachstehend beschriebenen Gleichung (4) angegeben ist,
aktualisiert der Neben-Rückkopplungslernabschnitt 142 die
Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" durch Addieren der
Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" zu dem vorherigen
Wert der Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg(i-1)". fisfbg(i) = fisfbg(i-1) +
dfisfbg (4)
-
Nach
Aktualisierung der Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" korrigiert der Neben-Rückkopplungslernabschnitt 142 die
Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb", die durch die PI-Steuerungseinrichtung 140 berechnet
wird, zur Vermeidung einer doppelten Korrektur auf der Grundlage
der Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg". Der Wert "fisfb" auf der linken Seite
der Gleichung (5) ist eine korrigierte Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge.
Der Wert "fisfb" auf der rechten
Seite der Gleichung (5) ist eine unkorrigierte Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge
(die durch die Gleichung (2) berechneten Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge). fisfb = fisfb – dfisfbg (5)
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Soweit
wie der vorstehend beschriebene Prozess durchgeführt wird, bewegt sich die in
der Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" enthaltene gleichmäßige (stetige,
steady) Komponente von der Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" zu der Neben- Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfg" vor Abschluss des
Neben-Rückkopplungslernens.
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Ein
Kraftstoffsummierungsabschnitt 144 summiert die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg", die durch den Neben-Rückkopplungslernabschnitt 142 aktualisiert
wird, zu der Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb", die durch die Gleichung
(5) korrigiert wird. Die resultierende Gesamtkraftstoffmenge "fisfb + fisfbg" dient als Neben-Regelungssignal
für die
Neben-Regelung. Der Kraftstoffsummierungsabschnitt 144 führt die Gesamtkraftstoffmenge "fisfb+fisfbg" dem Neben-Kraftstoffmengenkorrekturabschnitt 106 zu.
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(6) Neben-Rückkopplungslernabschlussbeurteilung
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Die
ECU 30 formuliert eine Neben-Rückkopplungslernabschlussbeurteilung
entsprechend einer Routine gemäß 3. 3 zeigt
ein Flussdiagramm der Routine, die die ECU 30 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
zur Beurteilung durchführt,
ob das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen ist.
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In
Schritt S100, der der erste Schritt der Routine gemäß 3 ist,
wird die Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" entsprechend dem
Ausgangssignal "oxs" des O2-Sensors 34 berechnet.
In dem nächsten
Schritt (Schritt S102) wird der Grundwert "dfisbgb" für
die Lernaktualisierungsmenge anhand der Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" berechnet, die in
Schritt S100 berechnet worden ist.
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Schritt
S104 wird zur Beurteilung durchgeführt, ob das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen ist. Falls das Neben-Rückkopplungslernen abgeschlossen
ist, wird ein Neben-Rückkopplungslernenabschluss-Flag
gesetzt. Falls das Neben-Rückkopplungslernen
nicht abgeschlossen ist, wird das Flag zurückgesetzt (ausgeschaltet).
In einem Anfangszustand der Routine ist das Neben-Rückkopplungslernenabschluss-Flag
zurückgesetzt.
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Falls
das in Schritt S104 erhaltene Beurteilungsergebnis angibt, dass
das Neben-Rückkopplungslernen
nicht abgeschlossen ist, geht der Ablauf zu Schritt S106 über. Schritt
S106 wird zur Beurteilung durchgeführt, ob das Ausgangssignal "oxs" des O2-Sensors 34 sich
von der mageren Seite (einem Wert kleiner als 0,5V) zu der fetten
Seite (einem Wert größer als
0,5V) oder von der fetten Seite zu der mageren Seite umgekehrt hat.
Wenn die Neben-Regelung wie vorstehend beschrieben durchgeführt wird, ändert sich
das Ausgangssignal "oxs" des O2-Sensors 34 periodisch.
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Falls
das in Schritt S106 erhaltene Beurteilungsergebnis angibt, dass
das Ausgangssignal "oxs" des O2-Sensors 34 sich
nicht umgekehrt hat, geht der Ablauf zu Schritt S128 über. In
Schritt S128 wird das Integral "sumsfb" der Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" aktualisiert. Genauer
wird der Wert, der durch Addieren der in Schritt S100 berechneten
Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" zu dem im vorhergehenden Zyklus
erhaltenen Integral "sumsfb(i-1)" erhalten wird, als
das Integral "sumsfb(i)" für den gegenwärtigen Zyklus
verwendet. Nach Abschluss von Schritt S128 geht der Ablauf zu Schritt
S134 über.
In Schritt S134 wird die Lernaktualisierungsmenge "dfisbg" eingestellt, wie
es nachstehend beschrieben ist.
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Falls
demgegenüber
das in Schritt S106 erhaltene Beurteilungsergebnis angibt, dass
das Ausgangssignal "oxs" des O2-Sensors 34 sich
umgekehrt hat, geht der Ablauf wieder zu Schritt S108 über. In Schritt
S108 wird das Integral "sumsfb(i-1)", das in dem vorhergehenden
Zyklus, d.h. unmittelbar vor der Umkehrung des Ausgangssignals "oxs" des O2-Sensors 34 vorherrschte,
gelesen und als Umkehrungsintegral "fsumsfb(j)" für
die gegenwärtige
Umkehrung gespeichert. Das Symbol "j" gibt
die Anzahl an, wie auf oft das Ausgangssignal "oxs" des
O2-Sensors 34 sich umgekehrt hat.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird das Integral "sumsfb(i)" in Schritt S128
bei jedem Zyklus aktualisiert und in Schritt S110 auf 0 (Null) zurückgesetzt,
was nach Schritt S108 ausgeführt
wird.
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In
dem nächsten
Schritt (Schritt S112) wird ein Fett-/Mager-Abweichungswert "dlsumsfb" durch Addieren des
Umkehrungsintegrals "fsumsfb(j)" für die gegenwärtige Umkehrung
zu dem Umkehrungsintegral "fsumsfb(j-1)" für die vorhergehende
Umkehrung berechnet. Das Umkehrungsintegral (erster Integrationswert) "fsumsfb", das vorherrscht,
wenn das Ausgangssignal "oxs" des O2-Sensors 34 sich
von mager auf fett umkehrt, entspricht der Sauerstoffmenge, die
von dem Katalysator 40 eingeschlossen ist. Demgegenüber entspricht
das Umkehrungsintegral (der zweite Integrationswert) "fsumsfb", das vorherrscht,
wenn das Ausgangssignal "oxs" des O2-Sensors 34 von
fett zu mager umgekehrt wird, der aus dem Katalysator ausgestoßenen Sauerstoffmenge.
Entweder das Umkehrungsintegral "fsumsfb(j)" für die gegenwärtige Umkehrung
oder das Umkehrungsintegral "fsumsfb(j-1)" für die vorhergehende Umkehrung
entspricht der durch den Katalysator 40 eingeschlossenen
Sauerstoffmenge. Das restliche bzw. das andere Umkehrungsintegral
entspricht der aus dem Katalysator 40 ausgestoßenen Sauerstoffmenge.
Daher bezeichnet der Fett-/Mager-Abweichungswert "dlsumsfb" die Differenz zwischen
der gegenwärtigen Sauerstoffeinschließungsfähigkeit und
der Sauerstoffausstoßfähigkeit
des Katalysators 40.
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Die
Reinigungsfähigkeit
des Katalysators 40 wird maximiert, wenn die Sauerstoffeinschließungsfähigkeit
und die Sauerstoffausstoßfähigkeit
miteinander ausgeglichen sind. Wenn daher das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen wird, wenn es keine Differenz zwischen den Sauerstoffeinschließungs- und
Sauerstoffausstoßfähigkeit
des Katalysators 40 gibt, d.h. wenn der Fett-/Mager-Lernabweichungswert "dlsumsfb" nahe an 0 (Null)
ist, ist es möglich,
die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" zu lernen, die es
ermöglicht,
die Reinigungsfähigkeit
des Katalysators 40 voll zu verwenden. Daher wird Schritt
S114 zur Beurteilung durchgeführt,
ob der Fett-/Mager-Abweichungswert "dlsumsfb" nahe an 0 (Null) oder genauer innerhalb
des Bereichs von 0 ± α liegt. Der
Wert "α" ist ein Schwellwert,
der eine zulässige
Abweichung wiedergibt.
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Falls
das in Schritt S114 erhaltene Beurteilungsergebnis angibt, dass
der Fett-/Mager-Abweichungswert "dlsumsfb" innerhalb des zulässigen Bereichs
liegt, wird Schritt S116 durchgeführt, um einen aufeinanderfolgenden
Kriteriumserfüllungszählwert (Zählwert der
aufeinanderfolgenden Erfüllung
eines Kriteriums) "Csfbgok" zu inkrementieren.
Der Zählwert "Csfbgok" gibt die aufeinanderfolgende
Anzahl an, wie oft das Kriterium in Schritt S114 erfüllt worden ist.
Dieser Zählwert
wird jedes Mal gelöscht
(Schritt S130), wenn das Kriterium in Schritt S114 nicht erfüllt wird.
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Wenn
der Fett-/Mager-Abweichungswert "dlsumsfb" innerhalb des zulässigen Bereichs
liegt, so dass der Zählwert "Csfbgok" inkrementiert wird,
wird der nächste
Schritt (Schritt S118) zur Beurteilung durchgeführt, ob der Zählwert "Csfbgok" einen vorbestimmten
Lernabschlussbeurteilungswert "β" erreicht hat. Wenn
der Wert "Csfbgok" nicht kleiner als
der Lernabschlussbeurteilungswert "β" ist, wird gefolgert, dass
das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen ist (Schritt S120). Falls demgegenüber der Wert "Csfbgok" den Lernabschlussbeurteilungswert "β" nicht erreicht hat, wird gefolgert,
dass das Neben-Rückkopplungslernen
nicht abgeschlossen ist (Schritt S132). Gleichermaßen wird,
wenn der Zählwert "Csfbgok" in Schritt S130
gelöscht
wird, gefolgert, dass das Neben-Rückkopplungslernen nicht abgeschlossen
ist.
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4 zeigt
ein Beispiel, das veranschaulicht, wie die Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb", ihr Integral "sumsf", der Fett-/Mager-Abweichungswert "dlsumsfb" und der Zählwert "Csfbgok" innerhalb Änderungen
in dem Ausgangssignal "oxs" des O2-Sensors 34 variieren,
wenn die Neben-Regelung durchgeführt
wird. Diese Figur gibt an, dass der Fett-/Mager-Abweichungswert "dlsumsfb" zu dem Bereich 0 ± α konvergiert,
wenn das Neben-Rückkopplungslernen
entsprechend der Durchführung
der Neben-Regelung voranschreitet. Wenn der aufeinanderfolgende
Kriteriumserfüllungszählwert "Csfbgok" den Lernabschlussbeurteilungswert "β" erreicht, wird gefolgert, dass das
Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen ist. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird
angenommen, dass das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen ist, wenn das Kriterium in Schritt S114 für eine aufeinanderfolgende
Anzahl erfüllt
worden ist. Dies wird derartig durchgeführt, um eine Situation zu vermeiden,
in der irrtümlich
gefolgert wird, dass das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen ist, wenn das Kriterium zufällig erfüllt wird, während die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" instabil ist. Wenn
die vorstehend beschriebenen Bedingungen erfüllt sind, kann die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" genau gelernt werden, um
zu ermöglichen,
dass die Reinigungsfähigkeit
des Katalysators 40 vollständig verwendet wird.
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Wenn
der Abschluss des Neben-Rückkopplungslernens
wie vorstehend beschrieben beurteilt wird, kann die Einstellung
für die
Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" entsprechend dem
erhaltenen Beurteilungsergebnis geändert werden. Falls das Neben-Rückkopplungslernen
nicht abgeschlossen ist, wird der Grundwert "dfisfbgb" für
die Lernaktualisierungsmenge, die in Schritt S102 berechnet wird, unverändert als
Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" eingestellt (Schritt
S134). Falls demgegenüber
das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen ist, wird die Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" auf 0 (Null) eingestellt
(Schritt S122). Wenn das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen ist, wird das Neben-Rückkopplungslernenabschluss-Flag
gesetzt. Darauffolgend ist das Kriterium in Schritt S104 stets erfüllt, so
dass der Ablauf von Schritt S104 zu Schritt S122 springt. Dies gewährleistet,
dass die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" nicht weiter aktualisiert
wird. Als Ergebnis wird die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" auf einen Wert beibehalten,
der erhalten wird, wenn das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen worden ist.
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In
Schritt S124 wird die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" aktualisiert. Genauer
wird der Wert, der durch Addieren der Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg", die in Schritt
S122 oder S134 eingestellt wird, zu der Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg(i-1)" erhalten wird, der
in dem vorhergehenden Zyklus vorherrschte, als die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg(i)" für den gegenwärtigen Zyklus
verwendet. In dem nächsten
Schritt (Schritt S126) wird die Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" von der Neben-Rückkopplungskorrekturkraftstoffmenge "fisfb" subtrahiert, die in
Schritt S100 berechnet wird, um eine doppelte Korrektur auf der
Grundlage der Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" zu vermeiden.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sind die "erste
Integrationswertberechnungseinrichtung", die "zweite Integrationswertberechnungseinrichtung" und die "Lernabschlussbeurteilungseinrichtung" gemäß der vorliegenden
Erfindung implementiert, wenn die ECU 30 die vorstehend
beschriebene Routine ausführt.
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Nachstehend
sind Vorteile der Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, folgert die Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
dass das Neben-Rückkopplungslernen
abgeschlossen ist, wenn der Fett-/Mager-Abweichungswert "dlsumsfb", der die Abweichung
zwischen den Sauerstoffeinschließungs- und Sauerstoffausstoßfähigkeiten
des Katalysators 40 bezeichnet, sich auf den zulässigen Bereich
verringert hat. Somit kann die Luft-/Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvorrichtung
gemäß den vorliegenden
Ausführungsbeispielen
die Neben-Rückkopplungskraftstoffmenge "fisfbg" lernen, um die Reinigungsfähigkeit
des Katalysators 40 vollständig verwenden zu können. Nach
Abschluss des Neben-Rückkopplungslernens
wird die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" nicht weiter aktualisiert.
Es ist daher möglich,
zu vermeiden, dass die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" aufgrund eines Abschneidens
oder einer Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge instabil wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung im Hinblick auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
beschrieben worden ist, sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung
nicht auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist, sondern dass vielerlei Variationen ohne Abweichen von dem Umfang
der Erfindung durchgeführt
werden können.
In der Neben-Regelung gemäß dem vorstehend
beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird das Ausgangssignal des O2-Sensors 34 zur
direkten Korrektur der Kraftstoffmenge verwendet. Alternativ dazu kann
das Ausgangssignal des A/F-Sensors, der für die Haupt-Regelung verwendet
wird, zur indirekten Korrektur der Kraftstoffmenge korrigiert werden.
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Weiterhin
wird gemäß dem vorstehend
beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel
die Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" auf 0 (Null) bei Abschluss
des Neben-Rückkopplungslernens
eingestellt, so dass die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" nicht weiter aktualisiert
wird. Alternativ dazu kann 1/N (N > 1)
des Grundwerts "dfisfbgb" als Lernaktualisierungsmenge "dfisfbg" (dfisfbg = dfisfbgb/N)
eingestellt werden, um die Aktualisierungsmenge für die Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg" zu verringern. Diese
Alternative verringert ebenfalls den Einfluss einer Verringerung (eines
Abschneidens) oder einer Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge und verhindert ein Instabilwerden der
Neben-Rückkopplungslernkraftstoffmenge "fisfbg".
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Nachstehend
sind die Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung zusammengefasst:
Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung entspricht der absolute Wert
des ersten Integrationswerts des Regelungssignals, der während des
Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Abweichung zwischen
dem Referenzsignal und dem Ausgangssignal des Sauerstoffsensors
sich von einem negativen Wert zu einem positiven Wert ändert, und dem
Zeitpunkt erhalten wird, zu dem der Abweichungswert sich zurück zu dem
negativen Wert ändert,
der von dem Katalysator eingeschlossenen Sauerstoffmenge. Demgegenüber entspricht
der absolute Wert des zweiten Integrationswerts des Regelungssignals,
der während
des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Abweichung
zwischen dem Referenzsignal und dem Ausgangssignal des Sauerstoffsensors
sich von einem positiven Wert zu einem negativen Wert ändert, und
dem Zeitpunkt erhalten wird, zu dem die Abweichung sich zurück zu dem
positiven Wert ändert,
der von dem Katalysator ausgestoßenen Sauerstoffmenge. Die
Reinigungsfähigkeit
des Katalysators kann voll verwendet werden, wenn die von dem Katalysator
eingeschlossene Sauerstoffmenge mit der von dem Katalysator ausgestoßenen Sauerstoffmenge übereinstimmt.
Falls daher beurteilt wird, dass das Lernen abgeschlossen ist, wenn
die Abweichung zwischen dem absoluten Wert des ersten Integrationswerts
und dem absoluten Wert des zweiten Integrationswerts kleiner als
der Schwellwert ist, kann ein Rückkopplungslernwert
gelernt werden, um die Reinigungsfähigkeit des Katalysators voll
zu verwenden.
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Gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine
irrtümliche Beurteilung
zu vermeiden, dass das Lernen abgeschlossen ist, wenn die Abweichung
zufällig
kleiner als der Schwellwert ist, obwohl der Rückkopplungslernwert instabil
ist.
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Gemäß einer
dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der Rückkopplungslernwert davon
abgehalten, weiter aktualisiert zu werden, wenn die Abweichung zwischen
dem absoluten Wert des ersten Integrationswerts und dem absoluten Wert
des zweiten Integrationswerts kleiner als der Schwellwert ist. Folglich
ist es möglich,
zu vermeiden, dass der Rückkopplungslernwert
aufgrund einer Verringerung (eines Abschneidens) oder einer Erhöhung der
Kraftstoffeinspritzmenge instabil wird.
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Gemäß einer
vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung verringert sich
die darauffolgende Aktualisierungsmenge für den Rückkopplungslernwert, wenn die
Abweichung zwischen dem absoluten Wert des ersten Integrationswerts
und dem absoluten Wert des zweiten Integrationswerts kleiner als
der Schwellwert ist. Folglich ist es möglich, den Einfluss einer Verringerung
oder Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge zu verringern, und zu verhindern, dass
der Rückkopplungslernwert
instabil wird.
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Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, wird ein erster Integrationswert
durch Durchführung einer
Zeitintegration an einem Regelungssignal während eines Zeitintervalls
zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Abweichung zwischen einem Referenzsignal
und einem Ausgangssignal eines Sauerstoffsensors 34 sich
von einem negativen Wert zu einem positiven Wert umkehrt, und dem
Zeitpunkt erhalten, zu dem die Abweichung zurück zu dem negativen Wert sich
umkehrt. Ein zweiter Integrationswert wird durch Durchführung einer
Zeitintegration an dem Regelungssignal während des Zeitintervalls zwischen
dem Zeitpunkt, zu dem die Abweichung zwischen dem Referenzsignal
und dem Ausgangssignal des Sauerstoffsensors 34 sich von
einem positiven Wert zu einem negativen Wert umkehrt, und dem Zeitpunkt
erhalten, zu dem die Abweichung sich zurück zu dem positiven Wert umkehrt.
Wenn die Abweichung zwischen den absoluten Werten der ersten und
zweiten Integrationswerte kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert
ist, wird daraus gefolgert, dass ein Rückkopplungslernwert vollständig gelernt
ist.