DE10248038A1 - Steuersystem für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Steuersystem für einen Verbrennungsmotor

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Abstract

Es wird ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit zumindest einer Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) angegeben, die ein Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor (1) zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemisches beeinflusst. Berechnet wird ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient (KAF) zum Korrigieren einer dem Motor (1) zuzuführenden Kraftstoffmenge, derart, dass das von dem Luft/Kraftstoffverhältnissensor (14) erfasst Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt. Auch berechnet wird ein Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussender Parameter (Qx), der den Grad eines Einflusses angibt, den ein Betrieb der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt. Ferner berechnet wird ein Korrelationsparameter (A, B), der eine Korrelation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter (Qx) definiert, unter Verwendung eines sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus. Berechnet wird ein Lernkorrekturkoeffizient (KREFQ) in Bezug auf eine Änderung in Charakteristiken der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) unter Verwendung des zumindest einen Korrelationsparameters (A, B). Das Luft/Kraftstoffverhältnis wird unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) und des Lernkorrekturkoeffizienten (KREFQ) geregelt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor und insbesondere ein Steuer/Regelsystem mit einer Steuer/Regelvorrichtung, wie etwa einem Abgasrückführmechanismus oder einem Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem, das das Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Verbrennungsmotor zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs beeinflusst. In dieser Beschreibung wird die Steuer/Regelvorrichtung, die das Luft/Kraftstoffverhältnis beeinflusst, als "A/F-beeinflussende Steuer/Regelvorrichtung" bezeichnet.
  • Ein Abgasrückführmechanismus zum Rückführen von Abgasen aus einem Auslasssystem eines Verbrennungsmotors zu dessen Ansaugsystem ist weit verbreitet, um die Abgascharakteristiken des Motors zu verbessern. Auch weit verbreitet ist ein Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem, in dem ein ein Adsorbens enthaltender Kanister in einem Kraftstofftank erzeugten Kraftstoffdampf speichert, um während des Motorbetriebs den Kraftstoffdampf dem Einlasssystem zuzuführen, um die Emission von Kraftstoffdampf zur Atmosphäre zu verhindern. Eine Steuer/Regelvorrichtung, wie etwa der Abgasrückführmechanismus oder das Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem, beeinflusst das Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs. Falls eine Abnormalität (eine Verstopfung oder ein Leck) in einer Abgasrückführleitung oder einer Kraftstoffleitung auftritt, könnte dies einen nachteiligen Effekt auf die Luft/Kraftstoffverhältnissteuerung/regelung haben.
  • Die jüngsten strengeren Emissionsvorschriften (Schadgasemission) haben herausgestellt, dass sich die Abgasmenge, die zu dem Ansaugsystem rückzuführen ist, oder die Kraftstoffdampfmenge, die zu dem Ansaugsystem zuzuführen ist, durch eine Verstopfung oder dergleichen in der Abgasrückführleitung oder der Kraftstoffdampfleitung verändert, was einen nachteiligen Effekt auf die Abgascharakteristiken des Motors zur Folge hat.
  • Ein Abnormalitätsbestimmungsverfahren zur Bestimmung einer Verstopfung der Abgasrückführleitung ist z. B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 7-180615 beschrieben. Gemäß diesem Abnormalitätsbestimmungsverfahren werden ein Ansaugdruck in einem offenen Zustand des Abgasrückführventils und ein Ansaugdruck in einem geschlossenen Zustand des Abgasrückführventils in einem Motorbetriebszustand gemessen, in dem die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor unterbrochen ist. Wenn die Differenz zwischen diesen Ansaugdrücken kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird bestimmt, dass der Abgasrückführmechanismus abnormal ist (eine Verstopfung oder ein Leck in der Abgasrückführleitung vorhanden ist).
  • Ferner ist aus dem japanischen Patent Nr. 2576481 ein Verfahren zur Korrektur eines Luft/Kraftstoffverhältnisses mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuer/Regelsystem bekannt. Das Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuer/Regelsystem enthält einen Luft/Kraftstoffverhältnissensor, der in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Ein Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizient wird gemäß einer Ausgabe von dem Luft/Kraftstoffverhältnissensor berechnet, um das Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs zu regeln, so dass es gleich einem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis wird. Gemäß diesem Verfahren wird ein Lernkorrekturwert unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten während der Ausführung der Abgasrückführung berechnet, und eine Abweichung des Luft/Kraftstoffverhältnisses aufgrund Alterung wird unter Verwendung des Lernkorrekturwerts korrigiert.
  • Bei dem Abnormalitätsbestimmungsverfahren, das in der oben erwähnten japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-180615 beschrieben ist, wird die Abnormalitätsbestimmung in dem Kraftstoffsperrbetrieb des Motors ausgeführt, was ein sehr enger und begrenzter Betriebszustand ist. Demzufolge ist eine Grenze dafür vorhanden, die Bestimmungsfrequenz zu erhöhen, und es ist schwierig, diese zu erhöhen.
  • Andererseits wird in dem obigen Verfahren, das in dem japanischen Patent Nr. 2576481 beschrieben ist, der Lernkorrekturwert durch einfache Mittelwertbildung von Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten berechnet, ohne Berücksichtigung von Änderungen in dem Motorbetriebszustand und in der Abgasrückführmenge. Demzufolge ist es schwierig, einen akkuraten Lernkorrekturwert zu erhalten, der über einen weiten Bereich von Motorbetriebszuständen anwendbar ist.
  • Erste Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, das einen akkuraten Lernkorrekturwert erhalten kann, der einer Verschlechterung einer A/F-beeinflussenden Steuer/Regelvorrichtung entspricht und über einen weiten Bereich von Motorbetriebszuständen anwendbar ist, um hierdurch die Steuer/Regelgenauigkeit des Luft/Kraftstoffverhältnisses zu verbessern.
  • Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, das eine Abnormalität in einer A/F- beeinflussenden Steuer/Regelvorrichtung über einen weiten Bereich von Motorbetriebszuständen bestimmen kann.
  • Zur Lösung der ersten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit zumindest einer Steuer/Regelvorrichtung vorgeschlagen, die ein Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs beeinflusst. Das Steuer/Regelsystem umfasst: einen Luft/Kraftstoffverhältnissensor, der in einem Auslasssystem des Motors vorgesehen ist; ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten-Berechnungsmittel; ein Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussender-Parameter-Berechnungsmittel, ein Lernmittel sowie ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuer/Regelmittel. Das Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten-Berechnungsmittel berechnet einen Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten zum Korrigieren einer dem Motor zuzuführenden Kraftstoffmenge derart, dass das von dem Luft/Kraftstoffverhältnissensor erfasste Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt. Das Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussender- Parameter-Berechnungsmittel berechnet einen Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameter, der den Grad eines Einflusses angibt, den ein Betrieb der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt. Das Korrelationsparameter-Berechnungsmittel berechnet zumindest einen Korrelationsparameter, der eine Korrelation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter definiert, unter Verwendung eines sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus. Das Lernmittel berechnet einen Lernkorrekturkoeffizienten in Bezug auf eine Änderung in Charakteristiken der Steuer/Regelvorrichtung unter Verwendung des zumindest einen Korrelationsparameters. Das Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuer/Regelmittel steuert/regelt das Luft/Kraftstoffverhältnis unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten und des Lernkorrekturkoeffizienten.
  • Mit dieser Konfiguration wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Parameter berechnet, der einen Grad des Einflusses angibt, den der Betrieb der Steuer/Regelvorrichtung auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt. Der zumindest eine Korrelationsparameter, der die Korrelation zwischen dem oben berechneten Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter und dem gemäß dem erfassten Luft/Kraftstoffverhältnis gesetzten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten definiert, wird unter Verwendung des sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus berechnet. Ferner wird der Lernkorrekturkoeffizient, der sich auf eine Änderung in den Eigenschaften der Steuer/Regelvorrichtung bezieht, unter Verwendung des zumindest einen oben berechneten Korrelationsparameters berechnet. Demzufolge kann der Lernkorrekturkoeffizient gemäß einer Änderung in den Charakteristiken der A/F-beeinflussenden Steuer/Regelvorrichtung über einen weiten Bereich von Motorbetriebszuständen akkurat erhalten werden. Ferner wird das Luft/Kraftstoffverhältnis unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten und des Lernkorrekturkoeffizienten gesteuert/geregelt, was es möglich macht, dass die Steuerbarkeit bzw. Regelbarkeit gut erhalten bleibt. Da zusätzlich der sequentielle statistische Prozessalgorithmus verwendet wird, ist keine spezielle Berechnungsvorrichtung (CPU) für die statistischen Prozesse erforderlich, und die Berechnung der statistischen Prozesse kann mit einem Speicher relativ kleiner Kapazität ausgeführt werden.
  • Bevorzugt enthält das Steuer/Regelsystem ferner ein Abnormalitätsbestimmungsmittel zum Bestimmen einer Abnormalität in der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung gemäß dem zumindest einen Korrelationsparameter.
  • Mit dieser Konfiguration wird eine Abnormalität in der Steuer/Regelvorrichtung gemäß dem zumindest einen Korrelationsparameter bestimmt. Demzufolge wird der Betrieb der A/F-beeinflussenden Steuer/Regelvorrichtung immer überwacht, um die Frequenz der Abnormalitätsbestimmung zu erhöhen und die Genauigkeit der Bestimmung zu verbessern.
  • Bevorzugt berechnet das Korrelationsparameter-Berechnungsmittel den zumindest einen Korrelationsparameter, wenn der Motor in einem vorbestimmten Betriebszustand läuft.
  • Mit dieser Konfiguration wird der zumindest eine Korrelationsparameter berechnet, wenn der Motor in dem vorbestimmten Betriebszustand läuft. Demzufolge wird der zumindest eine Korrelationsparameter akkurat berechnet, um die Genauigkeit der Lernkorrektur zu verbessern.
  • Bevorzugt berechnet das Korrelationsparameter-Berechnungsmittel einen modifizierten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten, indem es den Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten mit dem Lernkorrekturkoeffizienten modifiziert und den zumindest einen Korrelationsparameter unter Verwendung des modifizierten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten berechnet.
  • Mit dieser Konfiguration wird der Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizient mit dem Lernkorrekturkoeffizienten modifiziert, um hierdurch den modifizierten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten zu berechnen. Dann wird der zumindest eine Korrelationsparameter, anstatt des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten, unter Verwendung des modifizierten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten berechnet. Wenn der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient selbst benutzt wird, besteht die Möglichkeit, dass die Lernsteuerung durch den Lernkorrekturkoeffizienten zu einem schwingenden Zustand führen könnte. Ein solches Problem kann unter Verwendung des modifizierten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten vermieden werden.
  • Bevorzugt berechnet das Korrelationsparameter-Berechnungsmittel den zumindest einen Korrelationsparameter unter Verwendung einer Abweichung zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten und einem Mittelwert des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten.
  • Mit dieser Konfiguration wird die Abweichung zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten und einem Mittelwert des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten, anstatt dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten, verwendet, um den zumindest einen Korrelationsparameter zu berechnen. Die Abweichung variiert um null herum, was die Mitte des Schwankungsbereichs ist. Demzufolge kann der zumindest eine Korrelationsparameter mit einem höheren Genauigkeitsgrad erhalten werden, wenn der sequentielle statistische Prozessalgorithmus verwendet wird.
  • Bevorzugt verwendet das Korrelationsparameter-Berechnungsmittel den sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus verwendet, wobei es einen Wert des zumindest einen Korrelationsparameters innerhalb eines vorbestimmten Bereichs begrenzt.
  • Zur Lösung der zweiten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor vorgeschlagen, das zumindest eine Steuer/Regelvorrichtung aufweist, die ein Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs beeinflusst. Das Steuer/Regelsystem umfasst: einen Luft/Kraftstoffverhältnissensor, der in einem Auslasssystem des Motors vorgesehen ist, ein Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten-Berechnungsmittel, ein Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussender-Parameter-Berechnungsmittel, ein Korrelationsparameter- Berechnungsmittel sowie ein Abnormalitätsbestimmungsmittel. Das Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten-Berechnungsmittel berechnet einen Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten zum Korrigieren einer dem Motor zuzuführenden Kraftstoffmenge derart, dass das von dem Luft/Kraftstoffverhältnissensor erfasste Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt. Das Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussender-Parameter-Berechnungsmittel berechnet einen Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter, der den Grad eines Einflusses angibt, den ein Betrieb der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt. Das Korrelationsparameter-Berechnungsmittel berechnet zumindest einen Korrelationsparameter, der eine Korrelation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter definiert, unter Verwendung eines sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus. Das Abnormalitätsbestimmungsmittel bestimmt eine Abnormalität in der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung gemäß dem zumindest einen Korrelationsparameter.
  • Mit dieser Konfiguration wird der das Luft/Kraftstoffverhältnis beeinflussende Parameter berechnet, der den Grad des Einflusses angibt, den der Betrieb der Steuer/Regelvorrichtung auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt. Der zumindest eine Korrelationsparameter, der die Korrelation zwischen dem oben berechneten Luft/Kraftstoffverhältnis-Beeinflussungsparameter und dem gemäß dem erfassten Luft/Kraftstoffverhältnis gesetzten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten definiert, wird unter Verwendung des sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus berechnet. Ferner wird die Abnormalität in der Steuer/Regelvorrichtung gemäß dem zumindest einen Korrelationsparameter bestimmt. Im Ergebnis kann die Abnormalitätsbestimmung in der A/F-beeinflussenden Steuer/Regelvorrichtung während normalen Motorbetriebszuständen akkurat ausgeführt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
  • Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Verbrennungsmotors und eines Steuer/Regelsystems dafür nach einer ersten Ausführung zeigt;
  • Fig. 2 ist eine Grafik, die die Relation zwischen einem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) und einer Abgasrückführmenge (QEGR) oder einer Spülflussrate (QPURGE) in einem normalen Zustand zeigt;
  • Fig. 3 ist eine Grafik, die die Relation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) und der Abgasrückführmenge (QEGR) oder der Spülflussrate (QPURGE) in einem abnormalen Zustand zeigt;
  • Fig. 4 ist eine Grafik, die die Relation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) und einem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter (Qx) zeigt;
  • Fig. 5 ist eine Grafik, die die Relation zwischen einem von dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten abhängigen Parameter (KAF - 1) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameter (Qx) zeigt;
  • Fig. 6A und 6B sind Grafiken, die die Relation zwischen dem Parameter (KAF - 1) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter (Qx) in einem normalen Zustand bzw. in einem abnormalen Zustand zeigen;
  • Fig. 7 ist eine Grafik, die die Relation zwischen einem vom modifizierten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten abhängigen Parameter (KAFMOD - 1) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter (Qx) zeigt;
  • Fig. 8 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Kraftstoffeinspritzdauer (TOUT) zeigt; und
  • Fig. 9 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Verbrennungsmotors und eines Steuer/Regelsystems dafür nach einer zweiten Ausführung zeigt.
    • Erste Ausführung
  • In Bezug auf Fig. 1 ist schematisch eine allgemeine Konfiguration eines Verbrennungsmotors (nachfolgend als "Motor" bezeichnet) und eines Steuer/Regelsystems nach einer ersten Ausführung gezeigt. Der Motor ist z. B. ein Vierzylindermotor 1 und hat ein Ansaugrohr 2, das mit einem Drosselventil 3 versehen ist. Ein Drosselöffnungs-(THA)-Sensor 4 ist mit dem Drosselventil 3 so verbunden, dass er ein elektrisches Signal ausgibt, das einer Öffnung des Drosselventils 3 entspricht, und das elektrische Signal einer elektronischen Steuereinheit (nachfolgend als "ECU" bezeichnet) 5 zuführt.
  • Kraftstoffeinspritzventile 6, von denen nur eines gezeigt ist, sind mit dem Ansaugrohr 2 an Stellen zwischen dem Zylinderblock des Motors 1 und dem Drosselventil 3 und ein wenig stromauf der jeweiligen Einlassventile (nicht gezeigt) eingesetzt. Diese Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) verbunden und mit der ECU 5 elektrisch verbunden. Eine Ventilöffnungsdauer für jedes Kraftstoffeinspritzventil 6 wird durch ein von der ECU 5 ausgegebenes Signal gesteuert.
  • Unmittelbar stromab des Drosselventils 3 ist ein Absolutansaugdruck- (PBA)-Sensor 7 vorgesehen. Ein Absolutdrucksignal, das durch den Absolutansaugdruck-Sensor 7 in ein elektrisches Signal gewandelt ist, wird der ECU 5 zugeführt. Ein Ansauglufttemperatur-(TA)-Sensor 8 ist stromab des Absolutansaugdruck-Sensors 7 vorgesehen, um eine Ansauglufttemperatur TA zu erfassen. Von dem Sensor 8 wird ein elektrisches Signal ausgegeben, das der erfassten Ansauglufttemperatur TA entspricht, und wird der ECU 5 zugeführt.
  • An dem Körper des Motors 1 ist ein Motorkühlmitteltemperatur-(TW)- Sensor 9, wie etwa ein Thermistor, angebracht, um die Motorkühlmitteltemperatur (Kühlwassertemperatur) TW zu erfassen. Von dem Sensor 9 wird ein Temperatursignal entsprechend der erfassten Motorkühlmitteltemperatur TW ausgegeben und der ECU 5 zugeführt.
  • Ein Motordrehzahl-(NE)-Sensor 10 und ein Zylinderunterscheidungs-(CYL)- Sensor 11 sind gegenüber einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle (beide nicht gezeigt) des Motors 1 angebracht. Der Motordrehzahl-Sensor 10 gibt einen OT-Signalimpuls bei einer Kurbelwinkelposition aus, die sich bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt (OT) entsprechend dem Beginn des Ansaughubs jedes Zylinders des Motors 1 befindet (alle 180°-Kurbelwinkel im Falle eines Vierzylindermotors). Der Zylinderunterscheidungs-Sensor 11 gibt bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition einen Zylinderunterscheidungs-Signalimpuls für einen bestimmten Zylinder des Motors 1 aus. Diese von den Sensoren 10 und 11 ausgegebenen Signalimpulse werden der ECU 5 zugeführt.
  • Ein Auslassrohr 12 des Motors 1 ist mit einem Dreiwegekatalysator 16 versehen, um in den Abgasen enthaltene NOx, KW und CO zu reduzieren. Ein Proportional-Luft/Kraftstoffverhältnissensor (nachfolgend als "LAF- Sensor" bezeichnet) 14 ist in dem Auslassrohr 12 an einer stromauf des Dreiwegekatalysators 16 liegenden Stelle angebracht. Der LAF-Sensor 14 gibt ein elektrisches Signal aus, das zur Sauerstoffkonzentration (dem Luft/Kraftstoffverhältnis) in den Abgasen im Wesentlichen proportional ist, und führt das elektrische Signal der ECU 5 zu.
  • Eine Abgasrückführleitung 21 ist zwischen einem stromab des Drosselventils 3 liegenden Abschnitt des Ansaugrohrs 2 und einem stromauf des Dreiwegekatalysators 16 liegenden Abschnitt des Auslassrohrs 12 angeschlossen. Die Abgasrückführleitung 21 ist mit einem Abgasrückführventil (nachfolgend als "EGR-Ventil" bezeichnet) 22 versehen, um die Abgasrückführmenge zu regeln. Das EGR-Ventil 22 ist ein elektromagnetisches Ventil mit einem Solenoid, und sein Ventilöffnungsgrad wird durch die ECU 5 geregelt. Das EGR-Ventil 22 ist mit einem Hubsensor 23 versehen, um den Ventilöffnungsgrad (Ventilhubbetrag) LACT des EGR-Ventils 22 zu erfassen, und ein Erfassungssignal von dem Hubsensor 23 wird der ECU 5 zugeführt. Die Abgasrückführleitung 21 und das EGR-Ventil 22 bilden einen Abgasrückführmechanismus.
  • Mit einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) ist ein Kanister 32 verbunden, um innerhalb des Kraftstofftanks erzeugten Kraftstoffdampf zu speichern. Der Kanister 32 enthält ein Adsorbens zum Adsorbieren des Kraftstoffdampfs. Der Kanister 32 ist durch einen Spülkanal 31 mit dem Ansaugrohr 2 an einer Stelle stromab des Drosselventils 3 verbunden. Der Spülkanal 31 ist mit einem Spülsteuerventil 33 versehen. Das Spülsteuerventil 33 ist ein Solenoidventil, das die Strömungsrate kontinuierlich regeln kann, indem es das Ein-Aus-Tastverhältnis eines erhaltenen Steuersignals ändert. Der Betrieb des Spülsteuerventils 33 wird durch die ECU 5 gesteuert. Alternativ kann das Spülsteuerventil 33 durch ein Solenoidventil vorgesehen werden, dessen Ventilöffnungsgrad kontinuierlich variabel ist. In diesem Fall entspricht das oben erwähnte Ein-Aus-Tastverhältnis dem Ventilöffnungsgrad in einem solchen Solenoidventil mit stufenlos verstellbarer Ventilöffnung. Die Spülleitung 31, der Kanister 32 und das Spülsteuerventil 33 bilden ein Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem.
  • In dieser Ausführung entsprechen der Abgasrückführmechanismus und das Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem den A/F-beeinflussenden Steuer/Regelvorrichtungen.
  • Ein Atmosphärendrucksensor 17 zum Erfassen eines Atmosphärendrucks PA und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 18 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit VP eines durch den Motor 1 angetriebenen Fahrzeugs sind mit der ECU 5 verbunden. Erfassungssignale von diesen Sensoren 17 und 18 sind der ECU 5 zugeführt.
  • Die ECU 5 enthält eine Eingabeschaltung mit verschiedenen Funktionen, einschließlich einer Funktion der Formung der Wellenverläufe von Eingangssignalen von den verschiedenen Sensoren, einer Funktion der Korrektur der Spannungspegel der Eingangssignale auf einen vorbestimmten Pegel, und einer Funktion der Umwandlung von analogen Signalwerten in digitale Signalwerte. Die ECU 5 enthält ferner eine zentrale Prozessoreinheit (nachfolgend als "CPU" bezeichnet), eine Speicherschaltung und eine Ausgabeschaltung. Die Speicherschaltung speichert vorläufig verschiedene Betriebsprogramme, die durch die CPU auszuführen sind, und die Ergebnisse der Berechnung oder dergleichen durch die CPU. Die Ausgabeschaltung führt den Kraftstoffeinspritzventilen 6, dem EGR-Ventil 22 und dem Spülsteuerventil 33 Treibersignale zu.
  • Die ECU 5 bestimmt verschiedene Motorbetriebszustände gemäß den Ausgangssignalen von den oben erwähnten Sensoren, um dem Solenoid des EGR-Ventils 22 ein Steuersignal zuzuführen. Insbesondere setzt die ECU 5 einen Ventilhubbefehlswert LCMD gemäß der Motordrehzahl NE und dem absoluten Ansaugdruck PBA und regelt das EGR-Ventil 22 derart, dass eine Abweichung zwischen dem Ventilhubbefehlswert LCMD und einem von dem Hubsensor 23 erfassten Ist-Ventilhubbetrag LACT zu null wird.
  • Die CPU in der ECU 5 bestimmt verschiedene Motorbetriebszustände gemäß den Ausgangssignalen von den oben erwähnten Sensoren und berechnet eine Kraftstoffeinspritzdauer TOUT jedes Kraftstoffeinspritzventils 6 zur synchronen Öffnung mit dem OT- Signalimpuls. Die Kraftstoffeinspritzdauer TOUT wird, gemäß den oben bestimmten Motorbetriebszuständen, aus der folgenden Gleichung (1) errechnet:

    TOUT = TIM × KAF × KREFQ × KEGR × KPURGE × K1 + K2 (1)
  • TIM ist eine Basis-Kraftstoffeinspritzdauer jedes Kraftstoffeinspritzventils 6. Die Basis-Kraftstoffeinspritzdauer TIM wird bestimmt durch Abfrage eines TI-Kennfelds, das gemäß der Motordrehzahl NE und dem absoluten Ansaugdruck PBA gesetzt ist. Das TI-Kennfeld ist so gesetzt, dass, in einem Betriebszustand gemäß der Motordrehzahl NE und dem absoluten Ansaugdruck PBA an dem Kennfeld, das Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor einzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Verhältnis wird.
  • KAF ist ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient, der so gesetzt ist, dass das von dem LAF-Sensor 14 erfasste Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt. Wenn die Regelung gemäß der Ausgabe vom LAF-Sensor nicht ausgeführt wird, wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAF auf "1,0" gesetzt.
  • KREFQ ist ein Lernkorrekturkoeffizient, der eingeführt wird, um eine Abweichung in der Regelung durch den Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten KAF zu kompensieren. Der Lernkorrekturkoeffizient KREFQ kommt zur Wirkung, wenn die Steuercharakteristiken der Abgasrückführmenge und der Spülflussrate von den vorläufig angenommenen durchschnittlichen Charakteristiken verschieden sind. Die Differenz zwischen den Steuercharakteristiken und den vorläufig angenommenen durchschnittlichen Charakteristiken beruht auf Eigenschaftsdifferenzen in massenproduzierten Abgasrückführmechanismen und Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystemen, oder einer Alterung des Abgasrückführmechanismus und des Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystems. Nachfolgend wird ein bestimmtes Berechnungsverfahren für diesen Koeffizienten beschrieben.
  • KEGR ist ein EGR-Korrekturkoeffizient, der auf 1,0 gesetzt ist (nicht- korrigierender Wert), wenn die Abgasrückführung nicht ausgeführt wird (wenn das EGR-Ventil 22 geschlossen ist), oder auf einen Wert der kleiner als 1,0 gesetzt ist, wenn die Abgasrückführung ausgeführt wird (wenn das EGR-Ventil 22 geöffnet ist), um die Kraftstoffeinspritzmenge, mit abnehmender Ansaugluftmenge, zu senken.
  • KPURGE ist ein Spülkorrekturkoeffizient, der auf "1,0" gesetzt wird, wenn das Spülsteuerventil 33 geschlossen ist, oder auf einen Wert kleiner als "1,0" gesetzt wird, wenn das Spülsteuerventil 33 geöffnet wird, um den Kraftstoffdampf zu dem Ansaugrohr 2 zu leiten, um die Kraftstoffeinspritzmenge, gemäß einer Mengenzunahme des zugeführten Kraftstoffdampfs, zu senken.
  • K1 ist ein anderer Korrekturkoeffizient und K2 ist eine Korrekturvariable. Der Korrekturkoeffizient K1 und die Korrekturvariable K2 werden auf solche Werte gesetzt, um verschiedene Charakteristiken, wie etwa Kraftstoffverbrauchscharakteristiken und Motorbeschleunigungscharakteristiken, gemäß Motorbetriebszuständen zu optimieren.
  • Die CPU führt dem Kraftstoffeinspritzventil 6 ein Treibersignal zu, um jedes Kraftstoffeinspritzventil 6 gemäß der oben erhaltenen Kraftstoffeinspritzdauer TOUT zu öffnen.
  • Diese Ausführung verwendet ein neues Berechnungsverfahren für den in Gleichung (1) angewendeten Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ. Dieses Berechnungsverfahren wird nun beschrieben.
  • Falls der Abgasrückführmechanismus oder das Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystem normal ist (nicht schlechter geworden oder gealtert ist), ist die Relation zwischen der Abgasrückführmenge QEGR oder einer Spülflussrate QPURGE und einem Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten KAF so, wie in Fig. 2 gezeigt. In Fig. 2 bezeichnet der schraffierte Bereich einen Bereich von Werten des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF entsprechend der Abgasrückführmenge QEGR oder der Spülflussrate QPURGE. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAF auf einem im Wesentlichen konstanten Wert in der Nähe von "1,0" gehalten, unabhängig von Änderungen in der Abgasrückführmenge QEGR oder der Spülflussrate QPURGE. Die in Fig. 2 gezeigte Abgasrückführmenge QEGR oder die Spülflussrate QPURGE ist keine tatsächliche Flussrate, sondern eine geschätzte Flussrate, die gemäß dem Ventilöffnungsgrad des EGR- Ventils 22 oder des Spülsteuerventils 33 berechnet ist. Die tatsächliche Abgasrückführmenge und die tatsächliche Spülflussrate wird als "QEGRA" bzw. "QPURGEA" bezeichnet, zur Unterscheidung von der geschätzten Abgasrückführmenge QEGR und der geschätzten Spülflussrate QPURGE.
  • Wenn die Abgasrückführleitung 21 oder die Spülleitung 31 vollständig oder teilweise verstopft ist, wodurch die Flussrate reduziert wird, sinkt die tatsächliche Abgasrückführmenge QEGRA oder die tatsächliche Spülflussrate QPURGEA. Dementsprechend wird der EGR- Korrekturkoeffizient KEGR, der gemäß dem tatsächlichen Ventilhub LACT des EGR-Ventils 22 berechnet ist, oder der Spülkorrekturkoeffizient KPURGE, der gemäß dem Ventiltastverhältnis des Spülsteuerventils 33 berechnet ist, kleiner als ein Wert entsprechend der tatsächlichen Abgasrückführmenge QEGRA oder der tatsächlichen Spülflussrate QPURGEA (das heißt ein Wert, der keine Änderung in dem Luft/Kraftstoffverhältnis verursacht). Da sich das Luft/Kraftstoffverhältnis von dem Sollwert zu einem mageren Bereich hin verschiebt, wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAF vergrößert, um diese Verschiebung zu kompensieren. Im Ergebnis wird eine positive Korrelationscharakteristik erhalten, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Das heißt, der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAF hat die Tendenz, dass er mit einer Zunahme der Abgasrückführmenge QEGR oder der Spülflussrate QPURGE zunimmt. Ferner nimmt die Aufwärtssteigung nach rechts in dieser positiven Korrelationscharakteristik (die Steigung dieser positiven Korrelationscharakteristik) zu, wenn der Verstopfungsgrad zunimmt.
  • Wenn andererseits anstatt einer Verstopfung ein Leck vorhanden ist, tritt die Außenluft in die Abgasrückführleitung 21 oder die Spülleitung 31 ein, so dass die Abgasrückführmenge oder die Spülflussrate sinkt, ähnlich dem Fall, wenn diese Leitungen verstopft sind. Dementsprechend verschiebt sich das Luft/Kraftstoffverhältnis zum mageren Bereich hin, wie im Falle der Verstopfung. Im Ergebnis hat der Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizient KAF die Tendenz, dass er mit einer Zunahme der Abgasrückführmenge QEGR oder der Spülflussrate QPURGE zunimmt. Ferner nimmt die Aufwärtssteigung nach rechts hin in dieser positiven Korrelationscharakteristik (die Steigung dieser positiven Korrelationscharakteristik) zu, wenn der Leckagegrad zunimmt.
  • Die Abgasrückführmenge QEGR oder die Spülflussrate QPURGE, die jeweils in Fig. 2 und 3 durch die horizontale Achse repräsentiert ist, kann ersetzt werden durch einen Ventilhubparameter LEGR (insbesondere einen Ventilhubbefehlswert LCMD oder einen tatsächlichen Ventilhubbetrag LACT) des EGR-Ventils 22, oder einen Ventilhubparameter LPURGE (insbesondere ein Ventiltastverhältnis oder einen tatsächlichen Ventilhub) des Spülsteuerventils 33. Auch in diesem Fall kann man eine ähnliche Korrelationscharakteristik erhalten. Diese Parameter QEGR, QPURGE, LEGR und LPURGE werden nachfolgend allgemein als "Luft/Kraftstoffverhältnisbeeinflussender Parameter Qx" bezeichnet.
  • Die Korrelationscharakteristik zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameter Qx und dem Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten KAF spiegelt nicht nur eine Abnormalität (eine Verstopfung oder ein Leck) in dem Abgasrückführmechanismus oder dem Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem wider, sondern auch eine Abweichung in dem EGR-Korrekturkoeffizienten KEGR und/oder dem Spülkorrekturkoeffizienten KPURGE aufgrund Eigenschaftsschwankungen in massenproduzierten Abgasrückführmechanismen oder Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystemen. Durch Berechnen des Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ gemäß dieser Korrelationscharakteristik und Anwenden des Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ auf Gleichung (1) ist es demzufolge möglich, nicht nur eine Verschlechterung einschließlich Verstopfung oder Leck in dem Abgasrückführmechanismus oder dem Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystem zu kompensieren, sondern auch einen Effekt von Eigenschaftsschwankungen in massenproduzierten Abgasrückführmechanismen oder Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystemen.
  • Im Hinblick auf die oben beschriebenen Punkte wird eine Abnormalität in dem Abgasrückführmechanismus oder dem Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystem gemäß der Korrelationscharakteristik zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter Qx und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF bestimmt. Ferner wird der Lernkorrekturkoeffizient KREFQ gemäß der Korrelationscharakteristik zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter Qx und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF berechnet. Das Luft/Kraftstoffverhältnis wird unter Verwendung des Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ geeignet korrigiert, der gemäß einem Verschlechterungsgrad berechnet wird, der nicht als abnormal bestimmt wird. Ferner kompensiert die Verwendung des Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ den Effekt von Eigenschaftsschwankungen in massenproduzierten Abgasrückführmechanismen oder Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystemen.
  • Die in Fig. 3 gezeigte Korrelationscharakteristik kann durch einen in Fig. 4 gezeigten Ausdruck angenähert werden, der einer geraden Linie LST entspricht. Das heißt, die Korrelationscharakteristik kann durch die folgende Gleichung (2) definiert werden.

    KAF(k) = A × Qx(k - d) + B (2)

    wobei A und B Korrelationsparameter sind, die eine Korrelationscharakteristik definieren. Diese Korrelationsparameter A und B werden durch die Methode der kleinsten Quadrate berechnet. Insbesondere entspricht der Korrelationsparameter A einer Steigung der geraden Linie LST, und der Korrelationsparameter B entspricht dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF, wenn der Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Parameter Qx gleich "0" ist, wie in Fig. 4 gezeigt. Ferner bezeichnet "k" eine mit einer Steuerperiode digitalisierte diskrete Zeit, und "d" bezeichnet eine Totzeitdauer, bis sich der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAF in einer Änderung der Abgasrückführmenge oder der Spülflussrate widerspiegelt. In anderen Worten, die Totzeitdauer "d" entspricht einer Verzögerungszeitdauer ab der Zeit, zu der sich die Abgasrückführmenge oder die Spülflussrate ändern, zu der Zeit, zu der sich der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAF ändert.
  • Allgemein ist bei der Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate eine große Datenmenge an dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter Qx(k) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF(k) erforderlich, um die Korrelationsparameter A und B mit hoher Zuverlässigkeit zu berechnen. Demzufolge muss eine große Datenmenge zur Berechnung der Korrelationsparameter in einem Speicher gespeichert werden.
  • Ferner ist eine inverse Matrixberechnung erforderlich, um die Methode der kleinsten Quadrate auszuführen. Im Ergebnis wird die Berechnungszeitdauer, die durch die Rechenkapazität der CPU für die Motorsteuerung bestimmt wird, verlängert. Dies verursacht ein Problem darin, dass die erforderliche Berechnung nicht beendet werden kann, während das Fahrzeug fährt (während des Motorbetriebs). Ähnlich können auch andere Berechnungen für die Motorsteuerungen nicht ausgeführt werden. Obwohl diese Probleme vermieden werden können, indem man eine zusätzliche CPU vorsieht, die der inversen Matrixberechnung gewidmet ist, können die Herstellungskosten der Motorsteuereinheit stark zunehmen.
  • Daher wird in dieser Ausführung ein sequentieller Identifikationsalgorithmus, der für die adaptive Regelung oder die Systemidentifikation benutzt wird, angewendet, um die Korrelationsparameter A und B zu berechnen. Der sequentielle Identifikationsalgorithmus ist ein Algorithmus, der eine Rekursionsformel verwendet. Insbesondere ist der sequentielle Identifikationsalgorithmus ein Algorithmus zur Berechnung gegenwärtiger Werte A(k) und B(k) der Korrelationsparameter gemäß gegenwärtigen Werten (den letzten Werten) Qx(k) und KAF(k) der in zeitlicher Serie erhaltenen Prozessobjektdaten, und vorhergehender Werte A(k - 1) und B(k - 1) der Korrelationsparameter.
  • Wenn ein Korrelationsparametervektor θ(k), der die Korrelationsparameter A und B als Elemente enthält, mit der unten gezeigten Gleichung (3) definiert ist, wird der Korrelationsparametervektor θ(k) aus der unten gezeigten Gleichung (4) gemäß dem sequentiellen Identifikationsalgorithmus berechnet.

    θ(k)T = [A(k)B(k)] (3)

    θ(k) = θ(k - 1) + KP(k) × eid(k) (4)

    wobei eid(k) ein Identifikationsfehler ist, der durch die unten gezeigten Gleichungen (5) und (6) definiert ist, und KP(k) ein Verstärkungskoeffizientenvektor ist, der durch die unten gezeigte Gleichung (7) definiert ist. P(k) in Gleichung (7) ist eine Quadratmatrix zweiter Ordnung, die aus der unten gezeigten Gleichung (8) berechnet ist.


    wobei E eine Einheitsmatrix ist.
  • Gemäß der Einstellung der Koeffizienten λ1 und λ2 in Gleichung (8) wird der Identifikationsalgorithmus aus den Gleichungen (4) bis (8) einer der folgenden vier Identifikationsalgorithmen:

    λ1 = 1, λ2 = 0 Algorithmus mit festem Faktor
    λ1 = 1, λ2 = 1 Algorithmus der Methode der kleinsten Quadrate
    λ1 = 1, λ2 = λ Algorithmus mit degressivem Faktor (λ nimmt einen Wert ein, der anders ist als "0" und "1")
    λ1 = λ, λ2 = 1 Algorithmus der Methode der gewichteten kleinsten Quadrate (λ nimmt einen Wert ein, der anders ist als "0" und "1").
  • In dieser Ausführung wird der Algorithmus der Methode der gewichteten kleinsten Quadrate angewendet, indem der Koeffizient λ1 auf einen vorbestimmten Wert λ gesetzt wird, der zwischen "0" und "1" fällt, und der Koeffizient λ2 auf "1" gesetzt wird. Es kann irgendeiner der anderen Algorithmen angewendet werden. Unter diesen Algorithmen sind der Algorithmus der Methode der kleinsten Quadrate und der Algorithmus der Methode der gewichteten kleinsten Quadrate für die statistische Verarbeitung geeignet.
  • Gemäß dem sequentiellen Identifikationsalgorithmus durch die Gleichungen (4) bis (8) ist die inverse Matrixberechnung, die in der oben erwähnten Methode der kleinsten Quadrate vom Stapelverarbeitungstyp erforderlich ist, nicht erforderlich, und die in dem Speicher zu speichernden Werte sind lediglich A(k), B(k) und P(k) (2 × 2 Matrix). Dementsprechend kann durch Verwendung der sequentiellen Methode der gewichteten kleinsten Quadrate der statistische Verarbeitungsvorgang vereinfacht werden und kann durch die Motorsteuer-CPU durchgeführt werden, ohne irgendeine spezielle CPU für die statistische Prozessverarbeitung verwenden zu müssen.
  • In der sequentiellen Methode der gewichteten kleinsten Quadrate können die Korrelationsparameter mit höherer Genauigkeit berechnet werden, indem die Schwankungsmitten der Parameter (ζ, KAF) die für die Berechnung des Identifikationsfehlers eid relevant ist, gleich "0" gemacht wird. Daher wird der Identifikationsfehler eid(k) in dieser Ausführung, anstatt aus Gleichung (5), aus der unten gezeigten Gleichung (5a) berechnet.

    eid(k) = (KAF(k) - 1) - θ(k - 1)T ζ(k) (5a)
  • Durch Verwendung von Gleichung (5a) wird die Berechnung zum Erhalt der in Fig. 4 gezeigten geraden Linie LST in die Berechnung zum Erhalt einer in Fig. 5 gezeigten geraden Linie LSTa umgewandelt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird die Schwankungsmitte in dem Parameter (KAF(k) - 1) zu "0", so dass die Korrelationsparameter A und B mit höherer Genauigkeit erhalten werden können.
  • Ferner können die Korrelationsparameter A und B stabil berechnet werden, indem die Werte der Korrelationsparameter A(k) und B(k) so begrenzt werden, dass sie die unten gezeigten Gleichungen (9) und (10) erfüllen.

    AL < A(k) < AH (9)

    BL < B(k) < BH (10)

    worin AL und AH die Untergrenze bzw. die Obergrenze des Korrelationsparameters A(k) sind, und BL und BH die Untergrenze bzw. die Obergrenze des Korrelationsparameters B(k) sind.
  • Nun wird die Abnormalitätsbestimmung in dem Abgasrückführmechanismus oder dem Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystem unter Verwendung der Korrelationsparameter beschrieben.
  • Wenn der Abgasrückführmechanismus oder das Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystem normal ist, erhält man eine Korrelationscharakteristik, wie sie in Fig. 6A gezeigt ist. Wenn hingegen der Abgasrückführmechanismus oder das Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem abnormal ist, das heißt der Verstopfungs- oder Leckagegrad groß wird, erhält man eine Korrelationscharakteristik, wie sie in Fig. 6B gezeigt ist. Das heißt, die Steigung A der in Fig. 6A gezeigten geraden Linie LST0 ändert sich so, dass sich die gerade Linie LST0 in eine in Fig. 6B gezeigte gerade Linie LST1 verändert. Wenn demzufolge der durch die obige Methode berechnete Korrelationsparameter A(k) kleiner ist als ein Bestimmungsschwellenwert XQXNG (A(k) < XQXNG), wird bestimmt, dass der Abgasrückführmechanismus oder das Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystem normal ist. Wenn der Korrelationsparameter A(k) größer oder gleich dem Bestimmungsschwellenwert XQXNG (A(k) ≥ XQXNG) ist, wird bestimmt, dass der Abgasrückführmechanismus oder das Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem abnormal ist. Der Bestimmungsschwellenwert XQXNG ist experimentell auf einen geeigneten Wert gesetzt.
  • Nun wird das Berechnungsverfahren für den Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ beschrieben.
  • Die in Fig. 5 gezeigte gerade Linie LSTa wird durch die unten gezeigte Gleichung (11) ausgedrückt.

    KAF - 1 = A(k) × Qx + B(k) (11)
  • Gleichung (11) wird in die unten gezeigte Gleichung (12) modifiziert.

    KAF = A(k) × Qx + B(k) + 1 (12)
  • Gleichung (12) bezeichnet die Korrelationscharakteristik zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter Qx und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF, wie durch statistische Verarbeitung erhalten, weil die Korrelationsparameter A(k) und B(k) durch die Methode der gewichteten kleinsten Quadrate berechnet werden. Demzufolge kann man einen statistisch geschätzten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAFE aus der rechten Seite von Gleichung (12) erhalten, wenn der Luft/Kraftstoffverhältnisbeeinflussende Parameter Qx gegeben ist. Dann kann, indem dieser statistisch geschätzte Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAFE als Lernkorrekturkoeffizient KREFQ definiert wird, der Lernkorrekturkoeffizient KREFQ aus der unten gezeigten Gleichung (12a) berechnet werden.

    KREFQ = A(k) × Qx + B(k) + 1 (12a)
  • Indem man diesen Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ auf Gleichung (1) zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzdauer TOUT anwendet, wird die Kompensation durch den Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF unnötig, auch wenn der Abgasrückführmechanismus oder das Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem schlechter geworden ist (eine Verstopfung oder ein Leck vorhanden ist). Demzufolge wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAF auf einem Wert nahe "1,0" gehalten, wie auch in jenem Fall, wo der Abgasrückführmechanismus oder das Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem normal ist. Es lässt sich also verhindern; dass die Mitte der Luft/Kraftstoffverhältnisregelung abweichen könnte.
  • Wenn jedoch der aus Gleichung (12a) berechnete Lernkorrekturkoeffizient KREFQ auf Gleichung (1) angewendet wird, tritt das folgende Regelschwingen auf.
    • 1. Die Steigung der geraden Linie LST nimmt von "0" zu einem größeren Wert zu (der Korrelationsparameter A(k) nimmt zu).
    • 2. Der Lernkorrekturkoeffizient KREFQ nimmt von "1,0" zu.
    • 3. Der Korrelationsparameter A(k) sinkt auf nahe "0".
    • 4. Der Lernkorrekturkoeffizient KREFQ kehrt auf "1,0" zurück (die Steigung der geraden Linie LST kehrt auf "0" zurück.
    • 5. Die Steigung der geraden Linie LST nimmt von "0" an zu (der Korrelationsparameter A(k) nimmt zu).
  • Um dieses Regelschwingen zu verhindern, wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAF für die Berechnung der Korrelationsparameter A(k) und B(k) nicht verwendet, sondern es wird ein modifizierter Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAFMOD(k) verwendet, der aus der unten gezeigten Gleichung (13) berechnet ist.

    KAFMOD(k) = KAF(k) × KREFQ(k - d) (13)
  • Gleichung (13) wird durch Zählen der Totzeitdauer d erhalten, bis sich eine Änderung in dem Luft/Kraftstoffverhältnis in dem Ansaugsystem aufgrund einer Zunahme in dem Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ über den LAF- Sensor 14 in dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF widerspiegelt.
  • Indem man anstatt von Gleichung (11) die unten gezeigte Gleichung (11a) anwendet, werden die Korrelationsparameter A(k) und B(k), die die Korrelation zwischen einem Parameter (KAFMOD - 1) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter Qx bestimmt werden, durch die oben erwähnte sequentielle Methode der kleinsten Quadrate berechnet. Das heißt, dass die Korrelationsparameter A(k) und B(k) berechnet werden, die eine in Fig. 7 gezeigte gerade Linie LSTa definieren.

    KAFMOD - 1 = A(k) × = A(k) × Qx + B(k) (11a)
  • In diesem Fall wird, anstelle von Gleichung (5a), die unten gezeigte Gleichung (5b) verwendet, um den Identifikationsfehler eid(k) zu berechnen. Dann wird unter Verwendung von Gleichung (5b) und den Gleichungen (4) und (6) bis (8) der Korrelationsparametervektor θ(k) berechnet.

    eid(k) = (KAFMOD(k) - 1) - θ(k - 1)T ζ(k) (5b)
  • Auf diese Weise werden die Korrelationsparameter A(k) und B(k), die die Korrelationscharakteristik zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameter Qx und dem Parameter (KAFMOD - 1) bestimmen, zuerst berechnet, und als Nächstes wird der Lernkorrekturkoeffizient KREFQ aus der unten gezeigten Gleichung (12a) berechnet.

    KREFQ = A(k) × Qx(k) + B(k) + 1 (12a)
  • Demzufolge kann der Lernkorrekturkoeffizient KREFQ mit höherer Genauigkeit erhalten werden, ohne ein Regelschwingen zu verursachen. Indem man den so erhaltenen Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ auf Gleichung (1) anwendet, kann die Regelgenauigkeit des Luft/Kraftstoffverhältnisses verbessert werden, um hierdurch gute Abgascharakteristiken zu erhalten.
  • Fig. 8 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung der Korrelationsparameter A(k) und B(k) zeigt, um den Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens zu berechnen, und zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzdauer TOUT unter Verwendung des berechneten Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ. Ferner enthält dieser Prozess die Abnormalitätsbestimmung in dem Abgasrückführmechanismus oder dem Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem gemäß dem Korrelationsparameter A(k). Der in Fig. 8 gezeigte Prozess wird von der CPU in der ECU 5 synchron mit der Erzeugung eines OT-Signalimpulses ausgeführt.
  • In Schritt S11 wird dann bestimmt, ob ein Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussendes Flag FQXON gleich "1" ist oder nicht. Das Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Flag FQXON wird auf "1" gesetzt, wenn die Abgasrückführung und/oder die Kraftstoffdampfspülung aus dem Kanister 32 in das Ansaugrohr 2 des Motors 1 durchgeführt werden. Wenn das Flag FQXON gleich "0" ist, wird der Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussende Parameter Qx(k) auf "0" gesetzt, und der Prozess geht direkt zu Schritt S22 weiter.
  • Wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Flag FQXON gleich "1" ist, wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Parameter Qx(k) berechnet (Schritt S13).
  • In dieser Ausführung wird eine Situation berücksichtigt, wo sowohl die Abgasrückführung als auch die Kraftstoffdampfspülung durchgeführt werden. Die Abgasrückführmenge QEGR und die Spülflussrate QPURGE werden jeweils in Parameter TQEGR und TQPURGE umgewandelt, die jeweils den Beeinflussungsgrad auf das Luft/Kraftstoffverhältnis angeben. Die Parameter TQEGR und TQPURGE werden nachfolgend als "EGR- beeinflussender Parameter TQEGR" bzw. "Spülung-beeinflussender Parameter TQPURGE" bezeichnet. Diese Parameter TQEGR und TQPURGE werden zusammenaddiert, um aus der unten gezeigten Gleichung (15) den Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter Qx(k) zu berechnen.

    Qx(k) = TQEGR + TQPURGE (15)
  • Der EGR-beeinflussende Parameter TQEGR und der Spülung-beeinflussende Parameter TQPURGE sind jeweils durch die Gleichungen (16) bzw. (17) definiert, unter Verwendung des EGR-Korrekturkoeffizienten KEGR und des Spülkorrekturkoeffizienten KPURGE, die auf Gleichung (1) angewendet werden.

    TQEGR = 1 - KEGR (16)

    TQPURGE = 1 - KPURGE (17)
  • Der EGR-Korrekturkoeffizient KEGR in Gleichung (16) wird aus der unten gezeigten Gleichung (18) berechnet.

    KEGR = 1 - ( - KEGRMAP) × (LACT/LCMD) × (KQEGR2/KQEGR1) (18)

    wobei KEGRMAP ein Kennfeldwert ist, der aus einem Kennfeld gelesen ist, das zuvor gemäß der Motordrehzahl NE und dem absoluten Ansaugdruck PBA gesetzt ist. LACT und LCMD sind ein tatsächlicher Ventilhubbetrag bzw. der Ventilhubbefehlswert des EGR-Ventils 22. KQEGR1 ist ein erster Koeffizientenwert, der gemäß der Differenz zwischen einem Referenzatmosphärendruck PAO ( = 101,3 kPa) und dem absoluten Ansaugdruck PBA berechnet ist. KQEGR2 ist ein zweiter Koeffizientenwert, der gemäß der Differenz zwischen einem erfassten Atmosphärendruck PA und dem absoluten Ansaugdruck PBA berechnet ist. Die ersten und zweiten Koeffizientenwerte KQEGR1 und KQEGR2 werden benutzt, um den Einfluss aufgrund einer Änderung in dem Atmosphärendruck PA zu kompensieren.
  • Der Spülkorrekturkoeffizient KPURGE wird aus den unten gezeigten Gleichungen (19) bis (21) berechnet.

    QF = CPG × QPURGE (19)

    TQF = QF × KQT/NE (20)

    KPURGE = 1 - TQF/TIM (21)

    wobei QPURGE in Gleichung (19) eine Spülflussrate (geschätzte Flussrate) ist, die gemäß der Ventilöffnungstastung des Spülsteuerventils 33 und der Differenz zwischen dem Atmosphärendruck PA und dem absoluten Ansaugdruck PBA berechnet ist. CPG in Gleichung (19) ist eine Konzentration von Kraftstoffdampf in dem gespülten Luft/Kraftstoffgemisch, das aus dem Kanister 32 in das Ansaugrohr 2 gespült wird. Die Konzentration CPG wird gemäß einem geschätzten Wert QVPCANI einer in dem Kanister 32 gespeicherten Kraftstoffdampfmenge berechnet. Demzufolge wird die dem Ansaugrohr 2 pro Zeiteinheit zuzuführende Kraftstoffdampfmenge QF aus Gleichung (19) berechnet.
  • Das aus Gleichung (20) berechnete TQF ist eine Kraftstoffeinspritzdauer, die in einen Wert umgewandelt ist, der durch Umwandeln der Kraftstoffdampfmenge QF in die Kraftstoffeinspritzdauer des Kraftstoffeinspritzventils 6 erhalten ist. KQT ist ein Umwandlungskoeffizient, der auf einen konstanten Wert gesetzt ist, und NE ist eine Motordrehzahl. Demzufolge erhält man, durch Anwenden dieses umgewandelten Werts TQF auf Gleichung (21), den Spülkorrekturkoeffizienten KPURGE. TIM in Gleichung (21) ist die Grundkraftstoffeinspritzdauer, die in Gleichung (11) benutzt wird.
  • Die Spülflussrate QPURGE wird bevorzugt berechnet, indem ein Kennfeldwert QPG auf die unten gezeigte Gleichung (22) angewendet wird. Der Kennfeldwert QPG wird gemäß einer Ventilöffnungstastung des Spülsteuerventils 33 und der Differenz zwischen dem Atmosphärendruck PA und dem absoluten Ansaugdruck PBA berechnet. Gleichung (22) wird benutzt, weil eine Änderung in der tatsächlichen Spülflussrate von einer Änderung der Ventilöffnungstastung des Spülsteuerventils 33 verzögert ist.

    QPURGE = CQPGV × QPG + (1 - CQPGV) × QPURGE(k - 1) (22)

    wobei CQPGV ein Verzögerungskoeffizient erster Ordnung ist, der auf einen Wert zwischen "0" und "1 " gesetzt ist, und QPURGE(k - 1) ein vorhergehender berechneter Wert der Spülflussrate ist.
  • Somit wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Parameter Qx(k) in Schritt S13 berechnet.
  • In Schritt S14 wird die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit VP einem Tiefpassfilterprozess unterzogen, um aus der unten gezeigten Gleichung (23) einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Filterwert Vflt(k) zu berechnen.

    Vflt(k) = af1.Vflt(k) + ... + afn.Vflt(k - n) + bf0.Vf0t(k) + ... + bfm.Vflt(k - m) (23)

    wobei af1 bis afn und bf0 bis bfm die vorbestimmten Tiefpassfilterkoeffizienten sind.
  • In Schritt S15 wird bestimmt, ob der Absolutwert der Differenz zwischen einem gegenwärtigen Wert Vflt(k) und einem vorhergehenden Wert Vflt(k - 1) des Fahrzeuggeschwindigkeits-Filterwerts kleiner ist als ein vorbestimmter Fahrzeuggeschwindigkeits-Änderungsbetrag XDVLM (z. B. 0,8 km/h ist) oder nicht. Wenn die Antwort auf Schritt S15 negativ ist (NEIN), geht der Prozess zu Schritt S22 weiter. Wenn die Antwort auf Schritt S15 positiv ist (JA), wird bestimmt, ob die Motordrehzahl NE in den Bereich einer vorbestimmten Obergrenze XNEH (z. B. 4500 UpM) und einer vorbestimmten Untergrenze XNEL (z. B. 1200 UpM) fällt oder nicht (Schritt S16). Wenn die Antwort auf Schritt S16 negativ ist (NEIN), geht der Prozess zu Schritt S22 weiter. Wenn die Antwort auf Schritt S16 positiv ist (JA), dann wird bestimmt, ob der absolute Ansaugdruck PBA in den Bereich einer vorbestimmten Obergrenze XPBH (z. B. 86,7 kPa (650 mmHg)) und einer vorbestimmten Untergrenze XPBL (z. B. 54,7 kPa (410 mmHg)) fällt oder nicht (Schritt S17). Wenn die Antwort auf Schritt S17 negativ ist (NEIN), geht der Prozess zu Schritt S33 weiter. Wenn die Antwort auf Schritt S17 positiv ist (JA), wird der Korrelationsparametervektor θ(k) (die Korrelationsparameter A(k) und B(k)) aus den Gleichungen (4), (5b), (6) bis (8) und (11a) berechnet.
  • In Schritt S19 wird bestimmt, ob der Korrelationsparameter A(k) größer oder gleich einem Bestimmungsschwellenwert XQXNG ist oder nicht. Wenn A(k) kleiner als XQXNG ist, geht der Prozess direkt zu Schritt S21 weiter. Wenn A(k) größer oder gleich XQXNG ist, wird bestimmt, dass der Abgasrückführmechanismus oder das Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem abnormal ist (Schritt S20). In diesem Fall wird eine Alarmlampe eingeschaltet, um dem Fahrer den Fahrzeugs einen Alarm zu geben.
  • In Schritt S21 wird ein Begrenzungsprozess ausgeführt, so dass die Korrelationsparameter A(k) und B(k) den Gleichungen (9) bzw. (10) genügen. Das heißt, wenn Gleichung (9) und/oder Gleichung (10) nicht erfüllt sind, werden der Korrelationsparameter A(k) und/oder der Korrelationsparameter B(k) so modifiziert, dass sie Gleichung (9) und/oder Gleichung (10) genügen.
  • In Schritt S22 wird ein Lernkorrekturkoeffizient KREFQ aus Gleichung (12a) berechnet.
  • In Schritt S23 wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KAF durch die Luft/Kraftstoffverhältnisregelung gemäß einer Ausgabe von dem LAF-Sensor 14 berechnet. Das heißt, der Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizient KAF wird so berechnet, dass das erfasste Luft/Kraftstoffverhältnis mit dem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt.
  • In Schritt S24 werden der andere Korrekturkoeffizient K1 und die Korrekturvariable K2 zur Anwendung auf Gleichung (1) berechnet. Schließlich wird die Kraftstoffeinspritzdauer TOUT aus Gleichung (1) berechnet (Schritt S25).
  • Gemäß dieser oben beschriebenen Ausführung wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Parameter Qx berechnet, der den Beeinflussungsgrad angibt, den der Betrieb des Abgasrückführmechanismus und des Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystems auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt. Ferner werden die Korrelationsparameter A(k) und B(k) berechnet, die die Korrelation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter Qx definieren, unter Verwendung des sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus. Wegen des sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus ist keine spezielle CPU für die statistische Verarbeitung erforderlich, und die Korrelationsparameter A(k) und B(k) können durch die statistische Prozessberechnung mit einer relativ kleinen Speicherkapazität berechnet werden.
  • Da der Lernkorrekturkoeffizient KREFQ unter Verwendung der Korrelationsparameter A(k) und B(k) berechnet wird, kann der Lernkorrekturkoeffizient KREFQ, der von Änderungen in den Charakteristiken der A/F-beeinflussenden Steuer/Regelvorrichtungen (des Abgasrückführmechanismus und/oder des Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystems) abhängig ist, mit einem höheren Genauigkeitsgrad über einen weiten Bereich von Motorbetriebszuständen erhalten werden. Da ferner die Kraftstoffeinspritzdauer TOUT unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF und des Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ berechnet wird, kann die Regelmitte des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KAF auf einem Wert nahe "1,0" gehalten werden, um hierdurch für eine gute Steuerbarkeit/Regelbarkeit zu sorgen.
  • Da ferner die Bestimmung einer Abnormalität in dem Abgasrückführmechanismus und/oder dem Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystem gemäß dem Korrelationsparameter A(k) durchgeführt wird, kann die Abnormalitätsbestimmung während des normalen Motorbetriebs akkurat bestimmt werden.
  • Ferner werden die Korrelationsparameter A(k) und B(k) in einem Betriebszustand berechnet, wo Schwankungen der Fahrzeuggeschwindigkeit klein sind und die Motordrehzahl NE und der absolute Ansaugdruck PBA in die jeweiligen Bereiche vorbestimmter Obergrenzen und vorbestimmter Untergrenzen fallen. Dementsprechend kann die Genauigkeit der Korrelationsparameter verbessert werden, um hierdurch die Genauigkeit der Lernkorrektur weiter zu verbessern.
  • In dieser Ausführung bildet die ECU 5 das Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten-Berechnungsmittel, das Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussende Parameter-Berechnungsmittel, das Korrelationsparameter- Berechnungsmittel, das Lernmittel, das Luft/Kraftstoffverhältnis- Steuer/Regelmittel und das Abnormalitätsbestimmungsmittel. Insbesondere entspricht Schritt S23 in Fig. 8 dem Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten-Berechnungsmittel. Schritt S13 in Fig. 8 entspricht dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter- Berechnungsmittel. Schritt S18 in Fig. 8 entspricht dem Korrelationsparameter-Berechnungsmittel. Schritt S22 in Fig. 8 entspricht dem Lernmittel. Schritt S25 in Fig. 8 entspricht dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuer/Regelmittel. Schritte S19 und S20 in Fig. 8 entsprechen dem Abnormalitätsbestimmungsmittel.
    • Modifikation der ersten Ausführung
  • In der obigen Ausführung wird der Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Parameter Qx berechnet als Summe des EGR-beeinflussenden Parameters TQEGR und des Spülung-beeinflussenden Parameters TQPURGE in einem Zustand, wo einer oder beide des Abgasrückführmechanismus und des Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystems in Betrieb sind (in dem Zustand, wo die Abgasrückführung und/oder die Kraftstoffdampfspülung ausgeführt werden), und die Korrelationsparameter A(k) und B(k) werden unter Verwendung des oben berechneten Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameters Qx berechnet. Alternativ kann die Abgasrückführmenge QEGR oder der tatsächliche Ventilhubbetrag LACT oder der Ventilhubbefehlswert LCMD des EGR-Ventils als der Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Parameter Qx verwendet werden, um die ersten Korrelationsparameter A1(k) und B1(k) zu berechnen. Die Spülflussrate QPURGE oder die Ventilöffnungstastung des Spülsteuerventils können als der Luft/Kraftstoffverhältnis-beinflussende Parameter Qx verwendet werden, um die zweiten Korrelationsparameter A2(k) und B2(k) zu berechnen. Da in diesem Fall ein Einfluss der Kraftstoffkonzentration CPG des gespülten Luft/Kraftstoffgemischs während des Betriebs des Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystems groß ist, wird, während das Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem in Betrieb ist, bevorzugt ein Parameter (CPG × QPURGE) als der Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Parameter Qx verwendet. Wenn die ersten und zweiten Korrelationsparameter wie oben erwähnt berechnet werden, kann die Genauigkeit der Berechnung jedes Korrelationsparameters weiter verbessert werden, indem jeder Korrelationsparameter nur dann berechnet wird, wenn eine A/F-beeinflussende Steuer/Regelvorrichtung, die einen Einfluss auf die zu berechnenden Korrelationsparameter hat, in Betrieb ist. In anderen Worten ist es zur Verbesserung der Berechnungsgenauigkeit bevorzugt, den ersten Korrelationsparameter A1(k) und B1(k) zu berechnen, wenn der Abgasrückführmechanismus arbeitet und das Kraftstoffdampf- Verarbeitungssystem nicht arbeitet, und den zweiten Korrelationsparameter A2(k) und B2(k) zu berechnen, wenn der Abgasrückführmechanismus nicht arbeitet und das Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem arbeitet.
  • In dieser Modifikation wird ein erster Lernkorrekturkoeffizient KREFQ1 gemäß den ersten Korrelationsparametern A1(k) und B1(k) berechnet und wird ein zweiter Lernkorrekturkoeffizient KREFQ2 gemäß den zweiten Korrelationsparametern A2(k) und B2(k) berechnet. Die ersten und zweiten Lernkorrekturkoeffizienten KREFQ1 und KREFQ2 werden auf Gleichung (1) angewendet. Ferner wird die Bestimmung einer Abnormalität in dem Abgasrückführmechanismus gemäß dem ersten Korrelationsparameter A1(k) durchgeführt und wird die Bestimmung einer Abnormalität in dem Kraftstoffdampf-Verarbeitungssystem gemäß dem zweiten Korrelationsparameter A2(k) durchgeführt.
    • Zweite Ausführung
  • Fig. 9 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Verbrennungsmotors und eines Steuer/Regelsystems dafür gemäß einer zweiten Ausführung zeigt. In dieser Ausführung ist das Ansaugrohr 2 mit einem Luftflusssensor 19 versehen, um die Ansaugluftflussrate QAIR zu erfassen.
  • In dieser Ausführung wird die Basis-Kraftstoffeinspritzdauer TIM gemäß der vom Luftflusssensor 19 erfassten Ansaugluftflussrate QAIR gesetzt, so dass das Luft/Kraftstoffverhältnis gleich dem stöchiometrischen Verhältnis wird. Wenn die Abgasrückführung arbeitet, sinkt die vom Luftflusssensor 19 erfasste Ansaugluftflussrate QAIR um einen Betrag entsprechend der Abgasrückführmenge QEGR, und die Basis-Kraftstoffeinspritzdauer TIM wird gemäß der gesenkten Ansaugluftflussrate QAIR gesetzt. Demzufolge ist der EGR-Korrekturkoeffizient KEGR nicht erforderlich.
  • Das heißt, die Kraftstoffeinspritzdauer TOUT wird in dieser Ausführung aus der unten gezeigten Gleichung (1a) berechnet.

    TOUT = TIM × KAF × KREFQ × KPURGE × K1 + K2 (1a)
  • In dieser Ausführung wird ein Parameter (1 - KPURGE) oder das Produkt der Kraftstoffkonzentration CPG und der Spülflussrate QPURGE als der Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Parameter Qx verwendet.
    • Andere Ausführungen
  • In den oben beschriebenen Ausführungen ist die Korrelationscharakteristik zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter Qx und dem Parameter (KAFMOD - 1) durch eine gerade Linie angenähert. Alternativ kann die Korrelationscharakteristik auch durch eine quadratische Kurve anstatt einer geraden Linie angenähert werden. In diesem Fall ist die Korrelationscharakteristik durch die unten gezeigte Gleichung (24) angenähert.

    KAFMOD - 1 = A(k)Qx2 + B(k)Qx + C(k) (24)

    wobei die Steigung F dieser angenäherten Kurve durch die unten gezeigte Gleichung (25) angegeben wird.

    F = 2A(k)Qx + B(k) (25)
  • Wenn die Korrelationscharakteristik durch die quadratische Kurve angenähert wird, nimmt die Steigung dieser Kurve zu, wenn die Abgasrückführleitung oder die Spülleitung abnormal ist. Wenn demzufolge die Steigung F ( = 2A(k)QxM + B(k)) größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, kann, sofern der Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussende Parameter Qx gleich einem Mittelwert QxM ist, bestimmt werden, dass die Abgasrückführleitung oder die Spülleitung abnormal ist.
  • Ferner wird in der oben beschriebenen Ausführung im in Fig. 8 gezeigten Schritt S15 bestimmt, ob der Änderungsbetrag in dem gefilterten Wert Vflt der Fahrzeuggeschwindigkeit VP kleiner als ein vorbestimmter Fahrzeuggeschwindigkeits-Änderungsbetrag XDVLM ist oder nicht. Alternativ kann bestimmt werden, ob ein Änderungsbetrag in einem tiefpassgefilterten Wert einer Motordrehzahl NE kleiner als ein vorbestimmter Änderungsbetrag ist oder nicht, und/oder es kann bestimmt werden, ob ein Änderungsbetrag in einem tiefpassgefilterten Wert des absoluten Ansaugdrucks PBA kleiner als ein vorbestimmter Änderungsbetrag ist oder nicht.
  • In diesem Fall geht der in Fig. 8 gezeigte Prozess von Schritt S15 zu Schritt S16 weiter, wenn der Änderungsbetrag in dem tiefpassgefilterten Wert der Motordrehzahl NE kleiner ist als der vorbestimmte Änderungsbetrag, wenn der Änderungsbetrag in dem tiefpassgefilterten Wert des absoluten Ansaugdrucks PBA kleiner als der vorbestimmte Änderungsbetrag ist oder wenn der Änderungsbetrag in dem tiefpassgefilterten Wert der Motordrehzahl NE kleiner als der vorbestimmte Änderungsbetrag ist und der Änderungsbetrag in dem tiefpassgefilterten Wert des absoluten Ansaugdrucks PBA kleiner als der vorbestimmte Änderungsbetrag ist.
  • Es wird ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit zumindest einer Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) angegeben, die ein Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor (1) zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs beeinflusst. Berechnet wird ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient (KAF) zum Korrigieren einer dem Motor (1) zuzuführenden Kraftstoffmenge derart, dass das von dem Luft/Kraftstoffverhältnissensor (14) erfasste Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt. Auch berechnet wird ein Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussender Parameter (Qx), der den Grad eines Einflusses angibt, den ein Betrieb der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt. Ferner berechnet wird ein Korrelationsparameter (A, B), der eine Korrelation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameter (Qx) definiert, unter Verwendung eines sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus. Berechnet wird ein Lernkorrekturkoeffizient (KREFQ) in Bezug auf eine Änderung in Charakteristiken der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) unter Verwendung des zumindest einen Korrelationsparameters (A, B). Das Luft/Kraftstoffverhältnis wird unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) und des Lernkorrekturkoeffizienten (KREFQ) geregelt.

Claims (14)

1. Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit zumindest einer Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33), die ein Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor (1) zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs beeinflusst, wobei das Steuer/Regelsystem umfasst:
einen Luft/Kraftstoffverhältnissensor (14), der in einem Auslasssystem (12) des Motors (1) vorgesehen ist;
ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten- Berechnungsmittel (S23) zum Berechnen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) zum Korrigieren einer dem Motor (1) zuzuführenden Kraftstoffmenge derart, dass das von dem Luft/Kraftstoffverhältnissensor (14) erfasste Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Soll- Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt;
ein Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussender-Parameter- Berechnungsmittel (S13) zum Berechnen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameters (Qx), der den Grad eines Einflusses angibt, den ein Betrieb der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt;
ein Korrelationsparameter-Berechnungsmittel (S18) zum Berechnen zumindest eines Korrelationsparameters (A, B), der eine Korrelation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten (KAF) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameter (Qx) definiert, unter Verwendung eines sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus;
ein Lernmittel (S22) zum Berechnen eines Lernkorrekturkoeffizienten (KREFQ) in Bezug auf eine Änderung in Charakteristiken der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) unter Verwendung des zumindest einen Korrelationsparameters (A, B); und
ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuer/Regelmittel (S25) zum Steuern/Regeln des Luft/Kraftstoffverhältnisses unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) und des Lernkorrekturkoeffizienten (KREFQ).
2. Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Abnormalitätsbestimmungsmittel (S19, S20) zum Bestimmen einer Abnormalität in der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) gemäß dem zumindest einen Korrelationsparameter (A, B).
3. Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrelationsparameter-Berechnungsmittel (S18) den zumindest einen Korrelationsparameter (A, B) berechnet, wenn der Motor (1) in einem vorbestimmten Betriebszustand läuft.
4. Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrelationsparameter-Berechnungsmittel (S18) einen modifizierten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAFMOD) berechnet, indem es den Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten (KAF) mit dem Lernkorrekturkoeffizienten (KREFQ) modifiziert, und den zumindest einen Korrelationsparameter (A, B) unter Verwendung des modifizierten Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten (KAFMOD) berechnet.
5. Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrelationsparameter-Berechnungsmittel (S18) den zumindest einen Korrelationsparameter (A, B) unter Verwendung einer Abweichung (KAF - 1) zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten (KAF) und einem Mittelwert des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) verwendet.
6. Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrelationsparameter-Berechnungsmittel (S18) den sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus verwendet, wobei es einen Wert des zumindest einen Korrelationsparameters (A, B) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs begrenzt.
7. Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit zumindest einer Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33), die ein Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor (1) zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs beeinflusst, wobei das Steuer/Regelsystem umfasst:
einen Luft/Kraftstoffverhältnissensor (14), der in einem Auslasssystem (12) des Motors (1) vorgesehen ist;
ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten- Berechnungsmittel (S23) zum Berechnen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) zum Korrigieren einer dem Motor (1) zuzuführenden Kraftstoffmenge derart, dass das von dem Luft/Kraftstoffverhältnissensor (14) erfasste Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Soll- Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt;
ein Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussender Parameter- Berechnungsmittel (S13) zum Berechnen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-beeinflussenden Parameters (Qx), der den Grad eines Einflusses angibt, den ein Betrieb der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt;
ein Korrelationsparameter-Berechnungsmittel (S18) zum Berechnen zumindest eines Korrelationsparameters (A, B), der eine Korrelation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten (KAF) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameter (Qx) definiert, unter Verwendung eines sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus; und
ein Abnormalitätsbestimmungsmittel (19, 20) zum Bestimmen einer Abnormalität in der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) gemäß dem zumindest einen Korrelationsparameter (A, B).
8. Steuer/Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor mit zumindest einer Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33), die ein Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor (1) zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs beeinflusst, wobei das Steuer/Regelverfahren die Schritte aufweist:
a) Erfassen eines Luft/Kraftstoffverhältnisses des Luft/Kraftstoffgemischs durch einen Luft/Kraftstoffverhältnissensor (14), der in einem Auslasssystem (12) des Motors (1) vorgesehen ist;
b) Berechnen (S23) eines Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten (KAF) zur Korrektur einer dem Motor (1) zuzuführenden Kraftstoffmenge derart, dass das von dem Luft/Kraftstoffverhältnissensor (14) erfasste Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt;
c) Berechnen (S13) eines Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameters (Qx), der einen Grad der Beeinflussung angibt, den ein Betrieb der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt;
d) Berechnen (S18) zumindest eines Korrelationsparameters (A, B), der eine Korrelation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten (KAF) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameter (Qx) definiert, unter Verwendung eines sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus;
e) Berechnen (S22) eines Lernkorrekturkoeffizienten (KREFQ) in Bezug auf eine Änderung in den Charakteristiken der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) unter Verwendung des zumindest einen Korrelationsparameters (A, B); und
f) Steuern/Regeln (S25) des Luft/Kraftstoffverhältnisses unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) und des Lernkorrekturkoeffizienten (KREFQ).
9. Steuer/Regelverfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch den Schritt (S19, S20) der Bestimmung einer Abnormalität in der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) gemäß dem zumindest einen Korrelationsparameter (A, B).
10. Steuer/Regelverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Korrelationsparameter (A, B) berechnet wird, wenn der Motor (1) in einem vorbestimmten Betriebszustand läuft.
11. Steuer/Regelverfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch den Schritt (S18) der Berechnung eines modifizierten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAFMOD), indem der Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient (KAF) mit dem Lernkorrekturkoeffizienten (KREFQ) modifiziert wird, wobei der zumindest eine Korrelationsparameter (A, B) unter Verwendung des modifizierten Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAFMOD) berechnet wird.
12. Steuer/Regelverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Korrelationsparameter (A, B) unter Verwendung einer Abweichung (KAF - 1) zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) und einem Mittelwert des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten (KAF) verwendet wird.
13. Steuer/Regelverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der sequentielle statistische Prozessalgorithmus verwendet wird, wobei ein Wert des zumindest einen Korrelationsparameters (A, B) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs begrenzt wird.
14. Steuer/Regelverfahren für einen Verbrennungsmotor mit zumindest einer Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33), die ein Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor (1) zuzuführenden Luft/Kraftstoffgemischs beeinflusst, wobei das Steuer/Regelverfahren die Schritte aufweist:
a) Erfassen eines Luft/Kraftstoffverhältnisses des Luft/Kraftstoffgemischs durch einen Luft/Kraftstoffverhältnissensor (14), der in einem Auslasssystem (12) des Motors (1) vorgesehen ist;
b) Berechnen (S23) eines Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten (KAF) zur Korrektur einer dem Motor (1) zuzuführenden Kraftstoffmenge derart, dass das von dem Luft/Kraftstoffverhältnissensor (14) erfasste Luft/Kraftstoffverhältnis mit einem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis übereinstimmt;
c) Berechnen (S13) eines Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameters (Qx), der einen Grad der Beeinflussung angibt, den ein Betrieb der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) auf das Luft/Kraftstoffverhältnis ausübt;
d) Berechnen (S18) zumindest eines Korrelationsparameters (A, B), der eine Korrelation zwischen dem Luft/Kraftstoffverhältnis- Korrekturkoeffizienten (KAF) und dem Luft/Kraftstoffverhältnis- beeinflussenden Parameter (Qx) definiert, unter Verwendung eines sequentiellen statistischen Prozessalgorithmus; und
e) Bestimmen (S19, S20) einer Abnormalität in der zumindest einen Steuer/Regelvorrichtung (21-23, 31-33) gemäß dem zumindest einen Korrelationsparameter (A, B).
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