DE102006000524B4 - Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät, das bei einer Brennkraftmaschine (10) angewandt wird, die aufweist:
eine Katalysatoreinheit (53), die in einem Abgasdurchgang der Brennkraftmaschine angeordnet ist;
einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (66), der in dem Abgasdurchgang angeordnet ist, so dass er stromaufwärts der Katalysatoreinheit liegt; und
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (39) zum Einspritzen eines Kraftstoffs gemäß einer Anweisung,
wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät aufweist:
eine Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bestimmungseinrichtung (A2), die ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bestimmt, das sich in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ändert;
eine Basiskraftstoffeinspritzmengengewinnungseinrichtung (A3), die eine Basiskraftstoffeinspritzmenge gewinnt, die eine Kraftstoffmenge zum Erreichen des bestimmten Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist;
eine erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung (A12), die einen Wert gewinnt, der dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, das bei dem Punkt um eine Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt bestimmt wurde, wobei die Totzeit als eine Zeitdauer von einer Zeit, wenn die Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen ausgegeben wird, bis zu einer Zeit definiert ist, wenn ein auf einer Kraftstoffverbrennung basierend erzeugtes Abgas den...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, das bei einer Brennkraftmaschine angewandt wird, die mit einem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor versehen ist, der in einem Abgasdurchgang angeordnet ist, so dass er stromaufwärts einer Katalysatoreinheit liegt, die in dem Abgasdurchgang angeordnet ist, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (nachstehend bezeichnet als "Luft-Kraftstoff-Verhältnis") des Gasgemisches regelt, dass der Brennkraftmaschine auf der Basis der Ausgabe des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors zugeführt wird.
  • Beispielsweise offenbart JP 2004-183 585 A ein herkömmliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät einer solchen Art. Bei dem offenbarten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine (nachstehend manchmal einfach als "Maschine" bezeichnet), wird ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Basis des Betriebszustands der Maschine bestimmt. Ein stromaufwärtsseitiger Regelkorrekturwert wird auf der Basis des Werts, der der Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (erfasstes Luft-Kraftstoff-Verhältnis), das dem Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor entspricht, von dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, berechnet (speziell die Abweichung des Werts (erfasste Zylinderkraftstoffzufuhrmenge), die erhalten wird, indem eine Zylindereinlassluftmenge durch das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis geteilt wird, von dem Wert (Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge), der erhalten wird, indem die Zylindereinlassluftmenge durch das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis geteilt wird). Eine Kraftstoffeinspritzmenge wird auf der Basis des stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts und einer Basiskraftstoffeinspritzmenge berechnet, die eine Kraftstoffmenge zum Erhalten des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist, und die Anweisung zum Einspritzen des Kraftstoffs mit der Kraftstoffeinspritzmenge wird einer Einspritzeinrichtung gegen, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis geregelt wird.
  • Derweil, wenn sich das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ändert, ändert sich die Kraftstoffeinspritzmenge (folglich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis) aufgrund der Änderung der Basiskraftstoffeinspritzmenge. Im Allgemeinen dauert es ab der Zeit der Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen eine vorbestimmte Zeit (nachstehend bezeichnet als "Totzeit"), bis das Abgas, das beim Verbrennen des Kraftstoffs erzeugt wird, den stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor erreicht. Folglich erscheint die Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als die Änderung bei dem erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit der Verzögerung um die Totzeit. Daher, wenn sich das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ändert, ändert sich das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis (folglich die erfasste Zylinderkraftstoffzufuhrmenge) mit der Verzögerung um die Totzeit.
  • Andererseits, wenn sich das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ändert, ändert sich die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge unmittelbar. Deshalb fällt die Änderungszeit der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge nicht mit der Änderungszeit bei der erfassten Zylinderkraftstoffzufuhrmenge zusammen. Folglich, wenn die Abweichung der erfassten Zylinderkraftstoffzufuhrmenge von der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge selbst (gegenwärtiger Wert) als die vorstehend erwähnte Abweichung verwendet wird, nimmt die Abweichung (folglich der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert) zeitweise zu, wobei der Fall existieren kann, bei dem eine relativ große Schwankung bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis erzeugt wird. Dies ist nicht wünschenswert, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis rasch an das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzunähern.
  • In Anbetracht dessen wird bei dem offenbarten Gerät anstelle der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge selbst die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge bei dem Punkt um die Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt verwendet, damit die Änderungszeit der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge mit der Änderungszeit der erfassten Zylinderkraftstoffzufuhrmenge zusammenfällt, wenn die vorstehend erwähnte Abweichung berechnet wird (folglich der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert).
  • Das in der vorstehend erwähnten Anmeldung offenbarte Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät bringt jedoch das nachstehend beschriebene Problem mit sich. Der Fall, bei dem sich das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis stark ändert (beispielsweise der Fall, bei dem sich das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einer schrittweisen Art ändert), wird nun betrachtet. In diesem Fall ändert sich die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge nach der Totzeit ab dem Punkt stark, wenn sich das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis stark ändert. Andererseits, da der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor eine Antwortverzögerung aufweist, ändert sich die erfasste Zylinderkraftstoffzufuhrmenge mit der Antwortverzögerung nach der Totzeit ab dem Punkt relativ langsam, wenn sich das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis stark ändert.
  • Obwohl speziell die Zeit des Änderns der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge und die Zeit der Änderung der erfassten Zylinderkraftstoffzufuhrmenge miteinander zusammen fallen, unterscheiden sich die Verzögerungsgrade der jeweiligen Änderungen nach der Zeit des Änderns in großem Maße untereinander. Deshalb kann der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert immer noch zeitweise zunehmen, was dazu führt, dass es das Problem mit sich bringt, dass es schwierig ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis rasch dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzunähern.
  • US 2004/0 216 450 A1 offenbart ein gattungsgemäßes Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. DE 698 24 994 T2 beschreibt ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuersystem für Verbrennungsmotoren mit mehreren Zylindern, bei dem die Ausgabe eines stromauf des Katalysators angeordneten Sauerstoffsensors über einen Tiefpass gefiltert wird.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät vorzusehen, das das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des Ausgabewerts von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor in solch einer Art und Weise regelt, dass sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis nähert, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis selbst dann rasch dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis angenähert werden kann, wenn sich das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis stark ändert.
  • Das erfindungsgemäße Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuergerät wird bei einer Brennkraftmaschine angewandt, die mit einer Katalysatoreinheit, einem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (beispielsweise einer Einspritzeinrichtung), die einen Kraftstoff in Antwort auf die Anweisung einspritzt, versehen ist.
  • Die Erfindung sieht ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät vor, mit: einer Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bestimmungseinrichtung, die das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bestimmt; einer Basiskraftstoffeinspritzmengengewinnungseinrichtung, die die Basiskraftstoffeinspritzmenge gewinnt; einer ersten Verzögerungsverarbeitungseinrichtung, die einen Wert gewinnt, der dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, das bei dem Totzeitpunkt vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt bestimmt wird; einer zweiten Verzögerungsverarbeitungseinrichtung, die einen Wert gewinnt, der erhalten wird, indem ein Tiefpassfilterprozess auf den Wert durchgeführt wird, der durch die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird; einer stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwertberechnungseinrichtung, die den stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert auf der Basis des Werts berechnet, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung und den Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor gewonnen wird; einer Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung, die die Kraftstoffeinspritzmenge berechnet; und einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Gasgemisches regelt, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, indem sie der Kraftstoffeinspritzeinrichtung die Anweisung zum Einspritzen des Kraftstoffes mit der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge gibt.
  • Hier wird das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis vorzugsweise auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, außer für die besonderen Fälle, wie beispielsweise unmittelbar nachdem die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu der Brennkammer beendet wird. Beispiele des "Werts, der dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht" sind das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis selbst, der Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, und der Wert (Sollzylinderkraftzufuhrmenge), der erhalten wird, indem die Zylindereinlassluftmenge durch das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis geteilt wird.
  • Die stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwertberechnungseinrichtung ist vorzugsweise aufgebaut, um den stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert auf der Basis der Abweichung zwischen dem Wert, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird, und dem Wert, der dem Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor entspricht, zu berechnen.
  • Hier sind Beispiele der "Abweichung zwischen dem Wert, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird, und dem Wert, der dem Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor entspricht", wobei diese nicht darauf beschränkt sind, eine Abweichung zwischen dem Wert, der durch Durchführen der Tiefpassfilterverarbeitung auf den Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor erhalten wird, wobei der Ausgabewert dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, das bei dem Punkt, der um die Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt, bestimmt wird, und dem Ausgabewert von dem stomaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, eine Abweichung zwischen dem Wert, der erhalten wird, indem der Tiefpassfilterprozess auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wird, das bei dem Punkt, der um die Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt, bestimmt wird, und dem erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und eine Abweichung zwischen dem Wert, der erhalten wird, indem der Tiefpassfilterprozess auf die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge bei dem Punkt, der um die Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt, durchgeführt wird, wobei die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge der Wert ist, der erhalten wird, indem die Zylindereinlassluftmenge durch das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis geteilt wird, das bei dem Punkt, der um die Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt, bestimmt wird, und der erfassten Zylinderkraftstoffzufuhrmenge, die der Wert ist, der erhalten wird, indem die Zylindereinlassluftmenge durch das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis geteilt wird.
  • Aufgrund des vorstehenden Aufbaus werden der Wert, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung erhalten wird (beispielsweise eine Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge), und der Wert, der dem Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (beispielsweise eine erfasste Zylinderkraftstoffzufuhrmenge) entspricht, zum Berechnen des stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts verwendet. Der Wert, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird, ist der Wert, der erhalten wird, indem der Tiefpassfilterprozess auf den Wert durchgeführt wird, der dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei dem Punkt entspricht, der um die Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt.
  • Folglich, wie das Gerät, das in der vorstehend erwähnten Anmeldung offenbart ist, können die Änderungszeit bei dem Wert, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird, und die Änderungszeit bei dem Wert, der dem Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor entspricht, miteinander zusammen fallen. Außerdem wird der Grad der Antwortverzögerung, der durch den Tiefpassfilterprozess hervorgerufen wird, an den Grad der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors angepasst, wodurch der Grad der Verzögerung der Änderung bei dem Wert, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird, und der Grad der Verzögerung des Werts, der dem Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor nach der Zeit des Änderns entspricht, aneinander angeglichen werden können. Deshalb, selbst wenn sich das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis stark ändert (beispielsweise, selbst wenn das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich in einer schrittweisen Art ändert), kann die zeitliche Zunahme des stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts unterdrückt werden, mit dem Ergebnis, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis rasch an das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis angenähert werden kann.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät ist die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung vorzugsweise aufgebaut, um die Totzeit in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu ändern. Allgemein gesagt ändert sich die Totzeit entsprechend dem Betriebszustand der Maschine. Deshalb, da die Totzeit ohne Rücksicht auf den Betriebszustand der Maschine gemäß dem vorstehend erwähnten Aufbau korrekt gewonnen werden kann, können die Änderungszeit des Werts, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird, und die Änderungszeit bei dem Wert, der dem Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor entspricht, genau aneinander angenähert werden.
  • Ferner ist die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung vorzugsweise aufgebaut, um als den Betriebszustand der Brennkraftmaschine die Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine und eine Menge an Luft zu verwenden, die in die Brennkammer der Brennkraftmaschine aufgenommen wird (Zylindereinlassluftmenge). Beispiele eines Faktors bei dem Betriebszustand der Maschine, der die Totzeit in großem Maße beeinflusst, sind die Betriebsdrehzahl der Maschine und die Zylindereinlassluftmenge. Deshalb kann gemäß dem vorangehenden Aufbau die Totzeit genauer gewonnen werden.
  • Die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise aufgebaut, um als den Punkt, der um die Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt, den Punkt zu verwenden, bei dem die Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen ausgegeben wird, der um die Anweisungsanzahl zum Kraftstoffeinspritzen, die der Totzeit entspricht, vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt und um die Anweisungsanzahl zum Kraftstoffeinspritzen, die der Totzeit entspricht, auf der Basis der Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine und einer Menge an in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine gesaugten Luft zu bestimmen.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, wird die Totzeit durch die Betriebsdrehzahl der Maschine und die Zylindereinlassluftmenge in großem Maße beeinflusst. Andererseits wird die Anzahl der Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen (die Anzahl einer Kraftstoffeinspritzung) über die Totzeit in großem Maße durch die Zylindereinlassluftmenge beeinflusst, jedoch kaum durch die Betriebsdrehzahl der Maschine beeinflusst. Deshalb, selbst wenn der erfasste Fehler in der Betriebsdrehzahl der Maschine enthalten ist, kann der vorangehende Aufbau die Zunahme, die durch den erfassten Fehler hervorgerufen wird, bei dem Fehler (folglich dem Fehler, der in der Totzeit enthalten ist) verhindern, der in der Anzahl der Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen entsprechend der Totzeit enthalten ist.
  • Wenn der Punkt, bei dem die Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen ausgegeben wird, der um die Anzahl der Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen, die der Totzeit entspricht, vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt, als der Punkt, der um die Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt, verwendet wird, kann die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung aufgebaut sein, um die Anzahl der Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen entsprechend der Totzeit basierend auf nur der Zylindereinlassluftmenge bestimmen.
  • Dieser Aufbau ermöglicht es, eine Tabelle (Karte), etc. zu erzeugen, die als ein Argument einen einzelnen Faktor hat, der die Anweisungsanzahl zum Kraftstoffeinspritzen entsprechend der Totzeit in großem Maße beeinflusst, und der verwendet wird, um die vorstehende Anzahl zu bestimmen. Folglich kann die Arbeit, die zum Erzeugen der Tabelle, etc. erforderlich ist, reduziert werden und die Last einer CPU, die zum Durchsuchen der Tabelle, etc. erforderlich ist, kann reduziert werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät ist die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung vorzugsweise aufgebaut, einen Parameter (beispielsweise eine Zeitkonstante des Tiefpassfilterprozesses), der der sich auf die Ansprechempfindlichkeit des Tiefpassfilterprozesses bezieht, in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu ändern. Im Allgemeinen ändert sich der Grad der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Maschine. Folglich ermöglicht es der vorstehend erwähnte Aufbau ungeachtet des Betriebszustands der Maschine den Grad der Antwortverzögerung, der durch den Tiefpassfilterprozess bewirkt wird, an den Grad der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors anzugleichen. Infolgedessen ist es möglich, den Verzögerungsgrad der Änderungen bei dem Wert, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird, und durch die Änderung bei dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis hervorgerufen wird, an den Grad der Verzögerung der Änderungen bei dem Wert, der dem Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor entspricht und durch die Änderung bei dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis hervorgerufen wird, nach der Zeit der jeweiligen Änderungen unabhängig von dem Betriebszustand der Maschine anzugleichen.
  • In diesem Fall ist die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung vorzugsweise aufgebaut, um als Betriebszustand der Brennkraftmaschine die Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine und die Zylindereinlassluftmenge zu verwenden. Der Grad der Antwortverzögerung der Änderung bei dem Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor wird in großem Maße durch die Zylindereinlassluftmenge beeinflusst und wird ebenfalls durch die Betriebsdrehzahl der Maschine beeinflusst. Deshalb macht es der vorstehend erwähnte Aufbau möglich, den Parameter, der zu der Ansprechempfindlichkeit des Tiefpassfilterprozesses gehört, genau zu bestimmen, um den Grad der Antwortverzögerung, der durch den Tiefpassfilterprozess hervorgerufen wird, an den Grad der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors anzugleichen.
  • Die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung kann aufgebaut sein, nur die Zylindereinlassluftmenge als den Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu verwenden. Dieser Aufbau ermöglicht es, eine Tabelle (Karte), etc. zu erzeugen, die als ein Argument einen einzelnen Faktor aufweist, der den Grad der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors in großem Maße beeinflusst und der verwendet wird, um den Parameter zu bestimmen, der zu der Ansprechempfindlichkeit des Tiefpassfilterprozesses gehört. Folglich kann die Arbeit, die zum Erzeugen der Tabelle, etc. erforderlich ist, reduziert werden und die Last einer CPU, die zum Durchsuchen der Tabelle, etc. erforderlich ist, kann reduziert werden.
  • Die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung kann auch vorzugsweise aufgebaut sein, einen Verzögerungsprozess der zweiten Ordnung als den Tiefpassfilterprozess zu verwenden. Aufgrund dieses Aufbaus kann bei dem Fall, bei dem sich das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ändert (folglich bei dem Fall, bei dem sich die Kraftstoffeinspritzmenge ändert), die Eigenschaft der Verzögerung der Änderung bei dem Wert, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird, genau erzeugt werden, so dass er nahe der Eigenschaft der Verzögerung der Änderung bei dem Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor liegt.
  • Die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung kann vorzugsweise auch aufgebaut sein, einen Verzögerungsprozess der ersten Ordnung als den Tiefpassfilterprozess zu verwenden. Aufgrund des Aufbaus nimmt die Anzahl an Parametern, die sich auf die Ansprechempfindlichkeit des Tiefpassfilterprozesses beziehen und die eine Anpassung benötigen, verglichen mit dem Fall ab, bei dem der Verzögerungsprozess der zweiten Ordnung verwendet wird. Folglich kann die für die Anpassung der Parameter erforderliche Arbeit reduziert werden und die Last einer CPU, die zum Bestimmen des Werts des Parameters erforderlich ist, kann reduziert werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung angegeben. Es zeigen:
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine, bei der ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung angewandt wird;
  • 2 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen einer Ausgabespannung eines stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der in 1 gezeigt ist, und einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis zeigt;
  • 3 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen einer Ausgabespannung eines stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der in 1 gezeigt ist, und einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis zeigt;
  • 4 ist ein Funktionsblockdiagramm, wenn das in 1 gezeigte Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung ausführt;
  • 5 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Totzeit, einer Betriebsdrehzahl und einer Zylindereinlassluftmenge zeigt;
  • 6 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Taktanzahl, die der Totzeit entspricht, einer Betriebsdrehzahl und einer Zylindereinlassluftmenge zeigt;
  • 7 ist eine graphische Darstellung, auf die durch die in 1 gezeigte CPU Bezug genommen wird und zeigt eine Tabelle, die die Beziehung zwischen der Taktanzahl und der Zylindereinlassluftmenge definiert;
  • 8 ist ein Funktionsblockdiagramm, wenn ein herkömmliches Gerät eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung ausführt;
  • 9 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Änderung von verschiedenen Abwandlungen etc. zeigt, wenn ein herkömmliches Gerät die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung ausführt;
  • 10 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Zeitkonstanten, die einer Antwortverzögerung des in 1 gezeigten stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors entspricht, einer Betriebsdrehzahl und einer Zylindereinlassluftmenge zeigt;
  • 11 ist eine graphische Darstellung, auf die durch die in 1 gezeigte CPU Bezug genommen wird, und zeigt eine Tabelle, die die Beziehung zwischen einer Zeitkonstanten eines Tiefpassfilters und einer Zylindereinlassluftmenge definiert;
  • 12 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Änderung von verschiedenen Abwandlungen etc. zeigt, wenn das in 1 gezeigte Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung ausführt;
  • 13 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zeigt, die die in 1 gezeigte CPU ausführt, um eine Kraftstoffeinspritzmenge zu berechnen und eine Anweisung einer Einspritzung zu geben;
  • 14 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zeigt, die die in 1 gezeigte CPU ausführt, um einen stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert zu berechnen;
  • 15 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zeigt, die die in 1 gezeigte CPU ausführt, um einen stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwert zu berechnen; und
  • 16 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zeigt, die die in 1 gezeigte CPU ausführt, um den Tiefpassfilterprozess durchzuführen.
  • 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Systems, das derart aufgebaut ist, dass ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Fremdzündungsmehrzylinderbrennkraftmaschine (beispielsweise 4-Zylinder) 10 angewandt wird. Die Brennkraftmaschine 10 hat einen Zylinderblockabschnitt 20, der einen Zylinderblock, ein unteres Zylinderblockgehäuse, eine Ölwanne, etc.; einen Zylinderkopfabschnitt 30, der an dem Zylinderblockabschnitt 20 befestigt ist; ein Einlasssystem 40, zum Zuführen eines Benzin-Luft-Gemischs zu dem Zylinderblockabschnitt 20; und ein Abgassystem 50 zum Auslassen eines Abgases von dem Zylinderblockabschnitt 20 zu der Außenseite der Maschine.
  • Der Zylinderblockabschnitt 20 hat Zylinder 21, Kolben 22, Pleuelstangen 23 und eine Kurbelwelle 24. Jeder Kolben 22 bewegt sich innerhalb des entsprechenden Zylinders 21 hin und her. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 22, wird über die entsprechende Pleuelstange 23 zu der Kurbelwelle 24 übertragen, wodurch sich die Kurbelwelle 24 dreht. Der Zylinder 21 und der Kolbenboden 22 bilden zusammen mit dem Zylinderkopfabschnitt 30 eine Brennkammer 25.
  • Der Zylinderkopfabschnitt 30 hat eine Einlassöffnung 31, die mit der Brennkammer 25 in Verbindung steht; ein Einlassventil 32 zum Öffnen und Schließen der Einlassöffnung 31; eine Einheit mit variabler Einlasszeit 33, mit einer Einlassnockenwelle zum Antreiben des Einlassventils 32, die angepasst ist, um den Phasenwinkel der Einlassnockenwelle fortlaufend zu ändern; einen Aktuator 33a von der Einheit mit variabler Einlasszeit 33; eine Auslassöffnung 34, die mit der Brennkammer 25 in Verbindung steht; ein Auslassventil 35 zum Öffnen und Schließen der Auslassöffnung 34; eine Auslassnockenwelle 36 zum Antreiben des Auslassventils 35; eine Zündkerze 37; eine Zündvorrichtung 38 mit einer Zündspule zum Erzeugen einer Hochspannung, die an die Zündkerze 37 angelegt werden soll; und eine Einspritzeinrichtung (Kraftstoffeinspritzeinrichtung) 39 zum Einspritzen eines Kraftstoffs in die Einlassöffnung 31.
  • Das Einlasssystem 40 hat ein Einlassrohr 41 mit einem Einlassverteiler, das mit der Einlassöffnung 31 in Verbindung steht, und zusammen mit der Einlassöffnung 31 einen Einlassdurchgang bildet; einen Luftfilter 42, der an einem Endabschnitt des Einlassrohrs 41 vorgesehen ist; ein Drosselventil 43, das innerhalb des Einlassrohrs 41 vorgesehen ist, und angepasst ist, um den Querschnittsöffnungsbereich des Einlassdurchgangs zu variieren; und einen Drosselventilaktuator 43a, der aus einem DC-Motor besteht, und als eine Drosselventilantriebsvorrichtung dient.
  • Das Abgassystem 50 hat einen Abgaskrümmer 51, der mit der entsprechenden Abgasöffnung 34 in Verbindung steht; ein Abgasrohr 52, das mit dem Abgasverteiler 51 verbunden ist (in Wirklichkeit mit einem Verbindungsabschnitt verbunden ist, an dem sich eine Vielzahl Auslasskrümmer 51, die mit den entsprechenden Abgasöffnungen 34 in Verbindung stehen, vereinigen); eine stromaufwärtige Drei-Wege-Katalysatoreinheit 53 (auch stromaufwärtiger Katalysator oder Startkatalysator genannt; jedoch nachstehend als „erste Katalysatoreinheit 53" bezeichnet), die in dem Abgasrohr 52 angeordnet (eingefügt) ist; und eine stromabwärtige Drei-Wege-Katalysatoreinheit 54 (auch Unterbodenkatalysator genannt, weil er unter dem Boden des Fahrzeugs angeordnet ist; jedoch nachstehend als „zweite Katalysatoreinheit 54" bezeichnet), die in dem Abgasrohr 52 angeordnet (eingefügt) ist, um stromabwärts der ersten Katalysatoreinheit 53 zu liegen. Die Abgasöffnung 34, der Abgaskrümmer 51 und das Abgasrohr 52 bilden einen Abgasdurchgang.
  • Währenddessen hat dieses System einen Heißdrahtluftmengenmesser 61; einen Drosselpositionssensor 62; einen Nockenpositionssensor 63; einen Kurbelpositionssensor 64; einen Wassertemperatursensor 65; einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 (nachstehend bezeichnet als „stromaufwärtiger Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66"), der in dem Abgasdurchgang angeordnet ist, um stromaufwärts der ersten Katalysatoreinheit 53 (bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem Verbindungsabschnitt gelegen, bei dem sich die Abgaskrümmer 51 vereinen) zu liegen; einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 67 (nachstehend bezeichnet als „stromabwärtiger Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 67"), der in dem Abgasdurchgang angeordnet ist, um zwischen er ersten Katalysatoreinheit 53 und der zweiten Katalysatoreinheit 54 zu liegen; und einen Beschleunigeröffnungssensor 68.
  • Der Heißdrahtluftmengenmesser 61 erfasst den Mengendurchfluss pro Zeiteinheit an Einlassluft, die durch das Einlassrohr 41 strömt, und gibt ein Signal aus, das den Mengendurchfluss Ga angibt. Der Drosselpositionssensor 62 erfasst die Öffnung des Drosselventils 43 und gibt ein Signal aus, das die Drosselventilöffnung TA angibt. Der Nockenpositionssensor 63 erzeugt ein Signal, das die Form eines einzelnen Pulses (G2 Signal) jedes Mal annimmt, wenn sich die Einlassnockenwelle um 90° dreht (das heißt, jedes Mal, wenn sich die Kurbelwelle 24 um 180° dreht). Der Kurbelpositionssensor 64 gibt ein Signal aus, das die Form eines engen Pulses jede 10° Drehung der Kurbelwelle 24 annimmt und nimmt die Form eines breiten Pulses jede 360° Drehung der Kurbelwelle 24 an. Dieses Signal gibt die Betriebsgeschwindigkeit NE an. Der Wassertemperatursensor 65 erfasst die Temperatur eines Kühlwassers für die Brennkraftmaschine 10 und gibt ein Signal aus, dass die Kühlwassertemperatur THW angibt.
  • Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 ist ein Sauerstoffkonzentrationssensor der Grenzstromart. Wie es in 2 gezeigt ist, gibt der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 einen Strom aus, der dem gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F entspricht, und gibt einen Spannungswert Vabyfs aus, der eine Spannung ist, die dem Strom entspricht. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, wird der Spannungswert Vabyfs ein Wert Vstoich. Wie es aus 2 offensichtlich ist, kann der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F über einen breiten Bereich genau erfassen.
  • Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 67 ist ein Sauerstoffkonzentrationssensor von der Art der elektromotorischen Kraft (Konzentrationszellenart). Wie es in 3 gezeigt ist, gibt der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 67 einen Ausgabewert Voxs aus, der eine Spannung ist, die sich in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses stark ändert. Genauer gesagt gibt der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 67 in etwa 0,1 V aus, wenn sich das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis bezüglich des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der mageren Seite befindet, in etwa 0,9 V aus, wenn das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis bezüglich des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der fetten Seite liegt, und 0,5 V aus, wenn das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Der Beschleunigeröffnungssensor 68 erfasst einen Betätigungsbetrag eines Beschleunigerpedals 81, das durch einen Fahrer betätigt wird, und gibt ein Signal aus, das den Betätigungsbetrag Accp des Beschleunigerpedals 81 darstellt.
  • Eine elektrische Steuervorrichtung 70 ist ein Mikrocomputer und hat die folgenden Komponenten, die gegenseitig über einen Bus verbunden sind: eine CPU 71; ein ROM 72, in dem durch die CPU 71 auszuführende Routinen (Programme), Tabellen (Nachschlagtabellen, Karten), Konstanten und dergleichen im Voraus gespeichert werden; ein RAM 73, in dem die CPU 71 Daten zeitweise wie erforderlich speichert; ein Sicherungs-RAM 74, das Daten während eines eingeschalteten Zustands speichert und die gespeicherten Daten selbst im ausgeschalteten Zustand behält; und eine Schnittstelle 75 mit AD-Wandlern. Die Schnittstelle 75 ist mit den Sensoren 61 bis 68 verbunden. Signale von den Sensoren 61 bis 68 werden der CPU 71 durch die Schnittstelle 75 zugeführt. Antriebssignale von der CPU 71 werden durch die Schnittstelle 75 zu dem Aktuator 33a der variablen Einlasszeiteinheit 33, der Zündeinrichtung 38, der Einspritzeinrichtung 39 und dem Drosselventilaktuator 43 gesendet.
  • Als nächstes wird die Kurzdarstellung einer Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Maschine beschrieben, die durch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät ausgeführt wird, das wie vorstehend aufgebaut ist.
  • Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät des Ausführungsbeispiels regelt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Übereinstimmung mit dem Ausgabewert Vabyfs des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 (das heißt, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wie es stromaufwärts der ersten Katalysatoreinheit 53 gemessen wird) und dem Ausgabewert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 67 (das heißt, des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wie es stromabwärts der ersten Katalysatoreinheit 53 gemessen wird) bei diesem Ausführungsbeispiel in solch einer Art und Weise, dass der Ausgabewert Vabyfs des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 gleich einem Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 wird, der dem stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) entspricht.
  • Genauer gesagt, wie es durch das Funktionsblockdiagramm von 4 gezeigt ist, hat das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät (nachstehend kann es als „Gerät" bezeichnet sein) verschiedene Einrichtungen A1 bis A15. Jede der Einrichtungen A1 bis 15 wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • (Berechnung der Basiskraftstoffeinspritzmenge)
  • Zuerst berechnet eine Zylindereinlassluftmengenberechnungseinrichtung A1 eine Zylindereinlassluftmenge Mc(k), die die Menge an Luft ist, die in einen Zylinder aufgenommen wird, der zu dieser Zeit mit einem Einlasstakt beginnt, auf der Basis der Einlassluftmengenrate Ga, die durch den Luftmengenmesser 61 gemessen wird, der Betriebsdrehzahl NE, die auf der Basis der Ausgabe des Kurbelpositionssensors 64 erhalten wird, und einer Tabelle MapMc die in dem ROM 72 gespeichert ist. Beachtenswerterweise stellt der Index (k) dar, dass die Zylindereinlassluftmenge ein Wert im Hinblick auf den gegenwärtigen Einlasstakt ist (das Gleiche gilt auch für die anderen physikalischen Größen). Die Zylindereinlassluftmenge Mc wird jedes Mal in dem RAM 73 in solch einer Art und Weise gespeichert, wenn der Zylinder den Einlasstakt beginnt, dass die Zylindereinlassluftmenge im Zusammenhang mit jedem Einlasstakt jedes Zylinders steht.
  • Die stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniseinstelleinrichtung A2 bestimmt ein stromaufwärtsseitiges Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) auf der Basis von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 10, wie beispielsweise der Betriebsdrehzahl NE und einer Drosselventilöffnung TA. Mit Ausnahme von besonderen Fällen, wie beispielsweise einer sofortigen Aufhebungsnachwirkung der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu der Brennkammer 25 (sogenannte Kraftstoffabsperrung), und der Fall (nachstehend bezeichnet als „der Fall, bei dem eine aktive Luft-Kraftstoff-Steuerung durchgeführt wird"), bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis alternativ zu der fetten Seite oder der mageren Seite von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis variiert, um die maximale Sauerstoffspeichermenge der ersten und zweiten Katalysatoreinheiten 53 und 54 etc. zu erhalten, wird das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) nach einem Beenden eines Aufwärmens der Brennkraftmaschine 10 auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt. Die aktive Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung ist in JP 05-133 264 A offenbart, weshalb die detaillierte Erklärung dieser hier ausgelassen wird. Das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr wird immer in dem RAM 73 derart gespeichert, wenn jeder Zylinder den Einlasstakt beginnt, dass die Zylindereinlassluftmenge im Zusammenhang mit jedem Einlasstakt jedes Zylinders steht. Diese aufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniseinstelleinrichtung A2 entspricht einer Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisbestimmungseinrichtung.
  • Eine Basiskraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung A3 berechnet eine Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k) (das heißt, eine Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase), die eine Kraftstoffeinspritzmenge für den gegenwärtigen Einlasstakt ist, die erforderlich ist, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich dem stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) zu machen, indem die Zylindereinlassluftmenge Mc(k), die durch die Zylindereinlassluftmengenberechnungseinrichtung A1 erhalten wird, durch das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) geteilt wird, das durch die stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniseinstelleinrichtung A2 eingestellt wird. Die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr wird in dem RAM 73 gespeichert, wann immer jeder Zylinder den Einlasstakt beginnt, in solch einer Art und Weise, dass die Zylindereinlassluftmenge im Zusammenhang mit jedem Einlasstakt jedes Zylinders steht. Die Basiskraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung A3 entspricht einer Basiskraftstoffeinspritzmengengewinnungseinrichtung.
  • In der vorstehend beschriebenen Art und Weise gewinnt das Gerät die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k) (das heißt, die Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase), durch Verwenden der Zylindereinlassluftmengenberechnungseinrichtung A1 der stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniseinstelleinrichtung A2 und der Basiskraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung A3.
  • (Berechnung einer Kraftstoffeinspritzmenge)
  • Die Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung A4 berechnet eine Kraftstoffeinspritzmenge Fi in Übereinstimmung mit der nachstehend beschriebenen Gleichung (1), indem ein später beschriebener stromaufwärtsseitiger Regelkorrekturwert DFi zu der Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase addiert wird, die durch die Basiskraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung A3 erhalten wird. Die Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung A4 entspricht einer Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung. Fi = Fbase + DFi Gleichung (1)
  • Auf diese Weise veranlasst das Gerät die Einspritzeinrichtung 39, einen Kraftstoff mit der Kraftstoffeinspritzmenge Fi in einen Zylinder, der den gegenwärtigen Einlasstakt beginnt, einzuspritzen, die durch einen Korrektur der Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase auf der Basis des stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts DFi erhalten wird, wobei die Korrektur durch die Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung A4 durchgeführt wird. Die Einrichtung zum Geben einer Anweisung der Kraftstoffeinspritzung entspricht einer Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung.
  • (Berechnung eines stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwerts)
  • Zuerst, wie bei dem Fall, der vorstehend beschriebenen stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältniseinstelleinrichtung A2, bestimmt eine stromabwärtsseitige Sollwerteinstelleinrichtung A5 einen stromabwärtsseitigen Sollwert Voxsref auf der Basis von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 10, wie beispielsweise einer Betriebsdrehzahl NE und einer Drosselventilöffnung TA. Bei dem Ausführungsbeispiel wird der stromabwärtsseitige Sollwert Voxsref in solch einer Art und Weise eingestellt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das dem stromabwärtsseitigen Sollwert Voxsref entspricht, immer gleich dem vorstehend beschriebenen stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) ist.
  • Eine Ausgabeabweichungsberechnungseinrichtung A6 gewinnt in Übereinstimmung mit der unten beschriebenen Gleichung (2) eine Ausgabeabweichung DVoxs; das heißt, durch Subtrahieren des Ausgabewerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 67 in diesem Moment von dem stromabwärtsseitigen Sollwert Voxsref, der gegenwärtig (insbesondere auf den Punkt eingestellt ist, wenn die Anweisung einer Einspritzung von Fi diesmal begonnen wird) durch die stromabwärtsseitige Sollwerteinstelleinrichtung A5 eingestellt wird. DVoxs = Voxsref – Voxs Gleichung (2)
  • Eine PID-Steuereinrichtung A7 erhält einen stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwert qVafsfb in Übereinstimmung mit der nachstehend beschriebenen Gleichung (3); das heißt, durch Durchführen einer Proportional-plus Integral-plus Ableitungsverarbeitung (PID-Verarbeiten) für die Ausgabeabweichung DVoxs. Vafsfb = Kp·DVoxs + Ki·SDVoxs + Kd·DDVoxs Gleichung (3)
  • Bei Gleichung (3) ist Kp eine voreingestellte proportionale Zunahme (proportionale Konstante), Ki eine voreingestellte integrale Zunahme (Integralkonstante) und Kd ist eine voreingestellte Ableitungszunahme (Ableitungskonstante). Ferner ist SDVoxs ein Wert, der durch Integration der Ausgabeabweichung DVoxs hinsichtlich der Zeit erhalten wird und DDVoxs ist ein Wert, der durch eine Differenzierung der Ausgabeabweichung DVoxs hinsichtlich der Zeit erhalten wird.
  • In der vorstehend beschriebenen Art und Weise gewinnt das Gerät den stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwert Vafsfb auf der Basis des Ausgabewerts Voxs in solch einer Art und Weise, dass die stationäre Abweichung des Ausgabewerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 67 von dem stromabwärtsseitigen Sollwert Voxsref null wird. Dieser stromabwärtsseitige Regelkorrekturwert Vafsfb wird verwendet, um ein zum Steuern zu verwendendes Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs zu gewinnen, wie es nachstehend beschrieben ist.
  • (Berechnung eines stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts)
  • Ein Ausgabewert entsprechend der Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnisberechnungseinrichtung (A8) erreicht den Ausgabewert, der dem Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Vabyfs + Vafsfb) entspricht, durch Addieren des stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwerts Vafsfb, der durch die PID-Steuereinrichtung A7 gewonnen wird, mit dem Ausgabewert (Vabyfs) von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66.
  • Eine Tabellenkonvertierungseinrichtung A9 gewinnt das Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs bei der gegenwärtigen Zeit auf der Basis des Ausgabewerts, der dem Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Vabyfs + Vafsb) entspricht, der durch den Ausgabewert berechnet wird, der zu der Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Berechnungseinrichtung A8 gehört, und unter Bezugnahme auf die Tabelle Mapabyfs, die in der vorher beschriebenen 2 gezeigt ist, die die Beziehung zwischen einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F und einem Ausgabewert Vabyfs des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 definiert. Daher ist das Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (scheinbares Luft-Kraftstoff-Verhältnis), das von den Luft-Kraftstoff-Verhältnis (erfasstes Luft-Kraftstoff-Verhältnis) verschieden ist, das dem Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 entspricht, und zwar durch den Betrag, der dem stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwert Vafsfb entspricht.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, speichert das RAM 73 Zylindereinlassluftmengen Mc, die die Zylindereinlassluftmengenberechnungseinrichtung A1 für jeden Einlasstakt erhalten hat. Eine Zylindereinlassluftmengenverzögerungseinrichtung A10 liest von dem RAM 73 eine Zylindereinlassmenge Mc des Zylinders aus, der den Einlasstakt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt begonnen hat, und speichert diesen als Zylindereinlassluftmenge Mc(k – N). Angenommen, dass die Dauer von der Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen bis zu der Zeit, dass das Abgas entsprechend der Verbrennung des Kraftstoffs in der Brennkammer 25 den stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 erreicht, als Totzeit L bezeichnet wird, entspricht die Taktanzahl N der Totzeit L. Da die Brennkraftmaschine 10 bei diesem Ausführungsbeispiel eine 4-Zylinder-Brennkraftmaschine ist, ist die Taktanzahl gleich der Anweisungsanzahl zum Kraftstoffeinspritzen. Deshalb ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Taktanzahl N gleich der Anweisungsanzahl zum Kraftstoffeinspritzen, die der Totzeit L entspricht.
  • Die Totzeit L wird als die Summe der Zeit, die für die Verzögerung genommen wird, die bei dem Verbrennungstakt (Taktverzögerung) beteiligt ist, und der Zeit dargestellt, die für die Verzögerung genommen wird, die bei dem Transport des Abgases in dem Abgasdurchgang (Transportverzögerung) beteiligt ist. Die für die Taktverzögerung genommene Zeit wird mit der Zunahme bei der Betriebsdrehzahl NE verkürzt und die für die Transportverzögerung genommene Zeit wird mit der Zunahme bei der Betriebsdrehzahl NE und der Zunahme bei der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) verkürzt. Besonders wird die Totzeit L mit der Zunahme bei der Betriebsdrehzahl NE und der Zunahme bei der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) verkürzt, wie es in 5 gezeigt ist.
  • Andererseits nimmt die Taktanzahl N mit der Zunahme bei der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) ab, wird jedoch kaum durch die Betriebsdrehzahl NE beeinflusst, wie es in 6 gezeigt ist. Dies liegt an der Tatsache, dass die Taktanzahl pro Zeiteinheit im Verhältnis zu der Betriebsdrehzahl NE liegt.
  • Deshalb kann die Taktanzahl N basierend auf der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) und einer in dem Graphen von 7 gezeigten Tabelle MapN erhalten werden, die die Beziehung zwischen der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) und der Taktanzahl N angibt. Aufgrund dessen wird bestimmt, dass die Taktanzahl N ein kleinerer Wert ist, wenn die Zylindereinlassluftmenge Mc(k) zunimmt. Die Tabelle mit einem einzelnen Argument wird wie vorstehend beschrieben verwendet, wobei die zum Erzeugen der Tabelle erforderliche Arbeit verringert werden kann und die Last der CPU 71, die zum Durchsuchen der Tabelle erforderlich ist, kann reduziert werden.
  • Ein Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmengenberechnunngseinrichtung A11 erhält zu dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt eine Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) durch eine Tätigkeit eines Teilens der Zylindereinlassluftmenge Mc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt, der durch die Zylindereinlassluftmengenverzögerungseinrichtung A10 erhalten wird, durch das diesmalige Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs, das durch die Tabellenkonvertierungseinrichtung A9 erhalten wird.
  • Der Grund, warum die Zylindereinlassluftmenge Mc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt durch das Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs bei dem gegenwärtigen Zeitpunkt geteilt wird, um die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt zu erhalten, ist, dass der Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 zu der gegenwärtigen Zeit das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases basierend auf der Verbrennung des Gasgemischs darstellt, das während des Einlasstakts bei N Takten vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt genommen wurde, was der Totzeit L entspricht.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, speichert das RAM 73 Sollzylinderkraftstoffzufuhrmengen Fcr, die die Basiskraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung A3 für jeden Einlasstakt erhalten hat. Die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmengenverzögerungseinrichtung A12 liest aus dem RAM 73 bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt unter den Sollzylinderkraftstoffzufuhrmengen Fcr eine Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) aus. Dieser Wert wird einem später beschriebenen Tiefpassfilter A15 (zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung) eingegeben und der Tiefpassfilter A15 gibt eine Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcrlow(k – N), die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, aus. Die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmengenverzögerungseinrichtung A12 entspricht einer ersten Verzögerungsverarbeitungseinrichtung. Folglich entspricht die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt einem „Wert, der durch die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird".
  • Eine Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichungsberechnungseinrichtung A13 gewinnt eine Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc in Übereinstimmung mit der unten beschriebenen Gleichung (4); das heißt, durch Subtrahieren der Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt, die durch die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmengenberechnungseinrichtung A11 gewonnen wird, von der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt. Die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc ist eine Menge, die den Überschuss/Mangel an Kraftstoff darstellt, der dem Zylinder bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt zugeführt wurde. DFc = Fcrlow(k – N) – Fc(k – N) Gleichung (4)
  • Eine PI-Steuereinrichtung A14 erhält einen stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert DFi, um in Übereinstimmung mit Gleichung (5), die nachstehend beschrieben wird, den Überschuss/Mangel einer Kraftstoffzufuhrmenge bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt auszugleichen, das heißt, in dem ein proportionales plus integrales Verarbeiten (PI-Verarbeiten) für Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc durchgeführt wird, die durch die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichungsberechnungseinrichtung A13 berechnet wird. DFi = (Gp·DFc + Gi·SDFc)·KFB Gleichung (5)
  • In Gleichung (5) ist Gp eine voreingestellte proportionale Zunahme (proportionale Konstante) und Gi ist eine voreingestellte integrale Zunahme (integrale Konstante). SDFc ist ein Wert, der durch Integration der Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc hinsichtlich der Zeit erhalten wird. Der Koeffizient KFB wird vorzugsweise abhängig von der Betriebsdrehzahl NE, der Zylindereinlassluftmenge Mc und anderen Faktoren geändert; jedoch ist bei dem Ausführungsbeispiel der Koeffizient KFB auf „1" eingestellt. Der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi wird verwendet, um wie vorstehend beschrieben die Kraftstoffeinspritzmenge Ei durch die Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung A4 zu erhalten.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, regelt das Gerät das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Basis des Ausgabewerts Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 in solch einer Art und Weise, dass die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) mit der Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt zusammenfällt. Anders gesagt wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis derart rückgekoppelt, dass das Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs bei der gegenwärtigen Zeit mit dem stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt zusammenfällt.
  • Da sich das Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs von dem erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch den stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 um den Betrag unterscheidet, der dem stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwert Vafsfb entspricht, wie es vorstehend beschrieben ist, wird das Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs auch in Übereinstimmung mit der Ausgabeabweichung DVoxs des Ausgabewerts Voxs von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 67 von dem stromabwärtsseitigen Sollwert Voxsref geändert. Infolgedessen führt das Gerät eine Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in solch einer Art und Weise aus, dass der Ausgabewert Voxs von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 67 auch mit dem stromabwärtsseitigen Sollwert Voxsref zusammenfällt.
  • Der Ausgabewert, der der Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnisberechnungseinrichtung A8, der Tabellenkonvertierungseinrichtung A9, der Zylindereinlassluftmengenverzögerungseinrichtung A10, der Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmengenberechnungseinrichtung A11, der Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichungsberechnungseinrichtung A13 und der PI-Steuerungseinrichtung A14 entsprechen, gehören zu der stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwertberechnungseinrichtung. Das vorstehende ist eine Kurzdarstellung der Regelung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Maschine, die durch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät durchgeführt wird, das in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist.
  • (Sicherstellen einer raschen Annäherung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses an ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Bezug auf eine starke Änderung eines Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses)
  • Anschließend wird der Tiefpassfilter A15 beschrieben. Das Gerät hat den Tiefpassfilter A15, wobei, selbst wenn sich das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) stark ändert, das Gerät das Luft-Kraftstoff-Verhältnis rasch an das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis annähern kann.
  • Um den Betrieb und eine Wirkung zu erklären, wird zuerst ein in dem Funktionsblockdiagramm von 8 gezeigtes Gerät (nachstehend bezeichnet als „herkömmliches Gerät") zuerst betrachtet. Das herkömmliche Gerät unterscheidet sich von dem Gerät dadurch, dass das herkömmliche Gerät keinen Tiefpassfilter A15 aufweist. Insbesondere wird bei dem herkömmlichen Gerät die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc durch Subtrahieren der Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt, die durch die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmengenberechnungseinrichtung A11 erhalten wird, von der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt, der durch die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmengenverzögerungseinrichtung A12 gewonnen wird, erhalten.
  • 9 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Änderung bei verschiedenen Variablen oder dergleichen zeigt, wenn das herkömmliche Gerät bei der Brennkraftmaschine 10 angewandt wird. Dieses Beispiel beschreibt die Änderung bei verschiedenen Variationen oder dergleichen, wenn sich das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) nur einmal in einer schrittweisen Art und Weise durch die aktive Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung bei einem Fall ändern soll, bei dem die Zylindereinlassluftmenge Mc(k) konstant ist. Zum Vereinfachen der Erklärung soll der stromabwärtsseitige Regelkorrekturwert Vafsfb bei „0" beibehalten werden. Besonders wird unterstellt, dass das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs miteinander zusammenfallen.
  • Bei diesem Beispiel, vor der Zeit t1, bei der sich das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) ändert, ist das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) abyfr1 (beispielsweise ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis) wie es in (A) gezeigt ist, ist die Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase ein Wert Fbase1, der dem Wert abyfr1 entspricht, wie es in (B) gezeigt ist, ist der Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 ein Wert Vabyfs1 der dem Wert abyfr1 entspricht, wie es in (C) gezeigt ist, sind die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) und die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt ein Wert Fcr1 (= Fbase1), wie es in (D) gezeigt ist, und der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi wird beibehalten, so dass er „0" ist, wie es in (E) gezeigt ist. Insbesondere wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases beibehalten, so dass es den Wert abyfr1 vor der Zeit t1 hat.
  • Wenn das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) bei der Zeit t1 in einer schrittweisen Art auf einen Wert abyfr2 abnimmt (folglich, auf die fettere Seite als der Wert abyfr1 abweicht), wie es in (A) gezeigt ist, nimmt die Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase gleichzeitig in einer schrittweisen Art von dem Wert Fbase1 auf einen Wert Fbase2 (> Fbase1) zu, der dem Wert abyfr2 entspricht, wie es in (B) gezeigt ist. Außerdem nimmt bei der Zeit t1 die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k) auch in einer schrittweisen Art von dem Wert Fcr1 auf den Wert Fcr2 (= Fbase2) zu, wobei, wie es durch eine durchgezogene Linie in (D) gezeigt ist, die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) beibehalten wird, der Wert Fon vor einer Zeit t2 zu bleiben, die der Punkt ist, nachdem die Totzeit L von der Zeit t1 aus vergangen ist, und nimmt bei der Zeit t2 in einer schrittweisen Art von dem Wert Fcr1 auf den Wert Fcr2 zu.
  • Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das neu erzeugt wurde, ändert sich aufgrund der schrittweisen Zunahme der Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase bei der Zeit t1, bei der Zeit t1 von dem Wert abyfr1 in einer schrittweisen Art auf die fette Seite. Die schrittweise Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases zu der fetten Seite tritt nicht als die Änderung des Ausgabewerts Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 vor der Zeit t2 auf. Deshalb, wie es in (C) gezeigt ist, wird der Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 bis zu der Zeit t2 als der Wert Vabyfs1 beibehalten.
  • Damit wird die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N), die auf der Basis des Ausgabewerts Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 bestimmt wird, auch bis zu der Zeit t2 als Wert Fcr1 beibehalten, wie es durch eine gestrichelte Linie in (D) gezeigt ist, wie die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N). Infolgedessen, da die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc bis zu der Zeit t2 auf „0" beibehalten wird, wird der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi auch bis zu der Zeit t2 als „0" beibehalten, wie es in (E) gezeigt ist. Aus dem vorstehenden wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das neu erzeugt wird, während der Zeitdauer von der Zeit t1 bis zu der Zeit t2 als der Wert beibehalten, der gleich dem Wert abyfr2 ist (siehe Gleichung (1)).
  • Das Abgas mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr2 erreicht den stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 bei der Zeit t2. Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 hat eine Antwortverzögerung. Deshalb nimmt der Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 relativ langsam von dem Wert Vabyfs1 nach der Zeit t2 mit der in (C) gezeigten Antwortverzögerung ab. Folglich steigt die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) auch relativ langsam von dem Wert Fcr1 nach der Zeit t2, wie es durch die gestrichelte Linie in (D) gezeigt ist.
  • Andererseits steigt die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) bei der Zeit t2 in einer schrittweisen Art von dem Wert Fcr1 auf den Wert Fcr2, wie es wie vorstehend beschrieben durch die durchgezogene Linie bei (D) gezeigt wird. Deshalb wird die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc unmittelbar nach der Zeit t2 ein großer positiver Wert und daher steigt auch der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi unmittelbar nach der Zeit t2 von „0" stark an, wie es in (E) gezeigt ist. Folglich wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das neu erzeugt wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das in großem Maße um den Betrag zu der fetten Seite abgelenkt wird, der dem stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert DFi hinsichtlich des Werts abyfr2 nach der Zeit t2 entspricht.
  • Infolgedessen, wie es in (C) und durch die gestrichelte Linie in (D) gezeigt ist, schwanken der Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 und die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) jeweils in großem Maße um den Wert Vabyfs2, der dem Wert abyfr2 entspricht, und dem Wert Fcr2 nach der Zeit t2, und nähern sich dann jeweils dem Wert Vabyfs2 und dem Wert Fcr2 bei der Zeit t3, die ein Punkt ist, nachdem von der Zeit t2 eine relativ lange Zeit vergangen ist.
  • Andererseits hat aufgrund der Wirkung des zeitintegrierten Werts SDFc der Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi eine Eigenschaft eines Beibehaltens eines Zunehmens während der Zeit, in der die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc als positiver Wert beibehalten wird, und eines Beibehaltens eines Abfallens während der Zeit, in der die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc als negativer Wert beibehalten wird (siehe Gleichung (5)). Deshalb nimmt der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi in großem Maße unmittelbar nach der Zeit t2 von „0" zu, schwankt im großen Maße um „0" und nähert sich dann bei der Zeit t3 „0" an, wie es in (E) gezeigt ist.
  • Das heißt, dass eine relativ große Schwankung bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis über eine relativ lange Zeitdauer erzeugt wird, das heißt, von der Zeit t2 zu der Zeit t3, und dann nähert sich bei der Zeit t3 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis dem stromaufwärtsseitigen Soll-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) an.
  • (Betrieb und Wirkung eines Tiefpassfilters A15)
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, wenn sich das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) in einer schrittweisen Art ändert, kann bei dem herkömmlichen Gerät das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht rasch dem stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) angenähert werden. Dies wird durch die relativ große Änderung bei dem stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert DFi nach der Zeit t2 hervorgerufen. Deshalb, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis rasch an das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) anzunähern, ist es wünschenswert, dass die Änderung des stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts DFi nach der Zeit t2 stärker verringert wird.
  • Die relativ große Änderung des stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts DFi nach der Zeit t2 basiert auf der Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N), die bezüglich der schrittweisen Zunahme der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) mit der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 beginnt zuzunehmen.
  • Besonders um die Änderung bei dem stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert DFi nach der Zeit t2 zu reduzieren, kann anstelle der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) selbst, der nachstehend beschriebene Wert als der Wert verwendet werden, von dem die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) bei der Berechnung der Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc subtrahiert wird. Insbesondere ist der verwendete Wert (nachstehend bezeichnet als „Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N)" ein Wert, der erhalten wird, indem ein Tiefpassfilterprozess mit einer Zeitkonstanten τ, die gleich der Zeitkonstanten ist, die der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 entspricht, auf die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) durchgeführt wird. Deshalb wird dann ein Gerät (beispielsweise dieses Gerät) betrachtet, das durch Zufügen des Tiefpassfilters A15 zu dem herkömmlichen Gerät ausgebildet ist.
  • Der Tiefpassfilter A15 ist ein Digitalfilter erster Ordnung, wie durch die nachstehende Gleichung (6) ausgedrückt, die die Eigenschaften des Filters mittels eines Laplace-Operators s darstellt. Bei Gleichung (6) ist τ eine Zeitkonstante (ein Parameter bezüglich der Ansprechempfindlichkeit). Der Tiefpassfilter A15 verhindert im Wesentlichen einen Durchgang von Hochfrequenzkomponenten, deren Frequenzen höher als die Frequenz (1/τ) sind. 1/(1 + τ·s) Gleichung (6)
  • Der Grad der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 wird im großem Maße durch die Zylindereinlassluftmenge Mc(k) beeinflusst und auch durch die Betriebsdrehzahl NE beeinflusst. Jedoch, obwohl die Zeitkonstante, die der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 entspricht, mit der Zunahme der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) abnimmt, wird diese in Wirklichkeit durch die Betriebsdrehzahl NE kaum beeinflusst, wie es in 10 gezeigt ist.
  • Bei dem Gerät kann die Zeitkonstante τ von der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) und unter Bezugnahme auf eine in 11 gezeigte Tabelle Mapτ erhalten werden, die die Beziehung zwischen der Zeitkonstanten τ und der Zylindereinlassluftmenge Mc definiert. Somit ist bestimmt, dass die Zeitkonstante τ ein kleinerer Wert ist, wenn die Zylindereinlassluftmenge Mc(k) zunimmt. Die Verwendung der Tabelle mit einem einzelnen Argument, wie es vorstehend beschrieben ist, reduziert die Arbeit, die zum Erzeugen der Tabelle erforderlich ist, und die Last der CPU 71, die zum Durchsuchen der Tabelle erforderlich.
  • Der Tiefpassfilter A15 nimmt die durch die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmengenverzögerungseinrichtung A12 erhaltene Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) auf, und gibt die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) zu der Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichungsberechnungseinrichtung A13 aus. Dieser Tiefpassfilter A15 entspricht einer zweiten Verzögerungsverarbeitungseinrichtung. Deshalb entspricht die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) einem „Wert, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wurde".
  • Bei dem Gerät wird die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) durch die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichungsberechnungseinrichtung A13 wie vorstehend beschrieben von er Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) subtrahiert, wobei die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc berechnet wird.
  • 12 ist ein Zeitdiagramm entsprechend zu 9, das ein Beispiel einer Änderung bei verschiedenen Variationen und dergleichen zeigt, wenn das Gerät bei der Brennkraftmaschine 10 angewandt wird. Die Zeiten t1, t2, und t3 in 12 entsprechen jeweils den Zeiten t1, t2 und t3 in 9. Wie bei dem in 9 gezeigten Fall, wenn sich das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) in einer schrittweisen Art bei der Zeit t1 von dem Wert abyfr1 auf den Wert abyfr2 ändert, wie es in (A) gezeigt ist, ändert sich die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) nach der Zeit t2 mit der Antwortverzögerung entsprechend der Zeitkonstanten τ von dem Wert Fcr1 in Richtung dem Wert Fcr2, wie es durch eine durchgezogene Linie in (D) gezeigt ist.
  • Folglich wird der Grad der Verzögerung der Änderung bei der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat Fcrlow(k – N) an den Grad der Antwortverzögerung der Änderung bei dem Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 angenähert. Deshalb nimmt der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi nach der Zeit t2 nur langsam von „0" zu, wie es in (E) gezeigt ist. Dieser Zunahmebetrag entspricht dem Fehler zwischen der Zeitkonstanten τ des Tiefpassfilterprozesses und der Zeitkonstanten, die der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 entspricht.
  • Infolgedessen wird die Änderung bei dem stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert DFi während der Zeitdauer von der Zeit t2 zu der Zeit t3 viel kleiner als bei dem herkömmlichen Gerät und die Zeitdauer von der Zeit t2 zu der Zeit t3 wird viel kürzer als bei dem herkömmlichen Gerät, wie es in (E) gezeigt ist. Anders gesagt, wird die Zeitdauer, die für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist, sich dem stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) anzunähern, viel kürzer. Insbesondere kann dank des Betriebs des Tiefpassfilters A15 das Gerät das Auftreten der relativ großen Schwankung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verhindern, die durch die Zunahme des stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts DFi hervorgerufen wird, selbst wenn sich das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) in einer schrittweisen Art ändert. Folglich kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis rasch dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis angenähert werden.
  • Als nächstes wird der tatsächliche Betrieb des Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuergeräts beschrieben. Für die Einfachheit einer Erklärung stellt „MapX(a1, a2, ...)" eine Tabelle zum Erhalten von X mit den Argumenten a1, a2, ... dar. Wenn das Argument der erfasste Wert der Sensoren ist, wird der gegenwärtige Wert verwendet.
  • (Luft-Kraftstoff-Verhältnisregelung)
  • Die CPU 71 führt die Routine, die durch ein Flussdiagramm in 13 gezeigt ist und angepasst ist, um die Kraftstoffeinspritzmenge Fi zu berechnen und eine Kraftstoffeinspritzung anzuweisen, wiederholtermaßen zu jeder Zeit aus, bei der der Kurbelwinkel jedes Zylinders einen vorbestimmten Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt des Einlassens (beispielsweise BTDC 90° CA) erreicht. Folglich, wenn der Kurbelwinkel eines beliebigen Zylinders den vorbestimmten Kurbelwinkel erreicht, beginnt die CPU 71 die Verarbeitung von Schritt 1300 an und geht zu Schritt 1305 weiter, bei dem die CPU 71 die diesmalige Zylindereinlassluftmenge Mc(k), die in den Zylinder aufgenommen wurde, der diesmal den Einlasstakt beginnt (nachstehend manchmal bezeichnet als „Kraftstoffeinspritzzylinder"), auf der Basis der Tabelle MapMc (NE, Ga) schätzt und bestimmt.
  • Anschließend geht die CPU 71 zu Schritt 1310, um das diesmalige stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) auf der Basis der Betriebsdrehzahl NE, der Drosselventilöffnung TA und dergleichen zu gewinnen, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 darstellen. Dann geht die CPU 71 zu Schritt 1315 weiter, um die Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase zu bestimmen, indem die Zylindereinlassluftmenge Mc(k) durch das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) geteilt wird.
  • Als nächstes geht die CPU 71 zu Schritt 1320 weiter, um die diesmalige Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k) auf die vorstehend erwähnte Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase einzustellen. Die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k) wird verwendet, um die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) bei der später beschriebenen Routine zu gewinnen.
  • Dann geht die CPU 71 zu Schritt 1325 weiter, um die Kraftstoffeinspritzmenge Fi zu bestimmen, indem der neueste stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi, der bei der später beschriebenen Routine (bei dem Punkt der vorherigen Kraftstoffeinspritzung) erhalten wird, in Übereinstimmung mit der Gleichung (1) zu der Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase addiert wird.
  • Dann geht die CPU 71 zu Schritt 1330 weiter, um die Anweisung zum Einspritzen eines Kraftstoffs mit der Kraftstoffeinspritzmenge Fi zu geben, und geht dann zu Schritt 1395 weiter, um die gegenwärtige Routine für den Moment zu beenden. Aus dem Vorangehenden wird die Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase auf der Basis des stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses abyfr(k) berechnet, das sich in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand ändert, und die Anweisung zum Einspritzen des Kraftstoffs mit der Menge Fi der Kraftstoffeinspritzung, die erhalten wird, indem die Regelungskorrektur der Basiskraftstoffeinspritzmenge Fbase durchgeführt wird, wird zu dem Kraftstoffeinspritzzylinder gegeben.
  • (Berechnung eines stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts)
  • Anschließend wird die Tätigkeit zum Berechnen des stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts DFi erklärt. Die CPU 71 führt die durch ein Flussdiagramm in 14 gezeigte Routine jedes Mal wiederholtermaßen aus, wenn die Kraftstoffeinspritzstartzeit (Kraftstoffeinspritzstartpunkt) für den Kraftstoffeinspritzzylinder gekommen ist. Folglich, wenn die Kraftstoffeinspritzstartzeit für den Kraftstoffeinspritzzylinder gekommen ist, beginnt die CPU 71 die Verarbeitung von Schritt 1400 aus und geht zu Schritt 1405 weiter, bei dem die CPU 71 bestimmt, ob die stromaufwärtsseitige Regelbedingung hergestellt ist oder nicht. Hier ist die stromaufwärtsseitige Regelbedingung beispielsweise hergestellt, wenn die Temperatur THW des Kühlwassers für die Maschine nicht weniger als eine erste vorgeschriebene Temperatur ist, der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 normal ist (einschließlich des aktivierten Zustands), und die Einlassluftmenge (Ladung) pro eine Umdrehung der Maschine nicht größer als ein vorgeschriebener Wert ist.
  • Die Beschreibung wird unter der Annahme fortgesetzt, dass die stromaufwärtsseitige Regelbedingung gegenwärtig erfüllt ist. Die CPU 71 macht bei Schritt 1405 eine „Ja" Bestimmung und geht zu Schritt 1410 weiter, um das Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs bei der gegenwärtigen Zeit durch die Konvertierung des Ausgabewerts, der dem Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Vabyfs + Vafsfb) entspricht, was die Summe des Ausgabewerts Vabyfs von dem stromaufwärtsseitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 bei der gegenwärtigen Zeit und des stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwert Vafsfb ist, der durch die später beschriebene Routine (bei dem Punkt der vorherigen Kraftstoffeinspritzung) erhalten wird, auf der Basis der Tabelle Mapabyfs (Vabyfs + Vafsfb) (siehe 2) zu erhalten.
  • Anschließend geht die CPU 71 zu Schritt 1415 weiter, um die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt durch das Teilen der Zylindereinlassluftmenge Mc(k – N), was die Luftmenge des Zylinders ist, der einen Einlasstakt bei N Takten (N Einlasstakten) vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt begonnen hat, durch das vorstehend erwähnte Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs zu erhalten. Der neueste Wert, der bei der später beschriebenen Routine erhalten wird, wird als die Taktanzahl N verwendet.
  • Als Nächstes geht die CPU 71 zu Schritt 1420 weiter, um die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc durch Subtrahieren der Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) von der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) in Übereinstimmung mit der Gleichung (4) zu erhalten. Der neueste Wert, der bei der später beschriebenen Routine erhalten wird, wird als die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) verwendet. Insbesondere ist die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc eine Menge, die den Überschuss/Mangel an Kraftstoff darstellt, der dem Zylinder bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt zugeführt wurde.
  • Dann geht die CPU 71 zu Schritt 1425 weiter, um den stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert DFi in Übereinstimmung mit der Gleichung, die Gleichung (5) entspricht, zu erhalten, die in Schritt 1425 beschrieben ist. Bei dem darauf folgenden Schritt 1430 gewinnt die CPU 71 einen neuen Integralwert SDFc der Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung durch Addieren der Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc, die bei Schritt 1420 erhalten wird, zu dem Integralwert SDFc der Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc bei der gegenwärtigen Zeit und geht dann zu Schritt 1495 weiter, um die gegenwärtige Routine für den Moment zu beenden.
  • Auf diese Weise wird der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi auf der Basis des Unterschieds zwischen der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) und der Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) erhalten und da der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi durch den Schritt 1325 in 13 auf die Kraftstoffeinspritzemenge Fi reflektiert wird, wird die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung ausgeführt.
  • Andererseits, wenn bei der Bestimmung bei Schritt 1405 die stromaufwärtsseitige Regelbedingung nicht hergestellt ist, macht die CPU 71 bei Schritt 1405 eine „Nein" Bestimmung und geht zu Schritt 1435 weiter, um den stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert DFi auf „0" zu setzen und geht dann zu Schritt 1440 weiter, um den Integralwert SDFc der Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung auf „0" zu setzen. Danach geht die CPU 71 zu Schritt 1495 weiter, um die gegenwärtige Routine für den Moment zu beenden. Wenn die stromaufwärtsseitige Regelbedingung nicht erfüllt ist, wird der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi auf „0" gesetzt und die Korrektur für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird nicht wie vorstehend beschrieben durchgeführt.
  • (Berechnung eines stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwerts)
  • Nachfolgend wird die Tätigkeit zum Berechnen des stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwerts Vafsfb erklärt. Die CPU 71 führt die durch ein Flussdiagramm in 15 gezeigte Routine jedes Mal wiederholtermaßen aus, wenn die Kraftstoffeinspritzstartzeit (Kraftstoffeinspritzstartpunkt) für den Kraftstoffeinspritzzylinder gekommen ist. Folglich, wenn die Kraftstoffeinspritzstartzeit für den Kraftstoffeinritzzylinder gekommen ist, beginnt die CPU 71 die Verarbeitung von Schritt 1500 aus und geht zu Schritt 1505 weiter, bei dem die CPU 71 bestimmt, ob die stromabwärtsseitige Regelbedingung hergestellt ist oder nicht. Hier ist die stromabwärtsseitige Regelbedingung hergestellt, wenn beispielsweise die Temperatur THW des Kühlwassers für die Maschine nicht weniger als eine zweite vorgeschriebene Temperatur ist, die höher ist, als die erste vorgeschriebene Temperatur, zusätzlich zu der vorstehend erwähnten stromaufwärtsseitigen Regelbedingung bei Schritt 1405.
  • Die Beschreibung wird unter der Annahme fortgeführt, dass die stromabwärtsseitige Regelbedingung gegenwärtig erfüllt ist. Die CPU 71 macht bei Schritt 1505 eine „Ja" Bestimmung und geht zu Schritt 1510 weiter, um die Ausgabeabweichung DVoxs durch Subtrahieren des Ausgabewerts Voxs von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 67 bei der gegenwärtigen Zeit von dem stromabwärtsseitigen Sollwert Voxsref in Übereinstimmung mit der Gleichung (2) zu erhalten. Dann geht die CPU 71 zu Schritt 1515 weiter, um den Differenzialwert DDVoxs der Ausgabeabweichung DVoxs auf der Basis von Gleichung (7), die nachstehend beschrieben ist, zu erhalten. DDVoxs = (DVoxs – Dvoxs1)/Δt Gleichung (7)
  • In Gleichung (7) stellt DVoxs1 den vorherigen Wert der Ausgabeabweichung DVoxs dar, der bei dem später beschriebenen Schritt 1530 bei der vorherigen Ausführung der gegenwärtigen Routine eingestellt (aktualisiert) wurde. Des Weiteren stellt Δt die Dauer von dem Punkt der vorherigen Ausführung der gegenwärtigen Routine zu dem Punkt der Ausführung der gegenwärtigen Routine zu dieser Zeit dar.
  • Dann geht die CPU 71 zu Schritt 1520 weiter, um den stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwert Vafsfb in Übereinstimmung mit der Gleichung zu gewinnen, die Gleichung (3) entspricht, die bei Schritt 1520 beschrieben ist. Dieser stromabwärtsseitige Regelkorrekturwert Vafsfb wird verwendet, um bei Schritt 1410 bei der nächsten Ausführung der in 14 gezeigten Routine das Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs zu gewinnen.
  • Anschließend geht die CPU 71 zu Schritt 1525 weiter, um durch Addieren der Ausgabeabweichung DVoxs, die bei Schritt 1510 erhalten wird, mit dem Integralwert SDVoxs der Ausgabeabweichung bei diesem Zeitpunkt, den neuen Integralwert SDVoxs zu erhalten, und bei dem nachfolgenden Schritt 1530 stellt die CPU 71 den vorherigen Wert DVoxs1 der Ausgabeabweichung DVoxs als die Ausgabeabweichung DVoxs ein, die bei Schritt 1510 erhalten wurde, und geht dann zu Schritt 1595 weiter, um die gegenwärtige Routine für den Moment zu beenden.
  • Andererseits, wenn die stromabwärtsseitige Regelbedingung bei dem Bestimmen von Schritt 1505 nicht erfüllt ist, macht die CPU 71 bei Schritt 1505 eine „Nein" Bestimmung und geht dann zu Schritt 1535 weiter, um den stromabwärtsseitigen Regelkorrekturwert Vafsfb auf „0" einzustellen und bei dem nachfolgenden Schritt 1540 den Integralwert SDVoxs der Ausgabeabweichung auf „0" zu setzen. Danach geht die CPU 71 zu Schritt 1595 weiter, um die gegenwärtige Routine für den Moment zu beenden.
  • Auf diese Weise, wenn die stromabwärtsseitige Regelbedingung nicht erfüllt ist, wird der stromabwärtsseitige Regelkorrekturwert Vafsfb auf "0" eingestellt, wobei der Ausgabewert, der dem Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei Schritt 1410 bei der Routine in 14 entspricht, gleich dem Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 wird. Besonders wird die Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß dem Ausgabewert Voxs von dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 67 nicht ausgeführt.
  • (Tiefpassfilterprozess)
  • Nachfolgend wird die Tätigkeit zum Durchführen des Tiefpassfilterprozesses durch den Tiefpassfilter A15 (siehe 4) erklärt, der ein digitaler Filter ist. Die CPU 71 führt jedes mal eine durch ein Flussdiagramm in 16 gezeigte Routine wiederholter Weise aus, wenn eine Ausführungszeitdauer Δt1 (konstant) vergeht. Die Ausführungszeitdauer Δt1 ist kürzer eingestellt, als die vorstehend erwähnte Zeit Δt (speziell das kürzeste Δt), das zu der angenommenen maximalen Betriebsdrehzahl NE gehört. Wenn die vorbestimmte Zeit gekommen ist, beginnt die CPU 71 die Verarbeitung von Schritt 1600 aus und geht zu Schritt 1605 weiter, um die Zeitkonstante τ des Tiefpassfilterprozesses auf der Basis der Tabelle Mapτ(Mc(k)) (siehe 11) zu bestimmen.
  • Dann geht die CPU 71 zu Schritt 1610 weiter, um basierend auf der Tabelle MapN (Mc(k)) die Taktanzahl N zu bestimmen (siehe 7). Diese Taktanzahl N wird verwendet, um die Zylindereinlassluftmenge Mc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt bei Schritt 1415 in der vorstehend erwähnten Routine in 14 zu lesen und um die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt bei einem später beschriebenen Schritt 1620 in der gegenwärtigen Routine zu lesen.
  • Als nächstes geht die CPU 71 zu Schritt 1615 weiter, um auf der Basis der Zeitkonstanten τ und der Ausführungszeitdauer Δt1 die Abschwächungsprozesskonstante n (≥ 1) zu gewinnen. Die Abschwächungsprozesskonstante 1 wird bei dem Tiefpassfilterprozess verwendet, der bei dem nächsten Schritt 1620 ausgeführt wird. Da das Produkt von Abschwächungsprozesskonstante n und Ausführungskonstante Δt1 proportional zu der Zeitkonstanten τ ist, ist die Abschwächungsprozesskonstante n eingestellt, ein größerer Wert zu sein, wenn die Zeitkonstante τ zunimmt.
  • Anschließend geht die CPU 71 zu Schritt 1620 weiter, um basierend auf der Abschwächungsprozesskonstanten n, dem vorherigen Wert Fcrlow1 der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcr(k – N), der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigem Zeitpunkt und der bei Schritt 1620 beschriebenen Gleichung die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcr(k – N) zu gewinnen. Der letzte während der vorherigen Ausführung der gegenwärtigen Routine bei dem später beschriebenen Schritt 1625 bereits aktualisierte Wert wird als der vorherige Wert Fcrlow1 verwendet.
  • Als nächstes geht die CPU 71 zu Schritt 1625 weiter, um den vorherigen Wert Fcrlow1 der Soll zylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow (k – N) auf die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) einzustellen (zu aktualisieren), die bei Schritt 1620 gewonnen wird, und geht dann zu Schritt 1695 weiter um die gegenwärtige Routine für den Moment zu beenden.
  • Aus dem vorangehenden werden die Zeitkonstante τ und die Taktanzahl N jedes mal aktualisiert, wenn die Ausführungszeitdauer Δt1 der gegenwärtigen Routine vergeht und die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) wird gewonnen, indem der Tiefpassfilterprozess bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigem Zeitpunkt mit der Zeitkonstanten τ auf die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) durchgeführt wird. Der neueste Wert der Zylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N), die wie vorstehend beschrieben gewonnen wird, wird bei der in 14 gezeigten Routine bei Schritt 1420 verwendet, wobei die Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc (folglich der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi) erhalten wird.
  • Wie es vorstehend erklärt ist, wird gemäß dem Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuergerät für eine Brennkraftmaschine bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi auf der Basis des Unterschieds zwischen der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N), die erhalten wird, indem der Tiefpassfilterprozess mit der Zeitkonstanten T auf die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) durchgeführt wird, die dem stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor (folglich die Totzeit L vor) dem gegenwärtigem Zeitpunkt entspricht, und der Steuergerbrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigem Zeitpunkt gewonnen wird, die basierend auf dem Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 bei der gegenwärtigen Zeit dem Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs entspricht. Dieser stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi wird auf die Kraftstoffeinspritzmenge Ei reflektiert, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung ausgeführt wird.
  • Folglich, wenn sich das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) ändert, fallen die Änderungszeit bei der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N), die für die Berechnungen des stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts DFi verwendet wird, und die Änderungszeit bei der Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigem Zeitpunkt mit einander zusammen. Ferner ist die Zeitkonstante τ des Tiefpassfilterprozesses eingestellt, der Wert zu sein, der gleich der Zeitkonstanten ist, die der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 entspricht. Deshalb fallen der Grad der Verzögerung der Änderung bei der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) und der Grad der Verzögerung der Änderung bei der Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) nach der Änderungszeit zusammen. Infolgedessen, selbst wenn sich das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) stark ändert, wird die zeitliche Zunahme des stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts DFi unterdrückt, mit dem Ergebnis, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis rasch an das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis angenähert werden kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und verschiedene Abwandlungen können eingesetzt werden, ohne von dem Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wird bei dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel die Taktanzahl N auf der Basis der Zylindereinlassluftmenge Mc(k – N) und der Tabelle MapN gewonnen (siehe 7 und Schritt 1610 in der Routine, die in 16 gezeigt ist). Jedoch kann die Taktanzahl N auf der Basis des Betriebszustandes NE, der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) und einer Tabelle gewonnen werden, die die Beziehung zwischen der Taktanzahl N, der Betriebsdrehzahl NE und der Zylindereinlassluftmenge Mc definiert. In diesem Fall wird anstelle eines Bestimmens der Taktanzahl N auf der Basis der MapN(Mc(k)) bei dem Schritt 1610 in der in 16 gezeigten Routine die Taktanzahl N auf der Basis der MapN (NE, Mc(k)) bestimmt.
  • Bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel wird die Taktanzahl N als die Anzahl einer Anweisung für eine Kraftstoffeinspritzung verwendet, die der Totzeit L entspricht, wenn die Zylindereinlassluftmenge Mc(k – N) und die Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigem Zeitpunkt erhalten werden. Jedoch kann die Totzeit L selbst verwendet werden. In diesem Fall kann anstelle eines Bestimmen der Taktanzahl N auf der Basis der MapN(Mc(k)) bei dem Schritt 1610 bei der in 16 gezeigten Routine die Totzeit L auf der Basis des Betriebszustandes NE, der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) und einer Tabelle bestimmt werden, die die Beziehung zwischen der Totzeit L, der Betriebsdrehzahl NE und einer Zylindereinlassluftmenge Mc definiert. Ferner werden anstelle eines Verwendens der Zylindereinlassluftmenge Mc(k – N) bei Schritt 1415 in der in 14. gezeigten Routine und der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigem Zeitpunkt und bei Schritt 1620 bei der in 16 gezeigten Routine die Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc und die Zylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufenlaufen hat, Fcrlow erhalten, indem der neueste Wert der Zylindereinlassluftmenge Mc und der neuste Wert der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcr jeweils bei dem Zeitpunkt der Totzeit L vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt bestimmt werden.
  • Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Zeitkonstante τ des Tiefpassfilterprozesses auf der Basis der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) und der Tabelle Mapτ gewonnen wird (siehe 11) und Schritt 1605 bei τ der in 16 gezeigten Routine), kann die Zeitkonstante des Tiefpassfilterprozesses auf der Basis der Betriebsdrehzahl NE, der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) und einer Tabelle gewonnen werden, die die Beziehung zwischen der Zeitkonstanten τ des Tiefpassfilterprozesses, der Betriebsdrehzahl NE und einer Zylindereinlassluftmenge Mc definiert. In diesem Fall wird anstelle eines Bestimmens der Zeitkonstanten τ des Tiefpassfilterprozesses auf der Basis der Mapτ (Mc(k)) bei Schritt 1605 bei der in 16 gezeigten Routine die Zeitkonstante τ des Tiefpassfilterprozesses auf der Basis von Mapτ(NE, Mc(k)) bestimmt.
  • Obwohl die Zeitkonstante τ des Tiefpassfilterprozesses auf der Basis der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) und der Tabelle Mapτ bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gewonnen wird, kann anstelle oder zusätzlich zu der Verwendung von nur der Zylindereinlassluftmenge Mc(k) als Argument der Tabelle zum Gewinnen der Zeitkonstanten τ des Tiefpassfilterprozesses zumindest entweder die Öffnungs-/Verschlusszeit VP des Einlassventils 32, die Zündzeit CAig, oder das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) verwendet werden.
  • Obwohl ein Filter erster Ordnung als der Tiefpassfilter A15 verwendet wird (siehe die Gleichung (6) und Schritt 1620 bei der in 16 gezeigten Routine), um die Anzahl an Parametern, die bei der Ansprechempfindlichkeit des Tiefpassfilterprozesses bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beteiligt sind, zu reduzieren, kann als Tiefpassfilter A15 ein Filter zweiter Ordnung verwendet werden. Aufgrund dieses Aufbaues kann die Eigenschaft der Verzögerung der Änderung bei der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge, die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, Fcrlow(k – N) präzise an die Eigenschaft der Verzögerung der Änderung bei dem Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 angenähert werden, wenn sich das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) ändert. Dies basiert auf der folgenden Ursache. Insbesondere wenn sich die Kraftstoffeinspritzmenge Fi aufgrund der Änderung bei dem stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k) ändert, ändert sich die Kraftstoffadhäsionsmenge, die die Menge des Kraftstoffes ist, die an den Komponenten anhaftet, die den Einlassdurchgang bilden (Wandfläche des Einlassrohrs 41 und Fläche des Einlassventils 32). Wenn sich die Kraftstoffadhäsionsmenge ändert, wird die Änderung bei der Menge des Kraftstoffs, der gegenwärtig der Brennkammer 25 zugeführt wird, hinsichtlich der Änderung bei der Kraftstoffeinspritzmenge Fi verzögert.
  • Außerdem wird bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi auf der Basis der Zylinderkraftstoffzufuhrmengenabweichung DFc gewonnenen, das heißt, dem Wert, der durch Subtrahieren der Steuergebrauchszylinderkraftstoffzufuhrmenge Fc(k – N) bei dem Zeitpunkt N Takte vor dem gegenwärtigem Zeitpunkt von der Sollzylinderkraftstoffzufuhrmenge Fcrlow(k – N), die den Tiefpassfilter durchlaufen hat, erhalten wird. Jedoch kann der stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwert DFi auf der Basis des Werts erhalten werden, der durch Subtrahieren des Werts, der durch durchführen des Tiefpassfilterprozesses auf das stromaufwärtsseitige Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(k – N) bei dem Zeitpunkt N
  • Takte vor dem gegenwärtigem Zeitpunkt erhalten wird, von dem Steuergebrauchs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs(k) zu dieser Zeit erhalten werden.
  • Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine erhält einen stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert DFi zum Regeln eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Basis eines Werts (Fcrlow(k – N)), der durch Durchführen eines Tiefpassfilterprozesses mit einer Zeitkonstanten τ auf einen Wert erhalten wird, der einem stromaufwärtsseitigen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr bei dem Zeitpunkt, der eine Totzeit, die der Dauer von einer Zeit einer Kraftstoffeinspritzanweisung zu der Zeit entspricht, wenn ein basierend auf einer Verbrennung des Kraftstoffs erzeugtes Abgas einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 erreicht, vor dem gegenwärtigem Zeitpunkt liegt, und eines Wertes (Fc(k – N)), der einem Ausgabewert Vabyfs von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 66 bei der gegenwärtigen Zeit entspricht. Die Zeitkonstante τ des Tiefpassfilterprozesses wird auf einen Wert eingestellt, der gleich der Zeitkonstanten der Antwortverzögerung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 66 ist.

Claims (10)

  1. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät, das bei einer Brennkraftmaschine (10) angewandt wird, die aufweist: eine Katalysatoreinheit (53), die in einem Abgasdurchgang der Brennkraftmaschine angeordnet ist; einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (66), der in dem Abgasdurchgang angeordnet ist, so dass er stromaufwärts der Katalysatoreinheit liegt; und eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (39) zum Einspritzen eines Kraftstoffs gemäß einer Anweisung, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät aufweist: eine Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bestimmungseinrichtung (A2), die ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bestimmt, das sich in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ändert; eine Basiskraftstoffeinspritzmengengewinnungseinrichtung (A3), die eine Basiskraftstoffeinspritzmenge gewinnt, die eine Kraftstoffmenge zum Erreichen des bestimmten Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist; eine erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung (A12), die einen Wert gewinnt, der dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, das bei dem Punkt um eine Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt bestimmt wurde, wobei die Totzeit als eine Zeitdauer von einer Zeit, wenn die Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen ausgegeben wird, bis zu einer Zeit definiert ist, wenn ein auf einer Kraftstoffverbrennung basierend erzeugtes Abgas den stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor erreicht; eine stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwertberechnungseinrichtung (A8, A9, A10, A11, A13, A14), die einen stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert berechnet, der ein Regelkorrekturwert zum Regeln eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Gasgemischs ist, dass der Brennkraftmaschine zugeführt wird, auf der Basis eines Werts, der auf dem Wert basiert, der durch die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung und den Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor gewonnen wird; eine Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung (A4), die eine Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis der gewonnenen Basiskraftstoffeinspritzmenge und des berechneten stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwerts berechnet; und eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung (1330), die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Gasgemischs regelt, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, indem sie die Anweisung zum Einspritzen des Kraftstoffs mit der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge zu der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät eine zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung (A15) aufweist, die einen Wert gewinnt, der erhalten wird, indem ein Tiefpassfilterprozess auf den Wert durchgeführt wird, der durch die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung gewonnen wird, und dass die stromaufwärtsseitige Regelkorrekturwertberechnungseinrichtung aufgebaut ist, um den stromaufwärtsseitigen Regelkorrekturwert auf der Basis des Werts zu berechnen, der durch die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung und den Ausgabewert von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor gewonnen wird.
  2. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung aufgebaut ist; die Totzeit in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu ändern.
  3. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung aufgebaut ist, um als den Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine und eine Menge an Luft zu verwenden, die in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine gesaugt wird.
  4. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung aufgebaut ist, um als den Punkt, der um die Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt, den Punkt zu verwenden, bei dem die Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen ausgegeben wird, der um die Anweisungsanzahl zum Kraftstoffeinspritzen, die der Totzeit entspricht, vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt und die Anweisungsanzahl zum Kraftstoffeinspritzen, die der Totzeit entspricht, auf der Basis der Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine und einer Menge an in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine gesaugten Luft zu bestimmen.
  5. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzögerungsverarbeitungseinrichtung aufgebaut ist, um als den Punkt, der um die Totzeit vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt, den Punkt zu verwenden, bei dem die Anweisung zum Kraftstoffeinspritzen ausgegeben wird, der um die Anweisungsanzahl zum Kraftstoffeinspritzen, die der Totzeit entspricht, vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt liegt und die Anweisungsanzahl zum Kraftstoffeinspritzen, die der Totzeit entspricht, nur basierend auf einer Menge an in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine gesaugten Luft zu bestimmen.
  6. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung aufgebaut ist, einen Parameter, der sich auf eine Ansprechempfindlichkeit des Tiefpassfilterprozesses bezieht, in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu ändern.
  7. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung aufgebaut ist, als den Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine und eine Menge an in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingesaugter Luft zu verwenden.
  8. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung aufgebaut ist, nur eine Einlassluft in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine als den Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu verwenden.
  9. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung aufgebaut ist, einen Verzögerungsprozess zweiter Ordnung als den Tiefpassfilterprozess zu verwenden.
  10. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verzögerungsverarbeitungseinrichtung aufgebaut ist, einen Verzögerungsprozess erster Ordnung als den Tiefpassfilterprozess zu verwenden.
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