-
Technisches Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Es ist eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung bekannt, welche eine Lernendbedingung auf der Basis der Abweichung eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses basierend auf einem Erfassungswert eines Sauerstoffsensors von einem Soll-Luft-Brennstoff-Verhältnis bestimmt und erlaubt, dass verdampftes Gas (verdampfter Brennstoff) aus einem Behälter ausgestoßen wird, falls die Lernendbedingung erfüllt ist, und eine Lernsteuerung zeitweise stoppt und erlaubt, dass verdampfter Brennstoff ausströmt, falls die Lernendbedingung nicht erfüllt ist (z.B.
JP 3404872 B2 ).
-
Allerdings weist die in dieser Patentschrift offenbarte Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung eine Konfiguration mit einem Steuerungsventil zum Steuern der Strömung von verdampftem Gas aus dem Behälter in einen Einlassluftdurchlass auf, und in dieser Konfiguration ist nicht nur das Steuerungsventil sondern auch eine Komponente zum Steuern des Betriebs des Steuerungsventils erforderlich, was in einer Kostenerhöhung resultiert. Andererseits besteht das Problem, dass es erforderlich ist, einen durch die Strömung von verdampftem Gas in dem Einlassluftdurchlass bewirkten Einfluss auf das Luft-Brennstoff-Verhältnis zu verringern.
-
Aus diesem Grund ist eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung bekannt, welche eine Verringerung der durch eine Lernsteuerung bestimmten Brennstoffeinspritzmenge mit einer vorbestimmten Grenze beschränkt, während angenommen wird, dass verdampftes Gas eines Einlassluftdurchlasses aus einem Behälter ausgestoßen wird, um einen Einfluss auf das durch die Strömung von verdampftem Gas in dem Einlassluftdurchlass bewirkten Luft-Brennstoff-Verhältnis durch eine einfache Konfiguration zu verringern, welche keine Kostenerhöhung bewirkt (s. z.B.
JP 2011-074848 A ).
-
In der in
JP 2011-074848 A offenbarten Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung wird normalerweise verdampftes Gas in den Einlassluftdurchlass ausgestoßen und während eines Aufwärmbetriebs verbrannt, und wenn die Temperatur von Maschinenkühlwasser eine vorbestimmte Wassertemperatur oder eine höhere wird, wodurch bestimmt werden kann, dass das Aufwärmen beendet worden ist, wird bestimmt, dass ein Ausstoßen von verdampftem Gas abgeschlossen ist. Deshalb besteht der Nachteil, dass sogar für den Fall, dass der ursprüngliche Einfluss von verdampftem Gas entfernt ist, und es somit nicht erforderlich ist, eine Lernsteuerung zu beschränken, eine Lernsteuerung beschränkt wird.
-
Aus der
DE 195 05 663 A1 ist ein Luft-Treibstoff-Verhältnis-Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der in einem Treibstofftank der Brennkraftmaschine erzeugter Treibstoffdampf in einem Kanister gespeichert wird und dann zusammen mit Luft als ein Gemisch über eine mit dem Ansaugstutzen der Brennkraftmaschine verbundene Ausstoßstrecke aus dem Kanister ausgestoßen wird. Das Steuerungssystem umfasst eine Luft-Treibstoff-Verhältnis-Erfassungseinrichtung, die auf der Grundlage eines Auspuffgases in einem Auspuffrohr der Brennkraftmaschine ein Luft-Treibstoff-Verhältnis eines Luft-Treibstoff-Gemisches in einem Ansaugstutzen der Brennkraftmaschine erfasst, ein entlang der Ausstoßstrecke angeordnetes Durchfluß-Steuerungsventil, das eine Durchflußrate des Treibstoffdampfes im Ansprechen an ein Offset-Ansteuersignal ändert, eine Abweichungs-Erfassungseinrichtung, um im Ansprechen auf eine durch das Durchfluß-Steuerungsventil bedingte Änderung der Treibstoffdampf-Durchflußrate eine Abweichung des mittels der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Erfassungseinrichtung erfassten Luft-Treibstoff-Verhältnisses von einem Luft-Treibstoff-Sollverhältnis zu erfassen, eine Dichte-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Dichte des Treibstoffdampfes auf der Grundlage der mittels der Abweichungs-Erfassungseinrichtung erfassten Abweichung, und eine Offset-Einstelleinrichtung zum Erzeugen des Offset-Ansteuersignals auf der Grundlage der mittels der Dichte-Berechnungseinrichtung berechneten Dichte des Treibstoffdampfes und eines der berechneten Dichte des Treibstoffdampfes entsprechenden Ansteuersignals.
-
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, eine genaue Lernsteuerung durchzuführen, ohne ein Steuerungsventil zu verwenden.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgesehen, umfassend: ein Brennstoffeinspritzventil, das konfiguriert ist, um Brennstoff in einen Einlassluftdurchlass einzuspritzen; einen Behälter, der vorgesehen ist, um mit dem Einlassluftdurchlass zu kommunizieren, und konfiguriert ist, um verdampftes Gas in den Einlassluftdurchlass auszustoßen; einen Sauerstoffsensor, der konfiguriert ist, um eine Konzentration von Sauerstoff, der in einem Abgas verbleibt, das in einem Abgasdurchlass strömt, zu erfassen; und eine Steuerungseinrichtung, die konfiguriert ist, um eine Lernsteuerung durchzuführen, damit ein Luft-Brennstoff-Verhältnis basierend auf einem Erfassungswert des Sauerstoffsensors in die Nähe eines Soll-Luft-Brennstoff-Verhältnisses kommt, wodurch eine Brennstoffeinspritzmenge von dem Brennstoffeinspritzventil gesteuert wird, wobei die Steuerungseinrichtung eine Gasausstoßmenge-Berechnungseinrichtung umfasst, die konfiguriert ist, um einen Schätzwert einer Gesamtgasausstoßmenge aus dem Behälter gemäß einem Zustand der Verbrennungsmaschine zu berechnen.
-
Gemäß dieser Konfiguration wird der Schätzwert der Gesamtgasausstoßmenge aus dem Behälter auf der Basis des Zustands der Verbrennungsmaschine berechnet, wodurch ein Vorliegen oder ein Fehlen von verdampftem Gas, welches aus dem Behälter in den Einlassluftdurchlass ausgestoßen wird, geschätzt werden kann, und eine Situation geschätzt werden kann, welche nicht durch verdampftes Gas beeinflusst ist, sogar falls die Strömung von verdampftem Gas nicht durch ein Steuerungsventil unterbunden ist. Deshalb kann eine genaue Lernsteuerung durchgeführt werden, ohne ein Steuerungsventil zu verwenden.
-
In der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Gasausstoßmenge-Berechnungseinrichtung konfiguriert sein, um den Schätzwert der Gesamtgasausstoßmenge auf der Basis eines momentanen Gasausstoßkennfeldes des Behälters zu berechnen, welches im Voraus gemäß einer Maschinendrehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine und einem Öffnungsgrad einer Drossel eingestellt wird. In diesem Fall können ein Abschluss eines Gasausstoßes aus dem Behälter und die Menge an Restgas durch eine vorhandene Sensorkonfiguration einfach geschätzt werden.
-
In der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuerungseinrichtung ferner: eine Rückkopplungskorrektur-Berechnungseinrichtung, die konfiguriert ist, um einen Rückkopplungskorrekturwert auf der Basis des Erfassungswerts des Sauerstoffsensors zu berechnen und eine Rückkopplungssteuerung durchzuführen, damit das Luft-Brennstoff-Verhältnis in die Nähe des Soll-Luft-Brennstoff-Verhältnisses kommt; eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrektur-Berechnungseinrichtung, die konfiguriert ist, um eine Differenz zwischen einem Mittelwert und einem Medianwert des Rückkopplungskorrekturwerts als einen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwert zu berechnen; und eine Endeinspritzzeit-Berechnungseinrichtung, die konfiguriert ist, um eine Endeinspritzzeit unter Verwendung des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwerts zu berechnen. Für den Fall, dass der Schätzwert der Gesamtgasausstoßmenge einen vorbestimmten Schwellenwert oder einen größeren erreicht, kann die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrektur-Berechnungseinrichtung den Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwert berechnen. In diesem Fall ist es erforderlich, um die Berechnung des Lernkorrekturwerts zu starten, einen Abschluss eines Gasausstoßes aus dem Behälter zu bestimmen, und der Schätzwert der Gesamtgasausstoßmenge wird verwendet, um die korrespondierende Bestimmung durchzuführen. Deshalb kann z.B. verglichen zu dem Fall, dass eine Berechnung des Lernkorrekturwerts nach einer vorbestimmten Zeit startet, eine Berechnung des Lernkorrekturwerts zu einem vernünftigeren Zeitpunkt gestartet werden. Demzufolge werden die Unmittelbarkeit und die Genauigkeit des Lernens verbessert, und eine geeignete Korrektur der Brennstoffeinspritzmenge wird ermöglicht, und die Betriebsleistung wird verbessert.
-
In der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der vorbestimmte Schwellenwert eingestellt werden, um sich in Abhängigkeit von beliebigen Bereichen des Öffnungsgrads der Drossel zu unterscheiden. In diesem Fall unterscheidet sich die Bedingung zum Starten der Berechnung des Lernkorrekturwerts in Abhängigkeit von dem Öffnungsgrad der Drossel. Deshalb wird, z.B. wenn die Drossel etwas geöffnet ist, da ein Ausstoßen von verdampftem Gas aus dem Behälter schwierig ist, der Schwellenwert (Kn) derart verringert, dass eine Lernsteuerung nicht zwecklos beschränkt wird. Deshalb kann eine Berechnung des Lernkorrekturwerts in einer relativ kurzen Zeit durchgeführt werden, und die Unmittelbarkeit und die Genauigkeit des Lernens können weiter verbessert werden.
-
Gemäß der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine genaue Lernsteuerung durchgeführt werden, ohne ein Steuerungsventil zu verwenden. Deshalb können die Kosten verringert und eine Anordnungsflexibilität verbessert werden.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Verbrennungsmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
- 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerungseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
- 3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
- 4 ist ein Flussdiagramm, das einen LernerlaubnisBestimmungsbetrieb der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
- 5 ist ein Flussdiagramm, das einen Verdampfungsflag-Prozess der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
- 6 ist eine erläuternde Ansicht, die ein momentanes Spülungsabflusskennfeld gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
- 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Verdampfungsflag-Bestimmung der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
- 8 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Betriebsbeispiele einer Rückkopplungskorrektur und einer Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrektur der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt; und
- 9 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Betriebsbeispiel des Verdampfungsflag-Prozesses der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt.
-
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
Nachstehend wird eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Zudem ist die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf eine nachstehend beschriebene Konfiguration nicht beschränkt, und kann in geeigneter Weise modifiziert werden. Die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine kann auf irgendein Fahrzeug angewendet werden, und kann auch auf z.B. ein Motorrad oder ein Buggy-artiges automatisches Dreirad oder ein automatisches vierrädriges Fahrzeug angewendet werden.
-
Zunächst wird mit Bezug auf 1 und 2 der Umriss der Konfiguration einer Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm, das die Verbrennungsmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerungseinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt.
-
In 1 ist ein Kolben 13 in einer Zylinderbohrung 12 einer mit Wasser gekühlten Verbrennungsmaschine 11, die z.B. an einem Motorrad anzubringen ist, so eingepasst, dass er rutschen kann, und eine Einlassvorrichtung 15 zum Zuführen eines Luft-Brennstoff-Gemischs in eine Brennkammer 14, welche dem oberen Ende des Kolbens zugewandt ist, und eine Auslassvorrichtung 16 zum Ausstoßen von Abgas aus der Brennkammer 14 sind mit einem Zylinderkopf 17 der Verbrennungsmaschine 11 verbunden. Zudem ist in der Einlassvorrichtung 15 ein Einlassluftdurchlass 18 ausgebildet, und in der Auslassvorrichtung 16 ist ein Abgasdurchlass 19 ausgebildet. Ferner ist an dem Zylinderkopf 17 eine Zündkerze 20 derart angebracht, dass ihr vorderes Ende der Brennkammer 14 zugewandt ist.
-
In der Einlassvorrichtung 15 ist ein Drosselventil 21 zum Steuern der in dem Einlassluftdurchlass 18 strömenden Luftmenge installiert, um geöffnet und geschlossen werden zu können. Zudem ist an einem Abschnitt des Einlassluftdurchlasses 18, der an der stromabwärtigen Seite von dem Drosselventil 21 angeordnet ist, ein Brennstoffeinspritzventil 22 zum Einspritzen von Brennstoff angebracht. Ferner ist zwischen einem Brennstofftank 23 und dem Abschnitt des Einlassluftdurchlasses 18, der an der stromabwärtigen Seite von dem Drosselventil 21 angeordnet ist, ein Behälter 24 vorgesehen, um stets mit der Verbrennungsmaschine 11 zu kommunizieren, und ist konfiguriert, um verdampftes Gas in den Einlassluftdurchlass 18 auszustoßen.
-
Der Zündungszeitpunkt der Zündkerze 20 und die Brennstoffeinspritzmenge von dem Brennstoffeinspritzventil 22 werden durch eine Steuerungseinheit 25 gesteuert. Ein Drosselpositionssensor 26 ist derart vorgesehen, dass der Drosselpositionssensor und das Drosselventil 21 eine gemeinsame Achse aufweisen, und ein Einlassluftdrucksensor 27 ist zum Messen des Drucks des Einlassluftdurchlasses 18 vorgesehen, und ein Kurbelwinkelsensor 29 ist derart vorgesehen, dass der Kurbelwinkelsensor und eine mit dem Kolben 13 verbundene Kurbelwelle 28 eine gemeinsame Achse aufweisen, und ein Wassertemperatursensor 30 ist zum Erfassen der Temperatur des Maschinenkühlwassers vorgesehen, und ein Sauerstoffsensor 31 ist an der Auslassvorrichtung 16 angebracht, um die Konzentration von Sauerstoff, der in dem Abgas verbleibt, das in dem Abgasdurchlass 19 strömt, zu erfassen. Die Erfassungswerte dieser Sensoren werden in die Steuerungseinheit 25 eingegeben.
-
Wie in 2 gezeigt ist, berechnet in der Steuerungseinheit 25 eine Grundeinspritzzeit-Berechnungseinrichtung 41 eine Grundeinspritzzeit gemäß der Einlassluftmenge der Verbrennungsmaschine 11, welche auf der Basis der Maschinendrehgeschwindigkeit geschätzt wird, welche durch den Kurbelwinkelsensor 29 erfasst wird, und irgendeinen des Öffnungsgrads der Drossel, welcher durch den Drosselpositionssensor 26 erfasst wird, und des Einlassluftdrucks, welcher durch den Einlassluftdrucksensor 27 erfasst wird.
-
Zudem berechnet eine Rückkopplungskorrektur-Berechnungseinrichtung 42 einen Rückkopplungskorrekturwert auf der Basis der Sauerstoffkonzentration, welche durch den Sauerstoffsensor 31 erhalten wird, und führt eine Rückkopplungssteuerung durch, um ein tatsächliches Luft-Brennstoff-Verhältnis in die Nähe eines Soll-Luft-Brennstoff-Verhältnisses zu bringen. Anders ausgedrückt, die Rückkopplungskorrektur-Berechnungseinrichtung bestimmt den Schwere- oder Magergrad von Abgas auf der Basis des Sauerstoffsensors 31, und berechnet den Rückkopplungskorrekturwert auf der Basis des Bestimmungsergebnisses.
-
Zudem berechnet eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrektur-Berechnungseinrichtung 43 die Differenz zwischen dem gegenwärtigen Mittelwert und einem Medianwert (1,00) des durch die Rückkopplungskorrektur-Berechnungseinrichtung 42 erhaltenen Rückkopplungskorrekturwerts als einen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwert. Anders ausgedrückt, die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrektur-Berechnungseinrichtung führt eine Korrektur durch, um den gegenwärtigen Rückkopplungskorrekturwert in die Nähe des Medianwertes zu bringen.
-
Zudem führt eine Endeinspritzzeit-Berechnungseinrichtung 44 eine arithmetische Operation auf der Basis der durch die Grundeinspritzzeit-Berechnungseinrichtung 41 erhaltenen Grundeinspritzzeit, dem durch die Rückkopplungskorrektur-Berechnungseinrichtung 42 erhaltenen Rückkopplungskorrekturwert, und dem durch die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrektur-Berechnungseinrichtung 43 erhaltenen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwert durch, wodurch eine Endeinspritzzeit berechnet wird, und führt ein Antreiben des Brennstoffeinspritzventils 22 zu der berechneten Endeinspritzzeit durch.
-
Zudem bestimmt in der Steuerungseinheit 25 eine Lernerlaubnis-Bestimmungseinrichtung 45, ob erlaubt wird, dass die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrektur-Berechnungseinrichtung 43 eine Lernsteuerung durchführt.
-
Ferner berechnet in der Steuerungseinheit 25 eine Gasausstoßmenge-Berechnungseinrichtung 46 einen Schätzwert der Gesamtausstoßmenge von verdampftem Gas aus dem Behälter 24 (nachstehend als der Schätzwert der Gesamtgasausstoßmenge bezeichnet) auf der Basis des Zustands der Verbrennungsmaschine 11. Die Gasausstoßmenge-Berechnungseinrichtung 46 berechnet den Schätzwert der Gesamtgasausstoßmenge auf der Basis der Maschinendrehgeschwindigkeit (NE) der Verbrennungsmaschine 11 und irgendeinem des Öffnungsgrads (VT) der Drossel und des Einlassluftdrucks (PM) zum Schätzen des Ladezustands der Verbrennungsmaschine 11.
-
Nachstehend wird eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerung mit Bezug auf 3 bis 7 detailliert beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. Wie in 3 gezeigt ist, liest zunächst in Schritt S11 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung die Ausgaben der verschiedenen Sensoren 26, 27, 29 und 31. Anders ausgedrückt, die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung gibt die Maschinendrehgeschwindigkeit (NE), den Öffnungsgrad (VT) der Drossel, den Einlassluftdruck (PM) und die Temperatur von Maschinenkühlwasser aus dem Kurbelwinkelsensor 29, dem Drosselpositionssensor 26, dem Einlassluftdrucksensor 27 und dem Wassertemperatursensor 30 in die Steuerungseinheit 25 ein.
-
Anschließend bestimmt in Schritt S12 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung auf der Basis, ob die Maschinendrehgeschwindigkeit (NE) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, ob die Verbrennungsmaschine 11 betrieben wird. Falls die Verbrennungsmaschine 11 betrieben wird, führt in Schritt S13 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung eine Lernerlaubnisbestimmung durch. Die Lernerlaubnisbestimmung bedeutet eine Bestimmung, ob erlaubt wird, dass die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrektur-Berechnungseinrichtung 43 eine Lernsteuerung durchführt (nachstehend beschriebener Schritt S15). Die Lernerlaubnisbestimmung wird nachstehend detailliert beschrieben. Falls die Verbrennungsmaschine 11 nicht betrieben wird, beendet die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung den Prozess.
-
Anschließend bestimmt in Schritt S14 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung, ob ein Lernflag (learn_flag), das die Endausgabe der Lernerlaubnisbestimmung darstellt, „1“ ist. Falls das Lernflag „1“ ist, erlaubt die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung eine Lernsteuerung in dem gegenwärtigen Zyklus, und führt eine Lernsteuerung in Schritt S15 durch, und gibt den Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwert in der Endeinspritzzeit wieder, und steuert das Brennstoffeinspritzventil 22 in Schritt S16. Falls das Lernflag nicht „1“ ist, erlaubt die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung keine Lernsteuerung in dem gegenwärtigen Zyklus, und kehrt zu Schritt S11 zurück.
-
Mit Bezug auf 4 werden die Details der Lernerlaubnisbestimmung beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, das den Lernerlaubnisbestimmungsbetrieb der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. Wie in 4 gezeigt ist, führt die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung zumindest einen Flagprozess gemäß verschiedenen Betriebszuständen, wie etwa der Maschinendrehgeschwindigkeit (NE) und dem Öffnungsgrad (VT) der Drossel, durch (Schritt S21). Beispiele von Flags für eine Lernsteuerungsbestimmung, welche durch den Flagprozess ausgegeben werden, können wie folgt sein; allerdings sind sie darauf nicht beschränkt.
- > Ein Flag (NE-VT_flag) bezogen auf die Maschinendrehgeschwindigkeit und den Öffnungsgrad der Drossel
- > Ein Wassertemperaturflag (Temperature_flag)
- > Ein Flag (ΔVT_flag) bezogen auf eine Änderung des Öffnungsgrads der Drossel
- > Ein Verdampfungsflag (evapo_flag)
-
Falls die Flags für eine Lernsteuerungsbestimmung in Schritt S21 ausgegeben werden, bestimmt in Schritt S22 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung die Zustände dieser Flags. Für den Fall, dass alle Werte dieser Flags „1“ sind, setzt in Schritt S23 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung den Wert des Lernflags (learn_flag) auf „1“. Für den Fall, dass irgendeiner der Werte der Flags nicht „1“ ist, setzt in Schritt S24 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung den Wert des Lernflags auf „0“.
-
Der in Schritt S21 von 4 gezeigte zumindest eine Flagprozess umfasst einen Verdampfungsflag-Prozess, welcher mit Bezug auf 5 detailliert beschrieben wird. 5 ist ein Flussdiagramm, das den Verdampfungsflag-Prozess der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. Der Verdampfungsflag-Prozess bedeutet eine Bestimmung, ob das Verdampfungsflag gemäß einer Bedingung in Abhängigkeit von dem Wert des Öffnungsgrads (VT) der Drossel gesetzt wird. Wie in 5 gezeigt ist, liest zunächst in Schritt S31 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung die Maschinendrehgeschwindigkeit (NE) und den Öffnungsgrad (VT) der Drossel.
-
Die Gasausstoßmenge-Berechnungseinrichtung 46 speichert das mit Bezug auf die Maschinendrehgeschwindigkeit und den Öffnungsgrad der Drossel zu suchende momentane Spülungsabflusskennfeld im Voraus. In Schritt S32 sucht die Gasausstoßmenge-Berechnungseinrichtung nach einem gegenwärtigen momentanen Spülungsabfluss (flow_I (NE, VT)) gemäß der in Schritt S31 gelesenen gegenwärtigen Maschinendrehgeschwindigkeit (NE) und dem Öffnungsgrad (VT) der Drossel. 6 ist eine erläuternde Ansicht, welche das momentane Spülungsabflusskennfeld gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. Wie in 6 gezeigt ist, ist das momentane Spülungsabflusskennfeld eine zweidimensionale Anordnung mit einer x-Achse, einer y-Achse, und einer z-Achse, welche jeweils die Maschinendrehgeschwindigkeit (NE), den Öffnungsgrad (VT) der Drossel und den momentanen Spülungsabfluss (flow_I) darstellen.
-
Anschließend addiert in Schritt S33 die Gasausstoßmenge-Berechnungseinrichtung 46 den gegenwärtigen momentanen Spülungsabfluss (flow_I) zu dem Gesamtspülungsabfluss (flow_T) bis zu dem vorherigen Zeitpunkt, wodurch der Gesamtspülungsabfluss (flow_T) bis zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet wird. Anders ausgedrückt, die Gasausstoßmenge-Berechnungseinrichtung integriert den momentanen Spülungsabfluss (flow_I (NE, VT)), der zu vorbestimmten Intervallen von dem Zeitpunkt zum Starten der Maschine gesucht wird, wodurch der Gesamtspülungsabfluss (flow_T) von dem Zeitpunkt zum Starten der Maschine berechnet wird, d.h. der Schätzwert der Gesamtgasausstoßmenge.
-
Anschließend fährt gemäß dem vorliegenden Grad (VT) einer Öffnung der Drossel die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung bei irgendeinem von drei oder mehreren Prozessen fort. Falls z.B. der gegenwärtige Grad (VT) der Öffnung der Drossel kleiner als ein vorbestimmtes Niveau „A“ ist, führt in Schritt S35 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung eine Verdampfungsflag-Bestimmung (1) durch, und falls der gegenwärtige Grad (VT) der Öffnung der Drossel gleich oder größer als das vorbestimmte Niveau „A“ und kleiner als ein vorbestimmtes Niveau „B“ ist, führt in Schritt S37 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung eine zweite Verdampfungsflag-Bestimmung durch. Falls der gegenwärtige Grad (VT) der Öffnung der Drossel gleich oder größer als das vorbestimmte Niveau „B“ ist, führt in Schritt S38 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung eine dritte Verdampfungsflag-Bestimmung durch.
-
Die erste, zweite und dritte Verdampfungsflag-Bestimmung werden beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das die Verdampfungsflag-Bestimmung der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. Die Verdampfungsflag-Bestimmung bedeutet eine Bestimmung, ob das Verdampfungsflag auf der Basis des Gesamtspülungsabflusses (flow_T) gesetzt wird. Wie in 7 gezeigt ist, bestimmt in Schritt S41 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung, ob der Gesamtspülungsabfluss (flow_T) bis zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt gleich oder größer als ein Schwellenwert (Kn) ist (wobei „n“ eine Ganzzahl von 1 oder größer ist). Der Schwellenwert (Kn) unterscheidet sich in Abhängigkeit von beliebigen Bereichen des Öffnungsgrads (VT) der Drossel. Bei der ersten Verdampfungsflag-Bestimmung, d.h., für den Fall, dass der Öffnungsgrad (VT) der Drossel kleiner als das vorbestimmte Niveau „A“ ist, wird ein Schwellenwert K1 verwendet, und bei der zweiten Verdampfungsflag-Bestimmung, d.h., für den Fall, dass der gegenwärtige Grad (VT) der Öffnung der Drossel gleich oder größer als das vorbestimmte Niveau „A“ und kleiner als das vorbestimmte Niveau „B“ ist, wird ein Schwellenwert K2 verwendet. Bei der dritten Verdampfungsflag-Bestimmung, d.h., für den Fall, dass der gegenwärtige Grad (VT) der Öffnung der Drossel gleich oder größer als das vorbestimmte Niveau „B“ ist, wird ein Schwellenwert K3 verwendet. Hier ist der Schwellenwert K1 kleiner als der Schwellenwert K2, welcher kleiner als der Schwellenwert K3 ist. Anders ausgedrückt, wenn sich der Öffnungsgrad (VT) der Drossel verkleinert, wird ein kleinerer Schwellenwert gesetzt, und wenn sich der Öffnungsgrad (VT) der Drossel vergrößert, wird ein größerer Schwellenwert gesetzt.
-
Falls das Ergebnis der Verdampfungsflag-Bestimmung von Schritt S41 „JA“ ist, setzt in Schritt S42 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung das Verdampfungsflag auf „1“. Falls das Ergebnis der Verdampfungsflag-Bestimmung „NEIN“ ist, setzt in Schritt S43 die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung das Verdampfungsflag auf „0“.
-
Hier wird der Drosselpositionssensor 26 als ein Sensor zum Schätzen des Ladezustands der Verbrennungsmaschine 11 verwendet, und der Öffnungsgrad (VT) der Drossel wird durch die y-Achse des momentanen Spülungsabflusskennfeldes dargestellt. Allerdings kann der Einlassluftdrucksensor 27 verwendet werden. In diesem Fall wird der Einlassluftdruck durch die y-Achse dargestellt.
-
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verdampfungsflag-Prozess wird für den Fall, dass der Gesamtspülungsabfluss (flow_T) (der integrierte Wert von momentanen Spülungsabflüssen (flow_I)) korrespondierend zu dem Schätzwert der Gesamtgasausstoßmenge aus dem Behälter 24 gemäß dem Zustand der Verbrennungsmaschine 11 (die Maschinendrehgeschwindigkeit (NE) und der Öffnungsgrad (VT) der Drossel) gleich oder größer als der Schwellenwert (Kn) ist, das Verdampfungsflag auf „1“ gesetzt. Danach wird das Lernflag auf „1“ gesetzt, falls in Schritt S22 von 4 bestimmt wird, dass die anderen Flags für eine Lernsteuerungsbestimmung „1“ sind. Demzufolge wird in Schritt S14 von 3 bestimmt, dass das Lernflag „1“ ist, wodurch eine Lernsteuerung in Schritt S15 durchgeführt wird.
-
8 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Betriebsbeispiele einer Rückkopplungskorrektur und einer Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrektur der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. Zudem wird angenommen, dass numerische Werte von 8 und der folgenden Beschreibung numerische Werte sind, die zum Erklären des Konzepts der vorliegenden Erfindung verwendet werden und geeignet geändert werden können. In 8 stellen Linien (1), (2), (3) und (4) jeweils die Medianwerte (1,00) einer O2-Rückkopplungskorrektur, den Mittelwert der O2-Rückkopplungskorrektur, O2-Rückkopplungskorrekturwerte und Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwerte dar. Wie in 8 gezeigt ist, überwacht in einer Stufe S1-1 die Steuerungseinheit 25 die Korrekturwerte einer O2-Rückkopplungskorrektur und berechnet den Mittelwert derselben. In dieser Stufe liegt zwischen dem Mittelwert (0,95) und dem Medianwert (1,00) der O2-Rückkopplungskorrektur eine Differenz von 0,05 vor.
-
In einer Stufe S1-2 wird zu einem Zeitpunkt T11 eine Lernsteuerung durchgeführt. Während die Differenz zwischen dem Mittelwert und dem Medianwert der O2-Rückkopplungskorrektur in der Stufe S1-1 0,05 beträgt, wird der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwert der Stufe S1-2 durch Subtrahieren von 0,01 von dem der Stufe S1-1 erhalten. Da eine Einspritzzeitkorrektur basierend auf dem Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwert durchgeführt wird, wird der Mittelwert der O2-Rückkopplungskorrektur um 0,01 verschoben, wodurch die Differenz zwischen dem Mittelwert und dem Medianwert (1,00) 0,04 beträgt.
-
In einer Stufe S1-3 wird zu einem Zeitpunkt T12 ein Aktualisieren des Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwerts (Subtraktion von 0,01) erneut durchgeführt, wodurch der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernkorrekturwert durch Subtrahieren von 0,01 von dem der Stufe S1-2 erhalten wird, und die Differenz zwischen dem Mittelwert und dem Medianwert der O2-Rückkopplungskorrektur wird zu 0,03. Danach wird derselbe Prozess wiederholt, bis die Differenz 0,00 beträgt.
-
9 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Betriebsbeispiel des Verdampfungsflag-Prozesses der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darstellt. In 9 stellen Linien (a), (b), (c), (d) und (e) jeweils das Verdampfungsflag, den Schwellenwert (Kn), den Gesamtspülungsabfluss (flow_T), den momentanen Spülungsabfluss (flow_I) und den Öffnungsgrad (VT) der Drossel dar. Wie in 9 gezeigt ist, wird in einer Stufe S2-1 die Verbrennungsmaschine 11 betrieben, und der momentane Spülungsabfluss (flow_I) wird auf der Basis des gegenwärtigen Grads (VT) der Öffnung der Drossel und der gegenwärtigen Maschinendrehgeschwindigkeit (NE) gesucht. Zudem wird der momentane Spülungsabfluss (flow_I) in einem Zyklus integriert, wodurch der Gesamtspülungsabfluss (flow_T) berechnet wird. Ferner wird der Schwellenwert (Kn) mit Bezug auf jeden Grad (VT) der Öffnung der Drossel gesucht. Da in der Stufe S2-1 der Gesamtspülungsabfluss (flow_T) kleiner als der Schwellenwert (Kn) ist, beträgt das Verdampfungsflag „0“.
-
In einer Stufe S2-2 wird zu einem Zeitpunkt T21 der Gesamtspülungsabfluss (flow_T) größer als der Schwellenwert (Kn) und das Verdampfungsflag wird zu „1“.
-
In einer Stufe S2-3 wird zu einem Zeitpunkt T22 der Schwellenwert (Kn) gemäß dem Öffnungsgrad (VT) der Drossel geändert. Da hier der Gesamtspülungsabfluss (flow_T) erneut kleiner als der Schwellenwert (Kn) wird, wird das Verdampfungsflag zu „0“. Während danach die Verbrennungsmaschine 11 betrieben wird (eine Stufe S2-4, eine Stufe S2-5 und die nachfolgenden Stufen), wird eine Verdampfungsflag-Bestimmung basierend auf einem Vergleich zwischen dem Gesamtspülungsabfluss (flow_T) und dem Schwellenwert (Kn) zu Zeitpunkten T23, T24, ... wiederholt.
-
Wie vorstehend beschrieben ist, berechnet in der Steuerungseinheit 25 die Gasausstoßmenge-Berechnungseinrichtung 46 gemäß der Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Schätzwert der Gesamtgasausstoßmenge aus dem Behälter 24 gemäß dem Zustand der Verbrennungsmaschine 11, und kann somit das Vorliegen oder das Fehlen von einem Ausstoß von verdampftem Gas in den Einlassluftdurchlass 18 schätzen. In diesem Fall kann eine Situation geschätzt werden, welche durch verdampftes Gas nicht beeinflusst ist, sogar falls ein Steuerungsventil (ein Spülungsmagnetventil) zum Unterbinden der Strömung von verdampftem Gas nicht vorgesehen ist. Deshalb kann eine genaue Lernsteuerung durchgeführt werden, ohne ein Steuerungsventil zu verwenden.
-
Da zudem nicht erforderlich ist, ein Steuerungsventil vorzusehen, können die Kosten verringert und eine Anordnungsflexibilität verbessert werden.
-
Zudem berechnet die Gasausstoßmenge-Berechnungseinrichtung 46 die Ausstoßmenge von verdampftem Gas aus dem Behälter 24 auf der Basis des im Voraus eingestellten momentanen Spülungsabflusskennfeldes mit Bezug auf die Maschinendrehgeschwindigkeit (NE) und den Öffnungsgrad (VT) der Drossel. Deshalb können ein Abschluss eines Ausstoßens von Gas aus dem Behälter 24 und die Menge von restlichem Gas durch eine vorliegende Sensorkonfiguration einfach geschätzt werden.
-
Zudem ist es zum Starten einer Berechnung des Lernkorrekturwerts erforderlich, einen Abschluss eines Ausstoßens von Gas aus dem Behälter 24 zu bestimmen, und die Lernerlaubnisbestimmungseinrichtung 45 verwendet den Schätzwert der Gesamtgasausstoßmenge (der Gesamtspülungsabfluss flow_T), um die korrespondierende Bestimmung durchzuführen. Deshalb kann, z.B. verglichen zu dem Fall, dass eine Berechnung des Lernkorrekturwerts nach einer vorbestimmten Zeit startet, eine Berechnung des Lernkorrekturwerts zu einem vernünftigeren Zeitpunkt gestartet werden. Demgemäß werden die Unmittelbarkeit und die Genauigkeit des Lernens verbessert, und eine geeignete Korrektur der Brennstoffeinspritzmenge wird ermöglicht, und eine Betriebsleistung wird verbessert.
-
Zudem wird der Zustand des Öffnungsgrads (VT) der Drossel in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt, und der Schwellenwert (Kn) hängt von diesen Bereichen ab. Deshalb hängt die Bedingung zum Starten einer Berechnung des Lernkorrekturwerts von dem Öffnungsgrad (VT) der Drossel ab. Deshalb wird, z.B. wenn die Drossel etwas geöffnet ist, da ein Ausstoßen von verdampftem Gas aus dem Behälter 24 schwierig ist, der Schwellenwert (Kn) derart verringert, dass die Lernsteuerung nicht zwecklos beschränkt wird. Folglich kann eine Berechnung des Lernkorrekturwerts in einer relativ kurzen Zeit durchgeführt werden, und die Unmittelbarkeit und die Genauigkeit des Lernens werden weiterhin verbessert.
-
Zudem ist die vorliegende Erfindung auf das vorstehend erwähnte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt und kann auf verschiedene Weisen modifiziert und implementiert werden. Mit Bezug auf die Größen, Formen und dergleichen des in den nachfolgenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiels, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt und kann in geeigneter Weise modifiziert werden, solange die Modifikationen die Effekte der vorliegenden Erfindung aufweisen. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung in geeigneter Weise modifiziert und implementiert werden, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.
-
In dem vorstehend beschrieben Ausführungsbeispiel wird als ein Parameter des momentanen Spülungsabflusskennfeldes der Öffnungsgrad (VT) der Drossel verwendet. Allerdings kann stattdessen der Einlassluftdruck (PM) verwendet werden. Zudem können irgendwelche anderen geeigneten Parameter, wie etwa die Temperatur der Einlassluft oder die Temperatur des Maschinenkühlwassers, zusätzlich verwendet werden.
-
Wie vorstehend beschrieben ist, sieht die vorliegende Erfindung die Luft-Brennstoff-Verhältnis-Lernsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine vor und ist in Maschinen von Fahrzeugen, wie etwa Motorrädern und automatischen vierrädrigen Fahrzeugen nützlich.