DE102006046967A1 - Steuergerät und Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Steuergerät und Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Ein Steuergerät nähert eine Charakteristik einer Einlassluftmenge (Ga) mit Bezug auf eine Ausgangsspannung (Vg) eines Luftmengenmessers (61) durch ein Polynom (Ga = a1 È Vg2 + b1) an, das Parameter (a1, b1 und c1) verwendet, und nähert eine Charakteristik einer Kraftstoffeinspritzmenge (Fi) mit Bezug auf eine Ventilöffnungszeit Ð einer Einspritzvorrichtung (39) durch ein Polynom (Fi = (a2 È Ð + b2) an, das Parameter (a2, b2) verwendet. Diese Parameter (a1, b1, c1, a2, b2) werden für jede vorgeschriebene Zeit auf der Grundlage eines erfassten Luft-Kraftstoffverhältnisses (abyfs) bestimmt und aktualisiert, das durch einen Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor ermittelt wird, der in einem Abgasdurchgang angeordnet ist, so dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis einem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis annähert.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät und ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine.
  • In einer Brennkraftmaschine, die ein Kraftstoffeinspritzventil (Einspritzvorrichtung) verwendet, um einen Kraftstoff einzuspritzen, wird die Öffnungszeit der Einspritzvorrichtung im Allgemeinen durch den nachstehenden Ablauf bestimmt. Ein Wert, der durch einen Luftmengenmesser in Erwiderung auf eine Menge eines Luftstromes ausgegeben wird, der durch den Lufteinlassdurchgang (nachstehend als „Einlassluftmenge" bezeichnet) hindurchtritt, und ein vorher festgelegtes Verhältnis zwischen diesem Ausgabewert des Luftmengenmessers und der Einlassluftmenge (insbesondere eine Tabelle oder ein Kennfeld oder dergleichen, die/das das Verhältnis festsetzt) werden verwendet, um die Einlassluftmenge zu bestimmen (zu messen). Die Einlassluftmenge und eine Verbrennungsmotordrehzahl werden dann verwendet, um die Luftmenge zu bestimmen, die in die Verbrennungskammer während des Einlasshubs (nachstehend als „Einlassluftmenge im Zylinder" bezeichnet) eingebracht werden soll.
  • Auf der Grundlage der Einlassluftmenge im Zylinder wird die Kraftstoffmenge, die von der Einspritzvorrichtung (nachstehend als „Kraftstoffeinspritzmenge" bezeichnet) zu dem Zweck eingespritzt werden soll, das verursacht wird, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis (nachstehend manchmal als „Luft-Kraftstoffverhältnis" bezeichnet) des Gasgemisches, das zu dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, mit einem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis übereinstimmt, bestimmt. Die Kraftstoffeinspritzmenge und ein vorher festgesetztes Verhältnis zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzvorrichtungsöffnungszeit (insbesondere eine Tabelle oder ein Kennfeld oder dergleichen, die/das das Verhältnis festsetzt) werden verwendet, um die Öffnungszeit der Einspritzvorrichtung zu bestimmen. Als Ergebnis ist durch Öffnen des Einspritzvorrichtungsventils genau für diese Einspritzvorrichtungsventilöffnungszeit die Kraftstoffmenge, die von der Einspritzvorrichtung eingespritzt wird, die Menge, die erforderlich ist, so dass das Luft-Kraftstoffverhältnis festgelegt wird, um mit einem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis übereinzustimmen.
  • Das vorstehend beschriebene Verhältnis zwischen dem Ausgabewert des Luftmengenmessers und der Einlassluftmenge (das heißt der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers) weist zwangsläufig Schwankungen auf, die zum Beispiel durch Differenzen zwischen individuellen Luftmengenmessern und durch alterungsbedingte Veränderungen verursacht werden. In der gleichen Art und Weise weist das Verhältnis zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzvorrichtungsventilöffnungszeit (das heißt die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung) zwangsläufig Schwankungen auf, die zum Beispiel durch Differenzen zwischen individuellen Einspritzvorrichtungen und durch alterungsbedingte Veränderungen verursacht werden.
  • Die Einlassluftmenge und Einspritzvorrichtungsventilöffnungszeit, die durch die vorstehend beschriebene Tabelle oder dergleichen festgesetzt sind, die diese Schwankungen nicht in Betracht zieht, können daher Fehler aufweisen. Wegen dieser Fehler unterscheidet sich die Kraftstoffmenge, die von der Einspritzvorrichtung eingespritzt wird, von der Kraftstoffmenge, die erforderlich ist, so dass das Luft-Kraftstoffverhältnis mit dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis übereinstimmt, und als Ergebnis gibt es ein Problem einer Abweichung des Luft-Kraftstoffverhältnisses von dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis. Nachstehend werden dieser Einlassluftmengenfehler und Ventilöffnungszeitfehler als „Luftmengenmesserausgabecharakteristikfehler" bzw. „Einspritzvorrichtungskraftstoffeinspritzcharakteristikfehl er" bezeichnet, und wobei diese Fehler manchmal kollektiv als „Luftmengenmesser- und Einspritzvorrichtungsfehler" bezeichnet werden.
  • Aus diesem Grund bestimmt ein Gerät, das in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift 64-24142 (1989) offenbart ist, das die Differenz zwischen der Tendenz des Fehlers in der Luftmengenmesserausgabecharakteristik und der Tendenz des Fehlers in der Einspritzvorrichtungskraftstoffeinspritzcharakteristik mit Bezug auf eine Verbrennungsmotorlast (Einlassluftmenge im Zylinder) beachtet, den Korrekturanteil, wenn die Luftmengenmesserausgabecharakteristik und die Einspritzvorrichtungskraftstoffeinspritzcharakteristik korrigiert wird, auf der Grundlage der Verbrennungsmotorlast. Das heißt, es wird versucht, die Abweichung des Luft-Kraftstoffverhältnisses von dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis, das durch den Luftmengenmesser- und Einspritzvorrichtungsfehler verursacht wird, durch Verändern des Anteils zwischen dem Grad einer Korrektur der Luftmengenmesserausgabecharakteristik und dem Grad einer Korrektur der Einspritzvorrichtungskraftstoffeinspritzcharakteristik in Erwiderung auf die Verbrennungsmotorlast zu unterdrücken.
  • Zusätzlich verändern sich jedoch die Fehlertendenz der Kraftstoffeinspritzcharakteristik, die Fehlertendenz der Luftmengenmesserausgabecharakteristik, und der Einspritzvorrichtungskraftstoff frei und unabhängig von verschiedenen weiteren Gründen und nicht nur aufgrund der Verbrennungsmotorlast. In dem in der vorstehend beschriebenen Referenz beschriebenen Gerät, in dem der Korrekturanteil der Luftmengenmesserausgabecharakteristik und der Einspritzvorrichtungskraftstoffeinspritzcharakteristik nur auf der Grundlage der Verbrennungsmotorlast bestimmt wird, gibt es daher Fälle, in denen die Abweichung des Luft-Kraftstoffverhältnisses von dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nicht unterdrückt wird, die durch den Luftmengenmesser- und Einspritzvorrichtungsfehler verursacht wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung sieht ein Brennkraftmaschinensteuergerät und ein Brennkraftmaschinensteuerverfahren vor, die eine Abweichung des Luft-Kraftstoffverhältnisses von dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis wirksam unterdrückt, die durch den Luftmengenmesser- und Einspritzvorrichtungsfehler verursacht wird.
  • Das Brennkraftmaschinensteuergerät der vorliegenden Erfindung wird in einer Brennkraftmaschine angewandt, die einen Luftmengenmesser, der einen Wert ausgibt, der auf eine Einlassluftmenge anspricht, die die Luftmenge ist, die durch einen Einlassluftdurchgang der Brennkraftmaschine hindurchtritt, einen Luft-Kraftstoffverhältnissensor, der in einem Abgasdurchgang der Brennkraftmaschine angeordnet ist, und der ein Abgasluft-Kraftstoffverhältnis erfasst, das ein Luft-Kraftstoffverhältnis eines Gases ist, das den Abgasluftdurchgang hindurchtritt, und eine Einspritzvorrichtung aufweist, die durch Öffnen eines Ventils einen Kraftstoff einspritzt. In dem Fall, in dem ein Katalysator (Drei-Wege-Katalysator) in dem Abgasluftdurchgang vorgesehen ist, kann der Luft-Kraftstoffverhältnissensor in dem Abgasluftdurchgang stromaufwärtig von dem Katalysator vorgesehen sein und kann ferner ein so genannter „Sauerstoffkonzentrationssensor einer Grenzstrombauart (engl. „limit-current type")" sein.
  • Das Steuergerät der vorliegenden Erfindung weist eine Luftmengenmessernäherungseinrichtung, eine Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung, eine Ventilöffnungszeitbestimmungseinrichtung, eine Parameterbestimmungseinrichtung und eine Festlegungseinrichtung auf.
  • Die Luftmengenmessernäherungseinrichtung nähert eine Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers durch Verwenden von zumindest einem ersten Parameter an. Die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers, die durch die Luftmengenmessernäherungseinrichtung angenähert wird, kann ansprechend auf den ersten Parameter eingestellt werden. Die Luftmengenmessernäherungseinrichtung kann zum Beispiel die Charakteristik der Einlassluftmenge (wahre Einlassluftmenge) mit Bezug auf den Ausgabewert des Luftmengenmessers als die Luftmengenmesserausgabecharakteristik annähern.
  • Die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung nähert eine Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung durch Verwenden von zumindest einem zweiten Parameter an. Die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung, die durch die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung angenähert wird, wird ansprechend auf den zweiten Parameter (ohne Verbindung zu dem ersten Parameter) eingestellt. Die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung kann zum Beispiel die Charakteristik der Kraftstoffeinspritzmenge (wahren Kraftstoffeinspritzmenge), die von der Einspritzvorrichtung eingespritzt werden, mit Bezug auf die Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung als die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung annähern.
  • Die Ventilöffnungszeitbestimmungseinrichtung bestimmt die Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung auf der Grundlage des Ausgabewerts des Luftmengenmessers, der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers, die durch die Luftmengenmessernäherungseinrichtung angenähert wird, und der Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung an, die durch die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung angenähert wird. Die Ventilöffnungszeit ist die Zeit zum Einspritzen von Kraftstoff einer Menge, die erforderlich ist, so dass das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gasgemisches, das zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, mit einem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis übereinstimmt.
  • Gemäß der Ventilöffnungszeitbestimmungseinrichtung wird zum Beispiel die Einlassluftmenge aus dem Ausgabewert des Luftmengemessers und aus der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers bestimmt, die wie vorstehend erwähnt angenähert wird. Die Einlassluftmenge im Zylinder und daher die Kraftstoffeinspritzmenge, die die einzuspritzende Kraftstoffmenge ist, wird für den Zweck, dass verursacht wird, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis mit einem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis übereinstimmt, wird aus der Einlassluftmenge und aus der Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors bestimmt. Die Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung zum Einspritzen des Kraftstoffs der vorstehenden Kraftstoffeinspritzmenge wird aus der Kraftstoffeinspritzmenge und aus der Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung bestimmt, die wie vorstehend erwähnt angenähert wird. Als Ergebnis wird eine Kraftstoffmenge, die erforderlich ist, so dass das Luft-Kraftstoffverhältnis mit dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis übereinstimmt, von der Einspritzvorrichtung eingespritzt.
  • Die Parameterbestimmungseinrichtung bestimmt den ersten Parameter (ersten bestimmten Parameter) und den zweiten bestimmten Parameter (zweiten bestimmten Parameter), um zu verursachen, dass das Abgasluft-Kraftstoffverhältnis sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert, auf der Grundlage des Abgasluft-Kraftstoffverhältnisses, das durch den Luft-Kraftstoffverhältnissensor erfasst wird. Die Parameterbestimmungseinrichtung bestimmt zum Beispiel auf der Grundlage einer Kombination des Abgasluft-Kraftstoffverhältnisses, das durch den Luft-Kraftstoffverhältnissensor erfasst wird, des Ausgabewerts des Luftmengenmessers, und der Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung, die durch die Ventilöffnungszeitbestimmungseinrichtung bestimmt wird, einen ersten bestimmten Parameter und einen zweiten bestimmten Parameter, um zu verursachen, dass das Abgasluft-Kraftstoffverhältnis sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert.
  • Zusätzlich kann die Parameterbestimmungseinrichtung die Methode der kleinsten Quadrate auf die Differenz zwischen dem Abgasluft-Kraftstoffverhältnis und dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage von den Kombinationen bei einer Vielzahl von Zeitpunkten anwenden und kann den ersten Parameter und den zweiten Parameter bestimmen, um zu verursachen, dass sich das Abgasluft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert. Der erste bestimmte Parameter und der zweite bestimmte Parameter werden durch die Parameterbestimmungseinrichtung bestimmt, um zu verursachen, dass sich das Abgasluft-Kraftstoffverhältnis, das durch den Luft-Kraftstoffverhältnissensor ermittelt wird (und daher das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gasgemisches, das zu dem Verbrennungsmotor zugeführt wird) dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert.
  • Die Festlegungseinrichtung legt den ersten bestimmten Parameter, der durch die Parameterbestimmungseinrichtung bestimmt wird, als den ersten Parameter fest, der durch die Luftmengenmessernäherungseinrichtung verwendet wird, und legt den zweiten bestimmten Parameter, der durch die Parameterbestimmungseinrichtung bestimmt wird, als den zweiten Parameter fest, der durch die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung verwendet wird.
  • Somit werden die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers, die durch die Luftmengenmessernäherungseinrichtung angenähert wird, und die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung, die durch die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung angenähert wird, und daher die Ventilöffnungszeit (und daher die Kraftstoffeinspritzmenge) der Einspritzvorrichtung, die durch die Ventilöffnungszeitbestimmungseinrichtung auf der Grundlage von diesen Charakteristiken bestimmt wird, so eingestellt, dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert. Es ist daher möglich, die Abweichung des Luft-Kraftstoffverhältnis von dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis zu unterdrücken, die durch den vorstehend beschriebenen Luftmengenmesser- und Einspritzvorrichtungsfehler verursacht wird.
  • Die Luftmengenmessernäherungseinrichtung kann die Charakteristik der Einlassluftmenge mit Bezug auf den Ausgabewert des Luftmengenmessers mittels eines Polynoms zweiter Ordnung annähern und kann den Koeffizienten der Größen des Polynoms zweiter Ordnung als die ersten Parameter verwenden. In diesem Fall kann das Polynom zweiter Ordnung ein Polynom zweiter Ordnung in dem Ausgabewert des Luftmengenmessers sein und kann alternativ ein Polynom zweiter Ordnung in der Einlassluftmenge sein.
  • Es ist im Allgemeinen bekannt, dass die Charakteristik der Einlassluftmenge mit Bezug auf den Ausgabewert eines Luftmengenmessers mit relativ guter Genauigkeit durch ein Polynom zweiter Ordnung angenähert werden kann. Daher, wenn die Koeffizienten der Größen des Polynoms zweiter Ordnung so bestimmt werden, dass das Abgasluft-Kraftstoffverhältnis, das von dem Luft-Kraftstoffverhältnissensor erhalten wird (und daher das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gasgemisches, das zu dem Verbrennungsmotor zugeführt wird), sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis annähert, ist es möglich, den Fehler in der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers zu verkleinern, und zu verursachen, dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis annähert. Die vorstehend beschriebene Konstruktion basiert auf diesem Wissen. Dem gemäß ist es möglich, den Fehler in der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers mittels eines Polynoms zweiter Ordnung mit einer relativ kleinen Berechnungslast auf einem Mikrorechner zu kompensieren.
  • Die Luftmengenmessernäherungseinrichtung kann eine Speichereinrichtung aufweisen, in der ein vorher festgesetztes Verhältnis zwischen dem Ausgabewert des Luftmengenmessers und der Einlassluftmenge gespeichert wird. Die Luftmengenmessernäherungseinrichtung kann die Charakteristik der Abweichung einer Referenzeinlassluftmenge, die eine Einlassluftmenge ist, die aus dem Ausgabewert des Luftmengenmessers und dem gespeicherten Verhältnis ermittelt wird, mit Bezug auf die wahre Einlassluftmenge als die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers annähern.
  • In diesem Fall speichert die Speichereinrichtung eine Tabelle oder eine Funktion oder dergleichen, die ein Verhältnis zwischen dem Ausgabewert des Luftmengenmessers und der Einlassluftmenge festsetzt, die vorher durch zum Beispiel ein Experiment, eine Simulation oder dergleichen angepasst oder bestimmt wurde. Die „Charakteristik einer Abweichung einer Referenzeinlassluftmenge mit Bezug auf die wahre Einlassluftmenge" kann eine Charakteristik der Abweichung mit Bezug auf den Ausgabewert des Luftmengenmessers sein und kann alternativ die Charakteristik der Abweichung mit Bezug auf die Referenzeinlassluftmenge sein.
  • In Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen Gestaltung wird die Charakteristik der Einlassluftmenge (wahren Einlassluftmenge) mit Bezug auf den Ausgabewert des Luftmengenmessers aus dem Verhältnis, das in der vorstehend beschriebenen Speichereinrichtung gespeichert wird, und aus der „Charakteristik einer Abweichung einer Referenzeinlassluftmenge mit Bezug auf die wahre Einlassluftmenge" angenähert.
  • In diesem Fall kann die Luftmengenmessernäherungseinrichtung die Charakteristik der Abweichung der Referenzeinlassluftmenge mit Bezug auf die wahre Einlassluftmenge mittels eines Polynoms erster Ordnung annähern, und die Koeffizienten der Größen des Polynoms erster Ordnung können als die ersten Parameter verwendet werden. In diesem Fall kann das Polynom erster Ordnung ein Polynom erster Ordnung in dem Ausgabewert des Luftmengenmessers sein und kann alternativ ein Polynom erster Ordnung in der Referenzeinlassluftmenge sein.
  • Die Charakteristik einer „Abweichung einer Referenzeinlassluftmenge mit Bezug auf die wahre Einlassluftmenge" mit Bezug auf den Ausgabewert des Luftmengenmessers oder der Referenzeinlassluftmenge wird oft durch ein Polynom erster Ordnung mit relativ guter Genauigkeit angenähert. Daher, wenn die Koeffizienten der Größen dieses Polynoms erster Ordnung so bestimmt werden, dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert, ist es möglich, den Fehler in der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers zu verkleinern, und zu verursachen, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert. Die vorstehende Gestaltung basiert auf diesem Wissen. Somit ist es möglich, den Fehler in der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers mittels eines Polynoms erster Ordnung mit einer weiter reduzierten Berechnungslast auf dem Mikrorechner zu kompensieren.
  • In dem Steuergerät der vorliegenden Erfindung kann, wie vorstehend erwähnt ist, die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung die Charakteristik der Kraftstoffeinspritzmenge mit Bezug auf den Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung mittels eines Polynoms erster Ordnung annähern und kann die Koeffizienten der Größen des Polynoms erster Ordnung als die zweiten Parameter verwenden. In diesem Fall kann das Polynom erster Ordnung ein Polynom erster Ordnung in der Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung sein und kann alternativ ein Polynom erster Ordnung in der Kraftstoffeinspritzmenge sein.
  • Es ist bekannt, dass die Charakteristik der Kraftstoffeinspritzmenge mit Bezug auf die Ventilöffnungszeit einer Einspritzvorrichtung im Allgemeinen durch ein Polynom erster Ordnung mit relativ guter Genauigkeit angenähert wird. Daher, wenn die Koeffizienten der Größen des Polynoms erster Ordnung als Werte so bestimmt werden, dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis annähert, ist es möglich, den Fehler in der Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung zu verkleinern, und zu verursachen, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert. Die vorstehende Gestaltung basiert auf diesem Wissen. Demgemäß ist es möglich, den Fehler in der Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung mittels eines Polynoms erster Ordnung mit einer kleinen Berechnungslast auf dem Mikrorechner zu kompensieren.
  • In dem Steuergerät der vorliegenden Erfindung kann, wie vorstehend beschrieben ist, die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung eine Speichereinrichtung aufweisen, in der ein vorher festgesetztes Verhältnis zwischen der Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung und der Kraftstoffeinspritzmenge gespeichert wird, und die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung kann die Charakteristik der Abweichung einer Referenzkraftstoffeinspritzmenge mit Bezug auf die wahre Kraftstoffeinspritzmenge als die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung annähern. Die Referenzkraftstoffeinspritzmenge ist eine Kraftstoffeinspritzmenge, die aus der Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung und aus dem gespeicherten Verhältnis ermittelt wird.
  • In diesem Fall speichert die Speichereinrichtung eine Tabelle oder eine Funktion oder dergleichen, die ein Verhältnis zwischen der Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung und der Kraftstoffeinspritzmenge festsetzt, die vorher zum Beispiel durch Experimente oder eine Simulation oder dergleichen angepasst und bestimmt wurde. Die „Charakteristik einer Abweichung einer Referenzkraftstoffeinspritzmenge mit Bezug auf die wahre Kraftstoffeinspritzmenge" kann die Charakteristik dieses Abweichungsbetrag mit Bezug auf die Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung sein und kann alternativ die Charakteristik dieses Abweichungsbetrags mit Bezug auf die Referenzkraftstoffeinspritzmenge sein.
  • In Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen Gestaltung wird die Charakteristik der Kraftstoffeinspritzmenge (wahren Kraftstoffeinspritzmenge) mit Bezug auf die Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung aus dem vorher beschriebenen gespeicherten Verhältnis und aus der „Charakteristik einer Abweichung einer Referenzkraftstoffeinspritzmenge mit Bezug auf die wahre Kraftstoffeinspritzmenge" angenähert.
  • In diesem Fall nähert die Einspritzvorrichtungscharakteristiknäherungseinrichtung die Charakteristik der Abweichung der Referenzkraftstoffeinspritzmenge mit Bezug auf die wahre Kraftstoffeinspritzmenge mittels eines Polynoms erster Ordnung an, und die Koeffizienten der Größen des Polynoms erster Ordnung können als die zweiten Parameter verwendet werden.
  • Die Charakteristik der „Abweichung einer Referenzkraftstoffeinspritzmenge mit Bezug auf die wahre Kraftstoffeinspritzmenge" wird oft durch ein Polynom erster Ordnung mit relativ guter Genauigkeit angenähert. Daher, wenn die Koeffizienten der Größen dieses Polynoms erster Ordnung so bestimmt werden, dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis annähert, ist es möglich, den Fehler in der Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung zu verkleinern, und zu verursachen, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert. Die vorstehend beschriebene Gestaltung basiert auf diesem Wissen. Somit ist es möglich, den Fehler in der Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung mittels eines Polynoms erster Ordnung mit einer reduzierten Berechnungslast auf dem Mikrorechner zu kompensieren.
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  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen.
  • 1 ist eine Zeichnung, die eine vereinfachte Ansicht eines Steuergeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, das in einer Brennkraftmaschine angewandt wird.
  • 2 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Ausgabe des Luft-Kraftstoffverhältnissensors, der in 1 gezeigt ist, und dem Luft-Kraftstoffverhältnis zeigt.
  • 3 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors, der in 1 gezeigt ist, und dem Luft-Kraftstoffverhältnis zeigt.
  • 4 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Ausgabespannung des Luftmengenmessers und der Einlassluftmenge als ein Beispiel der Ausgabecharakteristik eines Luftmengenmessers zeigt, die durch das Steuergerät angewandt wird, das in 1 gezeigt ist.
  • 5 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Einspritzvorrichtungsventilöffnungszeit und einer eingespritzten Kraftstoffmenge als ein Beispiel der Kraftstoffeinspritzcharakteristik einer angewandten Einspritzvorrichtung, die in dem Steuergerät verwendet wird, das in 1 gezeigt ist.
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, die durch die CPU, die in 1 gezeigt ist, ausgeführt wird, um eine Berechnung der Ventilöffnungszeit und eine Kraftstoffeinspritzung auszuführen.
  • 7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, die durch die CPU, die in 1 gezeigt ist, ausgeführt wird, um eine Berechnung der Luft-Kraftstoffverhältnisfeedbackkorrekturmenge zu berechnen.
  • 8 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, die durch die CPU, die in 1 gezeigt ist, ausgeführt wird, um einen Parameter zu bestimmen.
  • 9 ist ein Diagramm, das eine Tabelle zeigt, die durch die CPU des Steuergeräts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung referenziert wird, die das Verhältnis zwischen der Ausgangsspannung eines Luftmengenmessers und den Tabellennachschlagewerten der Einlassluftmenge festsetzt.
  • 10 ist ein Diagramm, das eine Tabelle zeigt, die durch die CPU des Steuergeräts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung referenziert wird, die das Verhältnis zwischen der Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung und den Tabellennachschlagewerten der Kraftstoffeinspritzmenge festsetzt.
  • 11 ist eine Tabelle, die das Verhältnis zwischen dem Tabellennachschlagewert der Einlassluftmenge und einem Abweichungsbetrag (Differenz zwischen dem Tabellennachschlagewert und dem wahren Wert der Einlassluftmenge) als ein Beispiel der Luftmengenmesserausgabecharakteristik zeigt, die durch das Steuergerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
  • 12 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Tabellennachschlagewert und des Abweichungsbetrags (Differenz zwischen dem Tabellennachschlagewert und dem wahren Wert der Kraftstoffmenge) als ein Beispiel der Einspritzvorrichtungskraftstoffeinspritzcharakteristik zeigt, die durch das Steuergerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 13 ist ein Ablaufdiagramm das eine Routine zeigt, die durch die CPU des Steuergeräts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, um eine Berechnung der Ventilöffnungszeit und Kraftstoffeinspritzung auszuführen.
  • 14 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, die durch die CPU des Steuergeräts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, um einen Parameter zu bestimmen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Verschiedene Ausführungsbeispiele des Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung sind nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dieses Steuergerät ist ein Einspritzvorrichtungs-Ventilöffnungszeit-Steuergerät, das die Ventilöffnungszeit einer Einspritzvorrichtung steuert, und ist ferner ein Kraftstoffeinspritzmengensteuergerät, das die Kraftstoffmenge steuert, die in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird.
  • 1 zeigt die allgemeine Gestaltung eines Systems, in dem das Steuerungsgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Viertakt-Ottomotor-Brennkraftmaschine 10 mit vier Zylindern angewandt ist. Obwohl nur ein Zylinder in 1 dargestellt ist, weisen die weiteren Zylinder die gleiche Gestaltung auf.
  • Die Brennkraftmaschine 10 weist eine Zylinderblockbaugruppe 20, die einen Zylinderblock, ein unteres Gehäuse des Zylinderblocks und eine Ölwanne und dergleichen aufweist, einen Zylinderkopf 30, der an der Zylinderblockbaugruppe 20 befestigt ist, ein Lufteinlasssystem 40 zum Zuführen eines Benzin-Gas-Gemisches zu der Zylinderblockbaugruppe 20, und ein Abgassystem 50 zum Ausstoßen von Abgas von dem Zylinderblock 20 nach außen auf.
  • Die Zylinderblockbaugruppe 20 weist einen Zylinder 21, einen Kolben 22, eine Verbindungsstange 23 und eine Kurbelwelle 24 auf. Der Kolben bewegt sich innerhalb des Zylinders 21 hin und her, wobei die Hin- und Herbewegung des Kolbens 22 über die Verbindungsstange 23 zu der Kurbelwelle 24 übertragen wird, um dadurch zu verursachen, dass sich die Kurbelwelle 24 dreht. Der Zylinder 21 und der Kopf des Kolbens 22 bilden eine Verbrennungskammer 25 gemeinsam mit dem Zylinderkopf 30 aus.
  • Der Zylinderkopf 30 weist einen Einlassanschluss 31, der mit der Verbrennungskammer 25 kommuniziert, ein Einlassventil 32, das den Einlassanschluss 31 öffnet und schließt, eine Einlassnockenwelle, die das Einlassventil 32 antreibt, eine Einheit 33 für eine variable Einlasszeitsteuerung, die den Phasenwinkel durchgehend verändert und Hubbeträge der Einlassnockenwelle verändert, ein Stellglied 33a der Einheit 33 für eine variable Einlasszeitsteuerung, einen Abgasanschluss 34, der mit der Verbrennungskammer 25 kommuniziert, ein Abgasventil 35, das den Abgasanschluss 34 öffnet und schließt, eine Abgasnockenwelle 36, die das Abgasventil 35 antreibt, eine Zündkerze 37, eine Zündvorrichtung 38, die eine Zündspule aufweist, die eine Hochspannung erzeugt, die auf die Zündkerze 37 aufgebracht wird, und eine Einspritzvorrichtung 39 auf, die einen Kraftstoff in den Einlassanschluss 31 einspritzt. Die Einspritzvorrichtung 39 ist ein normal geschlossenes elektromagnetisches Ventil, das sich nur öffnet, wenn es elektrisch angetrieben wird.
  • Das Lufteinlasssystem 40 weist eine Einlassleitung 41, die einen Einlassverteiler aufweist, der mit dem Einlassanschluss 31 kommuniziert und der einen Einlassdurchgang gemeinsam mit dem Einlassanschluss 31 ausbildet, einen Luftfilter 42, der an einem Endteil der Einlassleitung 41 vorgesehen ist, und ein Drosselventil 43 innerhalb der Einlassleitung 43 auf, das die Öffnung einer Querschnittsfläche des Einlassdurchgangs verändern kann. Das Drosselventil 43 wird innerhalb der Einlassleitung 41 durch ein Drosselventilstellglied 43a wie zum Beispiel einen DC-Motor oder dergleichen drehend angetrieben.
  • Das Abgassystem 50 weist einen Abgasverteiler 51, der mit dem Abgasanschluss 34, eine Abgasleitung 52, die mit dem Abgasverteiler 51 verbunden ist, einen stromaufwärtigen Katalysator (Dreiwegekatalysator) 53, der in der Abgasleitung 53 angeordnet ist, und einen stromabwärtigen Katalysator (Dreiwegekatalysator) 54 auf, der in der Abgasleitung 52 stromabwärtiger von dem stromaufwärtigen Katalysator 53 angeordnet ist. Der Abgasanschluss 34, der Abgasverteiler 51 und die Abgasleitung 52 bilden den Abgasdurchgang aus.
  • Dieses System weist ferner einen Luftmengenmesser 61 einer Heißdrahtbauart, einen Lufteinlasstemperatursensor 62, einen Drosselpositionssensor 63, einen Nockenpositionssensor 64, einen Kurbelwellenpositionssensor 65, einen Wassertemperatursensor 66, einen Luft-Kraftstoffverhältnissensor 67, einen Sauerstoffkonzentrationssensor 68 und einen Gaspedalöffnungssensor 69 auf.
  • Der Luftmengenmesser 61 gibt ein Signal (eine Ausgangsspannung Vg) ansprechend auf den Massenstrom (eine Einlassluftmenge) G1 (g/s) der Einlassluft aus, die innerhalb der Einlassleitung 41 strömt. Der Lufteinlasstemperatursensor 62 erfasst die Temperatur des Lufteinlasses und gibt ein Signal aus, dass die Lufteinlasstemperatur THA darstellt. Der Drosselpositionssensor 63 erfasst die Öffnung (Drosselventilöffnung) des Drosselventils 43 und gibt ein Signal aus, das die Drosselventilöffnung TA darstellt.
  • Der Nockenpositionssensor 64 erzeugt ein Signal (G2 Signal), das einen Impuls für jede 90°-Drehung der Einlassnockenwelle aufweist (das heißt jedes Mal, wenn sich die Kurbelwelle 24 um 180° dreht). Der Kurbelwellenpositionssensor 65 gibt ein Signal aus, das einen kleinen Impuls für jede 10°-Drehung der Kurbelwelle 24 aufweist und einen großen Impuls für jede 360°-Drehung der Kurbelwelle 24 aufweist. Dieses Signal stellt die Verbrennungsmotordrehzahl NE (Umdrehung pro Minute) dar. Der Wassertemperatursensor 66 erfasst die Temperatur des Kühlwassers in der Brennkraftmaschine und gibt ein Signal aus, dass die Kühlwassertemperatur THW darstellt.
  • Der Luft-Kraftstoffverhältnissensor 67 ist innerhalb des Abgasdurchgangs an der stromaufwärtigen Seite von dem stromaufwärtigen Katalysator 53 angeordnet. Der Luft-Kraftstoffverhältnissensor 67 ist zum Beispiel ein „Sauerstoffkonzentrationssensor einer Grenzstrombauart" (engl. limit-current type"), der das Luft-Kraftstoffverhältnis des Abgases erfasst, das in dem stromaufwärtigen Katalysator 53 strömt, und, wie in 2 gezeigt ist, der ein Signal vabyfs ausgibt, das ansprechend auf das erfasste Luft-Kraftstoffverhältnis (erfasste Luft- Kraftstoffverhältnis abyfs, Abgasluft-Kraftstoffverhältnis) ist.
  • Der Sauerstoffkonzentrationssensor 68 ist innerhalb des Abgasdurchgangs an einer Position angeordnet, die stromabwärtig von dem stromaufwärtigen Katalysator 53 ist und stromaufwärtig von dem stromabwärtigen Katalysator 54 ist. Der Sauerstoffkonzentrationssensor 68 ist zum Beispiel ein Sensor einer soliden elektrolytischen Bauart (ein bekannter Sauerstoffsensor einer dichten Zellenbauart, der stabilisiertes Zirkonoxid verwendet). Wie in 3 gezeigt ist, gibt der Sauerstoffkonzentrationssensor 68 einen maximalen Ausgabewert max und einen minimalen Ausgabewert min aus, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis des Abgases fetter bzw. magerer ist als das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis und gibt einen Wert (Mittelwert) med aus, der im Wesentlichen an der Mitte zwischen dem maximalen Ausgabewert max und dem minimalen Ausgabewert min ist, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis ist.
  • Der Gaspedalöffnungssensor 69 gibt ein Signal aus, dass die Betätigungsmenge Accp des Gaspedals 71 darstellt, dass durch den Fahrer betätigt wird.
  • Die elektrische Steuereinheit 80 ist ein Mikrorechner, der aus derartigen Elementen wie zum Beispiel einer CPU 81, einem ROM 82, in dem vorher ein Programm gespeichert wurde, das durch die CPU 81 ausgeführt wird, und ebenfalls eine Tabelle (ein Kennfeld, eine Funktion) und Konstanten gespeichert wurden, ein RAM 83, in dem vorübergehend Daten gespeichert werden, falls sie durch die CPU 81 angefordert sind, ein Backup RAM 84, das Daten speichert, wenn die Energiezufuhr eingeschalten ist, und das ferner gespeicherte Daten behält, wenn die Energiezufuhr ausgeschalten ist, und eine Schnittstelle 85 ausgebildet ist, die einen A/D Umwandler aufweist. Diese Elemente sind über einen Bus gemeinsam verbunden.
  • Die Schnittstelle 85 ist mit den Sensoren 61 bis 69 verbunden, führt Signalausgaben von den Sensoren 61 bis 69 zu der CPU 81 zu und sendet in Erwiderung auf eine Anweisung von der CPU 81 Antriebssignale zu dem Stellglied 33a der Einheit 33 einer variablen Einlasszeitsteuerung, der Zündvorrichtung 38, der Einspritzvorrichtung 39 und dem Drosselventilstellglied 43a.
  • Nachstehend ist das Verfahren zum Bestimmen der Ventilöffnungszeit (angetriebene Zeit) τ der Einspritzvorrichtung 39 durch das Steuergerät, das wie vorstehend beschrieben gestaltet ist (nachstehend manchmal „Gerät" genannt) im Allgemeinen beschrieben. Die Charakteristik der Einlassluftmenge Ga mit Bezug auf die Ausgangsspannung Vg von dem Luftmengenmesser 61 ist im Allgemeinen bekannt, um mit relativ guter Genauigkeit mittels eines Polynoms zweiter Ordnung in der Ausgangsspannung Vg angenähert zu werden.
  • Wie in 4 gezeigt ist, wird daher die Einlassluftmenge Ga durch die nachstehende Gleichung (1) angenähert, die ein Polynom zweiter Ordnung in der Ausgangsspannung Vg von dem Luftmengenmesser 61 ist, das die ersten Parametern a1, b1 und c1 verwendet. Daher wird die (wahre) Einlassluftmenge Ga auf der Grundlage der Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 und dieser Gleichung (1) ermittelt. Ga = a1·Vg + b1·Vg + c1 (1)
  • Die Gleichung (1) ist ein Beispiel der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 in der Form einer Näherungsgleichung, die die Charakteristik der Einlassluftmenge Ga in Bezug auf die Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 darstellt. Wie durch die gestrichelten Linien in 4 gezeigt ist, wird die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61, die durch die Gleichung (1) dargestellt ist, durch die ersten Parameter a1, b1 und c1 eingestellt.
  • Wenn die Einlassluftmenge Ga erhalten ist, wird die Luftmenge, die in die Verbrennungskammer 25 (Einlassluftmenge Mc im Zylinder) während des Einlasshubs eingebracht wird, von dieser Einlassluftmenge Ga und der Verbrennungsmotordrehzahl NE bestimmt. Die Kraftstoffmenge, die von der Einspritzvorrichtung 39 eingespritzt werden soll (Kraftstoffeinspritzmenge Fi), um das Luft-Kraftstoffverhältnis übereinstimmend mit dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr zu machen (normalerweise das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis), wird auf der Grundlage dieser Einlassluftmenge Mc im Zylinder bestimmt.
  • Die Charakteristik der Kraftstoffeinspritzmenge Fi in Bezug auf die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 ist bekannt, um im Allgemeinen mit einer relativ guten Genauigkeit durch ein erstes Polynom erster Ordnung in der Ventilöffnungszeit τ angenähert zu werden. Wie in 5 gezeigt ist, wird daher die Kraftstoffeinspritzmenge Fi durch eine nachstehende Gleichung (2) angenähert, die ein Polynom erster Ordnung in der Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 ist, das die zweiten Parametern a2 und b2 verwendet. Somit wird die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 auf der Grundlage der Kraftstoffeinspritzmenge Fi, die wie vorstehend beschrieben bestimmt wird, und der Gleichung (2) bestimmt. In der Gleichung (2) ist K ein Koeffizient (eine Konstante), um die Einheiten von einer „Zeit" zu einer „Masse" umzuwandeln. Fi = (a2·τ + b2)·K (2)
  • Die Gleichung (2) ist ein Beispiel der Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 in der Form einer Näherungsgleichung die die Charakteristik der Kraftstoffeinspritzmenge Fi mit Bezug auf die Ventilöffnungszeiten τ der Einspritzvorrichtung 39 darstellt. Wie durch die gestrichelten Linien in 5 gezeigt ist, wird die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39, die durch die Gleichung (2) dargestellt ist, durch die zweiten Parameter a2 und b2 eingestellt.
  • Nach dieser Art des Ablaufs bestimmt das Gerät die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39, um die Kraftstoffeinspritzmenge Fi eines Kraftstoffs von der Einspritzvorrichtung 39 einzuspritzen. Zusätzlich bestimmt und aktualisiert das Gerät die ersten Parameter a1, b2 und c3 und die zweiten Parameter a2 und b2 in jedem vorgeschriebenen Zeitbetrag, was nachstehend beschrieben ist, so dass das Luft-Kraftstoffverhältnis sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr nähert. Dies ist die allgemeine Beschreibung des Verfahrens, bei dem das Gerät die Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung 39 bestimmt.
  • Nachstehend ist der ausführliche Betrieb des Geräts, das wie vorstehend beschrieben gestaltet ist, mit Bezug auf 6 bis 8 beschrieben, in denen Ablaufdiagramme der Routinen (Programme) gezeigt sind, die durch die CPU 81 des elektrischen Steuergeräts 80 ausgeführt werden.
  • Die CPU 81 führt die Routine aus, die in 6 gezeigt ist, in der die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 berechnet und eine Kraftstoffeinspritzanweisung erteilt wird, wobei die Ausführung jedes Mal wiederholt wird, wenn der Kurbelwinkel für einen vorgeschriebenen Zylinder einen vorgeschriebenen Kurbelwinkel vor dem oberen Todpunkt (zum Beispiel BTDC 90° CA) erreicht. Daher beginnt, wenn der Kurbelwinkel für einen vorgeschriebenen Zylinder diesen vorgeschriebenen Kurbelwinkel erreicht, die CPU 81 einen Ablauf von Schritt 600 und schreitet zu Schritt 605 voran, in dem die Einlassluftmenge Ga auf der Grundlage einer Ausgangsspannung Vg des derzeitigen Luftmengenmessers 61 und der Gleichung (1) bestimmt wird. Dieser Schritt 605 ist ein Beispiel einer Luftmengenmessernäherungseinrichtung.
  • Dann schreitet die CPU 81 zu Schritt 610 voran, in dem die Einlassluftmenge Mc im Zylinder auf der Grundlage der Einlassluftmenge Ga, die wie vorstehend beschrieben bestimmt wird, der Verbrennungsmotordrehzahl NE (Umdrehung pro Minute) zu dem derzeitigen Zeitpunkt und der Gleichung bestimmt wird, die in Schritt 610 gezeigt ist. Die Gleichung, die in Schritt 610 gezeigt ist, ist eine Gleichung, die die Einlassluftmenge Ga in die Einlassluftmenge Mc im Zylinder einer Viertaktbrennkraftmaschine mit vier Zylindern umwandelt, in der die Zylinder durch den Einlasshub jedes Mal um eine halbe Drehung der Kurbelwelle 24 verschoben werden. Die Einlassluftmenge Mc im Zylinder wird in dem RAM 83 in Verbindung mit einem Einlasshub jedes Zylinders gespeichert.
  • Die CPU 81 schreitet dann zu Schritt 615 voran, in dem die Einlassluftmenge Mc im Zylinder, die wie vorstehend beschrieben bestimmt wird, durch das Soll-Luft- Kraftstoffverhältnis abyfr geteilt wird, um die Grundkraftstoffeinspritzmenge Fbase zu bestimmen, die die Kraftstoffmenge ist, um zu verursachen, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis mit dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis übereinstimmt. Dann wird in Schritt 620 die Kraftstoffeinspritzmenge Fi auf einen Wert festgelegt, der durch Addieren der Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturmenge DFi mit der Grundkraftstoffeinspritzmenge Fbase erhalten wird, die wie vorstehend beschrieben bestimmt wird.
  • Die CPU 81 schreitet dann zu Schritt 625 voran, in dem die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 auf der Grundlage der Kraftstoffeinspritzmenge Fi, die wie vorstehend beschrieben festgelegt wird, und der Gleichung bestimmt wird, die in Schritt 625 gezeigt ist. Die in Schritt 625 gezeigte Gleichung ist eine Gleichung, die die Gleichung (2) für die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 löst. Dann schreitet in Schritt 630 nach Erteilen einer Anweisung an die Einspritzvorrichtung 39 des vorgeschriebenen Zylinders, das Ventil für genau den Betrag einer Ventilöffnungszeit τ zu einer vorgeschriebenen Kraftstoffeinspritzstartzeit zu öffnen, der Ablauf zu Schritt 695 voran, in dem die Routine vorübergehend beendet wird. Somit wird die Kraftstoffeinspritzmenge Fi, die durch Feedback korrigiert wird, in die Zylinder eingespritzt, die sich in dem Einlasshub befinden. In diesem Fall ist Schritt 625 ein Beispiel einer Einspritznäherungseinrichtung und einer Ventilöffnungszeitbestimmungseinrichtung. Diese Routine wird, wie vorstehend beschrieben ist, in der gleichen Art und Weise für die weiteren Zylinder ausgeführt.
  • Nachstehend ist die Berechnung der vorstehend beschriebenen Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturmenge DFi beschrieben. Die CPU 81 wiederholt eine Ausführung der Routine, die in 7 gezeigt ist, jedes Mal wenn ein vorbestimmter Zeitbetrag abläuft. Das heißt, wenn eine vorgeschriebene Zeit erreicht wird, beginnt die CPU 81 in Schritt 700 einen Ablauf und schreitet zu Schritt 705 voran, in dem eine Beurteilung gemacht wird, ob ein Feedbacksteuerungszustand erfüllt oder nicht erfüllt ist. Der Feedbacksteuerungszustand kann erfüllt sein, wenn zum Beispiel die Kühlwassertemperatur THW des Verbrennungsmotors, die durch den Wassertemperatursensor 66 erfasst wird, zumindest eine vorgeschriebene Temperatur ist, die Einlassluftmenge (Last) für jede Drehung des Verbrennungsmotors größer als ein vorgeschriebener Wert ist, der Luft-Kraftstoffverhältnissensor 67 in einem aktiven (erregten) Zustand ist, und auch wenn der Datenauszugszustand nicht besteht, wie nachstehend beschrieben ist.
  • Für den Fall, in dem der Datenauszugszustand, der nachstehend beschrieben ist, nicht besteht, und in dem der Feedbacksteuerungszustand nicht besteht, macht in Schritt 705 die CPU 81 die Beurteilung „ja" und schreitet zu Schritt 710 voran, in dem das Luft-Kraftstoffverhältnis (nachstehend als „erfasstes Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs" bezeichnet) stromaufwärtig des stromaufwärtigen Katalysators 53 zu dem derzeitigen Zeitpunkt auf der Grundlage der derzeitigen Ausgabe vabyfs von dem Luft-Kraftstoffverhältnissensor 67 und dem Kennfeld bestimmt wird, das in 2 gezeigt ist.
  • Dann schreitet die CPU 81 zu Schritt 715 voran, in dem die Kraftstoffzufuhrmenge Fc (k-N) im Zylinder bei N-Hüben vor dem derzeitigen Zeitpunkt durch Dividieren der Einlassluftmenge Mc (k-N) eines Zylinders, die in dem Einlasshub N-Hübe vor dem derzeitigen Zeitpunkt war, durch das vorstehend beschriebene, erfasste Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs bestimmt wird.
  • Der Wert von N ist ein Wert, der sich abhängig von zum Beispiel der Menge eines Abgases einer Brennkraftmaschine und dem Abstand von der Verdichtungskammer 25 zu dem Luft-Kraftstoffverhältnissensor 67 verändert.
  • Die Kraftstoffzufuhrmenge Fc (k-N) im Zylinder für N-Hübe vor dem derzeitigen Zeitpunkt wird durch Dividieren der Einlassluftmenge Mc (k-N) im Zylinder für N-Hübe vorher durch das erfasste Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs bestimmt, da ein Zeitbetrag, der zu N-Hüben korrespondiert, erforderlich ist, während das Gasgemisch, das in der Verbrennungskammer 25 verbrannt wird, den Luft-Kraftstoffverhältnissensor 67 erreicht.
  • Die CPU 81 schreitet dann zu Schritt 720 voran, in dem die Soll-Kraftstoffzufuhrmenge Fcr (k-N) im Zylinder bei N-Hüben vor dem derzeitigen Zeitpunkt durch Dividieren der Einlassluftmenge Mc (k-N) bei N-Hüben vor dem derzeitigen Zeitpunkt durch das Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr (k-N) (in diesem Beispiel das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis) bei N-Hüben vor dem derzeitigen Zeitpunkt bestimmt wird.
  • Die CPU 81 schreitet dann zu Schritt 725 voran, in dem die Abweichung DFc der Kraftstoffzufuhrmenge im Zylinder auf einen Wert festgelegt wird, der durch Subtrahieren der Kraftstoffzufuhrmenge Fc (k-N) von der Soll-Kraftstoffzufuhrmenge Fcr (k-N) erhalten wird. Das heißt, der Abweichungsbetrag DFc der Kraftstoffzufuhrmenge im Zylinder stellt den Überschuss oder Mangel des Kraftstoffs, der innerhalb des Zylinders zugeführt wird, zu dem Zeitpunkt N-Hübe vorher dar. Die CPU 81 schreitet dann zu Schritt 730 voran, in dem die Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturmenge DFi durch eine nachstehende Gleichung (3) bestimmt wird. DFi = (Gp·DFc + Gi·SDFc)·KFB (3)
  • In der Gleichung (3) ist Gp eine proportionale Verstärkung, die vorher festgelegt wird, und Gi ist eine integrale Verstärkung, die vorher festgelegt wird. In dem Fall der Gleichung (3) wird der Koeffizient KFB „1". Jedoch ist es möglich, diesen Wert auf Grund von der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Einlassluftmenge Mc im Zylinder und dergleichen zu verändern. Der Wert SDFc ist der integrierte Wert einer Abweichung DFc der Kraftstoffzufuhrmenge im Zylinder, wobei diese in dem nachfolgenden Schritt 735 aktualisiert wird.
  • Das heißt, in Schritt 735 addiert die CPU 81 die Abweichung DFc der Kraftstoffzufuhrmenge im Zylinder, die in Schritt 725 bestimmt wird, zu dem derzeitigen integrierten Wert SDFc der Abweichung DFc der Kraftstoffzufuhrmenge im Zylinder, und legt diese als den neuen integrierten Wert SDFc der Abweichung DFc der Kraftstoffzufuhrmenge im Zylinder fest, wobei danach diese Routine vorübergehend in Schritt 795 beendet wird.
  • Somit wird die Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturmenge DFi durch eine proportional integrale Steuerung bestimmt, und diese Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturmenge DFi wird in der Einspritzventilöffnungszeit τ (das heißt der Kraftstoffeinspritzmenge Fi) durch Schritt 620 und Schritt 625 von 6 wiedergegeben, wie vorstehend beschrieben ist. Als Ergebnis wird verursacht, da ein Überschuss oder ein Mangel in dem Kraftstoffbetrag, der N-Hübe vor dem derzeitigen Zeitpunkt zugeführt wird, kompensiert wird, dass der Durchschnittswert des Luft-Kraftstoffverhältnisses (und daher das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gases, das in den stromaufwärtigen Katalysator 53 einströmt) im Wesentlichen mit dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr (dem theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnis) übereinstimmt.
  • Wenn zum Beispiel der Datenauszugszustand besteht, der nachstehend beschrieben ist, das heißt, wenn der Feedbacksteuerungszustand in der Beurteilung nicht besteht, die in Schritt 605 gemacht wird, beurteilt die CPU 81 in Schritt 705 mit „Nein" und schreitet zu Schritt 740 voran, in dem der Wert der Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturmenge DFi auf null festgelegt wird. Dann wird in Schritt 745 als Vorbereitung für das anschließende erneute Starten einer Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbacksteuerung, der integrierte Wert SDFc der Kraftstoffzufuhrmengenabweichung im Zylinder auf null gesetzt, nachdem der Ablauf zu Schritt 795 voranschreitet, in dem die Routine vorübergehend beendet wird. Auf diese Art und Weise wird, wenn der Feedbacksteuerungszustand nicht besteht, die Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturmenge DFi auf null festgelegt, und ein Luft-Kraftstoffverhältnis (Grundkraftstoffeinspritzmenge Fbase) wird nicht korrigiert.
  • Nachstehend ist die Bestimmung der ersten und zweiten Parameter beschrieben. Die CPU 81 führt wiederholt die Routine aus, die in 8 gezeigt ist, jedes Mal wenn ein vorgeschriebener Zeitbetrag abläuft. Das heißt, wenn eine vorgeschriebene Zeit erreicht wird, beginnt die CPU 81 einen Ablauf in Schritt 800 und schreitet zu Schritt 805 voran, in dem eine Beurteilung gemacht wird, ob der Datenauszugszustand besteht oder nicht besteht. Wenn die Beurteilung „Nein" ist, schreitet der Ablauf unverzüglich zu Schritt 895 voran, in dem die Routine vorübergehend beendet wird.
  • Der Datenauszugszustand ist ein Zustand, um die kombinierten Daten der Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 31, der Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39, das berechnete Luft-Kraftstoffverhältnis abyfc, das nachstehend beschrieben ist, und das berechnete Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs zu ermitteln, das verwendet wird, um die ersten und zweiten Parameter a1, b1, c1, a2 und b2 zu bestimmen. Der Datenauszugszustand besteht zum Beispiel, wenn der Zustand in dem die Schwankungsspanne der Verbrennungsmotordrehzahl NE kleiner als ein vorgeschriebener Wert ist und die Schwankungsspanne des Gaspedalbetätigungsbetrags ACCD kleiner als ein vorgeschriebener Wert ist, der zumindest einen vorgeschriebenen Zeitbetrag fortdauert (der Zustand, der beurteilt wird, um in einem stationären Betrieb zu sein), und auch wenn zumindest ein vorgeschriebener Zeitbetrag von der Bestimmung der ersten und zweiten Parameter zu dem vorangegangenen Zeit punkt) abgelaufen war (zu dem Zeitpunkt, in dem Schritt 850 ausgeführt wird, der nachstehend beschrieben ist).
  • Wenn wir die Beschreibung mit der Annahme weiterführen, dass eine Veränderung von dem Zustand, in dem der Datenauszugszustand nicht besteht, zu dem Zustand, in dem dieser besteht, macht die CPU 81 die Beurteilung „Ja" in Schritt 805 und schreitet zu Schritt 810 voran, in dem der Zählerwert N um eins erhöht wird. Der Zählerwert N ist die Anzahl von Erfassungen der kombinierten Daten. Da der Zählerwert N auf null in Schritt 855 gesetzt ist, der nachstehend beschrieben ist, wird in diesem Punkt die vorherige Bestimmung der ersten und zweiten Parameter gemacht, wobei zu diesem Zeitpunkt der Zählerwert N eins ist.
  • Dann schreitet die CPU 81 zu Schritt 815 voran, in dem ein Ablauf ausgeführt wird, der ähnlich zu dem früheren Schritt 605 ist, und in dem die Einlassluftmenge Gac (nachstehend als „berechnete Einlassluftmenge" bezeichnet) zur Berechnung eines berechneten Luft-Kraftstoffverhältnisses auf der Grundlage der derzeitigen Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 und der vorstehend beschriebenen Gleichung (1) bestimmt wird. Dann schreitet die CPU 81 zu Schritt 820 voran, in dem ein Ablauf ausgeführt wird, der ähnlich zu dem früheren Schritt 610 ist, und in dem die Einlassluftmenge Mcc (nachstehend als „berechnete Einlassluftmenge im Zylinder" bezeichnet) zur Berechnung des berechneten Luft-Kraftstoffverhältnisses auf der Grundlage der berechneten Einlassluftmenge Gac, der derzeitigen Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Gleichung bestimmt, die in Schritt 820 gezeigt ist.
  • Dann schreitet die CPU 81 zu schritt 825 voran und bestimmt die Kraftstoffeinspritzmenge Fic (nachstehend als „berechnete Kraftstoffeinspritzmenge" bezeichnet) zur Berechnung des berechneten Luft-Kraftstoffverhältnisses auf der Grundlage der letzten Einspritzvorrichtungsventilöffnungszeit τ, die vorher in Schritt 625 bestimmt wurde, und der Gleichung (2). Die CPU 81 schreitet dann zu Schritt 830 voran, in dem das berechnete Luft-Kraftstoffverhältnis abyfc durch Dividieren der berechneten Einlassluftmenge Mcc im Zylinder durch das berechnete Luft-Kraftstoffverhältnis Fic bestimmt wird.
  • In einem derartigen Fall, in dem der Datenauszugszustand besteht, da der vorstehend beschriebene Feedbacksteuerungszustand nicht besteht, ist die Beurteilung in dem früheren Schritt 705 „Nein", und die Luft-Kraftstoffverhältnis-Feedbackkorrekturmenge DFi wird auf null gehalten. Auf diese Art und Weise wird die Kraftstoffeinspritzmenge Fi, die früher in Schritt 620 festgelegt wurde, gleich mit der Grundkraftstoffeinspritzmenge Fbase festgelegt. Daher wird die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39, die vorher in Schritt 625 bestimmt wird (und daher in Schritt 825 verwendet wird), als die Zeit festgelegt, um eine Kraftstoffmenge einzuspritzen, die die Grundkraftstoffeinspritzmenge Fbase ist. Es kann aus dem Vorstehenden leicht und aus einem Vergleich von Schritt 610 und Schritt 830 verstanden werden, dass das berechnete Luft-Kraftstoffverhältnis abyfc, das in Schritt 830 bestimmt wird, mit dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr übereinstimmen sollte, das in dem früheren Schritt 615 verwendet wird.
  • Dann schreitet die CPU 81 zu Schritt 835 voran, in dem ähnlich zu dem früheren Schritt 710 das erfasste Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs zu dem derzeitigen Zeitpunkt aus der derzeitigen Ausgabe vabyfs des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 67 bestimmt wird. Die CPU 81 schreitet dann zu Schritt 840 voran, in dem die ersten kombinierten Daten ermittelt werden.
  • Insbesondere ermittelt und speichert die CPU 81 den Wert der Ausgangsspannung Vg von dem Luftmengenmesser 61, der in Schritt 815 verwendet wird, als die Ausgangsspannungsdaten Vg (N), den Wert der Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39, die in Schritt 825 verwendet wird, als die Ventilöffnungszeitdaten τ(N), den Wert des berechneten Luft-Kraftstoffverhältnisses abyfc (ungefähr das Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr), das in Schritt 830 berechnet wird, als die berechneten Luft- Kraftstoffverhältnisdaten abyfc(N), und den Wert des erfassten Luft-Kraftstoffverhältnisses abyfs, das in Schritt 835 bestimmt wird, als die erfassten Luft-Kraftstoffverhältnisdaten abyfs(N). Da zu dem derzeitigen Zeitpunkt der Zählerwert N eins („1") ist, sind die Daten in Ausgangsspannungsdaten Vg(1), Ventilöffnungszeitdaten τ(1), berechnete Luft-Kraftstoffverhältnisdaten abyfc(1) und erfasste Luft-Kraftstoffverhältnisdaten abyfs(1) jeweils gespeichert.
  • Dann schreitet die CPU 81 zu Schritt 845 voran, in dem eine Beurteilung gemacht wird, ob der Wert eines Zählers N gleich mit dem Referenzwert Nref ist. Somit wird eine Beurteilung gemacht, ob die Anzahl von Erfassungen von kombinierten Daten die Referenzwertanzahl Nref erreicht hat oder nicht. Da zu dem derzeitigen Zeitpunkt der Zählerwert N eins ist, und da dieser noch nicht den Referenzwert Nref erreicht hat, macht die CPU 81 die Beurteilung „Nein" in Schritt 845 und schreitet unmittelbar zu Schritt 895 voran, in dem diese Routine vorübergehend beendet wird.
  • Danach wird, solange der Datenauszugszustand nicht besteht und solange der Zählerwert N, der in Schritt 810 jedes Mal um 1 erhöht wird, nicht den Referenzwert Nref erreicht hat, der Ablauf der Schritte 810 bis 845 wiederholt ausgeführt. Als Ergebnis legt N Vg(N), τ(N), abyfc(N) und abyfs(N) fest, die die kombinierten Daten sind, und die nacheinander ermittelt und gespeichert werden.
  • Wenn der Zählerwert N den Referenzwert Nref erreicht (das heißt, wenn die Anzahl von Erfassungen von kombinierten Daten den Referenzwert Nref erreicht), schreitet die CPU 81 zu Schritt 845 voran, in dem die Beurteilung „Ja" gemacht wird, wobei in diesem Punkt der Ablauf zu Schritt 850 voranschreitet, in dem die Nref-kombinierten Daten, die wie vorstehend beschrieben ermittelt und gespeichert werden, verwendet werden, um eine bekannte Methode der kleinsten Quadrate auf die Differenz zwischen dem erfassten Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs und dem berechneten Luft-Kraftstoffverhältnis abyfc (ungefähr das Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr) anzuwenden, um die ersten Parameter a1, b1 und c1 und die zweiten Parameter a2 und b2 zu bestimmen und zu aktualisieren.
  • Somit werden die Werte von a1, b1, c1, a2 und b2 bestimmt und aktualisiert, so dass die Summe der Quadrate von {abyfc(M) – abyfs(M)} (wobei M = 1, ... Nref) minimiert wird. Mit anderen Worten werden die Werte a1, b1, c1, a2 und b2 so bestimmt, dass das erfasste Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs (und daher das Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr des Gasgemisches, das zu dem Verbrennungsmotor zugeführt wird) sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert. Die CPU 81 schreitet dann zu Schritt 855 voran, in dem der Zählerwert N auf null als Vorbereitung für die nächste Ausführung der Bestimmung der ersten und der zweiten Parameter bereinigt (festgesetzt) wird, nachdem dieser Prozess zu Schritt 895 voranschreitet, in dem diese Routine vorübergehend beendet wird.
  • Auf diese Art und Weise werden dann, jedes Mal wenn die Beurteilung in Schritt 845 „Ja" ist, was jedes Mal bedeutet, dass die Anzahl von Erfassungen von kombinierten Daten den Referenzwert Nref erreicht wird, die Werte von a1, b1, c1, a2 und b2 in Schritt 850 bestimmt und aktualisiert, so dass das Luft-Kraftstoffverhältnis sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr nähert. Dieser Schritt 850 kann als ein Beispiel einer Parameterbestimmungseinrichtung und Festlegungseinrichtung betrachtet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wird gemäß dem Steuergerät des ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Einlassluftmengencharakteristik mit Bezug auf die Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 als die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 mittels eines Polynoms zweiten Grades in der Ausgangsspannung Vg angenähert, das die Parameter a1, b1 und c1 verwendet, und welches durch die Gleichung (1) (Ga = a1·Vg2 + b1·Vg + c1 bezogen auf Schritt 605) dargestellt ist. Die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61, die auf diese Art und Weise angenähert wird, wird durch die Parameter a1, b1 und c1 eingestellt.
  • Auf die gleiche Art und Weise wird die Kraftstoffeinspritzmengencharakteristik mit Bezug auf die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 als die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 mittels eines Polynoms erster Ordnung in der Ventilöffnungszeit τ angenähert, das die Parameter a2 und b2 verwendet, und welches durch die Gleichung (2) (Fi = (a2·τ + b2)·K bezogen auf Schritt 625) dargestellt ist. Die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 die auf diese Weise angenähert wird, wird durch die Parameter a2 und b2 eingestellt.
  • Zu jeder vorgeschriebenen Zeit (punkt) (zu jeder Zeit wenn eine „Ja"-Beurteilung in Schritt 845 gemacht wird) werden die Parameter a1, b1, c1, a2 und b2 bestimmt und aktualisiert, so dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr nähert. Somit werden nach der vorstehenden Bestimmung, selbst wenn die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 und die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 sich alterungsbedingt oder dergleichen verändern, so dass es eine Abweichung in dem Luft-Kraftstoffverhältnis von dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis gibt, die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 (bezogen auf Schritt 605) und die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 (bezogen auf Schritt 625) durch die derzeitige Bestimmung so eingestellt, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr nähert. Das heißt, die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39, die auf der Grundlage von diesen Charakteristika bestimmt wird (das heißt, der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge; bezogen auf Schritt 625), wird so eingestellt, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr nähert. Die Abweichung in dem Luft-Kraftstoffverhältnis von dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr, die durch den vorstehend beschriebenen „Luftmengenmesser- und Einspritzvorrichtungsfehler" verursacht wird, kann daher unterdrückt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel beschränkt, und es ist möglich weitere Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung durchzuführen. Zum Beispiel ist es, obwohl in dem ersten Ausführungsbeispiel die Methode der kleinsten Quadrate auf die Differenz zwischen dem erfassten Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs und dem berechneten Luft-Kraftstoffverhältnis abyfc angewandt wird, um die Parameter a1, b1, c1, a2 und b2 zu bestimmen und zu aktualisieren, unter Beachtung, wie vorstehend erwähnt ist, dass das berechnete Luft-Kraftstoffverhältnis abyfc als der gleiche Wert oder ein Wert berechnet wird, der äußerst nah zu dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr ist, alternativ möglich, das Verfahren der kleinsten Quadrate auf die Differenz zwischen dem erfassten Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs und dem Soll-Luft- Kraftstoffverhältnis abyfr anzuwenden, um die Parameter a1, b1, c1, a2 und b2 zu bestimmen und zu aktualisieren. In diesem Fall ist es möglich, die Schritte 815 bis 830 von 8 wegzulassen, die erforderlich sind, um das berechnete Luft-Kraftstoffverhältnis abyfc zu berechnen.
  • Außerdem kann obwohl in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Polynom zweiter Ordnung in der Ausgangsspannung Vg verwendet wird, um die Einlassluftmengencharakteristik mit Bezug auf die Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 als die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 anzunähern, ein Polynom dritter Ordnung oder höherer Ordnung in der Ausgangsspannung Vg verwendet werden, um die Näherung auszuführen. In der gleichen Art und Weise kann, obwohl ein Polynom erster Ordnung in der Ventilöffnungszeit τ verwendet wird, um die Kraftstoffeinspritzmengencharakteristik in Bezug auf die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 als die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 anzunähern, ein Polynom zweiter Ordnung oder höherer Ordnung in der Ventilöffnungszeit τ alternativ verwendet werden, um die Näherung auszuführen.
  • Auf diese Art und Weise ist es möglich, je höher die Ordnung der verwendeten Polynome ist, desto kleiner kann der Fehler in der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 und der Fehler der Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 gemacht werden. Jedoch gibt es eine Tendenz, dass je höher die Ordnung der Polynome ist, desto höher ist die Anzahl von zu bestimmenden Parametern, und desto höher ist die Berechnungslast der CPU 81. Somit sollte bei der Ordnung des Polynoms, das verwendet wird, um die Luftmengenmesserausgabecharakteristik anzunähern, und die Ordnung des Polynoms, das verwendet wird, um die Einspritzvorrichtungskraftstoffeinspritzcharakteristik anzunähern, diese beiden Punkte in Betracht gezogen werden.
  • Nachstehend ist ein Steuergerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel darin, dass es eine Tabelle MapGa0 aufweist (bezogen auf 9), die ein vorher festgesetztes Verhältnis zwischen der Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 und der Einlassluftmenge (nachstehend als „Tabellennachschlagewert Ga0" bezeichnet, der die Referenzeinlassluftmenge ist), und eine Tabelle MapFi0 (bezogen auf 10) aufweist, die ein vorher festgesetztes Verhältnis zwischen der Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 und der Kraftstoffeinspritzmenge definiert (nachstehend als „Tabellennachschlagewert Fi0" bezeichnet, der die Referenzkraftstoffeinspritzmenge ist). Diese Tabellen MaGa0 und MapFi0 werden vorher mittels Experimenten oder Simulationen oder dergleichen mit einem Grundluftmengenmesser (Masterluftmengenmesser) 61 und einer Grundeinspritzvorrichtung (Mastereinspritzvorrichtung) 39 abgestimmt und erzeugt.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich ferner von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass, wie in 11 gezeigt ist, die Charakteristik des Abweichungsbetrags von „(Ga–Ga0) des Tabellennachschlagewerts Ga0 mit Bezug auf die wahre Einlassluftmenge Ga" (nachstehend als „Abweichungsbetrag ΔGa" bezeichnet) mit Bezug auf den Tabellennachschlagewert Ga0 als die Luftmengenmesserausgabecharakteristik angenähert wird, und dass, wie in 12 gezeigt ist, die Charakteristik des Abweichungsbetrags von „(Fi–Fi0) des Tabellennachschlagewerts Fi0 mit Bezug auf die wahre Kraftstoffeinspritzmenge Fi" (nachstehend als „Abweichungsbetrags ΔFi" bezeichnet) mit Bezug auf den Tabellennachschlagewert Fi0 als die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 angenähert wird.
  • Wie in 11 gezeigt ist, ist der Abweichungsbetrag ΔGa ein Polynom erster Ordnung in dem Tabellennachschlagewert Ga0 mit ersten Parametern a3 und b3 als Koeffizienten, wobei diese in Übereinstimmung mit einer nachstehenden Gleichung (4) angenähert wird. Das heißt für den Fall, in dem die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 eine Abweichung mit Bezug auf die Ausgabecharakteristik eines Masters wegen individueller bzw. altersbedingter Differenzen oder dergleichen auftritt, wobei in diesem Fall dies auf der Grundlage der Tatsache basiert, dass die Charakteristik des Abweichungsbetrags ΔGa mit Bezug auf den Tabellennachschlagewert Ga0 mit relativ guter Genauigkeit mittels eines Polynoms erster Ordnung in dem Tabellennachschlagewert Ga0 angenähert wird. ΔGa = a3·Ga0 + b3 (4)
  • Die Gleichung (4) ist eine Näherungsgleichung, die die Charakteristik des Abweichungsbetrags ΔGa mit Bezug auf den Tabellennachschlagewert Ga0 als ein Beispiel der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 darstellt, und, wie durch die gestrichelten Linien in 11 gezeigt ist, die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61, der durch die Gleichung (4) dargestellt wird, in Erwiderung der ersten Parameter a3 und b3 eingestellt wird. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Abweichungsbetrag ΔGa auf der Grundlage des Tabellennachschlagewerts Ga0, der aus der Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 und der Tabelle MapGa0 ermittelt wird, und auf der Grundlage der Gleichung (4) ermittelt wird, und die (wahre) Einlassluftmenge Ga wird aus diesem Abweichungsbetrag ΔGa, dem Tabellennachschlagewerts Ga0 und nachstehend gezeigter Gleichung (5) ermittelt. Ga = Ga0 + GaΔ (5)
  • Wie in 12 gezeigt ist, ist der Abweichungsbetrag ΔFi ein Polynom erster Ordnung in dem Tabellennachschlagewert Fi0 mit zweiten Parametern a4 und b4 als Koeffizienten, wobei dieser Wert genähert wird, wie in nachstehender Gleichung (6) gezeigt ist. Das heißt in dem Fall, in dem die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 eine Abweichung mit Bezug auf die Kraftstoffeinspritzcharakteristik eines Masters wegen individuellen bzw. alterungsbedingten Differenzen oder dergleichen aufweist, dass in diesem Fall dies auf der Tatsache beruht, dass die Charakteristik des Abweichungsbetrags ΔFi mit Bezug auf den Tabellennachschlagewert Fi0 mit relativ guter Genauigkeit mittels eines Polynoms erster Ordnung in dem Tabellennachschlagewert Fi0 angenähert wird. ΔFi = a4·Fi0 + b4 (6)
  • Die Gleichung (6) ist eine Näherungsgleichung, die die Charakteristik des Abweichungsbetrags ΔFi mit Bezug auf den Tabellennachschlagewert Fi0 als ein Beispiel der Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 darstellt. Wie durch die gestrichelten Linien in 12 gezeigt ist, wird die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39, die durch die Gleichung (6) dargestellt ist, durch die zweiten Parameter a4 und b4 eingestellt.
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Tabellennachschlagewert Fi0 auf der Grundlage der Gleichung (8), die durch Eliminieren des Abweichungsbetrags ΔFi von den Gleichungen (6) und (7) erhalten wird, und wobei sie für den Tabellennachschlagewert Fi0 aufgelöst werden, und der Kraftstoffeinspritzmenge Fi bestimmt, die aus der Einlassluftmenge Ga (und daher der Einlassluftmenge Mc im Zylinder) in der gleichen Art und Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt wird. Die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39, die zu dem Tabellennachschlagewert Fi0 korrespondiert, wird aus dem bestimmten Tabellennachschlagewert Fi0 und der Tabelle MapFi0 bestimmt. Somit wird die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 bestimmt, die erforderlich ist, um eine Kraftstoffmenge einzuspritzen, die gleich mit der Kraftstoffeinspritzmenge Fi ist. Fi = Fi0 + ΔFi (7) Fi0 = (Fi – b4)/(1 + a4) (8)
  • Das zweite Ausführungsbeispiel bestimmt daher durch diesen Ablauf die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39, die erforderlich ist, um von der Einspritzvorrichtung 39 eine Kraftstoffmenge von Fi einzuspritzen. Zusätzlich bestimmt und aktualisiert das Gerät nacheinander die ersten Parameter a1 und b3 und die zweiten Parameter a4 und b4 zu jeder/jedem vorgeschriebenen Zeit/Zeitpunkt durch den gleichen Ablauf wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr nähert.
  • Der detaillierte Betrieb des Geräts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist nachstehend beschrieben. Von den Routinen, die in 6 bis 8 beschrieben sind, die durch die CPU 81 des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt werden, führt die CPU 81 des Geräts in dem zweiten Ausführungsbeispiel nur die Routine aus, die in 7 gezeigt ist. In dem zweiten Ausführungsbeispiel führt die CPU 81 anstelle des Ausführens der Routinen von 6 und 8, die durch die CPU 81 des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt werden, jeweils die Routinen durch, die durch die Ablaufdiagramme von 13 und 14 gezeigt sind. Die Routinen, die in 13 und in 14 gezeigt sind, sind nachstehend beschrieben, die kennzeichnend für das zweite Ausführungsbeispiel sind.
  • Die CPU 81 dieses Geräts führt die Routine aus, die in 13 gezeigt ist, die eine Anweisung gibt, die Ventilöffnungszeit τ zu berechnen, und eine Kraftstoffeinspritzung auszuführen, jedes Mal wenn eine vorgeschriebene Zeit abläuft. In der Routine, die in 13 gezeigt ist, sind die Schritte, die die gleichen wie die Schritte in 6 sind, durch die gleichen Bezugszeichen wie in 6 dargestellt, und werden nachstehend nicht neuerlich beschrieben.
  • Die Routine, die in 13 gezeigt ist, unterscheidet sich von der Routine, die in 6 gezeigt ist, nur darin, dass der Schritt 605 von 6 durch Schritte 1305, 1310 und 1315 ersetzt wird, und dass, der Schritt 625 von 6 durch Schritte 1320 und 1325 ersetzt wird. Diese Unterscheidungspunkte sind nachstehend beschrieben.
  • In Schritt 1305 wird der Tabellennachschlagewert Ga0 aus der Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 zu dem derzeitigen Zeitpunkt und aus der Tabelle MapGa0 bestimmt. Die Tabelle MapGa0 ist in dem ROM 82 gespeichert. In Schritt 1310 wird der Abweichungsbetrag ΔGa aus dem Tabellennachschlagewert Ga0, der wie vorstehend beschrieben ist bestimmt wird, und aus der Gleichung (4) bestimmt. Der Schritt 1310 ist ein Beispiel einer Luftmengenmessernährungseinrichtung. In Schritt 1315 wird die Einlassluftmenge Ga aus dem Abweichungsbetrag ΔGa, der wie vorstehend beschrieben bestimmt wird, aus dem Tabellennachschlagewert Ga0, der wie vorstehend beschrieben bestimmt wird, und aus der Gleichung (5) bestimmt.
  • In Schritt 1320 wird der Tabellennachschlagewert Fi0 aus der Kraftstoffeinspritzmenge Fi, die in Schritt 610 bestimmt wird, und aus der Gleichung (8) bestimmt. Der Schritt 1320 ist ein Beispiel einer Einspritznäherungseinrichtung. In Schritt 1325 wird die Ventilöffnungszeitdauer τ der Einspritzvorrichtung 39 aus dem Tabellennachschlagewert Fi0, der wie vorstehend beschrieben bestimmt wird, und aus der Tabelle MapFi0 (insbesondere aus der invertierten Tabelle MapFi0–1) bestimmt. Somit wird die Ventilöffnungszeitdauer τ der Öffnungszeitdauer 39 bestimmt, die erforderlich ist, so dass die tatsächliche Kraftstoffmenge, die eingespritzt wird, gleich mit der Kraftstoffeinspritzmenge Fi ist, die in Schritt 610 bestimmt wird. Der Schritt 1325 ist ein Beispiel einer Ventilöffnungszeitbestimmungseinrichtung.
  • Die Routine, die in 14 gezeigt ist, unterscheidet sich von der Routine, die in 8 gezeigt ist, nur darin, dass der Schritt 815 von 8 durch Schritte 1405, 1410 und 1415 ersetzt wird, und dass, der Schritt 825 von 8 durch Schritte 1420, 1425 und 1430 ersetzt wird, und dass der Schritt 850 von 8 durch Schritt 1435 ersetzt wird. Diese Unterscheidungspunkte sind nachstehend beschrieben.
  • In Schritt 1405 wird ein Ablauf ausgeführt, der der Gleiche wie der in dem vorstehend beschriebenen Schritt 1305 ist. In Schritt 1410 wird ein Ablauf ausgeführt, der der Gleiche ist wie der in dem vorstehend beschriebenen Schritt 1310. In Schritt 1415, der ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen Schritt 1315 ist, wird die berechnete Einlassluftmenge Gac auf der Grundlage des Tabellennachschlagewerts Ga0, der in Schritt 1405 ermittelt wird, dem Abweichungsbetrag ΔGa, der in Schritt 1410 ermittelt wird, und der Gleichung (5) bestimmt.
  • In Schritt 1420 wird der Tabellennachschlagewert Fi0 aus der spätesten (letzten) Ventilöffnungszeitdauer τ der Einspritzvorrichtung 39, die in dem früheren Schritt 1325 bestimmt wird, und aus der Tabelle MapFi0 bestimmt. Die Tabelle MapFi0 ist in dem Rom 82 gespeichert. In Schritt 1425 wird der Abweichungsbetrag ΔFi aus dem Tabellennachschlagewert Fi0, der wie vorstehend beschrieben bestimmt wird, und aus der Gleichung (6) bestimmt. In Schritt 1430 wird die berechnete Kraftstoffeinspritzmenge Fic auf der Grundlage des Tabellennachschlagewerts Fi0, dem Abweichungsbetrag ΔFi und der Gleichung (7) berechnet.
  • Die berechnete Einlassluftmenge Gac (und daher die berechnete Einlassluftmenge Mcc im Zylinder) und die berechnete Kraftstoffeinspritzmenge Fic, die für die Berechnung des berechneten Luft-Kraftstoffverhältnisses abyfc in Schritt 830 erforderlich sind, werden auf diese Art und Weise berechnet.
  • In Schritt 1435, der ausgeführt wird, wenn der Zustand von Schritt 845 erfüllt ist, und in dem der gleiche Ablauf wie in dem vorstehend beschriebenen Schritt 850 verwendet wird, werden die ersten Parameter a3 und b3 und die zweiten Parameter a4 und b4 bestimmt und aktualisiert.
  • Somit werden die Werte von a3, b3, a4 und b4 bestimmt und aktualisiert, so dass die Summe der Quadrate von {abyfc(M) – abyfs(M)} (wobei M = 1, ... Nref) minimiert wird. Auf diese Art und Weise werden, wenn jedes Mal die Beurteilung "Ja" in Schritt 845 gemacht wird, das heißt, wenn jedes Mal die Erfassungsanzahl von Kombinationsdaten den Referenzwert Nref erreicht, die Werte a3, b3, a4 und b4 bestimmt und aktualisiert, so dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr nähert. Dieser Schritt 1435 korrespondiert zu einer Bestimmungseinrichtung und einer Festlegungseinrichtung.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, werden in einem Steuergerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ähnlich zu dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels, selbst wenn sich die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 und die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 alterungsbedingt und dergleichen verändert hat, und selbst wenn eine Abweichung in dem Luft-Kraftstoffverhältnis von dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr auftritt, die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 (bezogen auf Schritt 1310) und die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 (bezogen auf Schritt 1320) durch die derzeitige Bestimmung eingestellt, so dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr nähert. Das heißt, die Ventilöffnungszeitdauer (das heißt, die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge; bezogen auf Schritt 1325) der Einspritzvorrichtung 39, die auf der Grundlage dieser Charakteristika bestimmt wird, wird so eingestellt, dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr nähert. Die Abweichung in dem Luft-Kraftstoffverhältnis von dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr, die durch den vorstehend beschriebenen "Luftmengenmesser- und Einspritzvorrichtungsfehler" verursacht wird, kann daher unterdrückt werden.
  • Zusätzlich wird die Charakteristik des Abweichungsbetrags ΔGa mit Bezug auf den Tabellennachschlagewert Ga0 als die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 mittels eines Polynoms erster Ordnung in dem Tabellennachschlagewert Ga0 angenähert. Daher wird verglichen zu dem ersten Ausführungsbeispiel (in dem die Charakteristik der Einlassluftmenge Ga mit Bezug auf die Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 als die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 mittels eines Polynoms zweiter Ordnung in der Ausgangsspannung Vg angenähert wird) die zu bestimmende Anzahl von Parametern kleiner (insgesamt fünf in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels und insgesamt vier in dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels), wodurch eine Reduktion der Berechnungslast in der CPU 81 ermöglicht wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das zweite Ausführungsbeispiel beschränkt, und es ist möglich, verschiedene Modifikationen auszuführen, die innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung fallen. Zum Beispiel ist es in dem zweiten Ausführungsbeispiel ähnlich zu dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels unter Betrachtung, dass das berechnete Luft-Kraftstoffverhältnis abyfc der gleiche Wert oder ein Wert ist, der äußerst nahe dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr ist, möglich, die Methode der kleinsten Quadrate auf die Differenz zwischen dem erfassten Luft-Kraftstoffverhältnis abyfs unter dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis abyfr anzuwenden, um die Parameter a3, b3, a4 und b4 zu bestimmen und zu aktualisieren. In diesem Fall ist es möglich, die Schritte 1405 bis 1415, den Schritt 820, die Schritte 1420 bis 1430 und den Schritt 830 in 14 wegzulassen, die erforderlich sind, um das berechnete Luft-Kraftstoffverhältnis abyfc zu berechnen.
  • Ferner ist es in dem zweiten Ausführungsbeispiel alternativ möglich, obwohl ein Polynom erster Ordnung in dem Tabellennachschlagewert Ga0 verwendet wird, um die Charakteristik des Abweichungsbetrags ΔGa mit Bezug auf den Tabellennachschlagewert Ga0 als die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 anzunähern, ein Polynom zweiter oder einer höheren Ordnung in dem Abweichungsbetrag ΔGa0 zu verwenden, um die Näherung auszuführen. Auf die gleiche Art und Weise ist es alternativ möglich, obwohl ein Polynom erster Ordnung in dem Tabellennachschlagewert Fi0 verwendet wird, um die Charakteristik des Abweichungsbetrags ΔFi mit Bezug auf den Tabellennachschlagewert Fi0 als die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 anzunähern, ein Polynom zweiter oder höherer Ordnung in dem Tabellennachschlagewert Fi0 zu verwenden, um die Näherung auszuführen.
  • Zusätzlich ist es in dem zweiten Ausführungsbeispiel möglich, die Charakteristik des Abweichungsbetrags ΔGa mit Bezug auf die Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 als die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers 61 mittels eines Polynoms erster Ordnung in der Ausgangsspannung Vg anzunähern. Auf die gleiche Art und Weise ist es möglich, die Charakteristik des Abweichungsbetrags ΔFi mit Bezug auf die Ventilöffnungszeit τ der Einspritzvorrichtung 39 als die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung 39 mittels einem Polynom erster Ordnung in der Ventilöffnungszeit τ anzunähern.
  • Zusätzlich werden in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel die verschiedenen Parameterwerte bestimmt, so dass, je größer der Wert der Streuung in der Kombination der Ausgangsspannungsdaten Vg(N) und Ventilöffnungszeit τ(N) wird, die Teile der Kombinationsdaten sind, desto gleichmäßiger nähert sich das Luft-Kraftstoffverhältnis dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis über einen großen Bereich von Betriebsbedingungen an. Daher ist es möglich, zu den Datenauszugszuständen von Schritt 805 zum Beispiel den Zustand zu addieren, der zumindest eine von der derzeitigen Ausgangsspannung Vg des Luftmengenmessers 61 und der Ventilöffnungszeit τ der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 39 zu dem derzeitigen Zeitpunkt (dem spätesten (letzten), der in Schritt 625 oder in Schritt 1325 bestimmt wurde) zumindest eine vorgeschriebene Abweichung von dem korrespondierenden Wert bei dem früheren Datenauszug (dem Zeitpunkt der früheren Ausführung von Schritt 840) aufweist.
  • In dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wird ein "Sauerstoffkonzentrationssensor einer Grenzstrombauart", der die Ausgangscharakteristik aufweist, die in 2 gezeigt ist, als der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 67 verwendet, der in dem Abgasdurchgang stromaufwärtig von dem stromaufwärtigen Katalysator 53 angeordnet ist. Jedoch ist es alternativ möglich, einen "Sauerstoffkonzentrationssensor einer dichten Zellenbauart" der die Ausgabecharakteristik aufweist, die in 3 gezeigt ist, als den Sauerstoffkonzentrationssensor 68 zu verwenden, der in dem Abgasdurchgang stromabwärtig von dem stromaufwärtigen Katalysator 53 angeordnet ist. In diesem Fall ist, wenn eine Parameterbestimmung ausgeführt wird, es bei den Nref-Kombinationsdaten wünschenswert, die wie vorstehend beschrieben ermittelt werden, das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis atoich (konstant) als die ermittelten Luft-Kraftstoffverhältnisdaten abyfs(N) anstelle des Luft-Kraftstoffverhältnisses zu verwenden, das zu dem Sauerstoffkonzentrationssensorausgabewert korrespondiert.
  • Dies basiert auf dem nachstehenden Grund. Insbesondere wird bei einem Sauerstoffkonzentrationssensor, der die Charakteristik aufweist, die in 3 gezeigt ist, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis des Abgases, das erfasst wird, ein wenig fetter als das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis ist, sein Ausgabewert der vorstehend beschriebene maximale Ausgabewert max, und wenn das Kraftstoffverhältnis ein wenig magerer als das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis ist, sein Ausgabewert der vorstehend beschriebene minimale Ausgabewert min. Als Ergebnis dieser Charakteristik neigt der Ausgabewert des Sauerstoffkonzentrationssensors dazu, eine periodische alternierende Schwankung zwischen den zwei Werten, das heißt dem maximalen Ausgabewert max und dem minimalen Ausgabewert min, aufzuweisen. Daher gibt es ein Risiko eines Genauigkeitsverlusts bei einer Parameterbestimmung, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis selbst, das zu dem Ausgabewert des Sauerstoffkonzentrationssensors korrespondiert, als die erfassten Luft-Kraftstoffverhältnisdaten abyfs(N) beim Parameterbestimmen verwendet wird.
  • Im Zeitablauf neigt der Durchschnittswert des Luft-Kraftstoffverhältnisses dazu, der zu dem Ausgabewert von dem Sauerstoffkonzentrationssensor korrespondiert, äußerst nahe zu dem theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnis stoich zu sein. In dem Fall muss betrachtet werden, dass ein "Sauerstoffkonzentrationssensor einer dichten Zellenbauart" als der Luft-Kraftstoffverhältnissensor verwendet wird, der in dem Abgasdurchgang stromaufwärtig von dem stromaufwärtigen Katalysator 53 angeordnet ist, und es ist wünschenswert, das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis atoich (konstant) anstelle des Luft-Kraftstoffverhältnisses zu verwenden, das zu dem Ausgabewert des Sauerstoffkonzentrationssensors korrespondiert.
  • Während einige Ausführungsbeispiele der Erfindung vorstehend dargestellt sind, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern es können verschiedene Veränderungen, Modifikationen oder Verbesserungen angewandt werden, die für einen Fachmann auftreten können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
  • Ein Steuergerät nähert eine Charakteristik einer Einlassluftmenge (Ga) mit Bezug auf eine Ausgangsspannung (Vg) eines Luftmengenmessers (61) durch ein Polynom (Ga = a1·Vg2 + b1) an, das Parameter (a1, b1 und c1) verwendet, und nähert eine Charakteristik einer Kraftstoffeinspritzmenge (Fi) mit Bezug auf eine Ventilöffnungszeit τ einer Einspritzvorrichtung (39) durch ein Polynom (Fi = (a2·τ + b2)·K) an, das Parameter (a2, b2) verwendet. Diese Parameter (a1, b1, c1, a2, b2) werden für jede vorgeschriebene Zeit auf der Grundlage eines erfassten Luft-Kraftstoffverhältnisses (abyfs) bestimmt und aktualisiert, das durch einen Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor ermittelt wird, der in einem Abgasdurchgang angeordnet ist, so dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis einem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis annähert.

Claims (12)

  1. Steuergerät für eine Brennkraftmaschine mit einem Luftmengenmesser (61), der einen Wert (Vg) ansprechend auf eine Einlassluftmenge (Ga) ausgibt, die eine Luftmenge ist, die durch einen Lufteinlassdurchgang der Brennkraftmaschine hindurchtritt; einem Luft-Kraftstoffverhältnissensor (67), der in einem Abgasdurchgang der Brennkraftmaschine angeordnet ist, der ein Abgasluft-Kraftstoffverhältnis (abyfs) erfasst, das ein Luft-Kraftstoffverhältnis von Gas ist, das durch den Abgasluftdurchgang hindurchtritt; einer Einspritzvorrichtung (39), die einen Kraftstoff durch Öffnen eines Ventils einspritzt; dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät Folgendes aufweist eine Luftmengenmessernäherungseinrichtung zum Annähern einer Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers (61) mittels zumindest einem ersten Parameter (a1, b1, c1, a3, b3); eine Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung zum Annähern einer Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung (39) mittels zumindest einem zweiten Parameter (a2, b2, a4, b4); eine Ventilöffnungszeitbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Ventilöffnungszeit (τ) der Einspritzvorrichtung (39) auf der Grundlage des Wertes (Vg), der durch den Luftmengenmesser (61) ausgegeben wird, der Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers (61), die durch die Luftmengenmessernäherungseinrichtung angenähert wird, und der Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung (39), die durch die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung angenähert wird, wobei die Ventilöffnungszeit eine Zeit zum Einspritzen einer Kraftstoffmenge ist, die erforderlich ist, so dass ein Luft-Kraftstoffverhältnis eines Gasgemisches, das zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, mit einem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis übereinstimmt; eine Parameterbestimmungseinrichtung zum Bestimmen von zumindest einem ersten bestimmten Parameter und zumindest einem zweiten bestimmten Parameter auf der Grundlage des Abgasluft-Kraftstoffverhältnisses (abyfs), das durch den Luft-Kraftstoffverhältnissensor (67) erfasst wird, so dass das Luft-Kraftstoffverhältnis (abyfs) sich dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert; und eine Festlegungseinrichtung zum Festlegen von dem zumindest einen ersten bestimmten Parameter, der durch die Parameterbestimmungseinrichtung bestimmt wird, als den zumindest einen ersten Parameter (a1, b1, c1, a3, b3), der durch die Luftmengenmessernäherungseinrichtung verwendet wird, und zum Festlegen von dem zumindest einen zweiten bestimmten Parameter, der durch die Parameterbestimmungseinrichtung bestimmt wird, als den zumindest einen zweiten Parameter (a2, b2, a4, b4), der durch die Einspritznäherungseinrichtung verwendet wird.
  2. Steuergerät für die Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Luftmengennäherungseinrichtung die Einlassluftmenge (Ga) mit Bezug auf den Wert (Vg), der von dem Luftmengenmesser (61) ausgegeben wird, als die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers (61) annähert.
  3. Steuergerät für die Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2, wobei die Luftmengennäherungseinrichtung die Einlassluftmenge (Ga) mit Bezug auf den Wert (Vg), der von dem Luftmengenmesser (61) ausgegeben wird, mittels eines Polynoms zweiter Ordnung annähert und Koeffizienten von Größen des Polynoms zweiter Ordnung als den zumindest einen ersten Parameter (a1, b1, c1) verwendet.
  4. Steuergerät für die Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Luftmengennäherungseinrichtung eine erste Speichereinrichtung zum Speichern eines vorher festgelegten Verhältnisses (MapGa0) zwischen dem Wert (Vg), der durch den Luftmengenmesser (61) ausgegeben wird, und der Einlassluftmenge (Ga) aufweist, und wobei die Luftmengennäherungseinrichtung einen Abweichungsbetrag (ΔGa) einer Referenzeinlassluftmenge (Ga0) mit Bezug auf eine wahre Einlassluftmenge als die Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers (61) annähert, wobei die Referenzeinlassluftmenge (Ga0) die Einlassluftmenge ist, die aus dem Wert (Vg), der von dem Luftmengenmesser (61) ausgegeben wird, und dem Verhältnis ermittelt wird, das in der ersten Speichereinrichtung gespeichert ist.
  5. Steuergerät für die Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 4, wobei die Luftmengennäherungseinrichtung den Abweichungsbetrag (ΔGa) der Referenzeinlassluftmenge (Ga0) mit Bezug auf die wahre Einlassluftmenge mittels eines ersten Polynoms erster Ordnung annähert und Koeffizienten von Größen des ersten Polynoms erster Ordnung als den zumindest einen ersten Parameter (a3, b3) verwendet.
  6. Steuergerät für die Brennkraftmaschine gemäß irgendeinem Anspruch 1 bis 5, wobei die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung eine Kraftstoffeinspritzmenge (Fi), die eine von der Einspritzvorrichtung (39) einzuspritzende Kraftstoffmenge ist, mit Bezug auf die Ventilöffnungszeit (τ) der Einspritzvorrichtung (39) als die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung (39) annähert.
  7. Steuergerät für die Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6, wobei die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung die Kraftstoffeinspritzmenge (Fi) mit Bezug auf die Ventilöffnungszeit (τ) der Einspritzvorrichtung (39) mittels eines zweiten Polynoms erster Ordnung annähert und Koeffizienten von Größen des zweiten Polynoms erster Ordnung als den zumindest einen zweiten Parameter (a2, b2, a4, b4) verwendet.
  8. Steuergerät für die Brennkraftmaschine gemäß irgendeinem Anspruch 1 bis 5, wobei die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern eines vorher festgesetzten Verhältnisses (MapFi0) zwischen der Ventilöffnungszeit (τ) der Einspritzvorrichtung (39) und einer Kraftstoffeinspritzmenge (Fi) aufweist, die eine von der Einspritzvorrichtung (39) einzuspritzende Kraftstoffmenge ist, und wobei die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung einen Abweichungsbetrag (ΔFi) einer Referenzkrafteinspritzstoffmenge (Fi0) mit Bezug auf eine wahre Kraftstoffeinspritzmenge als die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung (39) annähert, wobei die Referenzkraftstoffeinspritzmenge (Fi0) die Kraftstoffeinspritzmenge ist, die aus der Ventilöffnungszeit (τ) der Einspritzvorrichtung (39) und dem Verhältnis ermittelt wird, das in der zweiten Speichereinrichtung gespeichert ist.
  9. Steuergerät für die Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die Einspritzvorrichtungsnäherungseinrichtung den Abweichungsbetrag (ΔFi) der Referenzkraftstoffeinspritzmenge (Fi0) mit Bezug auf die wahre Kraftstoffeinspritzmenge mittels eines dritten Polynoms erster Ordnung annähert und Koeffizienten von Größen des dritten Polynoms erster Ordnung als den zumindest einen zweiten Parameter (a4, b4) verwendet.
  10. Steuergerät für die Brennkraftmaschine gemäß irgendeinem Anspruch 1 bis 9, wobei die Parameterbestimmungseinrichtung den zumindest einen bestimmten Parameter und den zumindest einen zweiten bestimmten Parameter, um zu verursachen, dass sich das Abgasluft-Kraftstoffverhältnis (abyfs) dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis annähert, auf der Grundlage einer Kombination des Abgasluft-Kraftstoffverhältnisses (abyfs), das durch den Luft-Kraftstoffverhältnissensor (67) erfasst wird, des Werts (Vg), der von dem Luftmengenmesser (61) ausgegeben wird, und der Ventilöffnungszeit (τ) der Einspritzvorrichtung (39) bestimmt, die durch die Ventilöffnungszeitbestimmungseinrichtung bestimmt wird.
  11. Steuergerät für die Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 10, wobei die Kombination eine Vielzahl von Kombinationen zu einer Vielzahl von Zeiten aufweist, und wobei die Parameterbestimmungseinrichtung ein Verfahren der kleinsten Quadrate auf eine Differenz zwischen dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis und dem Abgasluft-Kraftstoffverhältnis (abyfs) auf der Grundlage der Vielzahl von Kombinationen anwendet, um den zumindest einen ersten bestimmten Parameter und den zumindest einen zweiten bestimmten Parameter zu bestimmen.
  12. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit einem Luftmengenmesser (61), der einen Wert (Vg) ansprechend auf eine Einlassluftmenge (Ga) ausgibt, wobei die Einlassluftmenge eine Luft ist, die durch einen Lufteinlassdurchgang der Brennkraftmaschine hindurchtritt, einem Luft-Kraftstoffverhältnissensor (67), der in einem Abgasdurchgang der Brennkraftmaschine angeordnet ist, der ein Abgasluft-Kraftstoffverhältnis (abyfs) erfasst, wobei das Abgasluft-Kraftstoffverhältnis ein Luft-Kraftstoffverhältnis von Gas ist, das durch den Abgasluftdurchgang hindurchtritt, und einer Einspritzvorrichtung (39), die einen Kraftstoff durch Öffnen eines Ventils einspritzt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist Annähern einer Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers (61) mittels zumindest einem ersten Parameter (a1, b1, c1, a3, b3); Annähern einer Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung (39) mittels zumindest einem zweiten Parameter (a2, b2, a4, b4); Bestimmen einer Ventilöffnungszeit (τ) der Einspritzvorrichtung (39) auf der Grundlage des Werts (Vg), der durch den Luftmengenmesser (61) ausgegeben wird, der angenäherten Ausgabecharakteristik des Luftmengenmessers (61) und der angenäherten Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzvorrichtung (39), wobei die Ventilöffnungszeit eine Zeit zum Einspritzen einer Kraftstoffmenge ist, die erforderlich ist, so dass ein Luft-Kraftstoffverhältnis eines Gasgemisches, das zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, mit einem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis übereinstimmt; Bestimmen von zumindest einem ersten bestimmten Parameter und zumindest einem zweiten bestimmten Parameter auf der Grundlage des Abgasluft-Kraftstoffverhältnisses (abyfs), das durch den Luft-Kraftstoffverhältnissensor (67) erfasst wird, so dass sich das Luft-Kraftstoffverhältnis (abyfs) dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis nähert; und Festlegen des zumindest einen ersten Parameters als den zumindest einen ersten Parameter (a1, b1, c1, a3, b3) und Festlegen des zumindest einen zweiten bestimmten Parameters als den zumindest einen zweiten Parameter (a2, b2, a4, b4).
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