-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung und auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine.
-
Von einer Brennkraftmaschine abgegebenes Abgas enthält Komponenten wie Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NOx). Zum Umwandeln dieser Komponenten in weniger giftige Substanzen wird ein Dreiwege-Katalysator verwendet. Die Leistung eines solchen Dreiwege-Katalysators nimmt zu, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases (das im weiteren Verlauf als „Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis” bezeichnet ist) im Wesentlichen stöchiometrisch ist. Somit wird zum Reinigen des Abgases unter Verwendung eines Dreiwege-Katalysators die Menge des zu der Brennkammer zugeführten Kraftstoffs derart gesteuert, dass das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Wesentlichen stöchiometrisch ist.
-
Zu diesem Zweck ist in den meisten Brennkraftmaschinen ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erfasst, in einem Kraftmaschinenabgasdurchlass stromaufwärts des Dreiwege-Katalysators vorgesehen. Zum Steuern der Menge des zu der Brennkammer zugeführten Kraftstoffs wird eine Regelung (Rückkopplungs-(F/3)-Steuerung) durchgeführt, so dass das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor erfasste Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Wesentlichen theoretisch ist.
-
Jedoch kann die Ausgabe des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors an der stromaufwärtigen Seite des Dreiwege-Katalysators infolge eines unzulänglichen Gemisches des Abgases instabil werden oder der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor kann sich infolge der Wärme des Abgases verschlechtern, was es dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor unmöglich macht, das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis präzise zu erfassen. In diesen Fällen wird die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Rückkopplungssteuerung schlechter.
-
Im Hinblick auf diese Umstände wurde bereits ein sogenanntes „Doppelsensorsystem” in Gebrauch genommen. In dem Doppelsensorsystem ist in dem Kraftmaschinenabgasdurchlass stromabwärts des Dreiwege-Katalysators ein zweiter Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor vorgesehen. Das Doppelsensorsystem verbessert die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung durch Durchführen einer Nebenrückkopplungssteuerung, die den Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (und folglich die Menge des zugeführten Kraftstoffs) auf Grundlage der Ausgabe des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors korrigiert, so dass der Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit dem tatsächlichen Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt.
-
In diesem Doppelsensorsystem wird ein Lernwert, der einem Stetigkeitszustandsfehler zwischen dem Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und des tatsächlichen Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses entspricht, auf Grundlage eines Korrekturbetrags in der Nebenrückkopplungssteuerung berechnet, und es wird eine Lernsteuerung durchgeführt, um den Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf Grundlage des berechneten Lernwerts zu korrigieren. Da der Lernwert in dem RAM der ECU auch während des Stopps der Kraftmaschine gespeichert ist, beispielsweise selbst dann, wenn die Ausgabe des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors nach dem Neustart der Brennkraftmaschine durch die Nebenrückkopplungssteuerung nicht zufriedenstellend korrigiert wurde, wird der Ausgabewert auf geeignete Weise durch den Lernwert korrigiert. Es ist somit möglich, eine Verschlechterung der Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung und daher eine Verschlechterung der Abgasemissionen zu verhindern.
-
Nach dem Ausführen einer Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung, bei der die Menge des zugeführten Kraftstoffs während des Betriebs der Kraftmaschine ungeachtet des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erhöht oder verringert wird (beispielsweise eine Kraftstoffunterbrechungssteuerung oder eine Kraftstofferhöhungssteuerung beim Kraftmaschinenstart) kann sich in dem Abgasreinigungskatalysator ein Übermaß an Sauerstoff oder ein Übermaß an Kraftstoff ansammeln. In diesem Fall besteht beispielsweise eine große Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von der Brennkammer abgegebenen Abgases und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von dem Abgasreinigungskatalysator ausströmenden Abgases. Das Ausführen der vorstehend erwähnten Hauptrückkopplungssteuerung, der Nebenrückkopplungssteuerung, der Lernsteuerung oder dergleichen in diesem Zustand macht es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf geeignete Weise zu steuern.
-
Dementsprechend wurde vorgeschlagen, die Lernsteuerung für eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Vollenden der Kraftstoffunterbrechungssteuerung zu untersagen (siehe
JP 2005-105 834 A ). Dies verhindert, dass der Lernwert nachgeführt wird, wenn zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von der Brennkammer abgegebenen Abgases und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des aus dem Abgasreinigungskatalysator ausströmenden Abgases eine große Differenz besteht, d. h., wenn die Ausgabe des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors nicht geeignet ist. Als ein Ergebnis wird eine ungeeignete Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vermieden.
-
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird in der Nebenrückkopplungssteuerung eine Proportional-Integral-Differentialsteuerung (PID-Steuerung) oder eine Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung) durchgeführt, um den Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (und folglich der Kraftstoffzuführmenge) auf Grundlage der Ausgabe des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors derart zu korrigieren, dass der Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit dem tatsächlichen Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt. Bei der vorstehend erwähnten Lernsteuerung wird der Lernwert auf Grundlage des Werts des Integralterms geändert, der in der Integralsteuerung der Nebenrückkopplungssteuerung verwendet wird. Im Allgemeinen ist der Änderungsbetrag des Lernwerts umso größer, je größer der Wert des Integralterms ist.
-
Wie dies vorstehend beschrieben ist, unterscheidet sich andererseits das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch den stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor über eine feste Zeitspanne nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechungssteuerung erfasst wird, von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von der Brennkammer abgegeben wird. Diesbezüglich wird in der in der
JP 2005-105 834 A beschriebenen Vorrichtung auch dann, wenn die Lernsteuerung für eine feste Zeitspanne nach dem Beenden der Kraftstoffunterbrechungssteuerung verhindert wird, die Integralsteuerung der Nebenrückkopplungssteuerung nicht verhindert. Somit wird die Integration hinsichtlich des Werts des Integralterms der Nebenrückkopplungssteuerung innerhalb der festen Zeitspanne auf Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durchgeführt, das von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von der Brennkammer abgegebenen Abgases abweicht. Daher wird der Fehler im Wert des Integralterms bis zu dem Zeitpunkt, zu dem diese feste Zeitspanne endet, extrem groß. Dies bedeutet, dass nach dem Wiederaufnehmen der Lernsteuerung nach dem Ende der festen Zeitspanne ein Lernwert auf Grundlage des Werts des Integralterms mit einem extrem großen Fehler berechnet wird, was den resultierenden Lernwert ungeeignet macht. Als ein Ergebnis verschlechtern sich die Abgasemissionen.
-
Ferner ist in der
US 2005/0 022 510 A1 beschrieben, dass eine Aktualisierung einer Lernwertes aus einer Neben-Rückkopplungssteuerung in einer Zeitspanne nach einer Kraftstofferhöhungssteuerung nicht erfolgen soll, damit die in dieser Zeitspanne noch ungeeigneten Messwerte des stromabwärtigen Sauerstoffsensors unberücksichtigt bleiben.
-
Die vorliegende Erfindung hat als Aufgabe, eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsverfahren zu schaffen, die es möglich machen, das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf geeignete Weise selbst nach dem Ausführen einer Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung auf ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bringen.
-
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Ein erster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die folgendes aufweist: einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der stromaufwärts eines in einem Kraftstoffabgasdurchlass vorgesehenen Abgasreinigungskatalysator vorgesehen ist und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases erfasst; und einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der stromabwärts des Abgasreinigungskatalysators vorgesehen ist und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases erfasst. Die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung führt eine Hauptrückkopplungssteuerung zum Steuern der Kraftstoffzuführmenge auf Grundlage eines Ausgabewerts des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors durch, so dass das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht. Die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung führt zudem eine Nebenrückkopplungssteuerung aus, die Abweichungen zwischen dem Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und dem tatsächlichen Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis kompensiert, indem die Kraftstoffzuführmenge auf Grundlage des Ausgabewerts des stromabwärtigen Luft-Kraft-Verhältnis-Sensor derart korrigiert wird, dass das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht. Der Korrekturbetrag für die Kraftstoffzuführmenge in der Nebenrückkopplungssteuerung wird auf Grundlage des Werts eines Integralterms berechnet, der die Abweichung zwischen dem Ausgabewert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis integriert, und wenn eine Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung durchgeführt wird, die die Kraftstoffzuführmenge ungeachtet des Soll-Luft-Kraftstoffs-Verhältnisses erhöht oder verringert, wird das Nachführen des Integralterms in der Nebenrückkopplungssteuerung für eine vorbestimmte Zeitspanne ausgesetzt, nachdem die Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung vollendet wurde. Gemäß dem ersten Gesichtspunkt wird die Integration des Integralterms in der Nebenrückkopplungssteuerung für eine vorbestimmte Zeitspanne ausgesetzt, nachdem die Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung vollendet ist. Dies verhindert die Integration des Integralterms auf Grundlage eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das sich von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von der Brennkammer abgegebenen Abgases unterscheidet, innerhalb der vorstehend erwähnten Zeitspanne, wodurch verhindert wird, dass ein Fehler in dem Wert des Integralterms extrem groß wird. Wenn beispielsweise die Lernsteuerung ausgeführt wird, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass der Lernwert auf Grundlage eines Integralterms mit einem extrem großen Fehler berechnet wird, wodurch verhindert wird, dass der Lernwert einen ungeeigneten Wert annimmt.
-
Die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsvorrichtung weist ein Lernmittel zum Berechnen eines Lernwerts auf, der einem Stetigkeitszustandsfehler zwischen dem Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und dem tatsächlichen Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, und zwar auf Grundlage des Werts des Integralterms, und zum Korrigieren der Kraftstoffzuführmenge auf Grundlage des berechneten Lernwerts.
-
Außerdem fährt das Lernmittel mit der Berechnung des Lernwerts selbst während der vorbestimmten Zeitspanne nach der Vollendung der Kraftstofferhöhung- oder verringerungssteuerung fort.
-
Der Korrekturbetrag für die Kraftstoffzuführmenge in der Nebenrückkopplungssteuerung kann zusätzlich zu dem Wert des integralen Terms auf Grundlage eines Werts eines Proportionalterms berechnet werden, der durch Multiplizieren der Abweichung zwischen dem Ausgabewert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit einem proportionalem Verstärkungsfaktor erhalten wird, und der Wert des Proportionalterms kann während der Zeitspanne nach der Vollendung der Kraftstofferhöhungs- oder verringerungssteuerung größer als in einer Zeitspanne gemacht werden, die sich von der vorbestimmten Zeitspanne unterscheidet.
-
Außerdem läuft die vorbestimmte Zeitspanne ab der Vollendung der Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung bis das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von dem Abgasreinigungskatalysator abgegebenen Abgases nahe an dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis liegt.
-
Gemäß dem ersten Gesichtspunkt wird verhindert, dass der Lernwert selbst nach der Ausführung der Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung einen ungeeigneten Wert annimmt, wodurch ermöglicht wird, das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf eine geeignete Weise auf ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bringen.
-
Ein zweiter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine, die folgendes aufweist: einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der an einer abgasstromaufwärtigen Seite eines in einem Kraftmaschinenabgasdurchlass vorgesehenen Abgasreinigungskatalysator angeordnet ist und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Abgases erfasst; und einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der an einer abgasstromabwärtigen Seite des Abgasreinigungskatalysators angeordnet ist und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases erfasst, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsverfahren folgendes aufweist: Ausführen einer Hauptrückkopplungssteuerung, die eine Kraftstoffzuführmenge auf Grundlage eines Abgabewerts des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors derart steuert, das ein Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, und Ausführen einer Nebenrückkopplungssteuerung, die einen Fehler zwischen dem Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und einem tatsächlichen Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis kompensiert, indem die Kraftstoffzuführmenge auf Grundlage eines Ausgabewerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors derart korrigiert wird, dass das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird. Ein Korrekturbetrag für die Kraftstoffzuführmenge wird auf Grundlage eines Werts eines Integralterms berechnet, der eine Abweichung zwischen dem Ausgabewert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis integriert, und wenn eine Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung ausgeführt wird, die die Kraftstoffzuführmenge ungeachtet des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erhöht oder verringert, wird das Nachführen des Werts des Integralterms in der Nebenrückkopplungssteuerung für eine vorbestimmte Zeitspanne nach der Vollendung der Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung gestoppt. Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt wird die Integration des Werts des Integralterms der Nebenrückkopplungssteuerung für eine vorbestimmte Zeitspanne nach der Vollendung der Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung gestoppt. Dies verhindert das Durchführen der Integration auf Grundlage eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das sich von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von der Brennkammer abgegebenen Abgases unterscheidet, innerhalb der vorstehend erwähnten vorbestimmten Zeitspanne, wodurch verhindert wird, dass ein Fehler in dem Wert des Integralterms extrem groß wird. Daher ist es beispielsweise selbst dann, wenn die Lernsteuerung ausgeführt wird, weniger wahrscheinlich, dass der Lernwert auf Grundlage eines Integralterms mit einem extrem großen Fehler berechnet wird, wodurch verhindert wird, dass der Lernwert einen ungeeigneten Wert annimmt.
-
Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsverfahren weist ein Schritt zum Berechnen eines Lernwerts auf, der einem Stetigkeitszustandsfehler zwischen dem Ausgabewert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und dem tatsächlichen Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, und zwar auf Grundlage des Werts des Integralterms, und zum Korrigieren der Kraftstoffzuführmenge auf Grundlage des berechneten Lernwerts.
-
Außerdem wird mit der Berechnung des Lernwerts selbst während der vorbestimmten Zeitspanne nach der Vollendung der Kraftstofferhöhung- oder verringerungssteuerung fortgefahren.
-
Die vorgenannten und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlicher, in denen gleiche Bezugszeichen zum Bezeichnen gleicher Elemente verwendet werden, und in denen:
-
1 ein Schaubild ist, das eine gesamte Brennkraftmaschine zeigt, bei der eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
-
2 ein Schaubild ist, das eine Beziehung zwischen dem Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der Ausgabespannung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors zeigt;
-
3 ein Schaubild ist, das die Beziehung zwischen dem Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der Ausgabespannung eines Sauerstoffsensors zeigt;
-
4 ein Ablaufdiagramm ist, das die Steuerroutine der Sollkraftstoffzuführmengenberechnungssteuerung zum Berechnen der Sollkraftstoffzufuhr zeigt;
-
5 ein Ablaufdiagramm ist, das die Steuerroutine einer Hauptrückkopplungssteuerung zum Berechnen des Kraftstoffkorrekturbetrags zeigt;
-
6 ein Zeitschaubild ist, das das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, den Ausgabewert eines Sauerstoffsensors, den Ausgabekorrekturwert für einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor und den Nebenrückkopplungslernwert zeigt;
-
7 ein Zeitschaubild ist, das verschiedene Parameter bei der Ausübung der Kraftstoffunterbrechungssteuerung zeigt;
-
8 ein Teil eines Ablaufdiagramms ist, das die Steuerroutine der Nebenrückkopplungssteuerung zum Berechnen des Ausgabekorrekturwerts zeigt; und
-
9 ein Teil eines Ablaufdiagramms ist, das die Steuerroutine der Nebenrückkopplungssteuerung zum Berechnen des Ausgabekorrekturwerts zeigt.
-
Eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Schaubild der gesamten Brennkraftmaschine, in der die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist. Während 1 ein Ausführungsbeispiel der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, die auf eine direkt einspritzende Funkenzündungsbrennkraftmaschine angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung ebenso auf andere Arten von Funkenzündungsbrennkraftmaschinen, eine selbstzündende Kompressionsbrennkraftmaschine und dergleichen angewendet werden.
-
1 zeigt eine Kraftmaschine 1, einen Zylinderblock 2, einen Kolben 3, der sich in dem Zylinderblock 2 hin und herbewegt, einen Zylinderkopf 4, der an dem Zylinderblock 2 befestigt ist, eine zwischen dem Kolben 3 und dem Zylinderkopf 4 ausgebildete Brennkammer 5, ein Einlassventil 6, einen Auslassanschluss 7, ein Einlassventil 8 und einen Auslassanschluss 9. Wie in 1 gezeigt ist, ist an dem mittleren Abschnitt der Innenwandfläche des Zylinderkopfs 4 eine Zündkerze 10 angeordnet. Das Kraftstoffeinspritzventil 11 ist in dem Randabschnitt der Innenwandfläche des Zylinderkopfs 4 angeordnet. Ferner ist an der oberen Fläche des Kolbens 3 ein Hohlraum 12 ausgebildet, der sich von unterhalb des Kraftstoffeinspritzventils 11 nach oberhalb der Zündkerze 10 erstreckt.
-
Der Einlassanschluss 7 eines jeden Zylinders ist über ein entsprechendes Einlassabzweigungsrohr 13 an einem Zwischenbehälter 14 angeschlossen. Der Zwischenbehälter 14 ist über ein Einlassrohr 15 an einem Luftreiniger (nicht gezeigt) angeschlossen. Ein Luftmassenmesser 16 und ein Drosselventil 18, das durch einen Schrittmotor 17 angetrieben ist, sind in dem Einlassrohr 15 angeordnet. Andererseits ist der Auslassanschluss 9 eines jeden Zylinders an einem Auslasskrümmer 19 angeschlossen. Der Auslasskrümmer 19 ist an einem katalytischen Wandler 21 angeschlossen, der einen eingebauten Dreiwege-Katalysator 20 hat. Der Auslass des katalytischen Wandlers 21 ist an ein Auslassrohr 22 angeschlossen. Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 ist in dem Auslasskrümmer 19 angeordnet, d. h., in dem Auslassdurchlass an der stromaufwärtigen Seite des Dreiwege-Katalysators 20. Zudem ist in dem Abgasrohr 22 ein Sauerstoffsensor 24 angeordnet, d. h., in dem Abgasdurchlass an der stromabwärtigen Seite des Dreiwege-Katalysators 20.
-
Eine elektronische Steuereinheit 31 ist durch einen Digitalcomputer konfiguriert und hat einen RAM (einen Direktzugriffsspeicher) 33, einen ROM (Nur-Lese-Speicher) 34, eine CPU (Mikroprozessor) 35, einen Eingabeanschluss 36 und einen Ausgabeanschluss 37, die über einen bidirektionalen Bus 32 miteinander verbunden sind. Der Luftmassenmesser 16 erzeugt eine Ausgabespannung, die proportional zu der Einlassluftströmungsrate ist. Die Ausgabespannung wird über entsprechende AD-Wandler 38 in den Eingabeanschluss 36 eingegeben. Wie dies in 2 gezeigt ist, erzeugt der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 auf Grundlage der Sauerstoffkonzentration des den Abgaskrümmer 19 passierenden Abgases eine Ausgabespannung (einen Ausgabewert), die im Wesentlichen proportional zu dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ist. Wie in 3 gezeigt ist, erzeugt andererseits der Sauerstoffsensor 24 auf Grundlage der Sauerstoffkonzentration des Abgases, das durch den Dreiwege-Katalysator 20 und in das Abgasrohr 23 geführt wurde, eine Ausgabespannung (einen Ausgabewert), die stark in Abhängigkeit davon variiert, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fetter oder magerer als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (ca. 14,7) ist. Die Ausgabespannungen werden über entsprechende AD-Wandler 38 in den Eingabeanschluss 36 eingegeben. Es ist anzumerken, dass jeder Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 und Sauerstoffsensor 24 ausreichend sind, solange sie das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases erfassen können, und in diesem Sinn können sowohl der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 als auch der Sauerstoffsensor 24 als Luft-Kraftstoff-Sensoren bezeichnet werden.
-
An einem Beschleunigungspedal 40 ist zur Erzeugung einer zu dem Niederdrückbetrag des Beschleunigungspedals 40 proportionalen Ausgabespannung ein Lastsensor 41 angeschlossen. Die Ausgabespannung des Lastsensors 41 wird über den entsprechenden AD-Wandler 38 zu dem Eingabeanschluss 36 eingegeben. Ein Kurbelwinkelsensor 42 erzeugt einen Ausgabeimpuls jedes Mal dann, wenn sich eine Kurbelwelle beispielsweise um 30 Grad dreht. Der Ausgabeimpuls wird in den Eingabeanschluss 36 eingegeben. Die CPU 35 berechnet die Drehzahl aus diesem Ausgabeimpuls des Kurbelwinkelsensors 42. Der Ausgabeanschluss 37 ist an der Zündkerze 10, dem Kraftstoffeinspritzventil 11 und dem Schrittmotor 17 über entsprechende Treiberschaltungen 39 angeschlossen.
-
Der vorstehend beschriebene Dreiwege-Katalysator 20 hat eine Sauerstoffspeicherfähigkeit. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Dreiwege-Katalysator 20 strömenden Abgases mager ist, dann speichert der Dreiwege-Katalysator 20 den in dem Abgas enthaltenen Sauerstoff und wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Dreiwege-Katalysator 20 strömenden Abgases fett ist, dann gibt der Dreiwege-Katalysator 20 den gespeicherten Sauerstoff ab, um zu dessen Reinigung in dem Abgas enthaltenes HC oder CO zu oxidieren.
-
Um effektiven Gebrauch von der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Dreiwege-Katalysators 20 zu machen ist es erforderlich, die Menge des in dem Dreiwege-Katalysator 20 gespeicherten Sauerstoffs bei einer vorgeschriebenen Menge (beispielsweise bei der Hälfte der maximalen Sauerstoffspeichermenge) beizubehalten, so dass das Abgas ungeachtet dessen gereinigt werden kann, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases danach fett oder mager wird. Falls die Menge des in dem Dreiwege-Katalysator 20 gespeicherten Sauerstoffs bei der vorgeschriebenen Menge beibehalten wird, dann kann der Dreiwege-Katalysator 20 ein gewisses Ausmaß von Sauerstoffspeicher- und -freigabeaktionen beibehalten. Als ein Ergebnis können die Oxidation und Reduktion von Komponenten im Abgas immer durch den Dreiwege-Katalysator durchgeführt werden. Somit wird in diesem Beispiel zum Zwecke des Beibehaltens der Abgasreinigungsleistung des Dreiwege-Katalysators 20 die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung durchgeführt, um die Sauerstoffspeichermenge in dem Dreiwege-Katalysator konstant zu halten.
-
Dementsprechend wird in diesem Ausführungsbeispiel das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (das Verhältnis zwischen der Luft und dem Kraftstoff, die dem Abgasdurchlass an der stromaufwärtigen Seite des Dreiwege-Katalysators 20, der Verbrennungskammer 5 und dem Einlassdurchlass zugeführt werden) durch den stromaufwärts des Dreiwege-Katalysators 20 vorgesehenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor) 23 erfasst. Zudem wird mit Bezug auf die Menge des von dem Kraftstoffeinspritzventil 11 zugeführten Kraftstoffs eine Rückkopplungssteuerung derart durchgeführt, dass der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht (im weiteren Verlauf wird diese Rückkopplungssteuerung als „Hauptrückkopplungssteuerung” bezeichnet). Das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird somit nahe an dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gehalten und als ein Ergebnis wird die Menge des in dem Dreiwege-Katalysator gespeicherten Sauerstoffs konstant gehalten, wodurch eine Verbesserung der Abgasemissionen erreicht wird.
-
Nun wird eine genaue Beschreibung der Hauptrückkopplungssteuerung gegeben. Zunächst wird in diesem Ausführungsbeispiel die Menge des von dem Kraftstoffeinspritzventil 11 zu jedem Zylinder zugeführten Kraftstoffs (im Weiteren als „Sollkraftstoffzuführmenge” bezeichnet) unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (1) berechnet. Qft(n) = Mc(n)/AFT + DQf(n – 1) (1)
-
In Gleichung (1) gibt „n” die Anzahl an, wie oft die Berechnung durch die ECU 31 durchgeführt wird. Beispielsweise gibt Qft(n) die durch die n-ten Berechnung berechnete Sollkraftstoffzuführmenge wieder. Mc(n) gibt die Menge der Luft an, von der erwartet wird, dass sie in der Zeit, in der sich das Einlassventil 6 schließt, in jeden Zylinder eingesogen wird (die im weiteren Verlauf als „Innenzylindereinlassluftmenge” bezeichnet wird). Die Innenzylindereinlassluftmenge Mc(n) wird folgendermaßen berechnet. Das heißt, ein Kennfeld oder eine Berechnungsformel mit beispielsweise der Kraftmaschinendrehzahl Ne und der Luftmenge „mt”, die das Einlassrohr 15 passiert hat (und im Weiteren als „Einlassrohrluftströmungsmenge” bezeichnet wird) als Argumente wird experimentell oder durch Berechnung im Vorfeld ermittelt. Das Kennfeld oder die Berechnungsformel ist in dem ROM 34 der ECU 31 gespeichert. Die Innenzylindereinlassluftmenge Mc(n) wird unter Verwendung des Kennfelds oder der Berechnungsformel auf Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl Ne und der Einlassrohrluftströmungsmenge „mt” berechnet, die während des Kraftmaschinenbetriebs erfasst werden. AFT gibt das Soll-Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis) wieder, welches in diesem Ausführungsbeispiel das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (14,7) ist. DQf gibt den mit Bezug auf die nachstehend beschriebene Hauptrückkopplungssteuerung berechneten Kraftstoffkorrekturbetrag wieder. Das Kraftstoffeinspritzventil 11 spritzt eine Kraftstoffmenge ein, die der auf diese Weise berechneten Sollkraftstoffzuführmenge entspricht.
-
Während die vorstehende Beschreibung auf einen Fall gerichtet ist, in dem die Innenzylindereinlassluftmenge Mc(n) unter Verwendung eines Kennfelds oder dergleichen mit der Drehzahl Ne und der Einlassrohrluftströmungsmenge „mt” als Argumente berechnet wird, kann alternativ die Innenzylindereinlassluftmenge Mc(n) durch andere Verfahren, beispielsweise durch Verwendung einer Berechnungsformel auf Grundlage des Öffnungsbetrags des Drosselventils 18 und des Atmosphärendrucks usw. berechnet werden.
-
4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerroutine einer Sollkraftstoffzuführmengenberechnungssteuerung zum Berechnen der Sollkraftstoffzuführmenge Qft(n) zeigt, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 11 zugeführt werden soll.
-
Die in der Zeichnung gezeigte Steuerroutine wird durch Unterbrechung bei vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt.
-
In der Sollkraftstoffzuführmengenberechnungssteuerung werden zunächst die Kraftmaschinendrehzahl Ne und die Einlassrohrluftströmungsrate „mt” durch den Kurbelwinkelsensor 42 und den Luftmassenmesser 16 in Schritt 101 erfasst. Dann wird in Schritt 102 die Innenzylindereinlassluftmenge Mc(n) zum Zeitpunkt n unter Verwendung des Kennfelds oder der Berechnungsformel auf Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl Ne und der Einlassrohrluftströmungsmenge „mt”, die in Schritt 101 erfasst wurden, berechnet. Dann wird in Schritt 103 die Sollkraftstoffzuführmenge Qft(n) durch die vorgenannte Gleichung (1) auf Grundlage der in Schritt 102 berechneten Innenzylindereinlassluftmenge Mc(n) und des durch die später beschriebene Hauptrückkopplungssteuerung berechneten Kraftstoffkorrekturbetrags DQf(n – 1) zum Zeitpunkt n – 1 berechnet und die Steuerroutine endet. Das Kraftstoffeinspritzventil 11 spritzt eine Menge von Kraftstoff ein, die äquivalent zu der berechneten Sollkraftstoffzuführmenge Qft(n) ist.
-
Als nächstes wird die Hauptrückkopplungssteuerung beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird die PI-Steuerung als die Hauptrückkopplungssteuerung durchgeführt. Gemäß der PI-Steuerung wird die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Abweichung ΔQf zwischen der auf Grundlage der Ausgabe des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 berechneten tatsächlichen Abgaskraftstoffzuführmenge und dem vorstehend beschriebenen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis Qft zu jeder Berechnungszeit berechnet und es wird ein Kraftstoffkorrekturbetrag DQf berechnet, der die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Abweichung ΔQf auf null bringt. Genauer gesagt wird in diesem Ausführungsbeispiel der Kraftstoffkorrekturbetrag DQf unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (2) berechnet. In der Gleichung (2) geben Kmp und Kmi jeweils einen proportionalen Verstärkungsfaktor bzw. einen integralen Verstärkungsfaktor wieder. Zudem geben Kmp·ΔQf(n) und Kmi·ΣΔQf jeweils den proportionalen Term und den integralen Term wieder. Der proportionale Verstärkungsfaktor Kmp und der integrale Verstärkungsfaktor Kmi können vorbestimmte konstante Werte sein oder sie können Werte sein, die in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebszustand variieren.
-
-
Während in diesem Ausführungsbeispiel als die Hauptrückkopplungssteuerung eine PI-Steuerung durchgeführt wird, kann jede Art von Steuerung, etwa eine PID-Steuerung durchgeführt werden, solange der Kraftstoffkorrekturbetrag DQf berechnet werden kann, der die Kraftstoffabweichung ΔQf auf den Wert null bringt.
-
5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerroutine der Hauptrückkopplungssteuerung zum Berechnen des Kraftstoffkorrekturbetrags DQf zeigt. Die in den Zeichnungen gezeigte Steuerroutine wird durch Unterbrechungen bei vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt.
-
Zuerst wird in Schritt 121 bestimmt, ob die Bedingungen zum Ausführen der Hauptrückkopplungssteuerung erfüllt sind. Fälle, in denen die Bedingungen zum Ausführen der Hauptrückkopplungssteuerung als erfüllt bestimmt werden, liegen beispielsweise dann vor, wenn ein Kaltstart der Brennkraftmaschine nicht durchgeführt wird (d. h., die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur gleich oder höher als eine feste Temperatur ist und die Kraftstofferhöhungssteuerung beim Starten oder dergleichen nicht durchgeführt wird), wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung mit Stopp der Einspritzung des Kraftstoffs von dem Kraftstoffeinspritzventil während des Kraftmaschinenbetriebs nicht durchgeführt wird und dergleichen. Falls in Schritt 121 bestimmt wird, dass die Bedingungen zum Ausführen der Hauptrückkopplungssteuerung erfüllt sind, dann schreitet der Ablauf zu Schritt 122 vor.
-
In Schritt 122 wird der Ausgabewert VAF(n) des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 bei der n-ten Berechnung erfasst. Dann werden in Schritt 123 der Ausgabekorrekturwert efsfb(n) für den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 und ein Nebenrückkopplungslernwert efgfsb, die durch die später beschriebene Steuerroutine der Nebenrückkopplungssteuerung berechnet werden, auf den in Schritt 122 erfassten Ausgabewert VAF(n) addiert, wodurch der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 korrigiert wird, um den korrigierten Ausgabewert VAF'(n) in der n-ten Berechnung zu berechnen (VAF'(n) = VAF(n) + efsfb(n) + efgfsb(n)).
-
Dann wird in Schritt 124 das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFR(n) zum Zeitpunkt n unter Verwendung des in 2 gezeigten Kennfelds auf Grundlage des in Schritt 123 berechneten korrigierten Ausgabewerts VAF'(n) berechnet. Somit stimmt das berechnete tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFR(n) im Wesentlichen mit dem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Dreiwege-Katalysator 20 zum Zeitpunkt der n-ten Berechnung einströmenden Abgases im Wesentlichen überein.
-
Als nächstes wird in Schritt 125 die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Abweichung Qf zwischen der auf Grundlage der Ausgabe des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 berechneten Kraftstoffzuführmenge und der Sollkraftstoffzuführmenge Qft unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (3) berechnet. Es ist anzumerken, dass in Gleichung (3) Werte der n-ten Berechnung für die Innenzylindereinlassluftmenge Mc und die Sollkraftstoffzuführmenge Qft verwendet werden, wobei Werte zu einem der n-ten Berechnung vorhergehenden Zeitpunkt ebenso verwendet werden können. ΔQf(n) = Mc(n)/AFR(n) – Qft (n) (3)
-
In Schritt 126 wird der Kraftstoffkorrekturbetrag DQf(n) zum Zeitpunkt n durch die vorstehend erwähnte Gleichung (2) berechnet und die Steuerroutine endet. Der berechnete Kraftstoffkorrekturbetrag DQf(n) wird in Schritt 103 der in 4 gezeigten Steuerroutine verwendet. Falls andererseits in Schritt 121 bestimmt wird, dass die Bedingungen zum Ausführen der Hauptrückkopplungssteuerung nicht erfüllt sind, wird die Steuerroutine ohne Nachführen des Kraftstoffkorrekturbetrags DQf(n) beendet.
-
In der Ausgabe des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 kann beispielsweise infolge einer durch die Wärme des Abgases hervorgerufenen Verschlechterung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 ein Fehler auftreten. In diesen Fällen kann der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23, der normalerweise durch die durchgezogene Linie in 2 angezeigte Ausgabewerte hervorbringen würde, stattdessen beispielsweise durch die gestrichelte Linie in 2 angezeigte Ausgabewerte hervorbringen. Falls ein solcher Fehler in dem Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 auftritt, bringt der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 einen Ausgabewert hervor, der normalerweise lediglich dann hervorgebracht würde, wenn das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch ist, wenn das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer als das stöchiometrische ist. Dementsprechend wird in diesem Ausführungsbeispiel ein solcher Fehler in dem Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 durch die Nebenrückkopplungssteuerung unter Verwendung des Sauerstoffsensors (des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors) 24 kompensiert, so dass der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 dem tatsächlichen Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht.
-
Das heißt, wie dies in 3 gezeigt ist, erfasst der Sauerstoffsensor 24, ob das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter oder magerer als stöchiometrisch ist, und zwar mit einem kleinen Fehler in der Bestimmung darüber, ob das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter oder magerer als das stöchiometrische Verhältnis ist. Folglich ist die Ausgabespannung des Sauerstoffsensors 24 dann niedrig, wenn das tatsächliche Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist, und die Ausgabespannung des Sauerstoffsensors 24 ist dann hoch, wenn das tatsächliche Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist. Daher springt der Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24 dann zwischen einem höheren Wert und einen niedrigeren Wert hin und her, wenn das tatsächliche Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Wesentlichen stöchiometrisch ist, d. h., wenn es wiederholterweise in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses schwankt. Diesbezüglich wird in diesem Ausführungsbeispiel der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 so korrigiert, dass der Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24 wiederholtermaßen zwischen einem höheren Wert und einem niedrigeren Wert hin und her springt.
-
6 ist ein Zeitschaubild, das das tatsächliche Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, den Ausgabewert des Sauerstoffsensors, den Ausgabekorrekturwert efsfb für den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 und den Nebenrückkopplungslernwert efgfsb zeigt. Wie dies in dem Schaubild aus 6 dargestellt ist, wird der Fehler in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 über die Zeit kompensiert, wenn in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 ein Fehler auftritt und das tatsächliche Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht stöchiometrisch ist, selbst wenn eine Steuerung durchgeführt wird, um das tatsächliche Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einen theoretischen Wert zu bringen.
-
In dem in 6 gezeigten Beispiel ist das tatsächliche Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zum Zeitpunkt t0 nicht stöchiometrisch sondern magerer als stöchiometrisch. Dies liegt daran, dass infolge eines Fehlers in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 ein dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis entsprechender Ausgabewert durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 dann ausgegeben wird, wenn das tatsächliche Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer als stöchiometrisch ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24 niedrig.
-
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird in Schritt 123 aus 5 der Ausgabekorrekturwert efsfb für den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 auf den Ausgabewert VAF(n) addiert, um den korrigierten Ausgabewert VAF'(n) zu berechnen. Somit wird der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 auf die magerere Seite korrigiert, wenn der Ausgabekorrekturwert efsfb positiv ist, und der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 wird auf die fettere Seite korrigiert, wenn der Ausgabekorrekturwert efsfb negativ ist. Je größer der Absolutwert des Ausgabekorrekturwerts efsfb ist, desto größer wird die Korrektur des Ausgabewerts des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 ausfallen.
-
Falls der Ausgabesensor 24 einen niedrigen Wert ausgibt, selbst wenn der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 im Wesentlichen das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigt, bedeutet dies, dass der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 auf die fettere Seite verschoben ist. Dementsprechend wird in diesem Ausführungsbeispiel dann, wenn der Sauerstoffsensor 24 einen niedrigen Wert ausgibt, der Ausgabekorrekturwert efsfb erhöht, um den Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 auf die magerere Seite zu korrigieren. Falls andererseits der Sauerstoffsensor 24 einen hohen Wert ausgibt, selbst wenn der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 im Wesentlichen das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigt, wird der Ausgabekorrekturwert efsfb verringert, um den Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 auf die fettere Seite zu korrigieren.
-
Genauer gesagt wird der Ausgabekorrekturwert efsfb unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (4) berechnet. In Gleichung (4) gibt ΔVO(n) eine Ausgabeabweichung zwischen dem Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24 in der n-ten Berechnung und dem Sollausgabewert (in diesem Ausführungsbeispiel ein dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis entsprechenden Wert) wieder. Ksp und Ksi geben jeweils einen proportionalen Verstärkungsfaktor bzw. einen integralen Verstärkungsfaktor wieder. Ksp·ΔVO(n) und Ksi·ΣΔVO geben jeweils den proportionalen Term und den integralen Term wieder. Der proportionale Verstärkungsfaktor Ksp und der integrale Verstärkungsfaktor Ksi können vorbestimmte konstante Werte sein oder können Werte sein, die in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebszustand variieren.
-
-
Auch wenn in diesem Ausführungsbeispiel als die Nebenrückkopplungssteuerung die PI-Steuerung durchgeführt wird, kann jede Art der Steuerung, etwa eine PID-Steuerung durchgeführt werden, solange eine integrale Steuerung enthalten ist.
-
Wie dies vorstehend beschrieben ist wird in dem in 6 gezeigten Beispiel mit einer Zunahme des Werts des Ausgabekorrekturwerts efsfb für den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23 der Fehler in dem Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 derart korrigiert, dass das tatsächliche Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis allmählich das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis annähert.
-
Der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 wird auf diese Weise durch die Nebenrückkopplungssteuerung auf einen geeigneten Wert korrigiert. Zu diesem Zeitpunkt wird in den Fällen, in denen beispielsweise die Brennkraftmaschine gestoppt ist oder die Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchgeführt wird, die Nebenrückkopplungssteuerung unterbrochen und als ein Ergebnis wird der Ausgabekorrekturwert efsfb auf null zurückgesetzt. In Fällen, in denen die Brennkraftmaschine wieder gestartet wird oder die Kraftstoffunterbrechungssteuerung danach beendet wird, wird die Nebenrückkopplungssteuerung wieder aufgenommen. Da jedoch der Ausgabekorrekturwert efsfb auf null zurückgesetzt ist, dauert es eine Weile, bis der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 wieder auf einen geeigneten Wert korrigiert wird.
-
Dementsprechend wird in diesem Ausführungsbeispiel ein Nebenrückkopplungslernwert efgfsb, der einem Stetigkeitszustandsfehler zwischen dem Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 und dem tatsächlichen Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, auf Grundlage des Werts des integralen Terms des Ausgabekorrekturwerts efsfb in der vorstehend beschriebenen Nebenrückkopplungssteuerung berechnet. Zudem wird, wie dies in Schritt 123 aus 5 gezeigt ist, der Ausgabewert VAF des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 in Übereinstimmung mit dem berechneten Nebenrückkopplungslernwert efgfsb korrigiert (im weiteren Verlauf wird die Steuerung als die „Lernsteuerung” bezeichnet). Der Nebenrückkopplungslernwert efgfsb wird nicht auf null zurückgesetzt, wenn beispielsweise die Brennkraftmaschine stoppt. Daher kann der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 selbst nach dem Stopp der Brennkraftmaschine durch die Nebenrückkopplungssteuerung wieder relativ schnell auf einen geeigneten Wert korrigiert werden.
-
Genauer gesagt nimmt der Nebenrückkopplungslernwert efgfsb zu, falls der Ausgabekorrekturwert efsfb nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne ΔT seit dem vorhergehenden Lernvorgang (d. h., die Zeit, zu der der Nebenrückkopplungslernwert efgfsb berechnet wurde) positiv ist, und der Nebenrückkopplungslernwert efgfsb nimmt ab, falls der Ausgabekorrekturwert efsfb negativ ist. Der Betrag der Zunahme oder Abnahme in dem Nebenrückkopplungslernwert efgfsb nimmt mit einer Zunahme des absoluten Werts des Ausgabekorrekturwerts efsfb zu.
-
Insbesondere werden in diesem Ausführungsbeispiel der Ausgabekorrekturwert efsfb und der Nebenrückkopplungslernwert efgfsb unter Verwendung der nachstehenden Gleichungen (5) und (6) jeweils nachgeführt, wenn die vorbestimmte Zeitspanne ΔT verstrichen ist. Es ist anzumerken, dass in den nachstehenden Gleichungen (5) und (6) α einen mäßigenden Anteil wiedergibt, der ein vorbestimmter positiver Wert ist, der nicht größer als 1 ist (0 ≤ α ≤ 1). Da dementsprechend der Ausgabekorrekturwert efsfb zum Zeitpunkt t1 in dem in 6 gezeigten Beispiel positiv ist, nimmt der Ausgabekorrekturwert efsfb auf Grundlage der nachstehenden Gleichungen (5) und (6) ab und zudem nimmt der Nebenrückkopplungslernwert efgfsb zu. Da auf ähnliche Weise der Ausgabekorrekturwert efsfb zum Zeitpunkt t2 auch positiv ist, nimmt der Ausgabekorrekturwert efsfb unter Verwendung der nachstehenden Gleichungen (5) und (6) ab und zudem wird der Nebenrückkopplungslernwert efgfsb erhöht. efsfb = efsfb – Msi·α (5) efgfsb = efgfsb + Msi·α (6)
-
Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden der Nebenrückkopplungslernwert efgfsb und der Ausgabekorrekturwert efsfb für den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 23, die auf diese Weise berechnet werden, auf den Ausgabewert VAF(n) addiert, um den korrigierten Ausgabewert VAF'(n) in Schritt 123 aus 5 zu berechnen. Der Nebenrückkopplungslernwert efgfsb wird dann nicht zurückgesetzt, wenn beispielsweise die Brennkraftmaschine gestoppt ist. Somit wird selbst dann, wenn der Ausgabekorrekturwert efsfb bei der Wiederaufnahme des Kraftmaschinenbetriebs nach dem Stopp auf null zurückgesetzt wurde, der Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 schnell auf einen geeigneten Wert korrigiert.
-
In Abhängigkeit von der Kraftmaschinenbetriebsbedingung gibt es Fälle, in denen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines zu der Brennkammer zugeführten Gemischs auf einen Wert gesteuert wird, der sich von dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis unterscheidet, d. h., die Kraftstoffzuführmenge ungeachtet des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erhöht oder verringert wird. Beispiele solcher Fälle beinhalten eine Kraftstofferhöhungssteuerung, die zum Erhöhen der Temperatur der Kraftmaschine 1 des Dreiwege-Katalysators 20 beim Kaltstart der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, eine Kraftstoffverringerungssteuerung oder eine Kraftstoffunterbrechungssteuerung, die beim Verzögern der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, eine Kraftstofferhöhungssteuerung, die zum Senken der Temperatur des Dreiwege-Katalysators durchgeführt wird, wenn die Temperatur des Dreiwege-Katalysators 20 zu hoch ist, und eine Kraftstofferhöhungssteuerung, die zum Erhöhen der Ausgabe der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, wenn die Kraftmaschinenlast hoch ist.
-
Während der Kraftstoffzuführmengenerhöhungs- oder -verringerungssteuerung (die im weiteren Verlauf als „Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung” bezeichnet wird) wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines zu der Brennkammer 5 zugeführten Gemischs nicht auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert. Falls die Nebenrückkopplungssteuerung oder Lernsteuerung auf Grundlage des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu diesem Zeitpunkt ausgeführt wird, ist es daher unmöglich, den Ausgabewert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 23 auf geeignete Weise zu kompensieren. Dementsprechend wird vorgeschlagen, die Nebenrückkopplungssteuerung oder die Lernsteuerung während des Ausführens der Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung zu unterbrechen und die Nebenrückkopplungssteuerung oder die Lernsteuerung wieder aufzunehmen, nachdem die Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung vollendet ist.
-
Jedoch passiert es häufig, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von dem Dreiwege-Katalysator ausgelassenen Abgases unmittelbar nach dem Ende der Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung selbst dann nicht stöchiometrisch ist, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines zu der Brennkammer 5 zugeführten Gemischs auf einen stöchiometrischen Wert durch die Hauptrückkopplungssteuerung gesteuert wird, nachdem die Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung vollendet ist. Das heißt, es haftet unverbrannter Kraftstoff oder dergleichen während der Ausübung der Kraftstofferhöhungssteuerung an dem Dreiwege-Katalysator 20 und der Sauerstoff wird während der Ausübung der Kraftstoffverringerungssteuerung in dem Dreiwege-Katalysator 20 gespeichert. Folglich unterscheidet sich selbst dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Dreiwege-Katalysator 20 strömenden Abgases stöchiometrisch ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von dem Dreiwege-Katalysator 20 abgegebenen Abgases von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, da das von dem Dreiwege-Katalysator 20 abgegebene Abgas unverbrannten Kraftstoff oder Sauerstoff in dem Dreiwege-Katalysator 20 enthält. Somit kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu der Brennkammer 5 zugeführten Gemischs nicht präzise durch den an der abgasstromabwärtigen Seite des Dreiwege-Katalysators 20 angeordneten Sauerstoffsensor 24 erfasst werden.
-
Dementsprechend wird in diesem Ausführungsbeispiel die Integration des Werts des integralen Terms in der vorstehend erwähnten Nebenrückkopplungssteuerung gestoppt, bis die Atmosphäre innerhalb des Dreiwege-Katalysators 20 nach der Beendigung der Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung geeignet wird, d. h., bis jeglicher überschüssiger verbrannter Kraftstoff oder überschüssiger Sauerstoff entwichen ist und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Wesentlichen stöchiometrisch wird.
-
7 ist ein Zeitschaubild, das die Ausübung oder Nichtausübung einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung zum Zeitpunkt der Kraftstoffunterbrechungssteuerung, den Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24, die Ausübung oder Nichtausübung der Integration des integralen Terms in der Nebenrückkopplungssteuerung, die Ausübung oder Nichtausübung der Lernsteuerung, den Wert des integralen Terms in der Nebenrückkopplungssteuerung und den Nebenrückkopplungslernwert darstellt.
-
In dem in 7 gezeigten Beispiel wird die Kraftstoffunterbrechungssteuerung zum Zeitpunkt t3 gestartet. Vor dem Start der Kraftstoffunterbrechungssteuerung ist der Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24 hoch, wodurch angezeigt wird, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des aus dem Dreiwege-Katalysator 20 ausströmenden Abgases fetter als stöchiometrisch ist. Wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung startet, dann fällt der Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24 abrupt auf einen niedrigen Wert, wodurch angezeigt wird, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des aus dem Dreiwege-Katalysator 20 ausströmenden Abgases beträchtlich magerer als stöchiometrisch ist. Zudem wird eine Integration des Werts des integralen Terms in der Nebenrückkopplungssteuerung gleichzeitig mit dem Start der Kraftstoffunterbrechungssteuerung gestoppt. Der Wert des integralen Terms in der Nebenrückkopplungssteuerung wird' somit nach dem Start der Kraftstoffunterbrechungssteuerung konstant. Andererseits wird in diesem Ausführungsbeispiel die Lernsteuerung selbst nach dem Start der Kraftstoffunterbrechungssteuerung nicht gestoppt (siehe durchgezogene Linie in 7).
-
Dann wird zum Zeitpunkt t4 die Kraftstoffunterbrechungssteuerung beendet. Selbst nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechungssteuerung bleibt der Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24 infolge einer großen Menge des in dem Dreiwege-Katalysator 20 gespeicherten Sauerstoffs niedrig. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Integration des Werts des Integralterms in der Nebenrückkopplungssteuerung selbst nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechungssteuerung nicht durchgeführt. Andererseits wird mit der Ausführung der Lernsteuerung fortgefahren.
-
Da mit der Ausführung der Lernsteuerung sowohl während der Kraftstoffunterbrechungssteuerung als auch nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechungssteuerung fortgefahren wird, wird ein Teil des Werts des integralen Terms auf Grundlage von Gleichungen (5) und (6) in den Nebenrückkopplungslernwert eingegliedert, und zwar selbst während der vorstehend beschriebenen Zeitspanne. In dem in 7 gezeigten Beispiel wird während der Kraftstoffunterbrechungssteuerung und nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechungssteuerung zuerst die Eingliederung des Werts des integralen Terms zum Zeitpunkt t5 nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne ΔT seit der letzten Eingliederung des Werts des integralen Terms durchgeführt. Danach wird die Eingliederung des Werts des integralen Terms zum Zeitpunkt t6 nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne ΔT seit dem Zeitpunkt t5 und zum Zeitpunkt t7 nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne ΔT seit dem Zeitpunkt t6 durchgeführt.
-
Wenn danach die Ausgabe des Sauerstoffsensors 24 zum Zeitpunkt t8 von einem niedrigen Wert auf einen hohen Wert springt, d. h., wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des den Sauerstoffsensor 24 passierenden Abgases sich von mager auf fett ändert, dann wird angenommen, dass in dem Dreiwege-Katalysator 20 enthaltener überschüssiger Sauerstoff beseitigt ist, so dass die Integration des Werts des Integralterms in der Nebenrückkopplungssteuerung wieder aufgenommen wird.
-
Das heißt, in diesem Ausführungsbeispiel wird während einer Zeitspanne ab dem Start der Kraftstoffunterbrechungssteuerung bis zum Springen des Ausgabewerts des Sauerstoffsensors 24 lediglich die Integration des Werts des Integralterms in der Nebenrückkopplungssteuerung gestoppt und mit der Eingliederung des Werts des Integralwerts in den Nebenrückkopplungslernwert oder dergleichen wird fortgefahren. Mit anderen Worten wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel dann, wenn Sauerstoff in dem Dreiwege-Katalysator 20 infolge der Kraftstoffunterbrechungssteuerung gespeichert ist und folglich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von dem Dreiwege-Katalysator 20 abgegebenen Abgases von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines in die Brennkammer 20 zugeführten Gemischs verschieden wird, d. h., wenn der Sauerstoffsensor 24 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in die Brennkammer 5 zugeführten Gemischs nicht präzise erfassen kann, die Integration des Werts des Integralterms in der Nebenrückkopplungssteuerung gestoppt. Somit wird der Integralterm in der Nebenrückkopplungssteuerung nicht auf Grundlage einer ungeeigneten Ausgabe des Sauerstoffsensors 24 nachgeführt. Daher wird ein geeigneter Wert des Integralterms in der Nebenrückkopplungssteuerung selbst dann beibehalten, wenn die Kraftstoffunterbrechungssteuerung ausgeführt wird. Zum selben Zeitpunkt wird auch ein geeigneter Nebenrückkopplungslernwert beibehalten. Da insbesondere der Wert des Integralausdrucks in den Nebenrückkopplungslernwert während der Kraftstoffunterbrechungssteuerung und zudem innerhalb einer festen Zeitspanne nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechungssteuerung eingegliedert wird, kann der Nebenrückkopplungslernwert auf geeignete Weise innerhalb dieser Zeitspanne nachgeführt werden.
-
Wenn in diesem Ausführungsbeispiel die Integration des Werts des Integralterms in der Nebenrückkopplungssteuerung ausgesetzt wird, dann wird der Wert des Proportionalterms größer als dann gemacht, wenn die Integration des Werts des Integralterms nicht gestoppt wird. Insbesondere während der Kraftstoffunterbrechungssteuerung oder für eine feste Zeitspanne nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechungssteuerung wird der Wert des Proportionalterms durch Erhöhen des proportionalen Verstärkungsfaktors Ksp oder durch Multiplizieren des Werts des Proportionalterms in Gleichung (4) mit einem Korrekturfaktor β, der gleich oder größer als 1 ist, erhöht.
-
In einigen Fällen kann sich das Ansprechverhalten des Ausgabekorrekturwerts in der Nebenrückkopplungssteuerung verschlechtern, wenn die Integration des Werts des Integralterms gestoppt ist. Insbesondere dann, wenn die vorstehend beschriebene feste Zeitspanne wie vorstehend beschrieben auf Grundlage des Springens des Ausgabewerts des Sauerstoffsensors 24 festgelegt wird, d. h., wenn die Zeitspanne, in der die Integration des Werts des integralen Terms gestoppt ist, auf Grundlage des Springens dieses Ausgabewerts festgelegt wird, kann es Fälle geben, in denen der Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24 nicht alleine durch die Proportionalsteuerung springen wird.
-
Im Gegenteil dazu kann durch Erhöhen des Werts des Proportionalterms dann, wenn die Integration des Werts des Integralterms gestoppt ist, wie in diesem Ausführungsbeispiel, die Ansprechgeschwindigkeit der Nebenrückkopplungssteuerung beibehalten werden. Ferner springt der Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24 dann, wenn die Menge des in dem Dreiwege-Katalysator 20 gespeicherten Sauerstoffs abfällt, wodurch es möglich wird, die Integration des Werts des Integralterms auf geeignete Weise wieder aufzunehmen.
-
In dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel wird die Eingliederung des Werts des Integralterms in den Nebenrückkopplungslernwert sowohl während der Ausführung der Kraftstoffunterbrechungssteuerung als auch für eine feste Zeitspanne nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchgeführt. Jedoch kann die Eingliederung des Werts des Integralterms in den Nebenrückkopplungslernwert während dieser Zeitspanne gestoppt werden. In diesem Falle wird der Nebenrückkopplungslernwert während dieser Zeitspanne nicht nachgeführt. Somit ist es in Fällen, in denen ein Fehler in den Wert des Integralterms unmittelbar vor dem Start der Kraftstoffunterbrechungssteuerung auftreten kann, möglich, zu verhindern, dass der Nebenrückkopplungslernwert auf geeignete Weise nachgeführt wird.
-
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Bedingung zur Wiederaufnahme der Integration des Werts des Integralterms jene, dass der Ausgabewert des Sauerstoffsensors 24 einmal springt. Jedoch ist die Bedingung nicht auf das einmalige Springen des Ausgabewerts des Sauerstoffsensors 24 beschränkt, sondern kann auch darin liegen, dass der Ausgabewert mehrere Male springt. Ferner ist eine solche Bedingung nicht auf die Grundlage der Anzahl von Malen begrenzt, mit denen der Wert des Sauerstoffsensors 24 springt, sondern kann jede Bedingung sein, die die Atmosphäre innerhalb des Dreiwege-Katalysators 20 geeignet werden lässt. Beispielsweise kann die Bedingung auf Grundlage der Zeit festgelegt werden, die seit dem Ende der Kraftstoffunterbrechungssteuerung oder dergleichen verstrichen ist.
-
8 und 9 sind Schaubilder, die die Steuerroutine der Nebenrückkopplungssteuerung zum Berechnen des Ausgabekorrekturwerts efsfb zeigen. Die in den Zeichnungen gezeigte Steuerroutine wird durch Unterbrechung bei vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt.
-
Als erstes wird in Schritt 141 der Ausgabewert VO(n) des Sauerstoffsensors 24 zum Zeitpunkt n erfasst. Dann wird in Schritt 142 die Ausgabeabweichung ΔVO(n) zwischen dem in Schritt 141 erfassten Ausgabewert VO(n) des Sauerstoffsensors 24 und dem Sollausgabewert VOT berechnet (ΔVO(n) – VO(n) – VOT). In Schritt 143 wird der Wert des Proportionalterms Msp(n) zum Zeitpunkt n unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (7) berechnet. Msp(n) = Ksp·ΔVO(n) (7)
-
Dann wird in Schritt 144 bestimmt, ob ein Integralmerker Xint den Wert „1” hat. Der Integralmerker Xint wird während der Integration des Werts Msi des Integralterms auf den Wert 0 gesetzt und wird ansonsten auf den Wert 1 gesetzt. Daher wird in Schritt 144 bestimmt, ob die Integration des Werts Msi des Integralterms gegenwärtig gestoppt ist. Falls in Schritt 144 bestimmt wird, dass die Integration des Werts Msi des Integralterms gegenwärtig nicht gestoppt ist (Xint = 0), schreitet der Prozess zu Schritt 145 vor. In Schritt 145 wird bestimmt, ob eine Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung gestartet wurde. Falls bestimmt wird, dass eine Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung gestartet wurde, schreitet der Ablauf zu Schritt 146 vor. In Schritt 146 wird der Integralmerker Xint auf den Wert 1 gesetzt und der Ablauf schreitet zu Schritt 147 vor. Falls bestimmt wird, dass eine Kraftstofferhöhungs- oder -verringerungssteuerung nicht gestartet wurde, wird Schritt 146 übersprungen.
-
In Schritt 147 wird der Wert Msi(n) des Integralterms unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (8) berechnet. Das heißt, die Integration des Werts des Integralterms wird wie auf normale Weise in Schritt 147 durchgeführt. Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 152 vor. Msi(n) = Msi(n – 1) + Ksi·VO(n) (8)
-
Wenn andererseits in Schritt 144 bestimmt wird, dass die Integration des Werts Msi des Integralterms gegenwärtig gestoppt ist (Xint = 1), schreitet der Ablauf zu Schritt 148 vor. In Schritt 148 wird bestimmt, ob die Ausgabe des Sauerstoffsensors 24 sich von einem einen mageren Zustand anzeigenden Wert auf einen einen fetten Zustand anzeigenden Wert oder umgekehrt geändert hat, d. h., ob die Ausgabe des Sauerstoffsensors 24 gesprungen ist. Falls bestimmt wird, dass die Ausgabe des Sauerstoffsensors 24 gesprungen ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt 149 vor, in dem der Integralmerker Xint auf den Wert 0 gesetzt wird. Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 150 vor. Falls andererseits in Schritt 148 bestimmt wird, dass die Ausgabe des Sauerstoffsensors 24 nicht gesprungen ist, wird der Schritt 149 übersprungen. In Schritt 150 wird der Wert Msi(n) des Integralterms zum Zeitpunkt n als der Wert Msi(n – 1) des Integralterms zum Zeitpunkt n – 1 gesetzt. Das heißt, die Integration des Werts Msi des Integralterms wird in Schritt 150 nicht durchgeführt. Dann wird in Schritt 151 der in Schritt 143 berechnete und mit einem Faktor β (größer als 1) multiplizierte Wert Msp(n) des Proportionalterms als der Wert des Proportionalterms gesetzt (Msp(n) = Msp(n)·β). Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 152 vor.
-
In Schritt 152 wird bestimmt, ob die gegenwärtige Zeitgebung die Lernzeitgebung ist, d. h., ob seit der letzten Lernzeitgebung die vorstehend erwähnte vorbestimmte Zeit ΔT verstrichen ist. Falls bestimmt wird, dass die gegenwärtige Zeitgebung die Lernzeitgebung ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt 153 vor. In Schritt 153 wird unter Verwendung der vorstehend erwähnten Gleichungen (5) und (6) der Wert Msi(n) des Integralterms um einen vorbestimmten Betrag erhöht oder verringert und der Nebenrückkopplungslernwert efgsfb wird um den vorbestimmten Betrag erhöht oder verringert und der Ablauf schreitet zu Schritt 154 vor. Falls andererseits in Schritt 152 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Zeitgebung nicht die Lernzeitgebung ist, wird Schritt 153 übersprungen.
-
Dann wird in Schritt 154 der Ausgabekorrekturbetrag efsfb(n) unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (9) berechnet und die Steuerroutine endet. efsfb(n) = Msp(n) + Msi(n) (9)
-
Obwohl der Ausgabewert des Sensors in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel korrigiert wird, kann stattdessen die Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert werden. Außerdem wird in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die PI-Steuerung durchgeführt, es reicht jedoch jede Steuerung, solange eine Integralsteuerung enthalten ist.
-
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf deren beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es so zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele oder Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegenteil ist es beabsichtigt, dass die Erfindung verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdeckt. Während die verschiedenen Elemente der beispielhaften Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt wurden, liegen andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder lediglich ein einzelnes Element aufweisen, ebenso im Umfang der Erfindung.
