DE102008001241A1

DE102008001241A1 - Sauerstoffsensor-Abgabekorrekturgerät für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008001241A1
Application number: DE102008001241A
Authority: DE
Inventors: Tomoo Kariya Kawase; Eiichi Kariya Kurokawa; Takahito Kariya Masuko
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2028-04-18
Also published as: DE102008001241B4; US20080262704A1; US7606654B2; CN101289966A; JP4240132B2; CN101289966B; JP2008267230A

Abstract

Ein Korrekturgerät zum Korrigieren eines Fehlers einer Abgabe eines Sauerstoffsensors, wie z. B. eines A/D-Sensors, der in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine installiert ist, um die Konzentration von in dem Abgas enthaltendem Sauerstoff zu messen, ist vorgesehen. Das Gerät arbeitet, um einen vorgegebenen Parameter zu bestimmen, der mit einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs innerhalb des Abgasrohrs nach dem Start eines Kraftstoffabschaltvorgangs korreliert, und ebenso um eine Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe auf der Grundlage des vorgegebenen Parameters zu bestimmen, der ein Parameter entsprechend einer Abgabe des Sauerstoffsensors ist, von der angenommen wird, dass diese die tatsächliche Konzentration des Sauerstoffs korrekt darstellt. Das Gerät fragt eine Abgabe des Sauerstoffsensors während des Kraftstoffabschaltvorgangs ab und bestimmt einen Korrekturfaktor auf der Grundlage der abgefragten Abgabe des Sauerstoffsensors und der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe zur Verwendung beim Korrigieren einer Abgabe des Sauerstoffsensors, wenn die Kraftmaschine keiner Kraftstoffabschaltung unterzogen wird.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Nutzen der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-109613 , die am 18. April 2007 eingereicht wurde, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme vollständig enthalten ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Sauerstoffsensor-Abgabekorrekturgerät für eine Brennkraftmaschine, das ausgelegt ist, um eine Zufuhr von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine abzuschalten, um einen Sauerstoffsensor innerhalb eines Abgasrohrs der Atmosphäre oder Frischluft auszusetzen, und eine Abgabe des Sauerstoffsensors abzufragen, um einen Korrekturfaktor zur Verwendung beim Korrigieren oder Ausgleichen eines Fehlers der Abgabe zu bestimmen.
2. Stand der Technik
Es gibt verschiedenartige Technologien zum Installieren eines Sauerstoffsensors in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine und zum Abfragen seiner Abgabe, die die Konzentration von Sauerstoff angibt, der in Abgasemissionen enthalten ist, um vorgegebene Steuerabläufe zum Verbessern der Menge der Emissionen durchzuführen. Beispielsweise sind Kraftmaschinensteuersysteme für Benzin-Kraftmaschinen bekannt, die ausgelegt sind, um die Abgabe des Sauerstoffsensors abzufragen, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Luft-/Kraftstoff-Gemischs zu bestimmen, das in die Brennkraftmaschine geladen wird, und um dieses in einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelmodus in Übereinstimmung mit einem Sollwert zu bringen, um die Qualität von Abgasemissionen zu steuern. Kraftmaschinensteuersysteme für Diesel-Kraftmaschinen sind ebenso bekannt, die ausgelegt sind, um einen Betrieb eines EGR-Ventils (eines Abgas-Rezirkulations-Ventils) zu steuern, um die Fähigkeit eines Katalysators zum Reinigen der Abgasemissionen zu verbessern.
Üblicherweise weisen typische Sauerstoffsensoren ein Problem bezüglich eines Fehlers ihrer Abgabe auf, der sich aus der individuellen Veränderlichkeit des Betriebs oder ihrer Alterung ergibt. Zum Mindern eines solchen Problems wurden Technologien zum Abfragen einer Abgabe des Sauerstoffsensors während eines Kraftstoffabschaltvorgangs vorgeschlagen, in dem die Kraftmaschine einer Kraftstoffabschaltung unterzogen wird, um einen Fehler der Abgabe des Sauerstoffsensors auf der Grundlage der Tatsache, dass die Kraftstoffabschaltung während des Betriebs der Brennkraftmaschine verursachen wird, dass das Innere des Abgasrohrs der Atmosphäre ausgesetzt wird, zu korrigieren oder auszugleichen, wenn die Kraftmaschine keiner Kraftstoffabschaltung ausgesetzt wird (was ebenso nachstehend als Atmosphären-Korrekturmodus bezeichnet wird).
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-32466 lehrt ein Brennkraftmaschinen-Steuersystem, das ausgelegt ist, um einen Atmosphären-Korrekturmodus auszuführen, wenn eine Änderung einer Abgabe des Sauerstoffsensors pro Zeiteinheit während des Kraftstoffabschaltvorgangs unter einen im voraus ausgewählten Schwellwert gefallen ist, oder wenn eine integrierte Menge Einlassluft, die in die Kraftmaschine nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, sich über einen im voraus ausgewählten Schwellwert erhöht hat.
Das Kraftmaschinensteuersystem, das in der vorstehend genannten Offenlegung gelehrt wird, ist auf der Grundlage der Tatsache ausgelegt, dass das Verbrennungsgas üblicherweise mit Frischluft innerhalb des Abgasrohrs nach dem Start der Kraftstoffabschaltung versetzt wird, was somit die Genauigkeit beim Ausgleichen eines Fehlers einer Abgabe von dem Sauerstoffsensor unter Verwendung seiner Abgabe sicherstellt, die nach dem Start der Kraftstoffabschaltung abgefragt wird.
Die Erfinder dieser Anmeldung haben eine tatsächliche Änderung der Konzentration von Sauerstoff innerhalb des Abgasrohrs nach dem Start der Kraftstoffabschaltung gemessen und herausgefunden, dass die Zeit, die benötigt wird, damit das Abgas durch Frischluft vollständig ausgetauscht wird, nämlich die Zeit, die benötigt wird, bis die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr in Übereinstimmung mit derjenigen (insbesondere 20,9%) in der Frischluft gebracht ist, lang ist, was verursachen kann, dass die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr diejenige in der Frischluft bis zu dem Abschluss der Kraftstoffabschaltung nicht erreicht, was somit eine Verringerung der Genauigkeit des Atmosphären-Korrekturmodus zur Folge hat. Die Erfinder haben beobachtet, dass die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr zehn (10) oder mehr Minuten benötigen kann, um diejenige in der Frischluft (insbesondere 20,9%) nach dem Start der Kraftstoffabschaltung zu erreichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine grundlegende Aufgabe der Erfindung, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu vermeiden.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Korrekturgerät für eine Abgabe eines Sauerstoffsensors zur Verfügung zu stellen, der in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine installiert ist, das ausgelegt ist, um den vorstehend beschriebenen Atmosphären-Korrekturmodus zu verbessern.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Korrekturgerät zum Korrigieren eines Fehlers einer Abgabe eines Sauerstoffsensors vorgesehen, der in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine installiert ist, um eine Konzentration von Sauerstoff zu messen, der in dem Abgas enthalten ist. Das Korrekturgerät weist Folgendes auf: (a) einen Schaltkreis zur Bestimmung eines Sauerstoffkonzentrations-Korrelationsparameters, der einen vorgegebenen Parameter, der mit einer Ist-Konzentration von Sauerstoff korreliert, der in dem Abgas enthalten ist, das von der Brennkraftmaschine in das Abgasrohr emittiert wird, nach dem Start eines Kraftstoffabschaltvorgangs bestimmt, bei dem die Kraftmaschine einer Kraftstoffabschaltung unterzogen wird; (b) einen Schaltkreis zur Bestimmung einer Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe, der eine Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe auf der Grundlage des vorgegebenen Parameters bestimmt, der durch den Schaltkreis zur Bestimmung des Sauerstoffkonzentrations-Korrelationsparameters bestimmt wird, wobei die Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe ein Parameter entsprechend einer Abgabe des Sauerstoffsensors ist, der die tatsächliche Konzentration von Sauerstoff darstellen soll; und (c) einen Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltkreis, der dann, wenn es erforderlich ist, in einen Korrekturmodus einzutreten, eine Abgabe des Sauerstoffsensors während des Kraftstoffabschaltvorgangs abfragt und einen Korrekturfaktor auf der Grundlage der abgefragten Abgabe des Sauerstoffsensors und der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe, die durch den Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe bestimmt wird, zur Verwendung bei der Korrektur einer Abgabe des Sauerstoffsensors bestimmt, wenn die Kraftmaschine keiner Kraftstoffabschaltung unterzogen wird.
Üblicherweise wird nach dem Kraftstoffabschaltvorgang das Gas in dem Abgasrohr graduell durch Frischluft ersetzt. Wenn die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr diejenige in der Frischluft bis zu dem Abschluss des Kraftstoffabschaltvorgangs nicht erreicht, wird das einen Fehler des Sensorstroms und eine Verringerung der Genauigkeit in dem Atmosphären-Korrekturmodus zur Folge haben. Zum Vermeiden dieses Problems arbeitet der Schaltkreis zur Bestimmung des Sauerstoffkonzentrations- Korrelationsparameters, um den vorgegebenen Parameter zu bestimmen, der mit der tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs korreliert, der in dem Abgas enthalten ist. Der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe verwendet den vorgegebenen Parameter zum Bestimmen der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe, von der angenommen wird, dass sie der Abgabe des Sauerstoffsensors entspricht, die die tatsächliche Konzentration des Sauerstoffs korrekt darstellt. Wenn es erforderlich ist, den Korrekturfaktor in den Korrekturmodus einzugeben, fragt der Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltkreis die Abgabe des Sauerstoffsensors während des Kraftstoffabschaltvorgangs ab und bestimmt den Korrekturfaktor auf der Grundlage von beispielsweise einer Differenz zwischen der abgefragten Abgabe des Sauerstoffsensors und der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe. Der Korrekturfaktor wird verwendet, um den Fehler einer Abgabe des Sauerstoffsensors auszugleichen, wenn die Kraftmaschine nicht der Kraftstoffabschaltung unterzogen wird.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung misst der Schaltkreis zur Bestimmung des Sauerstoffkonzentrations-Korrelationsparameters eine integrierte Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine geladen wird, nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs und definiert die integrale Menge als vorgegebenen Parameter, der mit der tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs korreliert. Die Menge der Einlassluft kann durch ein Luftdurchflussmessgerät gemessen werden, das üblicherweise in einem Einlassrohr der Kraftmaschine installiert ist, oder kann unter Verwendung von anderen Parametern bestimmt werden, die den Betriebszustand der Kraftmaschine darstellen, wie z. B. des Drucks in dem Einlassrohr der Kraftmaschine und der Drehzahl der Kraftmaschine.
Der Schaltkreis zur Bestimmung des Sauerstoffkonzentrations-Korrelationsparameters kann alternativ die verstrichene Zeit seit dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs messen und die verstrichene Zeit als den vorgegebenen Parameter definieren, der mit der tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs korreliert. Die verstrichene Zeit als der vorgegebene Parameter wird vorzugsweise unter der Bedingung verwendet, dass die Menge der Einlassluft pro Zeiteinheit konstant gehalten wird.
Der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe kann ein Kennfeld aufweisen, das eine Relation zwischen einem Wert des Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungswerts und einem Wert des vorgegebenen Parameters darstellt, der mit der tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs korreliert, und kann die Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe durch Abfragen unter Verwendung des Kennfelds bestimmen.
Der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe kann die Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe auf der Grundlage des vorgegebenen Parameters, der durch den Schaltkreis zur Bestimmung des Sauerstoffkonzentrations-Korrelationsparameters bestimmt wird, und einer Drehzahl der Kraftmaschine nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs bestimmen. Insbesondere ergibt eine Änderung der Drehzahl der Kraftmaschine während des Kraftstoffabschaltvorgangs üblicherweise eine Änderung des Modus, in dem die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr variiert. Beispielsweise ändert sich die Konzentration des Sauerstoffs rasch zu derjenigen in der Atmosphäre, wenn die Drehzahl der Kraftmaschine ansteigt. Wenn dagegen die Drehzahl der Kraftmaschine sich verringert, ändert sich die Konzentration des Sauerstoffs langsam. Anders gesagt hängt die Rate der Änderung der Konzentration des Sauerstoffs von der integrierten Menge der Einlassluft ab, die in die Kraftmaschine geladen wird. Ein Fehler bei der Korrektur der Abgabe des Sauerstoffsensors, der sich aus einer solchen Änderung der Konzentration des Sauerstoffs in Abhängigkeit von der integrierten Menge der Einlassluft ergibt, kann daher durch Bestimmen der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe unter Verwendung der Drehzahl der Kraftmaschine nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs als zusätzlichen Parameter beseitigt werden.
Ferner ist der Modus, in dem die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr sich ändert, gewöhnlich verschieden zwischen dem Zeitpunkt vor und nach dem Aufwärmen der Kraftmaschine. Die Bestimmung, ob die Kraftmaschine aufgewärmt ist oder nicht, wird durch Überwachen der Temperatur eines Kühlmittels in der Kraftmaschine erzielt. Der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe kann daher die Temperatur des Kühlmittels der Kraftmaschine nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs bestimmen, und die Temperatur des Kühlmittels als den vorgegebenen Parameter definieren, der mit der tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs korreliert.
Der Druck in dem Abgasrohr kann in Abhängigkeit von dem momentanen Betriebszustand der Kraftmaschine variieren. Die Variation des Drucks in dem Abgasrohr wird einen Fehler der Abgabe des Sauerstoffsensors zur Folge haben. Zum Beseitigen eines solchen Fehlers kann der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe den Druck des Abgases, das von der Kraftmaschine nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs abgegeben wird, beziehen und auf der Grundlage des Drucks des Abgases bestimmen, ob in den Korrekturmodus einzutreten ist oder nicht.
Wenn beispielsweise der Druck des Abgases größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, kann der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe unterbinden, dass in den Korrekturmodus eingetreten wird.
Der Druck in dem Abgasrohr kann ebenso in Abhängigkeit von der Menge der Einlassluft variieren, die in die Kraftmaschine geladen wird. Der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe kann die Menge der Einlassluft nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs als den Druck des Abgases darstellend bestimmen und unterbinden, dass in den Korrekturmodus eingetreten wird, wenn die Menge der Einlassluft größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Der Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltkreis kann den Korrekturfaktor als erlernten Wert in einem Sicherungsspeicher speichern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der genauen Beschreibung, die im Folgenden angegeben wird, und aus den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verstanden, die jedoch nicht zur Beschränkung der Erfindung auf spezifische Ausführungsbeispiele herangezogen werden sollen, sondern die lediglich den Zweck der Erklärung und des Verständnisses haben.
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftmaschinensteuersystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 ist eine Graphik, die eine Relation zwischen dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-/Kraftstoff-Gemischs, das in eine Brennkraftmaschine geladen wird, und einem Sensorstrom darstellt, der eine Abgabe von einem A/F-Sensor ist, der bei dem Kraftmaschinensteuersystem von 1 verwendet wird, um das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis zu steuern.
3 ist eine Graphik, die Beziehungen zwischen dem Sensorstrom zu dem A/F-Verhältnis darstellt, die aufgrund der Alterung oder der individuellen Veränderlichkeit eines A/F-Sensors veränderlich oder unterschiedlich sind;
4 ist eine Graphik, die Zeitverlaufsvariationen im Sensorstrom, der eine Abgabe von einem A/F-Sensor ist, und einen Druck im Abgas in einem Abgasrohr nach dem Start eines Kraftstoffabschaltvorgangs darstellt, in dem eine Brennkraftmaschine einer Kraftstoffabschaltung unterzogen wird;
5 ist eine Graphik, die eine Variation einer Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas als Funktion einer verstrichenen Zeit seit dem Start eines Kraftstoffabschaltvorgangs darstellt, bei dem eine Brennkraftmaschine einer Kraftstoffabschaltung unterzogen wird;
6 ist eine Graphik, die Variationen im Sensorstrom, der eine Abgabe eines A/F-Sensors ist, in Fällen darstellt, in denen die Konzentration des Sauerstoffs in einem Abgasrohr diejenige in Frischluft bis zum Abschluss eines Kraftstoffabschaltvorgangs erreicht, die Konzentration des Sauerstoffs diejenige in der Frischluft nicht erreicht und der A/F-Sensor eine individuelle Veränderlichkeit in der Betriebsweise hat oder gealtert ist;
7 ist eine Graphik, die eine Relation zwischen einer integrierten Menge Einlassluft, die in eine Brennkraftmaschine geladen wird, und der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr nach dem Start einer Kraftstoffabschaltung darstellt;
8, 9, 10 und 11 zeigen ein Ablaufdiagramm eines Programms, das durch das Kraftmaschinensteuersystem von 1 auszuführen ist, um einen Korrekturfaktor oder eine Verstärkung zur Verwendung beim Korrigieren einer Abgabe von einem A/F-Sensor zu bestimmen;
12 ist eine Graphik, die eine Relation zwischen einer integrierten Menge der Einlassluft, die in eine Brennkraftmaschine geladen wird, und einem Korrekturreferenzwert zeigt, der einen Wert einer Abgabe von einem A/F-Sensor ist, von dem angenommen wird, dass dieser einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs in einem Abgasrohr entspricht;
13 ist eine Graphik, die eine Relation zwischen der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas und einer verstrichenen Zeit seit dem Start einer Kraftstoffabschaltung hinsichtlich der Drehzahl der Kraftmaschine zeigt;
14 ist eine Graphik, die Relationen zwischen einer integrierten Menge von Einlassluft, die in eine Brennkraftmaschine nach dem Start einer Kraftstoffabschaltung geladen wird, und einem Korrekturreferenzwert hinsichtlich der Drehzahl der Kraftmaschine zeigt, der der Wert einer Abgabe von einem A/F-Sensor ist, von dem angenommen wird, dass dieser einer tatsächlichen Konzentration von Sauerstoff in einem Abgasrohr entspricht; und
15 ist eine Graphik, die eine Relation zwischen einer verstrichenen Zeit seit dem Start einer Kraftstoffabschaltung und einem Korrekturreferenzwert, der der Wert einer Abgabe von einem A/F-Sensor ist, von dem angenommen wird, dass dieser einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr entspricht, hinsichtlich der Drehzahl der Kraftmaschine darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen ähnliche Bezugszeichen sich auf ähnliche Teile in den verschiedenartigen Ansichten beziehen, ist insbesondere in 1 ein Kraftmaschinensteuersystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das ausgelegt ist, um einen Betrieb einer Automobil-Mehrzylinder-Kraftmaschine 10 zu steuern. Das Kraftmaschinensteuersystem ist durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 40 ausgeführt und arbeitet, um die Menge des Kraftstoffs, der in die Kraftmaschine 10 einzuspritzen ist, und die Zündzeitabstimmung von Zündkerzen zu steuern, die in der Kraftmaschine 10 installiert sind.
Die Kraftmaschine 10 hat ein Einlassrohr 11 und ein Abgasrohr 24, die mit dieser verbunden sind. Ein Luftreiniger 12 ist in dem Einlassrohr 11 installiert. Ein Luftdurchflussmessgerät 13 ist stromabwärts des Luftreinigers 12 angeordnet, um die Durchflussrate der Einlassluft zu messen, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird. Ein Drosselventil 14 ist stromabwärts des Luftdurchflussmessgeräts 13 angeordnet. Das Drosselventil 14 wird durch ein Drosselstellglied 15, wie z. B. einen DC-Motor, geschlossen oder geöffnet. Der Grad einer Öffnung oder einer offenen Position des Drosselventils 14 wird durch einen Drosselpositionssensor überwacht, der in dem Drosselventil 14 eingebaut ist. Ein Ausgleichstank 16 ist stromabwärts des Drosselventils 14 angeordnet und ein Einlasskrümmer-Drucksensor 17 ist in diesen eingebaut, der den Druck in dem Ausgleichstank 16 misst (insbesondere den Druck in dem Einlassrohr 11). Ein Einlasskrümmer 18 ist zwischen dem Ausgleichstank 16 und jedem der Zylinder der Kraftmaschine 10 verbunden. Kraftstoffinjektoren 19 sind in dem Einlasskrümmer 18, nämlich jeweils einer für den entsprechenden der Zylinder der Kraftmaschine 10 installiert. Die Kraftstoffinjektoren 19 bestehen jeweils aus einem solenoidbetätigten Ventil und arbeiten, um den Kraftstoff in der Nähe von Einlassanschlüssen der Kraftmaschine 10 entsprechend zu versprühen.
Ein Einlassventil 21 und ein Auslassventil 22 sind in den Einlass- und Auslassanschlüssen der entsprechenden der Zylinder der Kraftmaschine 10 installiert. Wenn das Einlassventil 21 geöffnet wird, wird ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in eine entsprechende der Brennkammern 23 der Kraftmaschine 10 geladen. Wenn das Auslassventil 24 geöffnet wird, wird das Abgas in das Abgasrohr 24 ausgestoßen.
Zündkerzen 27 sind an einem Zylinderkopf der Kraftmaschine 10, nämlich jeweils eine für einen entsprechenden der Zylinder der Kraftmaschine 10, installiert. Wenn es erforderlich ist, den Kraftstoff zu zünden, legt die ECU 40 eine Hochspannung an eine entsprechende der Zündkerzen 27 durch eine Zündvorrichtung, die mit einer Zündspule ausgestattet ist, bei einer vorgegebenen Zündzeitabstimmung an, so dass ein Funken zwischen der Zentral- und Masseelektrode der Zündkerze 27 erzeugt wird, um das Luft-/Kraftstoffgemisch innerhalb der Brennkammer 23 zu zünden.
Ein Drei-Wege-Katalysator 31 ist in dem Abgasrohr 24 installiert, um schädliche Emissionen, wie z. B. CO₃ HC und NOx in unschädliche oder weniger schädliche Produkte umzuwandeln. Ein A/F-Sensor 32 ist stromaufwärts des Drei-Wege-Katalysators 31 installiert, der arbeitet, um die Konzentration des Sauerstoffs (O₂) zu messen, der in dem Abgas enthalten ist, nämlich als Funktion eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird. Der A/F-Sensor 32 ist mit einer Schichtmessvorrichtung ausgestattet, die durch Schichten einer Festelektrolytschicht, die aus Zirkoniumoxid (ZrO₂) besteht, und einer diffusionsbeständigen Schicht ausgebildet ist. Die Messvorrichtung hat ebenso ein Paar Elektroden, die an entgegengesetzten Flächen der Festelektrolytschicht angeheftet sind, und ist ansprechfähig auf das Anlegen einer Spannung über die Elektroden, um einen elektrischen Strom als Funktion der Konzentration von Sauerstoff zu erzeugen. Die Messvorrichtung hat ebenso eine daran angeheftete Heizung, die arbeitet, um diese auf eine gewünschte Aktivierungstemperatur aufzuheizen. Der A/F-Sensor 32 kann einen bekannten Aufbau haben und seine detaillierte Erklärung wird an dieser Stelle weggelassen.
Ein Kühlmitteltemperatursensor 33 und ein Kurbelwinkelsensor 35 sind in dem Zylinderblock der Kraftmaschine 10 installiert. Der Kühlmitteltemperatursensor 33 arbeitet, um die Temperatur des Kraftmaschinenkühlmittels zu messen und ein Signal an die ECU 40 abzugeben, das diese angibt. Der Kurbelwinkelsensor 35 arbeitet, um ein rechteckiges Kurbelwinkelsignal bei vorgegebenen Winkelintervallen (beispielsweise 30° KW) einer Kurbelwelle der Kraftmaschine 10 an die ECU 40 abzugeben. Das Kraftmaschinensteuersystem weist ebenso einen Beschleunigerpositionssensor 35, einen Atmosphärendrucksensor 37 und einen Schaltpositionssensor 38 auf. Der Beschleunigerpositionssensor 36 arbeitet, um die Betätigung durch einen Fahrer oder eine Position eines Beschleunigerpedals (das nicht gezeigt ist) zu messen und ein Signal davon an die ECU 40 abzugeben, das diese angibt. Der Atmosphärendrucksensor 37 arbeitet, um den Atmosphärendruck zu messen und ein Signal an die ECU 40 abzugeben, das diesen angibt. Der Schaltpositionssensor 38 arbeitet, um die Schaltposition (insbesondere die Position eines Gangwechselhebels) eines Getriebes (nicht gezeigt) zu messen und ein Signal an die ECU 40 abzugeben, das diese angibt.
Die ECU 40 weist einen typischen Mikrocomputer 41 auf, der im Wesentlichen aus einer CPU, einem ROM, einem RAM und einem EEPROM usw. besteht, und arbeitet, um Kraftmaschinensteuerprogramme, die in dem ROM gespeichert sind, auszuführen, um eine Kraftstoffeinspritzsteuerung usw. auf der Grundlage von gegenwärtigen Betriebsbedingungen der Kraftmaschine 10 durchzuführen. Insbesondere überwacht der Mikrocomputer 41 Abgaben von dem Einlasskrümmer-Drucksensor 17, dem Kühlmitteltemperatursensor 33, dem Kurbelwinkelsensor 35, dem A/F-Sensor 32, dem Beschleuniger-Positionssensor 36, dem Atmosphärendrucksensor 37 und dem Schaltpositionssensor 38 und bestimmt die Einspritzmenge, die die Menge des Kraftstoffs ist, der in jeden Zylinder der Kraftmaschine 10 einzuspritzen ist, und die Zündzeitabstimmung, zu der der Kraftstoff in jeden Zylinder der Kraftmaschine 10 einzuspritzen ist, um die Kraftstoffinjektoren 19 und die Zündvorrichtung zu betätigen. Der Mikrocomputer 41 berechnet die Einspritzmenge, um ein tatsächliches Luft-/Kraftstoff-Verhältnis des Gemischs, das durch eine Abgabe des A/F-Sensors 32 bestimmt wird, in Übereinstimmung mit einem Sollwert, der auf der Grundlage der gegenwärtigen Betriebsbedingungen der Kraftmaschine 10 bestimmt wird, in einen Rückführregelmodus zu bringen.
Die ECU 40 weist ebenso einen Sensorsteuerschaltkreis 42 auf, der einen Sensorstrom misst, der ein elektrischer Strom ist, der durch die Elektroden der Messvorrichtung des A/F-Sensors 32 strömt, als Funktion der Konzentration des Sauerstoffs, der in dem Abgas enthalten ist, und verstärkt diesen durch einen vorgegebenen Verstärkungsfaktor, um ein Sensorstromsignal zu erzeugen. Der Sensorsteuerschaltkreis 42 gibt das Sensorstromsignal an den Mikrocomputer 41 ab. 2 stellt eine Beziehung zwischen dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis des Gemischs, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird, und dem Sensorstrom dar, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird. Wenn beispielsweise das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis einen stöchiometrischen Wert (insbesondere 14,7:1) zeigt, wenn anders gesagt die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas null % (0%) ist, wird der Sensorstrom 0 mA werden. Wenn das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis einen zur atmosphärischen Luft äquivalenten Wert zeigt, der der Wert des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Fall ist, in dem der A/F-Sensor 32 das Abgas äquivalent zu der Konzentration des Sauerstoffs in der atmosphärischen Luft abfragt, wenn anders gesagt die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas 20,9% beträgt, wird der Sensorstrom I1 mA werden.
Der Sensorsteuerschaltkreis 42 arbeitet ebenso in einem Anlagespannungs-Steuermodus, um die Spannung, die an die Messvorrichtung des A/F-Sensors 32 anzulegen ist, als Funktion eines Momentanwerts des Sensorstroms zu ändern, und in einem Heizungssteuermodus, um den Erregerstrom, der auf die in dem A/F-Sensor 32 eingebaute Heizung aufzubringen ist, zu steuern, um den aktivierten Zustand der Messvorrichtung des A/F-Sensors 32 zu steuern.
Gewöhnlich variiert der Sensorstrom, der durch die Elektroden des A/F-Sensors 32 fließt, mit einer Alterung des A/F-Sensors 32 oder hat eine individuelle Veränderlichkeit, die zu einer Veränderung in Beziehung zu dem Sensorstrom und einem entsprechenden Wert eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs führen wird, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird. 3 stellt Beziehungen zwischen dem Sensorstrom und dem A/F-Verhältnis dar, die aufgrund der Alterung oder der individuellen Veränderlichkeit des A/F-Sensors 32 geändert oder unterschiedlich sind. Eine durchgezogene Kurve (insbesondere dieselbe, die in 2 dargestellt ist) gibt eine Referenz- oder Basissensorabgabe-Charakteristik 21 an, die eine korrekte Beziehung zwischen dem Sensorstrom und dem Wert des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs darstellt. Eine Kurve aus abwechselnd langen und kurzen Strichen und eine mit doppelten Strichen geben Sensorabgabe-Charakteristiken P2 und P3 an, die von der Basis-Charakteristik aufgrund der Alterung oder der individuellen Veränderlichkeit des A/F-Sensors 32 abweichen. In dem Fall beispielsweise, dass das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis den atmosphärischen Luftäquivalenzwert zeigt, anders gesagt die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas 20,9% beträgt, ist der Sensorstrom in der Basissensorabgabe-Charakteristik P1 I1 mA, während derjenige in den Sensorabgabe- Charakteristiken P2 und P3 I2 und I3 sind. Es ist anzumerken, dass in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wenn das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis den stöchiometrischen Wert hat, die Sensorströme in den Sensorabgabe-Charakteristiken P1, P2 und P3 alle 0 mA sind. Die Graphik von 3 zeigt, dass dann, wenn der Sensorstrom, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, einer Variation unterzogen wird, das einen Fehler beim Bestimmen der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas oder beim Berechnen des Werts des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs zur Folge haben wird, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird.
Zum Ausgleichen eines solchen Fehlers arbeitet das Kraftmaschinensteuersystem dieses Ausführungsbeispiels in einem Atmosphärenkorrekturmodus, um die Einspritzung des Kraftstoffs in die Kraftmaschine 10 durch die Kraftstoffinjektoren 19 auszusetzen, wenn vorgegebene Betriebsbedingungen der Kraftmaschine 10 erfüllt sind, und um eine Abweichung zwischen dem Sensorstrom oder der Abgabe von dem A/F-Sensor 32 (insbesondere der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas, die gemessen wird, wenn das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis der Atmosphärenluft während einer solchen Kraftstoffabschaltung entspricht) und einem entsprechenden Wert des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses zu beseitigen. Wenn insbesondere das Beschleunigerpedal losgelassen wird, so dass die Abgabe des Beschleunigerpositionssensors 36 sich auf einem Niveau von null (0) befindet, und die Drehzahl der Kraftmaschine 10 beispielsweise 1 000 U/min oder mehr beträgt, schaltet der Mikrocomputer 41 den in die Kraftmaschine 10 eingespritzten Kraftstoff ab, um das Innere des Abgasrohrs 24 auf die Atmosphäre zu bringen, misst die Abgabe von dem A/F-Sensor 32 und bestimmt eine Korrekturverstärkung (insbesondere einen Korrekturfaktor) auf der Grundlage der gemessenen Abgabe des A/F-Sensors 32 und eines Atmosphärenreferenzwerts gemäß Gleichung (1), die nachstehend angegeben ist. Der Atmosphärenreferenzwert ist eine Abgabe des A/F-Sensors 32, der der atmosphärischen Luft ausgesetzt wird, die eine Konzentration des Sauerstoffs von 20,9% darstellt. Korrekturverstärkung = Atmosphärenreferenzwert/tatsächlich während der Kraftstoffabschaltung erzeugter Sensorstrom (1)
Die Korrekturverstärkung ist ein Sensorabgabekorrekturfaktor zum Verwenden beim Korrigieren der Abweichung des Sensorstroms, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, von demjenigen in der Basissensorabgabe-Charakteristik P1. Beispielsweise korrigiert in dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelungsmodus der Mikrocomputer 41 den Sensorstrom, der von dem A/F-Sensor 32 abgegeben wird, unter Verwendung der Korrekturverstärkung und berechnet ein Ist-Luft-/Kraftstoff-Verhältnis des Gemischs, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird, auf der Grundlage des korrigierten Sensorstroms. Das gleicht einen Fehler der Abgabe von dem A/F-Sensor 32 aus, der sich aus der individuellen Veränderung oder der Alterung des A/F-Sensors 32 ergibt, um die Genauigkeit der Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelung sicherzustellen.
Die Korrekturverstärkung wird gespeichert und als gelernter Wert in dem EEPROM oder dem Sicherungs-RAM des Mikrocomputers 41 aktualisiert.
Die Erfinder dieser Anmeldung haben herausgefunden, dass dann, wenn der Druck in dem Abgasrohr 24 während der Kraftstoffabschaltung nicht konstant wird, das eine Verringerung der Genauigkeit der Bestimmung der Korrekturverstärkung in dem Atmosphärenkorrekturmodus zur Folge haben wird. Insbesondere schließt unmittelbar nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ein typisches Kraftmaschinensteuersystem das Drosselventil 14 vollständig, so dass der Druck in dem Abgasrohr 24 in der Nähe des atmosphärischen Drucks liegen wird. Wenn das Drosselventil 14 unmittelbar nach dem Start der Kraftstoffabschaltung nicht vollständig geschlossen wird, wird der Druck in dem Abgasrohr 24 oberhalb des atmosphärischen Drucks gehalten, was einen Fehler des Sensorstroms zur Folge haben wird, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, und eine Verringerung der Genauigkeit des Atmosphärenkorrekturmodus zur Folge haben wird.
4 stellt ein konkretes Beispiel der Veränderung des Sensorstroms nach der Kraftstoffabschaltung dar.
Nachdem der zu der Kraftmaschine 10 zugeführte Kraftstoff zu dem Zeitpunkt t1 abgeschaltet ist, steigt der durch den A/F-Sensor 32 erzeugte Sensorstrom an. Wenn der Sensorstrom zum Zeitpunkt t2 abgefragt wird, bevor der Druck in dem Abgasrohr 24 (insbesondere der Druck des Abgases) mit einem Niveau konvergiert, das äquivalent zu dem atmosphärischen Druck ist, wird dieser einen Fehler von Δ IL haben. Es wurde herausgefunden, dass der Fehler Δ IL von dem Druck des Abgases abhängt, und dass der Wert des Sensorstroms, wenn der Druck des Abgases sich auf einem höheren Niveau befindet, im Ganzen größer als derjenige ist, wenn der Druck des Abgases sich auf einem niedrigeren Niveau befindet.
Zum Beseitigen von nachteilhaften Wirkungen des vorstehend angegebenen Fehlers des Sensorstroms auf die Bestimmung der Korrekturverstärkung ist die ECU 40 ausgelegt, um den Druck des Abgases nach dem Start der Kraftstoffabschaltung abzufragen und die Bestimmung der Korrekturverstärkung zu unterbinden oder zu gestatten. Insbesondere berechnet auf der Grundlage der Tatsache, dass der Druck des Abgases von der Menge der Luft abhängt, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, die ECU 40 das Produkt des Drucks der Luft in dem Einlassrohr 11, der unter Verwendung der Abgabe des Einlasskrümmer-Drucksensors 17 gemessen wird, und der Drehzahl der Kraftmaschine 10, die unter Verwendung der Abgabe des Kurbelwinkelsensors 35 gemessen wird, und bestimmt die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine gesaugt wird, auf der Grundlage des Produkts (insbesondere ist die Menge der Einlassluft = Druck in dem Einlassrohr 11 × Drehzahl der Kraftmaschine 10). Wenn die Menge der Einlassluft größer als ein vorgegebener Wert ist, bestimmt die ECU 40, dass der Druck des Abgases relativ hoch ist, dass nämlich der Fehler des Sensorstroms unerwünscht groß ist, und unterbindet den Atmosphärenkorrekturmodus.
Wenn zusätzlich die Drehzahl der Kraftmaschine 10 relativ hoch ist oder das Getriebe sich in einem relativ niedrigen Gang befindet, ist gewöhnlich die Menge der Einlassluft groß, so dass der Druck des Abgases hoch werden wird. Das hat wie vorstehend angegeben eine Verringerung der Genauigkeit des Atmosphärenkorrekturmodus zur Folge. Die ECU 40 ist daher ausgelegt, um den Atmosphärenkorrekturmodus zu unterbinden, wenn die Drehzahl der Kraftmaschine 10 größer als beispielsweise 1 500 U/min ist, oder das Getriebe sich in einem Gang befindet, der niedriger als ein dritter Gang ist.
Ferner, nachdem der Druck in dem Abgasrohr 24 auf nahezu den atmosphärischen Druck infolge des Starts der Kraftstoffabschaltung abfällt, die Öffnungsposition des Drosselventils 14 zum Ändern der Menge der Einlassluft verändert wird, wird das eine Veränderung des Drucks des Abgases zur Folge haben, was somit zu dem Fehler des Sensorstroms führt. Die ECU 40 ist daher ausgelegt, um die Rate einer Änderung der Menge der Einlassluft auf der Grundlage der Menge der Einlassluft zu berechnen, die in die Kraftmaschine 10 pro Zeiteinheit geladen wird (oder des Werts eines Integrals der Menge der Einlassluft), und um den Atmosphärenkorrekturmodus zu unterbinden, wenn die Rate der Änderung der Menge der Einlassluft größer als ein vorgegebener Wert ist. Wenn anders gesagt die Rate der Änderung der Menge der Einlassluft unter einen vorgegebenen Wert abgefallen ist und für eine im voraus ausgewählte Zeitdauer dort verbleibt, unterbindet der Mikrocomputer 41, dass die Abgabe des A/F-Sensors 32 korrigiert wird.
Gewöhnlich wird nach dem Start der Kraftstoffabschaltung das Gas in dem Abgasrohr 24 graduell durch Frischluft ersetzt. Die Zeit, die benötigt wird, damit das Gas durch die Frischluft vollständig ersetzt wird, nämlich die Zeit, die benötigt wird, bis die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 in Übereinstimmung mit derjenigen (insbesondere 20,9%) in der Frischluft gebracht ist, ist üblicherweise lang, was verursachen kann, dass die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 diejenige in der Frischluft bis zum Abschluss der Kraftstoffabschaltung nicht erreicht. Es wird angenommen, dass Faktoren, die verursachen, dass das Gas in dem Abgasrohr 24 eine lange Zeit benötigt, um durch die Frischluft vollständig ersetzt zu werden, Kraftstoff, der an der Wand der Einlassanschlüsse der Kraftmaschine 10 anhaftet, oder das Nebenstromgas sind. Wenn die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 diejenige in der Frischluft bis zu dem Abschluss der Kraftstoffabschaltung nicht erreicht, wird das einen Fehler des Sensorstroms und eine Verringerung der Genauigkeit des Atmosphärenkorrekturmodus zur Folge haben. Die Erfinder haben herausgefunden, dass, wie in 5 dargestellt ist, die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 diejenige in der Frischluft (insbesondere 20,9%) innerhalb von zehn (10) oder mehr Minuten nach dem Start der Kraftstoffabschaltung nicht erreichen kann.
Die ECU 40 ist daher ausgelegt, um eine Gesamtmenge oder eine integrierte Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, als Parameter zu berechnen, der mit einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 korreliert, und um einen Korrekturreferenzwert, der später im Einzelnen beschrieben wird, auf der Grundlage davon als Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungswert zur Verwendung beim Korrigieren des Sensorstroms zu bestimmen, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird. Die ECU 40 berechnet die Korrekturverstärkung gemäß einer Gleichung (2), die nachstehend angegeben ist, unter Verwendung eines Momentanwerts des Sensorstroms und des Korrekturreferenzwerts. Korrekturverstärkung = Korrekturreferenzwert/Sensorstrom während Kraftstoffabschaltung (2)
Die vorstehend beschriebene Gleichung (1) ist zum Berechnen der Korrekturverstärkung unter Verwendung des Atmosphärenreferenzwerts vorgesehen, der eine Konstante ist, während Gleichung (2) zur Berechnung der Korrekturverstärkung unter Verwendung des Korrekturreferenzwerts vorgesehen ist, der variabel ist. Die ECU 40 verwendet, wie nachstehend beschrieben wird, Gleichung (2), um den Korrekturwert zu bestimmen.
6 stellt Veränderungen des Sensorstroms nach dem Start der Kraftstoffabschaltung dar. Eine Kurve L1 gibt die Veränderung des Sensorstroms in dem Fall an, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 auf den Atmosphärendruck vollständig nach dem Start der Kraftstoffabschaltung abfällt. Eine Kurve L2 gibt die Veränderung des Sensorstroms in dem Fall an, dass die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 nicht auf diejenige in der atmosphärischen Luft vollständig nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ansteigt. Die Veränderung des Sensorstroms, der durch die Kurve L1 angegeben ist, ist zur Bestimmung der Korrekturverstärkung ideal. Die Veränderung des Sensorstroms, der durch die Kurve L2 angegeben ist, ist diejenige, die auftritt, wenn der A/F-Sensor 32 sich in erwünschten Bedingungen befindet, aber der Druck in dem Abgasrohr 24 fällt vollständig auf den atmosphärischen Druck ab. Eine Kurve L3 gibt die Veränderung des Sensorstroms in dem Fall an, dass der A/F-Sensor 32 eine individuelle Veränderlichkeit aufweist oder gealtert ist.
Wenn die tatsächliche Veränderung der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24, die durch die Kurve L2 angegeben ist, von der idealen unterschiedlich ist, wie durch die Kurve L1 angegeben ist, wird das einen Fehler beim Bestimmen der Korrekturverstärkung auf der Grundlage des Atmosphärenreferenzwerts und des Sensorstroms, der direkt unter Verwendung der Abgabe des A/F-Sensors 32 gemessen wird, in dem Atmosphärenkorrekturmodus zur Folge haben. Ein solcher Fehler kann jedoch durch Bestimmen der Korrekturverstärkung unter Verwendung des Sensorstroms, der direkt unter Verwendung der Abgabe des A/F-Sensors 32 gemessen wird, und des Korrekturreferenzwerts beseitigt werden (insbesondere eine Abgabe des A/F-Sensors 32, von der angenommen wird, dass diese korrekt der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 entspricht).
7 ist eine Graphik, die eine Beziehung zwischen der integrierten Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, und der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung darstellt. Die Graphik ist durch Auftragen von Entsprechungen zwischen der integrierten Menge der Einlassluft und der Konzentration des Sauerstoffs erstellt, die gemessen werden, wenn die Kraftmaschine 10 in vorgegebenen Antriebsmodi betrieben wird. Die Graphik zeigt, dass die integrierte Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, eine Korrelation mit der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 hat, die als Kurve LK angenähert werden kann.
Die 8, 9 und 10 zeigen eine Abfolge von logischen Schritten oder ein Programm, das durch den Mikrocomputer 41 der ECU 40 bei einem Intervall von beispielsweise 10 ms auszuführen ist, um den Sensorstrom, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, in dem Atmosphärenkorrekturmodus zu korrigieren, wenn die Kraftmaschine 10 einer Kraftstoffabschaltung unterzogen wird.
Nach dem Eintreten in das Programm schreitet die Routine zu Schritt 101 in 8 voran, wobei bestimmt wird, ob eine Zufuhr des Kraftstoffs zu der Kraftmaschine 10 nun abgeschaltet ist oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 102 voran, bei dem eine gesamte oder integrierte Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, bestimmt wird. Insbesondere wird in Schritt 201 von 11 die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird (insbesondere eine Volumenströmungsrate m³/s) unter Verwendung des Produkts des Drucks in dem Einlassrohr 11 und der Drehzahl der Kraftmaschine 10 berechnet. Die Routine schreitet zu Schritt 202 voran, bei dem die Menge der Einlassluft, die in Schritt 201 bestimmt wird, geglättet wird. Die Routine schreitet zu Schritt 203 voran, bei dem die geglättete Menge der Einlassluft summiert oder integriert wird. Insbesondere wird in Schritt 203 die Menge der Einlassluft, die in Schritt 202 geglättet wird, in einen Wert pro Zeiteinheit umgewandelt und dann zu dem Wert der Menge der Einlassluft hinzugefügt, die einen Programmzyklus früher berechnet wurde.
Unter Rückbezug auf 8 schreitet, wenn eine Antwort von „NEIN" in Schritt 101 erhalten wird, was bedeutet, dass die Kraftmaschine 10 der Kraftstoffabschaltung nicht unterzogen wird, dann die Routine zu Schritt 103 voran, bei dem der Wert der integrierten Menge der Einlassluft, die bis zu einem Programmzyklus früher berechnet ist, auf null (0) zurückgesetzt wird.
Nach dem Schritt 102 schreitet die Routine zu einer Abfolge von Schritten 104 bis 106 voran, um zu bestimmen, ob Bedingungen zum Gestatten des Atmosphärenkorrekturmodus, in den einzutreten ist, erfüllt wurden oder nicht. Insbesondere liest in Schritt 104 der Mikrocomputer 41 Diagnosedaten bezüglich des Betriebs des Kraftmaschinensteuersystems aus einem in diesen eingebauten Speicher aus und bestimmt, ob das Kraftmaschinensteuersystem korrekt arbeitet oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 105 voran, bei dem bestimmt wird, ob der A/F-Sensor 32 sich in einem aktivierten Zustand befindet oder nicht. Diese Bestimmung kann durch Überwachen der Impedanz der Messvorrichtung des A/F-Sensors 32 auf eine bekannte Weise vorgenommen werden. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet die Routine zu Schritt 106 voran, bei dem bestimmt wird, ob der Gang des Getriebes sich in einer Position befindet, die höher als oder gleich wie eine Position eines dritten Gangs ist oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 107 voran, bei dem eine Korrekturgestattungsmarke F1 auf eins (1) gesetzt wird, nämlich ein hohes Niveau. Wenn alternativ eine Antwort von NEIN bei zumindest einem der Schritte 104, 105 und 106 oder nach Schritt 103 erhalten wird, schreitet die Routine zu Schritt 108 voran, bei dem die Korrekturgestattungsmarke F1 auf null (0) gesetzt wird, nämlich ein niedriges Niveau.
Nach Schritt 107 oder Schritt 108 schreitet die Routine zu Schritt 109 voran, bei dem ein Durchschnitt des Sensorstroms berechnet wird und dann geglättet wird. Insbesondere wird der Sensorstrom, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, in einem Zeitintervall von beispielsweise mehreren Millisekunden für einen vorgegebenen Kurbelwinkel abgefragt und wird der Durchschnitt gebildet. Beispielsweise in dem Fall, dass die Kraftmaschine 10 eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine ist und der gegenwärtige Programmzyklus der erste Zyklus ist, der ausgeführt wird, unmittelbar nachdem in das Programm eingetreten wurden, fragt der Mikrocomputer 41 den Sensorstrom bei einem vorgegebenen Zeitintervall von 180° KW von dem Start eines Verbrennungstakts des Kolbens in dem ersten Zylinder #1 ab und bildet den Durchschnitt der abgefragten Werte. Wenn der gegenwärtige Programmzyklus der zweite Zyklus ist, fragt der Mikrocomputer 41 den Sensorstrom als vorgegebenes Zeitintervall für 180° KW von dem Start des Verbrennungstakts des Kolbens in dem dritten Zylinder #3 und ab bildet den Durchschnitt der abgefragten Werte. In ähnlicher Weise wird der Durchschnitt des Sensorstroms für die Verbrennungstakte in dem zweiten und vierten Zylinder #2 und #4 in dem dritten bzw. vierten Programmzyklus bezogen. Wenn einer der Durchschnittswerte des Sensorstroms, die auf diese Weise für alle Zylinder #1 bis #4 der Kraftmaschine 10 berechnet werden, außerhalb eines vorgegebenen zulässigen Bereichs liegt, wird dieser geglättet, so dass er in den zulässigen Bereich fällt. Der Mikrocomputer 41 kann alternativ den Sensorstrom bei einem vorgegebenen Zeitintervall für 720° KW von dem Start des Verbrennungstakts des Kolbens in dem ersten Zylinder #1 abfragen und den Durchschnittswert von diesem bei jeder Ausführung des Programms bilden, um dadurch den Durchschnitt der Werte des Sensorstroms zu beziehen, die für die Verbrennungstakte in allen Zylindern #1 bis #4 der Kraftmaschine 10 abgefragt werden. Der Mikrocomputer 41 glättet dann einen solchen Durchschnitt, so dass dieser innerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Nachfolgend schreitet die Routine zu einer Abfolge von Schritten 110, 111 und 113 voran, um zu bestimmen, ob das verbrannte Gas aus dem Abgasrohr 24 vollständig nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ausgestoßen wurde, so dass das Abgasrohr 24 mit Frischluft gefüllt ist, was somit die Stabilität des Sensorstroms oder die Nichtverwendung des geglätteten Werts des Durchschnitts des Sensorstroms zur Folge hat.
Insbesondere wird in Schritt 110 bestimmt, ob der geglättete Wert (n) des Durchschnitts des Sensorstroms, der in diesem Programmzyklus berechnet wird, minus dem geglätteten Wert (n – 1) des Durchschnitts des Sensorstroms, der einen Programmzyklus früher berechnet wird, kleiner als ein vorgegebener Wert Th ist oder nicht. Die Tatsache, dass eine solche Stromänderung kleiner als der vorgegebene Wert Th ist, bedeutet, dass der Sensorstrom in einen stabilen Zustand versetzt ist, dass nämlich der Sensorstrom nach dem Start der Kraftstoffabschaltung konstant gehalten wird.
Wenn eine Antwort von JA in Schritt 110 erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 111 voran, bei dem ein Sensorstrom-Stabilitätszähler hochgezählt wird. Wenn alternativ eine Antwort von NEIN in Schritt 110 erhalten wird, was bedeutet, dass der Sensorstrom noch nicht stabil geworden ist, schreitet die Routine dann zu Schritt 112 voran, bei dem der Sensorstrom-Stabilitätszähler auf null (0) zurückgesetzt wird.
Nach Schritt 111 oder 112 schreitet die Routine zu Schritt 113 voran, bei dem der Wert des Sensorstrom-Stabilitätszählers abgefragt wird, um zu bestimmen, ob eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist oder nicht, nachdem der Sensorstrom in den stabilen Zustand versetzt wurde, nämlich die Antwort von JA in Schritt 110 erhalten wurde. Wenn eine Antwort von NEIN erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 125 von 9 voran, bei dem eine Korrekturausführmarke F2 auf null (0) gesetzt wird.
Wenn alternativ eine Antwort von JA in Schritt 113 erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 114 von 9 voran. Eine Abfolge von Schritten 114 bis 117 ist zum Zählen der Zeit vorgesehen, nachdem gestattet wird, dass in den Atmosphärenkorrekturmodus eingetreten wird, nämlich die Korrekturgestattungsmarke F1 auf eins (1) gesetzt ist.
Insbesondere wird in Schritt 114 bestimmt, ob die Korrekturgestattungsmarke F1 einen Wert von eins (1) oder nicht zeigt. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 115 voran, bei dem ein Korrekturgestattungszähler hochgezählt wird. Wenn alternativ eine Antwort von NEIN erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 116 voran, bei dem der Korrekturgestattungszähler auf null (0) zurückgesetzt wird. Nach Schritt 115 oder 116 schreitet die Routine zu Schritt 117 voran, bei dem der Wert des Korrekturgestattungszählers abgefragt wird, um zu bestimmen, ob eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist oder nicht, nachdem die Korrekturgestattungsmarke F1 auf eins (1) gesetzt wurde. Wenn eine Antwort von NEIN erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 125 voran, bei dem die Korrekturausführmarke F2 auf null (0) gesetzt wird.
Wenn eine Antwort von JA in Schritt 117 erhalten wird, schreitet alternativ dann die Routine zu einer Abfolge von Schritten 118 und 119 voran, um zu bestimmen, ob der Druck in dem Abgasrohr 24 in der Nähe des atmosphärischen Drucks liegt oder nicht, nämlich auf der Grundlage der Menge der Einlassluft und der Drehzahl der Kraftmaschine 10. Insbesondere wird in Schritt 118 bestimmt, ob die Menge der Einlassluft, die in die Brennkraftmaschine 10 geladen wird, geringer als oder gleich wie ein vorgegebener Referenzwert ist oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 119 voran, bei dem die Drehzahl der Kraftmaschine 10 geringer als oder gleich wie ein vorgegebener Referenzwert ist oder nicht. Der Referenzwert, der in Schritt 118 verwendet wird, ist als die Menge der Einlassluft im voraus ausgewählt, die die Tatsache darstellt, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 in der Nähe des atmosphärischen Drucks liegt. Der Referenzwert, der in Schritt 119 verwendet wird, ist beispielsweise als 1 500 U/min im voraus ausgewählt.
Wenn entweder in Schritt 118 oder 119 eine Antwort von NEIN erhalten wird, was bedeutet, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 höher als der atmosphärische Druck ist, schreitet dann die Routine zu Schritt 125 voran, bei dem die Korrekturausführmarke F2 auf null (0) zurückgesetzt wird. Wenn sowohl in Schritt 118 als auch in Schritt 119 eine Antwort von JA erhalten wird, was bedeutet, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 in der Nähe des atmosphärischen Drucks angeordnet ist, schreitet alternativ dann die Routine zu Schritt 120 voran.
Eine Abfolge von Schritten 120 bis 123 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob die Menge der Einlassluft sich in einem stabilen Zustand befindet oder nicht. Insbesondere wird in Schritt 120 der Wert der Menge der Einlassluft, die einen Programmzyklus früher berechnet wird, von derjenigen subtrahiert, die in diesem Programmzyklus berechnet wird, um die Rate einer Änderung der Menge der Einlassluft zu bestimmen, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird. Als Nächstes wird bestimmt, ob die Rate der Änderung geringer als oder gleich wie ein vorgegebener Wert ist oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, was bedeutet, dass die Rate der Änderung der Menge der Einlassluft gering ist, schreitet dann die Routine zu Schritt 121 voran, bei dem ein Einlassluftmengen-Stabilitätszähler hochgezählt wird. Wenn eine Antwort von NEIN erhalten wird, schreitet dann alternativ die Routine zu Schritt 122 voran, bei dem der Einlassluftmengen-Stabilitätszähler auf null (0) zurückgesetzt wird.
Nach dem Schritt 121 oder dem Schritt 122 schreitet die Routine zu Schritt 123 voran, bei dem der Wert des Einlassluftmengen-Stabilitätszählers abgefragt wird, um zu bestimmen, ob die Menge der Einlassluft in dem stabilen Zustand angeordnet ist, nämlich für eine vorgegebene Zeitdauer konstant gehalten wird oder nicht. Wenn eine Antwort von NEIN erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 125 voran, bei dem die Korrekturausführmarke F2 auf null (0) zurückgesetzt wird. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 124 voran, bei dem die Korrekturausführmarke F2 auf eins (1) gesetzt wird.
Wie der vorstehend angegebenen Diskussion entnehmbar ist, ist eine Abfolge von Schritten 109 bis 125 vorgesehen, um zu bestimmen, ob der Druck in dem Abgasrohr 24 auf den atmosphärischen Druck abgefallen ist und stabil gehalten wird oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 auf dem atmosphärischen Druck gehalten wird, wird die Korrekturausführmarke F2 auf eins (1) gesetzt, um zu gestatten, dass der Sensorstrom korrigiert wird, wie nachstehend im Einzelnen beschrieben wird.
Nach dem Schritt 124 schreitet die Routine zu Schritt 126 von 10 voran, bei dem bestimmt wird, ob die Korrekturausführmarke F2 eins (1) ist oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, was bedeutet, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 auf dem atmosphärischen Druck gehalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 127 voran, bei dem der Korrekturreferenzwert auf der Grundlage der integralen Menge der Einlassluft berechnet wird, die in Schritt 102 bestimmt wird. Beispielsweise wird der Korrekturreferenzwert durch Nachschlagen unter Verwendung eines Kennfelds bestimmt, das in 12 dargestellt ist. Der Korrekturreferenzwert in 12 wird so ausgewählt, dass er mit einer Erhöhung der integrierten Menge der Einlassluft ansteigt und bei dem Atmosphärenreferenzwert konvergiert.
Der Korrekturreferenzwert kann alternativ mathematisch gemäß einer Formel bestimmt werden, die eine Relation zwischen der integrierten Menge der Einlassluft und dem Korrekturreferenzwert definiert.
Die Routine schreitet zu Schritt 128 voran, bei dem die Korrekturverstärkung gemäß Gleichung (2) bestimmt wird, wie vorstehend beschrieben ist, unter Verwendung des Werts des Sensorstroms, der nun gemessen wird, und des Korrekturreferenzwerts, der in Schritt 127 bezogen wird. Die Routine schreitet zu Schritt 129 voran, bei dem ein Durchschnitt der Korrekturverstärkung berechnet wird und als gelernter Wert in dem EEPROM gespeichert wird. Wenn insbesondere der gegenwärtige Programmzyklus der erste Zyklus ist, der ausgeführt wird, unmittelbar nachdem in das Programm eingetreten wird, wird die Korrekturverstärkung in dem EEPROM ohne Durchschnittsbildung gespeichert. Wenn der gegenwärtige Programmzyklus der zweite Zyklus ist, werden die Korrekturverstärkung, die einen Programmzyklus früher bezogen wird, und diejenige, die in diesem Programmzyklus bezogen wird, zu einem Durchschnitt berechnet und in dem EEPROM gespeichert.
Wenn eine Antwort von NEIN in Schritt 126 erhalten wird, was bedeutet, dass die Korrekturausführmarke F2 = 0 ist, schreitet dann die Routine zu Schritt 130 voran, bei dem bestimmt wird, ob die Korrekturausführmarke F2 von eins (1) zu null (0) in diesem Programmzyklus geändert wurde oder nicht. Diese Bestimmung wird vorgenommen, um zu bestimmen, ob der Zustand des Drucks in dem Abgasrohr 24, der auf dem atmosphärischen Druck gehalten wird, sich gerade in den instabilen Zustand geändert hat oder nicht, oder ob die Kraftstoffabschaltung gerade abgeschlossen wurde oder nicht. Wenn eine Antwort von JA in Schritt 130 erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 131 voran, bei dem der Durchschnitt der Korrekturverstärkung durch eine obere und eine untere Grenze begrenzt wird. Anders gesagt wird der Durchschnitt der Korrekturverstärkung so korrigiert, dass er in einen vorgegebenen Bereich der oberen und unteren Grenze fällt.
Die Korrekturverstärkung, die auf die vorstehend angegebene Weise bezogen wird, wird zum Korrigieren des Sensorstroms, der durch den A/F-Sensor 32 abgegeben wird, in dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelungsmodus verwendet (insbesondere, wenn die Kraftmaschine 10 keiner Kraftstoffabschaltung unterzogen wird). Insbesondere wird der Wert des Sensorstroms, der von der Abgabe des A/F-Sensors 32 abgefragt wird, wenn die ECU 40 sich in dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelungsmodus befindet, mit der Korrekturverstärkung multipliziert und verwendet, um das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Gemischs zu bestimmen, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird.
Wie aus der vorstehend angegebenen Diskussion ersichtlich ist, arbeitet das Kraftmaschinensteuersystem in dem Atmosphärenkorrekturmodus, um die integrierte Menge der Einlassluft zu berechnen, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, als Parameter, der mit einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 korreliert, um den Korrekturreferenzwert zu bestimmen, der eine Abgabe des A/F-Sensors 32 ist, der korrekt der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas entsprechen soll, und um die Korrekturverstärkung auf der Grundlage eines momentanen Werts des Sensorstroms und des Korrekturreferenzwerts zu berechnen. Das beseitigt einen Fehler beim Bestimmen der Korrekturverstärkung, der sich aus einer Differenz zwischen einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 und derjenigen in der atmosphärischen Luft nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ergibt, um dadurch die Genauigkeit beim Korrigieren der Abgabe des A/F-Sensors 32 auch dann sicherzustellen, wenn die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 nicht auf den atmosphärischen Druck bis zum Abschluss der Kraftstoffabschaltung abfällt, was die Genauigkeit beim Steuern des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs verbessert, das in die Kraftmaschine 10 in dem Rückführmodus zu laden ist.
Das Kennfeld, das in 12 dargestellt ist, ist in der ECU 40 vorbereitet, das die Relation zwischen dem Korrekturreferenzwert und der integrierten Menge der Einlassluft auflistet, die mit einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 korreliert. Die Bestimmung des Korrekturreferenzwerts wird daher einfach lediglich durch zyklisches Abragen der Menge der Einlassluft erzielt.
Wenn die Menge der Einlassluft, die als Datensatz bezüglich des Drucks des Abgases nach dem Start der Kraftstoffabschaltung abgefragt wird, größer als ein vorgegebener Wert ist, unterbindet die ECU 40, dass die Korrekturverstärkung berechnet wird, was somit einen Fehler bei dem Atmosphärenkorrekturmodus beseitigt, der sich aus einer Veränderung des Drucks in dem Abgasrohr 24 ergibt.
Die Bedingungen, die zum Ausführen des Atmosphärenkorrekturmodus oder zum Berechnen der Korrekturverstärkung erforderlich sind, sind die Folgenden: wenn die Menge der Einlassluft kleiner als ein vorgegebener Wert ist; wenn die Drehzahl der Kraftmaschine 10 geringer als ein vorgegebener Wert ist; wenn der Gang des Getriebes in einer hohen Schaltposition angeordnet ist; und wenn die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, sich in dem stabilen Zustand befindet, wenn nämlich die Rate der Änderung der Menge der Einlassluft im Wesentlichen konstant gehalten wird. Insbesondere wird der Sensorstrom, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, nur dann korrigiert, wenn der Druck in dem Abgasrohr 24 in der Nähe des atmosphärischen Drucks abgefallen ist und stabil gehalten wird, was somit die Genauigkeit beim Korrigieren der Abgabe des A/F-Sensors 32 erhöht.
Die Bestimmung, ob der Sensorstrom sich in einem stabilen Zustand befindet oder nicht, nach dem Start der Kraftstoffabschaltung, wird vorgenommen, bevor bestimmt wird, ob die Menge der Einlassluft geringer als der vorgegebene Wert ist, was somit gestattet, dass in den Atmosphärenkorrekturmodus eingetreten wird, wenn das Gas in dem Abgasrohr 24 durch frische Luft nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ersetzt wurde.
Die Korrekturverstärkung, die in dem Atmosphärenkorrekturmodus bestimmt wird, wird als erlernter Wert in dem Sicherungsspeicher, wie z. B. einem EEPROM, gespeichert, um dadurch die Stabilität beim Ausgleichen eines Fehlers des Sensorstroms sicherzustellen, der sich aus der individuellen Veränderlichkeit oder der Alterung des A/F-Sensors 32 ergibt.
Das zweite Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben, das von dem ersten Ausführungsbeispiel verschieden ist, wie nachstehend beschrieben wird.
Eine Änderung der Drehzahl der Kraftmaschine 10 während der Kraftstoffabschaltung wird eine Änderung des Modus zur Folge haben, in dem die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 sich verändert. Wenn beispielsweise die Drehzahl der Kraftmaschine 10 ansteigt, wie in 13 dargestellt ist, ändert sich die Konzentration des Sauerstoffs rasch auf diejenige in der atmosphärischen Luft. Wenn dagegen die Drehzahl der Kraftmaschine 10 sich verringert, ändert sich die Konzentration des Sauerstoffs langsam. Anders gesagt hängt die Rate der Konzentration des Sauerstoffs von der integrierten Menge der Einlassluft ab, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird.
Zum Beseitigen eines Fehlers beim Korrigieren des Sensorstroms, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, der durch die vorstehend angegebene Änderung der Konzentration des Sauerstoffs in Abhängigkeit von der integrierten Menge der Einlassluft verursacht wird, ist die ECU 40 dieses Ausführungsbeispiels ausgelegt, um den Korrekturreferenzwert in Schritt 127 von 10 auf der Grundlage der integrierten Menge der Einlassluft und der Drehzahl der Kraftmaschine 10 unter Verwendung von beispielsweise einem in 14 dargestellten Kennfeld zu bestimmen. Insbesondere wird der Korrekturreferenzwert so bestimmt, dass er groß wird und den Atmosphärenreferenzwert erreicht, wenn entweder die integrierte Menge der Einlassluft oder die Drehzahl der Kraftmaschine 10 sich vergrößert. Der Korrekturreferenzwert kann alternativ durch Nachschlagen unter Verwendung einer Vielzahl von Kennfeldern bestimmt werden, von denen jedes eine Relation zwischen der integrierten Menge der Einlassluft und dem Korrekturreferenzwert für eine von vorbestimmten Drehzahlen der Kraftmaschine 10 darstellt.
Das Kraftmaschinensteuersystem kann ebenso abgewandelt werden, wie nachstehend beschrieben ist.
Üblicherweise hat die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung eine Korrelation mit der verstrichenen Zeit seit dem Start der Kraftstoffabschaltung. Die Konzentration des Sauerstoffs kann daher als Funktion einer solchen verstrichenen Zeit bestimmt werden. Beispielsweise ändert sich die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24, wie in 5 dargestellt ist, mit der verstrichenen Zeit F/C, seit die Kraftmaschine 10 einer Kraftstoffabschaltung unterzogen wurde. Die ECU 40 kann somit ausgelegt werden, so dass diese eine Relation, die in 15 dargestellt ist, zwischen dem Korrekturreferenzwert und der verstrichenen Zeit F/C gespeichert hat, und um die Zeit seit dem Start der Kraftstoffabschaltung beim Eintritt des Atmosphärenkorrekturmodus zu überwachen, um den Korrekturreferenzwert zum Bestimmen der Korrekturverstärkung zur Verwendung beim Korrigieren des Sensorstroms zu berechnen, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird. Diese Korrektur wird vorzugsweise unter der Bedingung vorgenommen, dass die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, pro Zeiteinheit konstant ist.
Ferner ist der Modus, in dem die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 sich ändert, üblicherweise zwischen dem Zeitpunkt vor und nach dem Aufwärmen der Kraftmaschine 10 verschieden. Die Bestimmung, ob die Kraftmaschine 10 aufgewärmt ist oder nicht, wird durch Überwachen der Temperatur des Kühlmittels in der Kraftmaschine 10 erzielt. Die ECU 40 kann ausgelegt sein, um den Korrekturreferenzwert auf der Grundlage der Temperatur des Kühlmittels in der Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung zu berechnen. Wenn beispielsweise die Temperatur des Kühlmittels in der Kraftmaschine 10 niedrig ist, wenn nämlich die Kraftmaschine 10 in einem kalten Zustand gestartet wurde, ändert sich üblicherweise die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 langsam, so dass es eine lange Zeit braucht, bis eine Übereinstimmung mit der Konzentration des Sauerstoffs in der frischen Luft vorliegt. Die ECU 40 ist daher vorzugsweise ausgelegt, um den Korrekturreferenzwert auf der Grundlage der vorstehend angegebenen Differenz bei der Änderung der Konzentration des Sauerstoffs zwischen dem Zeitpunkt vor und nach dem Aufwärmen der Kraftmaschine 10 zu berechnen.
Die ECU 40, die vorstehend beschrieben ist, arbeitet, um den Atmosphärenkorrekturmodus auszuführen oder die Korrekturverstärkung zu berechnen, wenn die vier Bedingungen wie folgt erfüllt sind: (1) wenn die Menge der Einlassluft kleiner als ein vorgegebener Wert ist; (2) wenn die Drehzahl der Kraftmaschine 10 geringer als ein vorgegebener Wert ist; (3) wenn der Gang des Getriebes in einer hohen Schaltposition angeordnet ist; und (4) wenn die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, sich in einem stabilen Zustand befindet, wenn nämlich die Rate der Änderung der Menge der Einlassluft im Wesentlichen null (0) beträgt. Die ECU 40 kann alternativ ausgelegt werden, so dass sie alle der zweiten bis vierten Bedingungen (2) bis (4) oder zumindest eine von diesen auslässt.
Die ECU 40 kann ebenso ausgelegt sein, um den Atmosphärenkorrekturmodus, in den einzutreten ist, zu gestatten, um die Korrekturverstärkung zu berechnen, wenn das Drosselventil 14 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung vollständig geschlossen ist. Das liegt daran, dass dann, wenn das Drosselventil 14 vollständig geschlossen ist, das verursachen wird, dass der Eintritt der Luft in die Brennkammern der Kraftmaschine 10 beschränkt wird, was somit eine verringerte Veränderung des Drucks, der von der Kraftmaschine 10 in das Abgasrohr 24 emittiert wird, zur Folge hat und die Genauigkeit des Atmosphärenkorrekturmodus sicherstellt.
Die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, wird, wie vorstehend beschrieben ist, durch das Produkt der Drehzahl der Kraftmaschine 10 und des Drucks in dem Abgasrohr 24 bezogen, kann jedoch direkt unter Verwendung des Luftdurchflussmessgeräts 13 gemessen werden, das in dem Einlassrohr 11 eingebaut ist. Der Druck in dem Abgasrohr 24 kann indirekt berechnet werden oder direkt durch Installieren eines Drucksensors in dem Abgasrohr 24 und Abfragen einer Abgabe von diesem gemessen werden. Der Druck des Abgases, das von der Kraftmaschine 10 emittiert wird, hängt üblicherweise von dem atmosphärischen Druck ab, und wird somit vorzugsweise ebenso im Hinblick auf eine Abgabe des atmosphärischen Drucksensors 37 gemessen.
Die ECU 40 kann ebenso ausgelegt sein, um den Atmosphärenkorrekturmodus auszuführen oder die Korrekturverstärkung zu berechnen, wenn zwei Bedingungen anstelle der vorstehend genannten vier Bedingungen (1) bis (4) erfüllt sind, die wie folgt sind: wenn eine vorgegebene Zeitdauer seit dem Start der Kraftstoffabschaltung verstrichen ist; und wenn der Sensorstrom in einem stabilen Zustand nach dem Start der Kraftstoffabschaltung angeordnet ist. Insbesondere kann die ECU 40 den Atmosphärenkorrekturmodus ausführen, um den Korrekturreferenzwert auf der Grundlage der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 oder einem Parameter, der damit korreliert (beispielsweise die integrierte Menge der Einlassluft) nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ungeachtet des Drucks des Abgases in dem Abgasrohr 24 zu berechnen, und die Korrekturverstärkung auf der Grundlage des Korrekturreferenzwerts und des Werts des Sensorstroms zu bestimmen.
Das Kraftmaschinensteuersystem kann mit Direkteinspritz-Benzin-Kraftmaschinen oder Selbstzündungs-Diesel-Kraftmaschinen verwendet werden. Die Diesel-Kraftmaschinen müssen nicht mit einem Drosselventil ausgestattet werden, sondern haben typischerweise eine EGR-Vorrichtung, die einen Teil des Abgases in das Einlassrohr zurückführt. Die EGR-Vorrichtung ist üblicherweise mit einem EGR-Ventil ausgestattet. Wenn das EGR-Ventil geöffnet wird, wird das eine Veränderung des Drucks des Abgases innerhalb des Abgasrohrs 24 zur Folge haben. Die ECU 40 arbeitet daher vorzugsweise, um den Atmosphärenkorrekturmodus unter Verwendung von Datensätzen hinsichtlich des Drucks des Abgases innerhalb des Abgasrohrs 24 auszuführen.
Die Diesel-Kraftmaschine hat üblicherweise einen Abgasreiniger, wie z. B. einen DPF (Diesel-Partikel-Filter), der in dem Abgasrohr installiert ist. In dem Abgasrohr ist ein Drucksensor zum Wiederherstellen des DPF angeordnet. Die ECU 40 kann eine Abgabe von dem Drucksensor abfragen, um den Druck des Abgases zu bestimmen.
Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsbeispiele zum Vereinfachen des besseren Verständnisses offenbart wurde, ist erkennbar, dass die Erfindung in verschiedenen Arten ohne Abweichen von dem Grundgedanken der Erfindung ausgeführt werden kann. Daher sollte die Erfindung so verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen zusätzlich zu den gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst, die ohne Abweichen von dem Grundgedanken der Erfindung ausgeführt werden können, der in den beigefügten Ansprüchen angegeben ist.
Somit ist das Korrekturgerät zum Korrigieren eines Fehlers einer Abgabe eines Sauerstoffsensors, wie z. B. eines A/D-Sensors, der in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine installiert ist, vorgesehen, um die Konzentration von in dem Abgas enthaltenden Sauerstoff zu messen. Das Gerät arbeitet, um einen vorgegebenen Parameter zu bestimmen, der mit einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs innerhalb des Abgasrohrs nach dem Start eines Kraftstoffabschaltvorgangs korreliert, und ebenso um eine Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe auf der Grundlage des vorgegebenen Parameters zu bestimmen, der ein Parameter entsprechend einer Abgabe des Sauerstoffsensors ist, von der angenommen wird, dass diese die tatsächliche Konzentration des Sauerstoffs korrekt darstellt. Das Gerät fragt eine Abgabe des Sauerstoffsensors während des Kraftstoffabschaltvorgangs ab und bestimmt einen Korrekturfaktor auf der Grundlage der abgefragten Abgabe des Sauerstoffsensors und der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe zur Verwendung beim Korrigieren einer Abgabe des Sauerstoffsensors, wenn die Kraftmaschine keiner Kraftstoffabschaltung unterzogen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2007-109613 [0001]
- JP 2007-32466 [0005]

Claims

Korrekturgerät zum Korrigieren eines Fehlers einer Abgabe eines Sauerstoffsensors, der in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine installiert ist, um eine Konzentration von Sauerstoff zu messen, der in einem Abgas enthalten ist, mit: einem Schaltkreis zur Bestimmung eines Sauerstoffkonzentrations-Korrelationsparameters, der einen vorgegebenen Parameter bestimmt, der mit einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs korreliert, der in dem Abgas enthalten ist, das von der Brennkraftmaschine in das Abgasrohr nach einem Kraftstoffabschaltvorgang emittiert wird, bei dem die Kraftmaschine einer Kraftstoffabschaltung unterliegt; einem Schaltkreis zur Bestimmung einer Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe, der eine Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe auf der Grundlage des vorgegebenen Parameters bestimmt, der durch den Schaltkreis zur Bestimmung des Sauerstoffkonzentrations-Korrelationsparameters bestimmt wird, wobei die Sauerstoffkonzentrations- Entsprechungsabgabe ein Parameter entsprechend einer Abgabe des Sauerstoffsensors ist, der die tatsächliche Konzentration des Sauerstoffs darstellen soll; und einem Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltkreis, der dann, wenn es erforderlich ist, in einen Korrekturmodus einzutreten, eine Abgabe des Sauerstoffsensors während des Kraftstoffabschaltvorgangs abfragt und auf der Grundlage der abgefragten Abgabe des Sauerstoffsensors und der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe, die durch den Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe bestimmt wird, einen Korrekturfaktor zur Verwendung bei einer Korrektur einer Abgabe des Sauerstoffsensors, wenn die Kraftmaschine keiner Kraftstoffabschaltung unterliegt, bestimmt.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Schaltkreis zur Bestimmung des Sauerstoffkonzentrations-Korrelationsparameters eine integrierte Menge von Einlassluft misst, die in die Kraftmaschine nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs geladen wird, und die integrale Menge als den vorgegebenen Parameter definiert, der mit der tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs korreliert.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Schaltkreis zur Bestimmung des Sauerstoffkonzentrations-Korrelationsparameters eine verstrichene Zeit seit dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs misst und die verstrichene Zeit als den vorgegebenen Parameter definiert, der mit der tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs korreliert.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe ein Kennfeld hat, das eine Beziehung zwischen einem Wert der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe und einem Wert des vorgegebenen Parameters darstellt, der mit der tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs korreliert, und die Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe durch Nachschlagen unter Verwendung des Kennfelds bestimmt.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe die Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe auf der Grundlage des vorgegebenen Parameters, der durch den Schaltkreis zur Bestimmung des Sauerstoffkonzentrations-Korrelationsparameters bestimmt wird, und einer Drehzahl der Kraftmaschine nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs bestimmt.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe eine Temperatur eines Kühlmittels der Kraftmaschine nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs bestimmt und die Temperatur des Kühlmittels als den vorgegebenen Parameter definiert, der mit der tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs korreliert.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe einen Druck des Abgases bestimmt, das von der Kraftmaschine nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs abgegeben wird, und auf der Grundlage des Drucks des Abgases bestimmt, ob in den Korrekturmodus einzutreten ist oder nicht.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 7, wobei der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe unterbindet, dass in den Korrekturmodus eingetreten wird, wenn der Druck des Abgases größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 7, wobei der Schaltkreis zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentrations-Entsprechungsabgabe bestimmt, dass eine Menge der Einlassluft, die nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs in die Kraftmaschine geladen wird, den Druck des Abgases darstellt, und unterbindet, dass in den Korrekturmodus eingetreten wird, wenn die Menge der Einlassluft größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltkreis den Korrekturfaktor als einen erlernten Wert in einem Sicherungsspeicher speichert.