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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine mit einem Dreiwege-Katalysator in einer Abgaspassage.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Dreiwege-Katalysator (katalytischer Konverter) ist für gewöhnlich in einer Abgaspassage einer Verbrennungsmaschine mit mehreren Zylindern vorgesehen, um Abgas, das von der Maschine abgegeben wird, zu reinigen. Wie bereits bekannt ist, weist der Dreiwege-Katalysator eine „Sauerstoffspeicherfunktion (Sauerstoffspeicher- und -abgabefunktion)” auf, um Sauerstoff gemäß den Komponenten, die in den Dreiwege-Katalysator strömen, zu speichern und ab- bzw. freizugeben. Hiernach wird der Dreiwege-Katalysator zur Vereinfachung als ein „Katalysator” bezeichnet, wobei das Gas, das in den Katalysator strömt, als Katalysator-Einströmgas bezeichnet wird. Ferner wird das Gas, das aus dem Katalysator herausströmt, als Katalysator-Ausströmgas bezeichnet.
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Eine (herkömmliche Vorrichtung) der herkömmlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtungen weist einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor auf, der in der Abgaspassage der Maschine an einer Position stromaufwärts des Katalysators angeordnet ist, und einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der in der Abgaspassage der Maschine an einer Position stromabwärts des Katalysators angeordnet ist. Die herkömmliche Vorrichtung erhält, basierend auf einem Betrag bzw. einer Menge an Luft, die in die Maschine eingeführt wird, einen „Basis-Kraftstoffeinspritzungsbetrag, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Gemisches, das der Maschine zugeführt wird (Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Maschine) auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bringen”, und führt bei dem Basis-Kraftstoffeinspritzungsbetrag basierend auf einem Ausgangswert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und einem Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors eine Feedback-Korrektur durch (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Ferner verändert die herkömmliche Vorrichtung einen Korrekturbetrag der Feedback-Korrektur basierend auf einer Dauer (Zeitdauer), in welcher der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors sich von einem Wert entsprechend einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (oder einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis) bezüglich des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Wert entsprechend eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (oder eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) bezüglich des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert (d. h., die Zeitdauer gemäß einer Inversionsdauer und somit entsprechend einem Variationsparameter, welcher sich gemäß einer Sauerstoff-Speicherkapazität des Katalysators verändert). Daher kann die herkömmliche Vorrichtung eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß der Sauerstoff-Speicherkapazität des Katalysators durchführen.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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- Patentdokument Nr. 1: JP H08-158 915A
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Kurzfassung der Erfindung
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Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ist in einem Abgas-Zusammenführungsbereich der Abgaspassage angeordnet, wobei er an einer bestimmten Position angeordnet ist, an welcher der Abstand zwischen dieser Position und jeder Abgasöffnung von jedem der Zylinder relativ kurz ist. Dies verursacht, dass Abgas von einem spezifischen bzw. bestimmten Zylinder den stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor stärker erreicht, als von den anderen Zylindern. Das heißt, selbst wenn die Flussraten der Abgase, die von den Zylindern aus- bzw. abgelassen werden, untereinander gleich sind, ist die Menge an Abgas, die von dem bestimmten Zylinder ausgelassen wird und in der Nähe des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors passiert, in einem „größeren Umfang”, im Vergleich zu dem Abgas, das von einem anderen Zylinder als dem bestimmten Zylinder ausgelassen wird. Demnach wird der Ausgangswert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors starker durch ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Gemisches in dem bestimmten Zylinder beeinflusst, d. h., die Sensibilität des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors bezüglich des „Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das von dem bestimmten Zylinder ausgelassen wird”, ist höher als die Sensibilität des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors bezüglich des „Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das von dem Zylinder ausgelassen wird, der nicht der bestimmte Zylinder ist”.
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Demgegenüber wurde berücksichtigt, dass die Abgase, die von den Zylindern ausgelassen werden, den stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der stromabwärts des Katalysators angeordnet ist, mit gleicher Stärke erreichen, d. h., es wurde berücksichtigt, dass die Sensibilität des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit Bezug auf das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von dem bestimmten Zylinder ausgelassen wird”, gleich der Sensibilität des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit Bezug auf das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von dem Zylinder ausgelassen wird, der nicht der bestimmte Zylinder ist”, ist.
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Wie jedoch beispielhaft in 1 dargestellt, erreicht das Abgas, das aus einem bestimmten Zylinder ausgelassen wird (erster Zylinder #1 in dem Beispiel, das in 1 dargestellt ist) den stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 relativ stark, abhängig von einer Form des Abgaskrümmers 41, einer entsprechenden Position, an welcher der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 angeordnet ist, usw. Somit hat sich herausgestellt, dass es einen Fall gibt, in welchem die Sensibilität des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 bezüglich des „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von dem bestimmten Zylinder ausgelassen wird” höher als die Sensibilität des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit Bezug auf das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von dem Zylinder ausgelassen wird, der nicht der bestimmte Zylinder ist” ist. Das heißt, der/die Erfinder hat/haben herausgefunden, dass sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 verändert, während er durch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von dem bestimmten Zylinder ausgelassen wird (und dadurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches, das zu dem bestimmten Zylinder zugeführt wird) stärker variiert als das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von dem Zylinder ausgelassen wird, der nicht der bestimmte Zylinder ist.
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Bei der herkömmlichen Vorrichtung wird jedoch nicht berücksichtigt, dass der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 durch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von dem bestimmten Zylinder ausgelassen wird, stärker beeinflusst wird als das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von dem Zylinder ausgelassen wird, der nicht der bestimmte Zylinder ist, weshalb die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse aller Zylinder basierend auf dem Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 einheitlich gesteuert werden. Dies bietet entsprechend Raum für eine Verbesserung der Emission der herkömmlichen Vorrichtung. Außerdem, um eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung durchzuführen, welche die Tatsache, dass der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 durch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von dem bestimmten Zylinder ausgelassen wird, relativ stärker beeinflusst wird, positiv nutzt, ist es erforderlich, zu bestimmen, welcher Zylinder der bestimmte Zylinder ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Problematik gemacht. Eine Aufgabe eines ersten Aspekts (hiernach zur Vereinfachung als „erste Erfindungsvorrichtung”) der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine zu schaffen, welche einen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors” bestimmen (entscheiden/identifizieren) kann, der durch (oder aufgrund des) das Abgas(es), das von jedem der Zylinder ausgelassen wird, verursacht wird, und zwar durch entsprechendes Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Gemisches, das jedem der Zylinder zugeführt wird. Da die erste Erfindungsvorrichtung den „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h. die Sensibilität des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit Bezug auf das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird”) bestimmen kann, kann die erste Erfindungsvorrichtung basierend auf dem Bestimmungsergebnis das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem der Zylinder gemäß einem Betriebszustand etc. geeignet steuern.
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Genauer gesagt ist die erste Erfindungsvorrichtung eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine mit mehreren Zylindern, welche aufweist: einen Dreiwege-Katalysator, der an einer Position stromabwärts eines Abgas-Ansammelbereichs in einer Abgaspassage der Maschine, in welchem Abgase, die von einer Mehrzahl von Zylindern ausgelassen werden, welche in der Maschine enthalten sind, angesammelt werden, angeordnet ist; einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor; einen Zylinder-für-Zylinder-Gemisch-Zuführabschnitt; einen Zylinderfür-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt. Dabei ist zu erwähnen, dass die erste Erfindungsvorrichtung ferner einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor aufweisen kann, und eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unter Verwendung eines Ausgangswertes des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors durchführen kann.
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Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ist in der Abgaspassage in einer Position stromabwärts des Dreiwege-Katalysators angeordnet. Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor gibt einen Ausgangswert aus, welcher sich gemäß (in Erwiderung auf) einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Abgases, das durch die Position strömt, in welcher der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor angeordnet ist, verändert.
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Der Zylinder-für-Zylinder-Gemisch-Zuführabschnitt führt ein Gemisch zu jeder der Brennkammern einer Mehrzahl der Zylinder zu. Ferner ist der Zylinder-für-Zylinder-Gemisch-Zuführabschnitt derart konfiguriert, dass er ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches, das jeder der Brennkammern zugeführt wird (d. h., das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis) unabhängig von einer Mehrzahl der Zylinder einstellt. Zum Beispiel kann der Zylinder-für-Zylinder-Gemisch-Zuführabschnitt eine Mehrzahl von Kraftstoff-Einspritzventilen enthalten, welche jeweils derart konfiguriert sind, dass sie Kraftstoff, der in dem Gemisch enthalten ist, das jeder der Brennkammern einer Mehrzahl der Zylinder zugeführt wird, einspritzen.
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Der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt bestimmt, basierend auf dem Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, welche Luft-Kraftstoff-Anfrage auftritt, d. h. eine Fettgemisch-Anfrage oder eine Magergemisch-Anfrage.
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Die Fettgemisch-Anfrage ist eine Anfrage, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (d. h., ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis) kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen.
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Die Magergemisch-Anfrage ist eine Anfrage, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (d. h., ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis) größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen.
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Eine Technologie bzw. ein Verfahren zum Bestimmen, welche Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage, d. h. die Fettgemisch-Anfrage oder die Magergemisch-Anfrage, auftritt, ist nicht beschränkt. Zum Beispiel kann der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt bestimmen, dass die Magergemisch-Anfrage auftritt, wenn der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufweist, der fetter (kleiner) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und dass die Fettgemisch-Anfrage auftritt, wenn der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufweist, das magerer (größer) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Dabei ist es selbstverständlich, dass der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt durch Vergleichen des Ausgangswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit einer Mehrzahl von Schwellenwerten, oder durch Verwenden eines vorübergehenden Differenzialwertes des Ausgangswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, etc. bestimmen kann, welche Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage auftritt, d. h., die Fettgemisch-Anfrage oder die Magergemisch-Anfrage.
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Ferner steuert der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem einer Mehrzahl der Zylinder auf eine solche Weise, dass jedes Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem der Mehrzahl der Zylinder ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis entsprechend der „bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage (die Fettgemisch-Anfrage oder die Magergemisch-Anfrage)” wird. Das heißt, der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt stellt das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis) kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein, wenn die bestimmte Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage die Fettgemisch-Anfrage ist, und stellt das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis) größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein, wenn die bestimmte Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage die magere Anfrage ist.
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Dabei ist zu erwähnen, dass der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse einer Mehrzahl der Zylinder basierend auf einer Proportional-Integral-Derivativ-(PID)-Steuerung, einer Proportional-Integral-(PI)-Steuerung oder dergleichen derart steuert, dass ein Fehler (eine Differenz) zwischen dem Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und einem vorbestimmten Sollwert stromabwärts Null wird. In diesem Fall kann auch gesagt werden, dass der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt basierend auf dem Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors automatisch und aufeinander folgend bestimmt, welche Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage auftritt, d. h. „die Fettgemisch-Anfrage oder die Magergemisch-Anfrage”, und die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse einer Mehrzahl der Zylinder gemäß der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage steuert.
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Zudem enthält der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt einen Fluktuationsdauer-Korrelationswert-Erhaltungsabschnitt und einen Gasdruck-erreichungs-Bestimmungsabschnitt.
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Der Fluktuationsdauer-Korrelationswert-Erhaltungsabschnitt führt wiederholt einen Betrieb aus, um einen aus einer Mehrzahl von Zylindern als einen ausgewählten Zylinder auszuwählen; um jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl von den Zylindern derart zu verändern, dass ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des ausgewählten Zylinders” sich von „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen der verbleibenden Zylinder unter der Mehrzahl der Zylinder (d. h., nicht-ausgewählte Zylinder)” unterscheidet; und um als einen „Fluktuationsdauer-Korrelationswert mit Bezug auf den ausgewählten Zylinder” einen „Wert, der mit einer Fluktuationsdauer des Ausgangswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors korreliert” zu erhalten; bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem jeder von all den Zylindern (jeder Zylinder) als der ausgewählte Zylinder ausgewählt wird bzw. wurde.
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Falls zum Beispiel ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Gemisches, das einem Zylinder (hiernach als „starke-Gaserreichung-Zylinder”, „Zylinder mit einer hohen Gaserreichungssstärke”, oder „exzellente-Gaserreichung-Zylinder”) zugeführt wird, der Gas auslässt, welches den stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor relativ stark erreicht, im Vergleich zu Abgasen, die von den anderen Zylindern ausgelassen werden, auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis kleiner (fetter) als ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem von Gemischen, die in anderen Zylindern in einer Zeitdauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, zugeführt werden, eingestellt wird, und wenn unverbrannte Substanzen, die in dem Abgas enthalten sind, das von dem starke-Gaserreichung-Zylinder ausgelassen wird, von dem Katalysator herausströmt, ohne durch den Katalysator gereinigt worden zu sein, verändert sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, selbst wenn ein Betrag bzw. eine Menge der unverbrannten Substanzen relativ klein ist. Als Ergebnis wird die Fluktuationsdauer des Ausgangswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (Dauer entsprechend der Inversionsdauer, welche später beschrieben wird) kürzer (siehe Kurve C4, die in 6 dargestellt ist).
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Falls hingegen ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Gemisches, das einem Zylinder (hiernach als „schwache-Gaserreichung-Zylinder”, „Zylinder mit einer niedrigen Gaserreichungsstärke” oder „schlechte-Gaserreichung-Zylinder” bezeichnet) zugeführt wird, der Abgas auslässt, welches den stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor relativ schwach erreicht, im Vergleich zu Abgasen, die von den anderen Zylindern ausgelassen werden, auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis kleiner (fetter) als ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem von Gemischen, die den anderen Zylindern in einer Zeitdauer zugeführt werden, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, und wenn unverbrannte Substanzen, die in dem Abgas enthalten sind, das von dem schwache-Gaserreichung-Zylinder ausgelassen wird, von dem Katalysator herausströmen, ohne durch den Katalysator gereinigt worden zu sein, eingestellt wird, verändert sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors nicht auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das fetter als die stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisse sind, außer ein Betrag bzw. eine Menge der unverbrannten Substanzen wird relativ groß. Als Ergebnis wird die Fluktuationsdauer des Ausgangswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (Dauer bezüglich der Inversionsdauer, welche später beschrieben wird) länger (siehe Kurve C1, die in 6 dargestellt ist).
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In einem Fall, in welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches, das dem starke-Gaserreichung-Zylinder zugeführt wird, auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer (magerer) als das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem von den Gemischen, die den anderen Zylindern in einer Dauer zugeführt werden, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, eingestellt wird, und wenn Sauerstoff, der in dem Abgas enthalten ist, das von dem starke-Gaserreichung-Zylinder ausgelassen wird, von dem Katalysator herausströmt, ohne in dem Katalysator gespeichert zu sein, verändert sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors entsprechend auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, selbst wenn ein Sauerstoffbetrag bzw. eine Sauerstoffmenge relativ klein ist. Als Ergebnis wird die Fluktuationsdauer des Ausgangswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (Dauer bezüglich der Inversionsdauer, welche später beschrieben wird) kürzer.
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In einem Fall, in welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches, das dem schwache-Gaserreichung-Zylinder zugeführt wird, auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, das größer (magerer) als ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem der Gemische ist, die den anderen Zylindern in einer Zeitdauer zugeführt werden, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, und wenn Sauerstoff, der in dem Abgas enthalten ist, das von dem schwache-Gaserreichung-Zylinder ausgelassen wird, aus dem Katalysator herausströmt, ohne durch ihn gereinigt worden zu sein, verändert sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors hingegen nicht auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, außer wenn eine Sauerstoffmenge relativ groß wird. Als Ergebnis wird die Fluktuationsdauer des Ausgangswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (Dauer bezüglich der Inversionsdauer, welche später beschrieben wird) länger.
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Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, verändert sich der erhaltene Fluktuationsdauer-Korrelationswert abhängig von der Sensibilität des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors bezüglich dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von dem ausgewählten Zylinder ausgelassen wird (d. h., abhängig von der „Gaserreichungsstärke an dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor” des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird, und einem Einflussgrad des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases von jedem der Zylinder auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors).
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Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, legt der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt basierend auf dem „erhaltenen Fluktuationsdauer-Korrelationswert” entsprechend (bezüglich) jedem einer Mehrzahl von den Zylindern den Einflussgrad des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das von jedem einer Mehrzahl der Zylinder ausgelassen wird, auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors fest.
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Auf diese Weise kann, gemäß der ersten Erfindungsvorrichtung, der Einflussgrad des Abgases von jedem der Zylinder auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors erhalten werden. Daher kann, da das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis unter Verwendung des Einflussgrades des Abgases von jedem der Zylinder auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors gesteuert werden kann, die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung, welche die Emission verbessern kann, vorgesehen werden.
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Bei der ersten Erfindungsvorrichtung kann der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt einen Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert-Erhaltungsabschnitt enthalten, welcher für jeden von einer Mehrzahl der Zylinder basierend auf dem „erhaltenen Fluktuationsdauer-Korrelationswert” entsprechend jedem von einer Mehrzahl der Zylinder den „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., „Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert” des „Abgases, das von jedem von einer Mehrzahl der Zylinder ausgelassen wird”) erhält.
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Ferner kann der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt enthalten, welcher jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen einer Mehrzahl der Zylinder korrigiert, und zwar derart, dass in einer Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders, dessen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert angezeigt wird” ein „erster Wert” ist, kleiner als ein Zylinder Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders wird, dessen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert angezeigt wird” ein „zweiter Wert, der kleiner als der erste Wert ist” ist. Die Korrektur des Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt kann auch als Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung bezeichnet werden.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird in der Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-starke-Gaserreichung-Zylinders” auch ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das fetter (kleiner)” als ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-schwache-Gaserreichung-Zylinders” ist. Demnach verändert sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors in einer kürzeren Zeit (früher) auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Dies ermöglicht es, dass in einem Fall, in welchem eine Zeitdauer dafür, dass das Abgas von der Brennkammer zu dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor strömen kann (Transportverzögerungszeit des Abgases) lang ist, in einem Fall, in welchem es erforderlich ist, umgehend zu bestimmen, dass die Magergemisch-Anfrage aufgetreten ist, da eine Flussrate des Abgases relativ hoch ist (d. h., in einem Fall, in welchem eine Reaktionszeitverzögerung des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors selbst mit Bezug auf eine Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bezüglich der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht ignoriert werden kann) und dergleichen, sofort bestimmt werden kann, dass die Magergemisch-Anfrage aufgetreten ist. Daher ist es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases derart zu steuern, dass eine große Menge an unverbrannten Substanzen nicht in den Katalysator strömt. Somit kann die Emission verbessert werden.
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Wenn der Gaserreichungsstärkebestimmungsabschnitt den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert-Erhaltungsabschnitt enthält, kann der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt enthalten, welcher jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von einer Mehrzahl von den Zylindern korrigiert, und zwar auf eine solche Weise, dass gemäß der ersten Erfindungsvorrichtung in einer Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders, dessen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert angezeigt wird” ein „erster Wert” ist, größer als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders wird, dessen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert angezeigt wird”, ein „zweiter Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist” ist. Die Korrektur des Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt kann auch als die Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung bezeichnet werden.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird in der Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-starke-Gaserreichung-Zylinders” auf ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer (größer)” als ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-schwache-Gaserreichung-Zylinders” ist, eingestellt. Demnach verändert sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors in einer kürzeren Zeit (früher) auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Dies ermöglicht es, dass in einem Fall, in welchem die Transportverzögerungszeit des Abgases lang ist, in einem Fall, in welchem die Reaktionsverzögerungszeit des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors selbst bezüglich einer Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bezüglich der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht ignoriert werden kann, und dergleichen, schnell bestimmt werden kann, dass die Fettgemisch-Anfrage aufgetreten ist. Demnach ist es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases derart geeignet zu steuern, dass keine große Menge an NOx in den Katalysator strömt. Die Emission kann dadurch verbessert werden.
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Gemäß der ersten Erfindungsvorrichtung kann der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt ferner einen exzellente-Gaserreichung-Zylinder-Identifizierungsabschnitt enthalten, welcher basierend auf dem Fluktuationsdauer-Korrelationswert, der für jeden von einer Mehrzahl von den Zylindern erhalten wird, als einen „exzellente-Gaserreichung-Zylinder” einen „Zylinder, der ein Abgas auslässt, welches den größten Einfluss auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors hat” unter einer Mehrzahl von Zylindern identifiziert bzw. anzeigt.
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In diesem Fall kann der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt enthalten, welcher eine Steuerung (Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung) durchführt, um jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder zu korrigieren, und zwar derart, dass in einer Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, ein „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des identifizierten bzw. angezeigten exzellente-Gaserreichung-Zylinders” kleiner als ein „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders wird, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder unter einer Mehrzahl von den Zylindern ist”.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird in der Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, das „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, dass kleiner (fetter) als das „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist”, ist. Demnach verändert sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors in einer kürzeren Zeit (früher) auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Dies ermöglicht es, dass sofort bestimmt werden kann, dass die Magergemisch-Anfrage aufgetreten ist. Daher ist es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases derart geeignet zu steuern, dass keine große Menge an unverbrannten Substanzen in den Katalysator strömt. Somit kann die erste Erfindungsvorrichtung die Emission verbessern.
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Gemäß der ersten Erfindungsvorrichtung kann, wenn der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt den exzellente-Gaserreichung-Zylinder-Identifizierungsabschnitt enthält, der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt enthalten, welcher eine Steuerung (Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung) durchführt, um jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von einer Mehrzahl von den Zylindern derart zu korrigieren, dass in einer Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, ein „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des identifizierten exzellente-Gaserreichung-Zylinders” größer als ein „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders wird, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder unter einer Mehrzahl der Zylinder ist”.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird in der Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, das „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das größer (magerer) als das „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders ist, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist”. Deshalb verändert sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors in einer kürzeren Zeit (früher) auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Dies ermöglicht es, dass sofort bestimmt werden kann, dass die Fettgemisch-Anfrage aufgetreten ist. Deshalb ist es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases derart geeignet zu steuern, dass eine große Menge an NOx nicht in den Katalysator strömt. Somit kann die erste Erfindungsvorrichtung die Emission verbessern.
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Der vorstehend beschriebene Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt kann derart konfiguriert sein, dass er die Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung in einem Fall, in welchem eine Einlassluftmenge der Maschine gleich oder größer als ein erster Einlassluftbetrag-Schwellenwert ist, und/oder einem Fall, in welchem die Einlassluftmenge der Maschine gleich oder kleiner einem zweiten Einlassluftbetrag-Schwellenwert ist, der kleiner als der erste Einlassluftbetrag-Schwellenwert ist, durchführt.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird die Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung in einem Fall ausgeführt, in welchem es erforderlich ist, umgehend zu bestimmen, dass die Magergemisch-Anfrage aufgetreten ist, wenn eine Flussrate des Abgases hoch ist (d. h., einem Fall, in welchem die Reaktionszeitverzögerung des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors selbst bezüglich einer Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit Bezug auf die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht ignoriert werden kann), und/oder in einem Fall, in welchem eine Zeitdauer dafür, dass das Abgas von der Brennkammer zum stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor strömt (Transportzeitverzögerung des Abgases) lang ist, wenn die Flussrate des Abgases extrem klein ist. Demnach kann verhindert werden, dass ein übermäßig großer Betrag an „Sauerstoff und/oder unverbrannten Substanzen” in den Katalysator strömt, wodurch die Emission verbessert werden kann.
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Wenn sich die Maschine dabei in einem vorbestimmten Betriebszustand (zum Beispiel einem Abbremsbetrieb bzw. Verzögerungsbetrieb) befindet, wird ein sogenannter „Kraftstoffunterbrechungsbetrieb” ausgeführt. Das heißt, der Zylinder-für-Zylinder-Gemisch-Zuführabschnitt kann einen Kraftstoffunterbrechungsabschnitt enthalten, welcher den Kraftstoffunterbrechungsbetrieb durchführt, um das Zuführen des Gemisches zu allen von den Brennkammern von der Mehrzahl der Zylinder zu stoppen, wenn eine vorbestimmte Kraftstoffunterbrechungs-Startbedingung erfüllt wird, und welche den Kraftstoffunterbrechungsbetrieb derart beendet/abschließt, dass das Zuführen der Gemische zu allen Brennkammern von einer Mehrzahl der Zylinder fortgeführt wird, wenn eine vorbestimmte Kraftstoffunterbrechungs-Beendigungsbedingung erfüllt wird, während der Kraftstoffunterbrechungsbetrieb durchgeführt wird.
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In diesem Fall kann der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt den vorstehend beschriebenen Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert-Erhaltungsabschnitt enthalten.
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Ferner kann der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt enthalten, der konfiguriert ist, um:
- (1) zu bestimmen, basierend auf dem Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, ob die unverbrannten Substanzen beginnen, nach einem Endzeitpunkt (Beendigung) des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs stromabwärts des Dreiwege-Katalysators zu strömen oder nicht; und
- (2) eine Nach-Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchzuführen, um die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in einer Dauer (d. h., nach der Kraftstoffunterbrechungsdauer) von dem „Zeitpunkt des Endes des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs” bis zu einem „Zeitpunkt, bei welchem bestimmt wird, dass die unverbrannten Substanzen beginnen, von dem Dreiwege-Katalysator stromabwärts herauszuströmen”, derart zu korrigieren, dass ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders, dessen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert angezeigt wird”, ein „erster Wert” ist, größer als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders wird, dessen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert angezeigt wird” ein „zweiter Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist”, aber kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird.
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Da während des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs eine große Menge an Sauerstoff in den Katalysator strömt, erreicht die Sauerstoffspeichermenge des Katalysators einen maximalen Sauerstoff-Speicherbetrag. Entsprechend ist die Luft-Kraftstoff-Anfrage während der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer die Fettgemisch-Anfrage, weshalb Abgas, dessen Luft-Kraftstoff-Verhältnis das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufweist, zu dem Katalysator zugeführt wird. Daher beginnen, wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Zeitpunkt des Endes des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs vergangen ist, die unverbrannten Substanzen aus dem Katalysator stromabwärts herauszuströmen, und die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage muss folglich auf die Magergemisch-Anfrage verändert werden.
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Zu diesem Zeitpunkt (Zeitpunkt, zu welchem die unverbrannten Substanzen beginnen, stromabwärts aus dem Katalysator herauszuströmen) haben die Sauerstoffspeichermaterialien, die durch den Katalysator vorgesehen werden, Sauerstoff derart ausreichend freigegeben, dass er sich in einem Reduzierungszustand befindet, wobei die „Edelmetalle, die als katalytische Materialien dienen (insbesondere Rhodium etc.)” nicht ausreichend in einen Reduzierungszustand geführt wurden. Das heißt, die Edelmetalle befinden sich immer noch in einem oxidierten Zustand, und eine „größere Menge an unverbrannten Substanzen (Reduktionsmittel)” ist erforderlich, um die Edelmetalle aus diesem oxidierten Zustand herauszuführen, als eine Menge an unverbrannten Substanzen, die erforderlich ist, um den „Sauerstoff, der während des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs gespeichert wird”, aus den Sauerstoffspeichermaterialien freizugeben.
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In Anbetracht des Vorstehenden stellt der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des „Zylinders (relativ-starke-Gaserreichung-Zylinder), dessen Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors der erste Wert ist”, während der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer (aber kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis) als das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des „Zylinders (relativ-schwache-Gaserreichung-Zylinder), dessen Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors der zweite Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist”, ein.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration verzögert sich im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung ein Zeitpunkt, zu welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert (d. h., der Zeitpunkt, bei welchem bestimmt wird, dass die unverbrannten Substanzen beginnen, stromabwärts aus dem Dreiwege-Katalysator zu strömen). Entsprechend kann ein ausreichend großer Betrag an unverbrannten Substanzen, die erforderlich sind, um die Edelmetalle des Katalysators zu reduzieren, in der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer in den Katalysator geleitet werden. Demnach kann verhindert werden, dass sich die Reinigungskapazität bzw. -fähigkeit des Katalysators aufgrund des Zustands, in welchem die Edelmetalle nach dem Kraftstoffunterbrechungsbetrieb nicht reduziert werden, verringert.
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Aufgrund ähnlicher Gründe kann, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Gemisch-Zuführabschnitt den Kraftstoffunterbrechungsabschnitt enthält, und wenn der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt den exzellente-Gaserreichung-Zylinder-Identifizierungsabschnitt enthält, der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt bevorzugt einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt enthalten, der konfiguriert ist, um:
- (1) zu bestimmen, basierend auf dem Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, ob die unverbrannten Substanzen beginnen, stromabwärts aus dem Dreiwege-Katalysator zu strömen oder nicht, und zwar nach einem Zeitpunkt eines Endes (Beendigung) des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs; und
- (2) eine Nach-Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchzuführen, um die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in einer Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer von dem Zeitpunkt des Endes des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs zu dem Zeitpunkt, zu welchem bestimmt wird, dass die unverbrannten Substanzen beginnen, stromabwärts aus dem Dreiwege-Katalysator zu strömen, derart zu korrigieren, dass ein „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des identifizierten exzellente-Gaserreichung-Zylinders” größer als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders wird, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder” ist, aber kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des identifizierten exzellente-Gaserreichung-Zylinders näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gebracht, weshalb der Zeitpunkt des Endes der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer (d. h., ein Zeitpunkt, bei welchem bestimmt wird, dass ein stromabwärtiges Herausströmen der unverbrannten Substanzen aus dem Dreiwege-Katalysator begonnen hat) verzögert werden kann. Demnach kann eine ausreichend große Menge der unverbrannten Substanzen, die erforderlich sind, um die Edelmetalle des Katalysators zu reduzieren, während der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer in dem Katalysator geleitet werden. Somit kann verhindert werden, dass die Reinigungsfähigkeit des Katalysators aufgrund des Zustands, in welchem die Edelmetalle nach dem Kraftstoffunterbrechungsbetrieb nicht reduziert werden, schwacher wird.
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Ferner, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Gemisch-Zuführabschnitt den Kraftstoffunterbrechungsabschnitt enthält, ist es bevorzugt, dass der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt derart konfiguriert ist, dass er das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis derart korrigiert, dass ein „Durchschnitts-(Mittel-)wert der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder während der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer-Schlusszeiten kleiner (fetter) als ein „Durchschnittswert der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder während einer Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage nach der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer auftritt” wird.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration kann ein angemessener Betrag an unverbrannten Substanzen nach der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer zugeführt werden, und der Katalysator kann in einer kurzen Zeit nach der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer in einen Normalzustand versetzt werden.
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Ferner, gemäß der ersten Erfindungsvorrichtung, wenn der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert-Erhaltungsabschnitt enthält, kann der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt aufweisen:
einen Maximal-Sauerstoffspeicherbetrag-Erhaltungsabschnitt, welcher einen maximalen Sauerstoffspeicherbetrag des Dreiwege-Katalysators erhält; und
einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt, welcher eine Steuer-Hunting/Pendelung-Verhinderungssteuerung durchführt, um jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder derart zu korrigieren, dass in einer Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders, dessen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors durch den Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert angezeigt wird”, ein „erster Wert” ist,
- (1) größer als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders wird, dessen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert angezeigt wird”, ein „zweiter Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist”,
- (2) kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, und
- (3) näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis geführt wird, wenn der erhaltene maximale Sauerstoff-Speicherbetrag kleiner wird.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-starke-Gaserreichung-Zylinders” auf ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das magerer (größer)” als ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-schwache-Gaserreichung-Zylinders” ist. Ferner ist das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-starke-Gaserreichung-Zylinders” fetter (kleiner) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und kommt näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn der maximale Sauerstoff-Speicherbetrag des Katalysators kleiner wird.
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Wenn der maximale Sauerstoff-Speicherbetrag des Katalysators kleiner wird, wird die vorstehend beschriebene Fluktuationsdauer des Ausgangswerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., der Feedbackzyklus des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) kürzer, und in manchen Fällen fluktuiert das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Maschine (Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse, die zueinander gleich sind) derart stark (weisen ein Hunting bzw. eine Pendelung auf), dass die Emissionen schlechter werden. Wenn hingegen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-starke-Gaserreichung-Zylinders, wie vorstehend beschrieben, während der Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, eingestellt wird, verzögert sich ein Zeitpunkt, zu welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Demnach kann die Fluktuationsdauer des Ausgangswerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., der Feedbackzyklus des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) verlängert werden. Deshalb kann verhindert werden, dass die Emission schlechter wird, wenn der maximale Sauerstoff-Speicherbetrag kleiner wird.
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Ferner, wenn der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert-Erhaltungsabschnitt enthält, kann der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt gemäß der ersten Erfindungsvorrichtung aufweisen:
einen Maximal-Sauerstoffspeicherbetrag-Erhaltungsabschnitt, welcher einen maximalen Sauerstoffspeicherbetrag des Dreiwege-Katalysators erhält; und
einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt, welcher eine Steuer-Pendelung-Verhinderungssteuerung durchführt, um jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von einer Mehrzahl der Zylinder derart zu korrigieren, dass in einer Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders, dessen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert angezeigt wird”, ein „erster Wert” ist,
- (1) kleiner als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders wird, dessen „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert angezeigt wird”, ein „zweiter Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist”,
- (2) größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, und
- (3) näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gebracht wird, wenn der erhaltene maximale Sauerstoffspeicherbetrag kleiner wird.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird in der Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-starke-Gaserreichung-Zylinders” auf ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das fetter (kleiner)” als ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-schwache-Gaserreichung-Zylinders” ist. Ferner ist das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-starke-Gaserreichung-Zylinders” magerer (größer) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und kommt näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators kleiner wird.
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Wie vorstehend beschrieben, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators kleiner wird, kann es einen Fall geben, in welchem die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse derart stark fluktuieren (eine Pendelung aufweisen), dass die Emissionen schlechter werden. Wenn hingegen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-starke-Gaserreichung-Zylinders wie vorstehend beschrieben während der Dauer eingestellt wird, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, verzögert sich ein Zeitpunkt, zu welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Demnach kann die Fluktuationsdauer des Ausgangswerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., der Feedbackzyklus des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) verlängert werden. Deshalb kann verhindert werden, dass die Emission schlechter wird, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag klein wird.
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Ferner, wenn der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt den exzellente-Gaserreichung-Zylinder-Identifizierungsabschnitt enthält, kann der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt gemäß der ersten Erfindungsvorrichtung aufweisen:
einen Maximal-Sauerstoffspeicherbetrag-Erhaltungsabschnitt, welcher einen maximalen Sauerstoffspeicherbetrag des Dreiwege-Katalysators erhält; und
einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt, welcher eine Steuer-Pendelung-Verhinderungssteuerung durchführt, um jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von einer Mehrzahl der Zylinder derart zu korrigieren, dass in einer Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des identifizierten exzellente-Gaserreichung-Zylinders
- (1) größer als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder unter einer Mehrzahl der Zylinder ist”, wird,
- (2) kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, und
- (3) näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis kommt, wenn der erhaltene maximale Sauerstoffspeicherbetrag kleiner wird.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird in der Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” auf ein „relativ magereres (größeres) Luft-Kraftstoff-Verhältnis” eingestellt. Ferner ist das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” fetter (kleiner) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und kommt näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators kleiner wird.
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Wie vorstehend beschrieben, kann es, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators kleiner wird, einen Fall geben, in welchem die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse derart stark fluktuieren (ein Pendelung aufweisen), dass die Emissionen schlechter werden. Wenn hingegen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders, wie vorstehend beschrieben, während der Dauer eingestellt wird, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, verzögert sich ein Zeitpunkt, zu welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Demnach kann die Fluktuationsdauer des Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., der Feedbackzyklus des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) verlängert werden. Somit kann verhindert werden, dass die Emission schlechter wird, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag klein wird.
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Ferner, wenn der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt den exzellente-Gaserreichung-Zylinder-Identifizierungsabschnitt enthält, kann der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt gemäß der ersten Erfindungsvorrichtung aufweisen:
einen Maximal-Sauerstoffspeicherbetrag-Erhaltungsabschnitt, welcher einen maximalen Sauerstoffspeicherbetrag des Dreiwege-Katalysators erhält; und
einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt, welcher eine Steuer-Pendelung-Verhinderungssteuerung durchführt, um jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von einer Mehrzahl der Zylinder derart zu korrigieren, dass in einer Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des identifizierten exzellente-Gaserreichung-Zylinders
- (1) kleiner als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder unter einer Mehrzahl von den Zylindern ist”, wird,
- (2) größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, und
- (3) näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis kommt, wenn der erhaltene maximale Sauerstoffspeicherbetrag kleiner wird.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird in der Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” auf ein „relativ fetteres (kleineres) Luft-Kraftstoff-Verhältnis” eingestellt. Ferner ist das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” magerer (größer) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und kommt näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators kleiner wird.
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Wie vorstehend beschrieben, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators kleiner wird, gibt es einen Fall, in welchem die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse derart stark fluktuieren (eine Pendelung aufweisen), dass die Emission schlechter wird. Wenn hingegen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders wie vorstehend beschrieben während der Dauer eingestellt wird, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, verzögert sich ein Zeitpunkt, zu welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Demnach kann die Fluktuationsdauer des Ausgangswerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., der Feedbackzyklus des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) verlängert werden. Deshalb kann verhindert werden, dass die Emission schlechter wird, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag klein wird.
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Der Fluktuationsdauer-Korrelationswert-Erhaltungsabschnitt kann dabei derart konfiguriert sein, dass er einen der folgenden Parameter als Basisparameter erhält, und einen Wert erhält, der mit dem erhaltenen Basisparameter als der Fluktuationsdauer-Korrelationswert korreliert.
- – Eine Kurvenlänge des Ausgangswerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors.
- – Eine Inversionsdauer, die mit (entsprechend) einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt korreliert, bei welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors wieder auf einen Wert entsprechend des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, nachdem es sich auf den Wert entsprechend des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert hat, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
- – Ein Betrag eines gespeicherten Sauerstoffs des Dreiwege-Katalysators, welcher einem Gesamtbetrag eines übermäßigen Sauerstoffs entspricht, der in den Dreiwege-Katalysator während einer Dauer strömt, von einem Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem es sich auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
- – Ein Betrag eines abgegebenen Sauerstoffs des Dreiwege-Katalysators, welcher einem Gesamtbetrag einer übermäßig unverbrannten Substanz entspricht, die in den Dreiwege-Katalysator während einer Dauer strömt, von einem Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem es sich auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
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Ein zweiter Aspekt (hiernach vereinfacht als „zweite Erfindungsvorrichtung” bezeichnet) der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung führt auch eine Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung mit Bezug auf den „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors” des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird, ähnlich gemäß der ersten Erfindungsvorrichtung, durch.
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Wie vorstehend beschrieben, weist die erste Erfindungsvorrichtung den Fluktuationsdauer-Korrelationswert-Erhaltungsabschnitt und den Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt auf, so dass sie den Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird, bestimmt (beurteilt). Der „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors” des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird, oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, kann jedoch im Voraus basierend auf Experimenten oder dergleichen erhalten werden, falls zum Beispiel die Form des Abgaskrümmers, die Position/Anordnung des Katalysators, die Position/Anordnung des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und dergleichen bestimmt werden. In Anbetracht des Vorstehenden steuert die zweite Erfindungsvorrichtung das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend auf dem „Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, welchen das Abgas, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird, hat”, der im Voraus erhalten wurde.
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Genauer gesagt, weist die zweite Erfindungsvorrichtung „einen Dreiwege-Katalysator, einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, einen Zylinder-für-Zylinder-Gemisch-Zuführabschnitt und einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt” auf, die auch die erste Erfindungsvorrichtung vergleichbar aufweist, und ist eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine, in welcher Erreichungsstärken von Abgasen, die von einer Mehrzahl der Zylinder zu dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ausgelassen werden, unter den Zylindern nicht einheitlich sind, und sich somit die Einflussgrade auf die Ausgangswerte des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors der Abgase, die von einer Mehrzahl von den Zylindern ausgelassen werden, unter einer Mehrzahl der Zylinder voneinander unterscheiden, und wobei der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt enthält, welcher bestimmt, ob ein Betriebszustand der Maschine einen vorbestimmten Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerzustand erfüllt oder nicht, und welcher jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von einer Mehrzahl der Zylinder korrigiert, wenn bestimmt wird, dass der Betriebszustand der Maschine den vorbestimmten Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerzustand erfüllt, und zwar derart, dass ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „exzellente-Gaserreichung-Zylinders”, welcher ein „Zylinder ist, der Abgas entlässt, welches den größten Einfluss auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors unter einer Mehrzahl der Zylinder hat”, sich von einem Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder unter einer Mehrzahl der Zylinder ist”, unterscheidet (das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des „exzellente-Gaserreichung-Zylinders” unterscheidet sich immer von dem Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des „Zylinders, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder” ist, d. h., wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Korrekturbetrag gemeinsam für alle Zylinder verwendet wird, unterscheiden sich das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des „exzellente-Gaserreichung-Zylinders” und das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des „Zylinders, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist”, mit Bezug auf den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Korrekturbetrag voneinander).
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird die Sensibilität des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit Bezug auf das Abgas (das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases), das von jedem der Zylinder ausgelassen wird (d. h., eine „Gaserreichungsstärke zum stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor” des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird, und der Einflussgrad des Abgases von jedem der Zylinder auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors) positiv genutzt, um beispielsweise die vorstehend beschriebene Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung, die vorstehend beschriebene Nach-Kraftstoffunterbrechungssteuerung (Reduzierung der Edelmetalle des Katalysators nach dem Kraftstoffunterbrechungsbetrieb), die vorstehend beschriebene Steuer-Pendelung-Verhinderungssteuerung, und dergleichen zu realisieren. Demnach kann auch die zweite Erfindungsvorrichtung die Emission verbessern.
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Bei der zweiten Erfindungsvorrichtung ist der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt derart konfiguriert, dass er bestimmt, dass der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerzustand in einem Fall, in welchem eine Einlassluftmenge der Maschine gleich oder größer als ein erster Einlassluftmengen-Schwellenwert ist, und/oder in einem Fall, in welchem die Einlassluftmenge bzw. der Einlassluftbetrag der Maschine gleich oder kleiner als ein zweiter Einlassluftmengen-Schwellenwert ist, der kleiner als der erste Einlassluftmengen-Schwellenwert ist, erfüllt ist.
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Ferner ist der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt derart konfiguriert, dass er die Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung derart durchführt, dass jedes der Zylinder Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder derart korrigiert wird, dass in einer Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, das „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” (immer) kleiner als das „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders ist, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder unter einer Mehrzahl der Zylinder ist”.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration verändert sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit Bezug auf das Abgas von dem exzellente-Gaserreichung-Zylinder mit einer hohen Sensibilität umgehend auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Demnach ist es möglich, in einem Fall, in welchem es erforderlich ist, umgehend zu bestimmen, dass die Magergemisch-Anfrage aufgetreten ist, wenn eine Flussrate des Abgases relativ hoch ist, (d. h., in einem Fall, in welchem eine Reaktionszeitverzögerung des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors selbst mit Bezug auf eine Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bezüglich der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ignoriert werden kann), und/oder einem Fall, in welchem eine Transportzeitverzögerung des Abgases groß ist, wenn die Flussrate des Abgases sehr klein ist, umgehend zu bestimmen, dass die Magergemisch-Anfrage aufgetreten ist. Demnach ist es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases derart zu steuern, dass keine große Menge an unverbrannten Substanzen in den Katalysator strömt. Somit kann die Emission verbessert werden.
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Alternativ kann der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt gemäß der zweiten Erfindungsvorrichtung derart konfiguriert sein, dass er bestimmt, dass der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerzustand in einem Fall, in welchem eine Einlassluftmenge der Maschine gleich oder größer als ein erster Einlassluftmengen-Schwellenwert ist, un/oder in einem Fall, in welchem die Einlassluftmenge der Maschine gleich oder kleiner als ein zweiter Einlassluftmengen-Schwellenwert ist, der kleiner als der erste Einlassluftmengen-Schwellenwert ist, erfüllt ist, und dass er eine Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung durchführt, um jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder derart zu korrigieren, dass in einer Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, das „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” (immer) größer als das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des „Zylinders ist, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder unter einer Mehrzahl der Zylinder ist”.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration verändert sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit Bezug auf das Abgas von dem exzellente-Gaserreichung-Zylinder mit einer hohen Sensibilität umgehend auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Demnach ist es möglich, in einem Fall, in welchem es erforderlich ist, umgehend zu bestimmen, dass die Fettgemisch-Anfrage aufgetreten ist, wenn eine Flussrate des Abgases relativ hoch ist (d. h., in einem Fall, in welchem eine Reaktionszeitverzögerung des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors selbst mit Bezug auf eine Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bezüglich der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht ignoriert werden kann), und/oder in einem Fall, in welchem eine Transportzeitverzögerung des Abgases groß ist, wenn die Flussrate des Abgases extrem klein ist, umgehend zu bestimmen, dass die Fettgemisch-Anfrage aufgetreten ist. Demnach ist es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases derart zu steuern, dass keine große Menge an NOx in den Katalysator strömt. Somit kann die Emission verbessert werden.
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Ferner, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Gemisch-Zuführabschnitt den Kraftstoffunterbrechungs-abschnitt enthält, ist der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt gemäß der zweiten Erfindungsvorrichtung konfiguriert:
um zu bestimmen, basierend auf dem Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, ob die unverbrannten Substanzen beginnen, nach einem Zeitpunkt einer Beendigung (Abschließung) der Kraftstoffunterbrechung des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs stromabwärts aus dem Dreiwege-Katalysator herauszuströmen oder nicht;
um zu bestimmen, dass der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerzustand während einer „Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer” von einem Zeitpunkt des Endes des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem bestimmt wird, dass die unverbrannten Substanzen beginnen, stromabwärts aus dem Dreiwege-Katalysator herauszuströmen, erfüllt ist; und
um eine Nach-Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchzuführen, um jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder in der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer derart zu korrigieren, dass ein „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” (immer) größer als ein „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders ist, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder” ist, aber kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechung näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gebracht, weshalb sich der Zeitpunkt des Endes der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer (d. h., ein Zeitpunkt, bei welchem bestimmt wird, dass die unverbrannten Substanzen begonnen haben, stromabwärts aus dem Dreiwege-Katalysator herauszuströmen) verzögern kann. Demnach kann ein ausreichend großer Betrag an bzw. eine ausreichend große Menge der unverbrannten Substanzen, die erforderlich sind, um die Edelmetalle des Katalysators zu reduzieren, in den Katalysator in der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer eingeströmt werden. Somit kann verhindert werden, dass sich die Reinigungsfähigkeit des Katalysators aufgrund des Zustands, in welchem die Edelmetalle nach dem Kraftstoffunterbrechungsbetrieb nicht reduziert sind, verringert.
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Ferner ist der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt gemäß der zweiten Erfindungsvorrichtung konfiguriert:
einen maximalen Sauerstoffspeicherbetrag bzw. eine maximale Sauerstoffspeichermenge des Katalysators zu erhalten, zu bestimmen, ob der erhaltene maximale Sauerstoff kleiner als ein vorbestimmter maximaler Sauerstoffspeichermengen-Schwellenwert ist oder nicht, und um zu bestimmen, dass der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerzustand erfüllt ist, wenn bestimmt wird, dass der erhaltene maximale Sauerstoff kleiner als der vorbestimmte maximale Sauerstoffspeichermengen-Schwellenwert ist; und
eine Steuer-Pendelung-Verhinderungssteuerung durchzuführen, um jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder derart zu korrigieren, dass in einer Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders immer größer als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders wird, der nicht der exzellente-Gaserreichungs-Zylinder unter einer Mehrzahl der Zylinder” ist, aber kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird in einem Fall, in welchem die maximale Sauerstoffspeichermenge kleiner als der vorbestimmte maximale Sauerstoffspeichermengen-Schwellenwert ist, aufgrund einer Alterung des Katalysators und in der Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” auf das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, welches magerer ist und näher am stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis” als das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder” ist.
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Wie vorstehend beschrieben wird, wenn die maximale Sauerstoffspeichermenge des Katalysators klein wird, die Fluktuationsdauer des Ausgangswerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., der Feedbackzyklus des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) kurz, und in manchen Fällen fluktuieren die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse stark (weisen eine Pendelung auf). Gemäß der vorstehenden Konfiguration hingegen verzögert sich ein Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit einer hohen Sensibilität mit Bezug auf das Abgas, das vom exzellente-Gaserreichung-Zylinder ausgelassen wird, auf einen „Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, der fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist” verzögert, weshalb die Inversionsdauer des Ausgangswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., der Feedbackzyklus des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) verlängert werden kann. Demnach kann verhindert werden, dass die Emission schlechter wird, wenn die maximale Sauerstoffspeichermenge klein wird.
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Ferner ist der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt gemäß der zweiten Erfindungsvorrichtung derart konfiguriert:
dass er eine maximale Sauerstoffspeichermenge des Katalysators erhält, dass er bestimmt, ob der erhaltene maximale Sauerstoff kleiner als ein vorbestimmter maximaler Sauerstoffspeichermengen-Schwellenwert ist oder nicht, und dass er bestimmt, dass der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerzustand erfüllt ist, wenn bestimmt ist, dass der erhaltene maximale Sauerstoff kleiner als der vorbestimmte maximale Sauerstoffspeichermengen-Schwellenwert ist; und
dass er eine Steuer-Pendelung-Verhinderungssteuerung durchführt, um jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder derart in einer Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, zu korrigieren, dass ein „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” (immer) kleiner als ein „Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders wird, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder unter einer Mehrzahl der Zylinder ist”, aber größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird in einem Fall, in welchem die maximale Sauerstoffspeichermenge aufgrund einer Alterung des Katalysators kleiner als der vorbestimmte maximale Sauerstoffspeichermengen-Schwellenwert ist, und während der Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders” auf das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, welches fetter ist und näher am stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis” als das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder” ist.
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Wie vorstehend beschrieben, wenn die maximale Sauerstoffspeichermenge des Katalysators klein wird, wird die Fluktuationsdauer des Ausgangswerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., der Feedbackzyklus des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) kurz, und in manchen Fällen fluktuieren die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse stark (weisen eine Pendelung auf). Gemäß der vorstehenden Konfiguration verzögert sich hingegen ein Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors mit einer hohen Sensibilität mit Bezug auf das Abgas, das von dem exzellente-Gaserreichung-Zylinder ausgelassen wird, auf einen „Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist”, weshalb die Inversionsdauer des Ausgangswerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., der Feedbackzyklus des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) verlängert werden kann. Demnach kann verhindert werden, dass die Emission schlechter wird, wenn die maximale Sauerstoffspeichermenge klein wird.
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Weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Abgassystems einer Verbrennungsmaschine, an welcher eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung (vorliegende Steuervorrichtung) gemäß einer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.
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2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Verbrennungsmaschine, an welcher die vorliegende Steuervorrichtung vorgesehen ist.
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3 zeigt einen Graph, der eine Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung eines stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der in 2 dargestellt ist, und einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis darstellt.
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4 zeigt einen Graph, der eine Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung eines stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der in 2 dargestellt ist, und einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis darstellt.
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5 zeigt ein allgemeines Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch eine CPU einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung (erste Steuervorrichtung) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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6 zeigt ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, einem Fettgemisch-Anfrage-Flag und einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Katalysatoreinlassgases darstellt.
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7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch die CPU der ersten Steuervorrichtung ausgeführt wird.
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8 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch die CPU der ersten Steuervorrichtung ausgeführt wird.
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9 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch die CPU der ersten Steuervorrichtung ausgeführt wird.
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10 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch die CPU der ersten Steuervorrichtung ausgeführt wird.
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11 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch die CPU der ersten Steuervorrichtung ausgeführt wird.
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12 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch die CPU der ersten Steuervorrichtung ausgeführt wird.
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13 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch die CPU der ersten Steuervorrichtung ausgeführt wird.
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14 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch die CPU der ersten Steuervorrichtung ausgeführt wird.
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15 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch eine CPU einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung (zweite Steuervorrichtung) gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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16 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch eine CPU einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung (dritte Steuervorrichtung) gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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17 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch eine CPU einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung (vierte Steuervorrichtung) gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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18 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, der durch eine CPU einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung gemäß einer dritten Modifikation der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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19 zeigt ein Zeitdiagramm zum Beschreiben von Betrieben, wenn eine CPU einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung gemäß einer fünften Modifikation der vorliegenden Erfindung eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage bestimmt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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[Erste Ausführungsform]
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(Konfiguration)
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2 zeigt eine schematische Konfiguration einer Verbrennungsmaschine 10, an welcher eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung (hiernach als „erste Steuervorrichtung” bezeichnet) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. Die Maschine 10 ist eine Funken-Zündung-Mehrzylinder-(4 Zylinder im vorliegenden Beispiel)-Viertakt-Benzinmaschine 10. Die Maschine 10 weist einen Hauptkörperabschnitt 20, ein Einlasssystem 30 und ein Abgassystem 40 auf.
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Der Hauptkörperabschnitt 20 enthält einen Zylinderblockabschnitt und einen Zylinderkopfabschnitt. Der Hauptkörperabschnitt 20 weist eine Mehrzahl von (vier) Brennkammern 21 (erster Zylinder #1 bis vierter Zylinder #4) auf, wobei jeder durch eine obere Oberfläche eines Kolbens, eine Zylinderwand und eine untere Oberfläche des Zylinderkopfabschnitts ausgebildet ist.
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Im Zylinderkopfabschnitt sind Einlassöffnungen 22, von welchen jede zum Zuführen eines „Gemisches vorgesehen ist, das aus Luft und Kraftstoff gebildet ist”, zu jeder der Brennkammern (jedem Zylinder) 21, und Auslassöffnungen bzw. Abgasöffnungen 23, von welchen jede zum Auslassen eines Abgases (verbranntes Gas) von jeder der Brennkammern 21 vorgesehen ist, vorgesehen. Jede Einlassöffnung 22 wird durch das entsprechende Einlassventil geöffnet und geschlossen, welches nicht dargestellt ist. Jede Abgasöffnung 23 wird durch ein entsprechendes Abgasventil, welches nicht dargestellt ist, geöffnet und geschlossen.
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Im Zylinderkopfabschnitt ist eine Mehrzahl von (vier) Zündkerzen 24 fixiert. Jede der Zündkerzen 24 ist derart angeordnet, dass ihr Funkenerzeugungsabschnitt an einer Stelle in der Nähe der unteren Oberfläche des Zylinderkopfabschnitts an einem zentralen Abschnitt von jeder der Brennkammern 21 angeordnet ist. Die Zündkerze 24 ist derart konfiguriert, dass sie einen Funken zum Zünden vom Funkenerzeugungsabschnitt in Erwiderung auf ein Funkensignal erzeugt.
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Im Zylinderkopfabschnitt ist eine Mehrzahl von (vier) Kraftstoff-Einspritzventilen (Injektoren) 25 fixiert. Jedes der Kraftstoff-Einspritzventile 25 ist für jede der Einlassöffnungen 22 vorgesehen (d. h., ein Injektor pro Zylinder). Das Kraftstoff-Einspritzventil 25 ist derart konfiguriert, dass es in Reaktion auf ein Einspritzungs-Anweisungssignal „Kraftstoff einer angewiesenen Einspritzungsmenge, die im Einspritzungs-Anweisungssignal enthalten ist”, in eine entsprechende Einlassöffnung 22 einspritzt.
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Ferner ist im Zylinderkopfabschnitt eine Einlassventil-Steuervorrichtung 26 vorgesehen. Die Einlassventil-Steuervorrichtung 26 weist eine bereits bekannte Konfiguration auf, um einen relativen Drehwinkel (Phasenwinkel) zwischen einer Einlass-Nockenwelle (nicht dargestellt) und einer Einlassnocke (nicht dargestellt) hydraulisch zu justieren/steuern. Die Einlassventil-Steuervorrichtung 26 funktioniert bzw. arbeitet in Reaktion auf ein Anweisungssignal (Ansteuersignal) und ist derart konfiguriert, dass sie ein Öffnungstiming des Einlassventils verändert (Einlassventil-Öffnungstiming).
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Das Einlasssystem 30 weist einen Einlasskrümmer 31, eine Einlassleitung 32, einen Luftfilter 33, eine Drosselklappe bzw. ein Drosselventil 34 und einen Drosselventilaktuator 34a auf.
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Der Einlasskrümmer 31 enthält eine Mehrzahl von Abzweigungsabschnitten, die mit den Einlassöffnungen 22 verbunden sind, und einen Ausgleichstankabschnitt, in welchem die Verzweigungsabschnitte zusammenlaufen. Die Einlassleitung 32 ist mit dem Ausgleichstankabschnitt verbunden. Der Einlasskrümmer 31, die Einlassleitung 32 und eine Mehrzahl der Einlassöffnungen 22 bilden eine Einlasspassage. Der Luftfilter ist am Ende der Einlassleitung 32 vorgesehen. Das Drosselventil 34 ist drehbar durch die Einlassleitung 32 an einer Position zwischen dem Luftfilter 33 und dem Einlasskrümmer 31 gelagert. Das Drosselventil 34 ist derart vorgesehen, dass es die Öffnungs-Querschnittsfläche der Einlasspassage, die durch die Einlassleitung 32 gebildet wird, verändert, wenn es sich dreht bzw. auslenkt. Der Drosselventilaktuator 34a enthält einen DC-Motor und ist derart konfiguriert, dass er das Drosselventil 34 in Reaktion auf ein Anweisungssignal (Ansteuersignal) auslenkt.
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Das Abgassystem 40 weist einen Abgaskrümmer 41, eine Abgasleitung 42, einen stromaufwärtigen Katalysator 43 und einen stromabwärtigen Katalysator 44 auf.
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Der Abgaskrümmer 41 weist eine Mehrzahl von Abzweigungsabschnitten 41a auf, welche jeweils mit einer Mehrzahl von Abgasöffnungen 23 verbunden sind, und einen Ansammelbereich (Abgas-Ansammelbereich) 41b, in welchem diese Verzweigungsabschnitte 41a zusammenlaufen. Die Abgasleitung 42 ist mit dem Ansammelbereich 41b des Abgaskrümmers 41 verbunden. Der Abgaskrümmer 41, die Abgasleitung 42 und eine Mehrzahl der Abgasöffnungen 23 bilden eine Passage, durch welche das Abgas strömt. Es sollte erwähnt sein, dass gemäß der vorliegenden Spezifizierung eine Passage durch den Ansammelbereich 41b des Abgaskrümmers 41 und die Abgasleitung 42 zur Vereinfachung als „Abgaspassage” bezeichnet wird.
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Der stromaufwärtige Katalysator 43 ist ein Dreiwege-Katalysator, der auf einer keramischen Trägerschicht „Edelmetalle lagert bzw. trägt, die als katalytische Substanzen dienen (Palladium Pd und Platin Pt, Rhodium Rd, etc.)” und „Cerium (CeO2), das als Sauerstoff enthaltende (speichernde) Substanz dient”, um eine Sauerstoffspeicher-/abgabe-Funktion zu erfüllen (Sauerstoffspeicherfunktion). Der stromaufwärtige Katalysator 43 ist in der Abgasleitung 42 angeordnet. Wenn eine Temperatur des stromaufwärtigen Katalysators 43 eine vorbestimmte Aktivierungstemperatur erreicht, führt der stromaufwärtige Katalysator 43 eine „katalytische Funktion aus, um gleichzeitig unverbrannte Verbrennungspartikel/Substanzen (HC, CO und H2) und Stickstoffoxide (NOx) zu reinigen” und die „Sauerstoffspeicherfunktion” auszuführen. Der stromaufwärtige Katalysator 43 wird auch als Katalyse-Startkonverter (SC) oder ein erster Katalysator bezeichnet.
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Der stromabwärtige Katalysator 44 ist ein Dreiwege-Katalysator ähnlich dem stromaufwärtigen Katalysator 43. Der stromabwärtige Katalysator 44 ist in der Abgasleitung an einer Position stromabwärts des stromaufwärtigen Katalysators 43 angeordnet. Der stromabwärtige Katalysator 44 ist unter einem Fußboden eines Fahrzeugs angeordnet und somit als Unterfußboden-katalytischer-Konverter (UFC) oder als zweiter Katalysator bezeichnet. Dabei sollte erwähnt sein, dass gemäß der vorliegenden Spezifikation der einfache Ausdruck eines „Katalysators” den stromaufwärtigen Katalysator 43 betrifft.
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Die erste Steuervorrichtung enthält einen Heizdraht-Luftmassenmesser 51, einen Drosselpositionssensor 52, einen Maschinendrehzahlsensor 53, einen Wassertemperatursensor 54, einen stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 55, einen stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 und einen Gaspedalöffnungssensor 57.
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Der Heizdraht-Luftmassenmesser 51 erfasst eine Massenflussrate einer Einlassluft, die in die Einlassleitung 32 strömt, um ein Signal auszugeben, das die Massenflussrate (Einlassluftmenge der Maschine pro Zeit) Ga anzeigt.
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Der Drosselpositionssensor 52 erfasst eine Öffnung des Drosselventils 34, um ein Signal auszugeben, das die Drosselventilöffnung TA anzeigt.
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Der Maschinendrehzahlsensor 53 gibt ein Signal aus, das einen kurzen Impuls enthält, der jedes Mal dann erzeugt wird, wenn sich die Einlassnockenwelle um 5° dreht, und einen weiten Impuls, der jedes Mal dann erzeugt wird, wenn sich die Einlassnockenwelle um 360° dreht. Die Signalausgabe vom Maschinendrehzahlsensor 53 wird durch einen elektrischen Controller 60 in eine Maschinendrehzahl NE gewandelt, welcher später beschrieben wird. Ferner ist der elektrische Controller 60 derart konfiguriert, dass er einen Kurbelwinkel (absoluter Kurbelwinkel) KW der Maschine 10 basierend auf Signalen von dem Maschinendrehzahlsensor 53 und einem nicht dargestellten Kurbelwinkelsensor erhält.
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Der Wassertemperatursensor 54 erfasst eine Temperatur eines Kühlwassers der Verbrennungsmaschine 10, um ein Signal auszugeben, das die Kühlwassertemperatur THW anzeigt.
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Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor
55 ist „entweder an einem Abgaskrümmer
41 oder der Abgasleitung
42” angeordnet (d. h., in der Abgaspassage) und in einer Position zwischen dem Ansammelbereich
41b des Abgaskrümmers
41 und dem stromaufwärtigen Katalysator
43. Der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor
55 ist ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor für einen weiten Bereich von einem Strombeschränkungstyp, der eine Diffusions-Widerstandsschicht enthält”, der zum Beispiel in den
japanischen Patentanmeldungen Offenlegungsnummern (kokai) H11-72473 ,
JP 2000-65782 A und
JP 2004-69547 A offenbart ist.
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Wie in 3 dargestellt, gibt der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 55 einen Ausgangswert Vabyfs aus, welcher einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Abgases entspricht, das an der Position strömt, an welcher der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 55 angeordnet ist (d. h., ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Katalysator-Einlassgases”, welches ein Gas ist, das in den Katalysator 43 strömt, oder ein erfasstes stromaufwärtiges Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs). Der Ausgangswert Vabyfs wird größer, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases größer wird (d. h., wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases magerer wird).
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Der elektrische Controller 60 speichert eine „Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Konversionstabelle (Kennfeld) Mapabyfs, dargestellt in 3. Der elektrische Controller 60 erfasst ein tatsächliches stromaufwärtiges Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs (erhält das erfasste stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis) unter Verwendung des Ausgangswerts Vabyfs mit Bezug auf die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Konversionstabelle Mapabyfs.
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Mit Rückbezug auf 2 ist der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 in der Abgasleitung 42 angeordnet (d. h., in der Abgaspassage), und in einer Position zwischen dem stromaufwärtigen Katalysator 43 und dem stromabwärtigen Katalysator 44. Wie in 1 dargestellt, ist der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 in der Nähe des stromabwärtigen Katalysators 43 vorgesehen. Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 ist ein bekannter Sauerstoff-Konzentrationssensor eines Konzentrationszellentyps (O2-Sensor). Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 ist konstruiert/konfiguriert, um einen Ausgangswert Voxs entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (stromabwärtiges Luft-Kraftstoff-Verhältnis afdown) eines Gases auszugeben, das an einer Position strömt, an welcher der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 angeordnet ist (d. h., ein „Katalysator-Auslassgas”, welches ein Gas ist, das aus dem Katalysator 43 herausströmt).
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Wie in 4 dargestellt, wird der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 ein maximaler Ausgangswert max (zum Beispiel ca. 0,9 Volt–1,0 Volt), wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Auslassgases (das zu erfassende Gas) fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, weshalb ein Sauerstoffpartialdruck eines Gases in einem Zustand, in dem die unverbrannten Substanzen und Sauerstoff im Katalysator-Auslassgas ein chemisches Gleichgewicht erreicht haben, klein ist. Das heißt, der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 gibt den maximalen Ausgangswert max aus, wenn das Katalysator-Auslassgas nicht den übermäßigen Sauerstoff enthält.
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Ferner wird der Ausgangswert Voxs ein minimaler Ausgangswert min (zum Beispiel ca. 0 Volt–0,1 Volt), wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Auslassgases (das zu erfassende Gas) magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, weshalb der Sauerstoffpartialdruck des Gases in dem Zustand, in dem die unverbrannten Substanzen und Sauerstoff im Katalysator-Auslassgas ein chemisches Gleichgewicht erreicht haben, groß ist. Das heißt, der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 gibt den minimalen Ausgangswert min aus, wenn das Katalysator-Auslassgas übermäßig Sauerstoff enthält.
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Ferner nimmt der Ausgangswert Voxs stark vom maximalen Ausgangswert max zum minimalen Ausgangswert min ab, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Auslassgases vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, zum Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Der Ausgangswert Voxs steigt hingegen stark von dem minimalen Ausgangswert min zum maximalen Ausgangswert max an, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Auslassgases von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, zum Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Dabei sollte erwähnt sein, dass ein Mittelwert des minimalen Ausgangswerts min und des maximalen Ausgangswerts max als eine Mittelpunktspannung mitt (= (max + min)/2), oder als ein der Spannung Vst entsprechendes stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis bezeichnet wird.
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Der Gaspedalöffnungssensor 57, der in 2 dargestellt ist, erfasst einen Betätigungswert bzw. -betrag eines Gaspedals AP, das durch den Fahrer betätigt wird, um ein Signal auszugeben, das den Betätigungsbetrag Accp des Gaspedals AP anzeigt.
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Der elektrische Controller 60 ist eine elektrische Schaltung, die einen „bekannten Mikrocomputer enthält, welcher eine CPU, einen ROM, einen RAM, einen Backup-RAM und eine Schnittstelle enthält, welche einen AD-Konverter, etc. enthält”.
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Der Backup-RAM, der im elektrischen Controller 60 enthalten ist, wird unabhängig von einer Position (Aus-Position, Start-Position, Ein-Position und dergleichen) eines nicht dargestellten Zündschlüsselschalter des Fahrzeugs mit elektrischer Leistung von einer Batterie versorgt, die auf einem Fahrzeug montiert ist, auf welchem auch die Maschine 10 montiert ist. Während die elektrische Leistung von der Batterie zum Backup-RAM geführt wird, werden Daten im Backup-RAM gemäß einer Anweisung der CPU gespeichert (darauf geschrieben), und der Backup-RAM hält (speichert, nimmt auf) die Daten auf eine solche Weise, dass die Daten ausgelesen werden können. Wenn die Batterie aus dem Fahrzeug genommen wird, und somit beispielsweise der Backup-RAM nicht mit elektrischer Leistung versorgt werden kann, kann der Backup-RAM die Daten nicht halten. Das heißt, Daten, welche gespeichert worden sind, gehen verloren (werden gelöscht).
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Die Schnittstelle des elektrischen Controllers 60 ist mit den Sensoren 51 bis 57, die vorstehend beschrieben sind, derart verbunden, dass er Signale von diesen Sensoren zur CPU sendet. Zudem ist die Schnittstelle derart ausgestaltet, dass sie in Reaktion auf die Anweisung von der CPU Anweisungssignale (Ansteuersignale) zu jeder der Zündkerzen 24 der Zylinder, jedem der Kraftstoff-Einspritzventile 25 der Zylinder, der Einlassventil-Steuervorrichtung 26 und dem Drosselventilaktuator 34a und dergleichen sendet. Dabei ist zu erwähnen, dass der elektrische Controller 60 ausgestaltet ist, um das Anweisungssignal zum Drosselventilaktuator 34a derart zu senden, dass die Drosselventilöffnung TA größer wird, wenn der erhaltene Gaspedal-Betätigungsbetrag Accp ansteigt.
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(Skizze einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß der ersten Steuervorrichtung)
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Die erste Steuervorrichtung stellt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Maschine (Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse) auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis (welches ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist) ein, wenn sie basierend auf dem Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 bestimmt, dass eine Magergemisch-Anfrage auftritt, wobei die Magergemisch-Anfrage eine Anfrage ist, bei welcher es erforderlich ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen. Die erste Steuervorrichtung stellt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Maschine (Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis) auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein (welches ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist), wenn sie basierend auf dem Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 bestimmt, dass eine Fettgemisch-Anfrage auftritt, wobei die Fettgemisch-Anfrage eine Anfrage ist, welche erfordert, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch des Katalysator-Einlassgases auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird. Die vorstehend beschriebene Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ist eine Feedback-Steuerung bezüglich eines Luft-Kraftstoff-Gemisches basierend auf dem Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56.
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Ferner, gemäß einem Ablauf von Betrieben bzw. Betätigungen, die im allgemeinen Flussdiagramm in 5 dargestellt sind, hat/erstellt die erste Steuervorrichtung ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines ausgewählten Zylinders) eines Gemisches, das der Brennkammer 21 eines speziellen/bestimmten Zylinders (ausgewählter Zylinder (Nter-Zylinder)) zugeführt wird, das sich (immer) von einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines nicht-ausgewählten Zylinders) eines Gemisches, das den Brennkammern 21 von jedem der Zylinder (nicht-ausgewählte Zylinder), die nicht der ausgewählte Zylinder sind, zugeführt wird, unterscheidet. Tatsächlich stellt, wenn die erste Steuervorrichtung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des ausgewählten Zylinders vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis des nicht-ausgewählten Zylinders unterscheidet bzw. dieses anders einstellt, die erste Steuervorrichtung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des ausgewählten Zylinders auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein, das kleiner (fetter) als das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des nicht-ausgewählten Zylinders ist, und zwar in einer Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage, die als Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage dient, auftritt.
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Zudem erhält die erste Steuervorrichtung einen Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N) in dem Fall (d. h., in dem Fall, in welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im ausgewählten Zylinder eingestellt wird, kleiner als das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des nicht-ausgewählten Zylinders zu sein), und speichert den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N) in Assoziierung mit dem ausgewählten Zylinder (der Nte-Zylinder) (bezüglich den Schritten von Schritt 505 bis Schritt 545). Wie später beschrieben wird, ist der Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N) einer von „Werten/Parametern, die eine(n) Einfluss/Auswirkung auf die zyklische Fluktuation anzeigen”, und zwar bezüglich des Ausgangswertes Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56, und wird als „Fluktuationsdauer-Korrelationswert” bezeichnet. Das heißt, der Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N) ist ein Wert, der abhängig von (gemäß) einer „Inversionsdauer des Ausgangswerts Voxs” variiert, und somit ein Wert, der mit der Inversionsdauer des Ausgangswerts Voxs korreliert.
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Genauer gesagt, bestimmt die erste Steuervorrichtung in einer Dauer, in welcher ein Feedback-Steuerzustand erfüllt ist, dass ein Zustand/eine Bedingung des Katalysators 43 ein fetter Zustand ist (Zustand, in welchem die Magergemisch-Anfrage, welche erfordert, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, auftritt), wenn der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem der Zylinder auf ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, das um einen vorbestimmten Betrag größer (magerer) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist”.
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Ferner bestimmt die erste Steuervorrichtung, dass der Zustand/die Bedingung des Katalysators 43 ein magerer Zustand ist (Zustand, in welchem die Fettgemisch-Anfrage auftritt, welche erfordert, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird), wenn der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem der Zylinder auf ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, das um einen vorbestimmten Betrag kleiner (fetter) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist”. Das heißt, die erste Steuervorrichtung feedback-steuert das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis) von jedem der Zylinder basierend auf dem Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56.
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In diesem Zustand bestimmt sie, wenn die erste Steuervorrichtung zu Schritt 505 voranschreitet, wie in 5 dargestellt, ob eine Bestimmung (Beurteilung) auf bzw. bezüglich einer „Gaserreichungsstärke des Abgases, das von jedem von den Zylindern zum stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 ausgelassen wurde (d. h., ein Einflussgrad auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird)” abgeschlossen wurde. Hiernach wird die „Gaserreichungsstärke des Abgases, das von einem bestimmten Zylinder zum stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 ausgelassen wird”, vereinfacht als „Gaserreichungsstärke eines bestimmten Zylinders” bezeichnet.
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Falls die Bestimmung der Gaserreichungsstärke von jedem der Zylinder noch nicht abgeschlossen wurde, erstellt die erste Steuervorrichtung basierend auf nur dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des ersten Zylinders bei Schritt 510 eine Fettgemisch-Korrektur. Das heißt, wenn der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und daher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, stellt die erste Steuervorrichtung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders, der nicht der erste Zylinder ist, auf das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein, das um den vorbestimmten Betrag kleiner (fetter) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist”, und stellt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des ersten Zylinders auf ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein, das fetter (kleiner) als das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders ist, der nicht der erste Zylinder ist”. Das heißt, die erste Steuervorrichtung erhöht den „Einspritzbetrag eines Kraftstoffs, der vom Kraftstoff-Einspritzventil 25 entsprechend dem ersten Zylinder eingespritzt wird”, um ein vorbestimmtes Verhältnis, im Vergleich zu einem „Einspritzbetrag eines Kraftstoffs, der von dem Kraftstoff-Einspritzventil 25 entsprechend dem Zylinder, der nicht der erste Zylinder ist, eingespritzt wird”, in einem Fall, in welchem die erste Steuervorrichtung das Katalysator-Einlassgas auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis einstellt.
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Ferner, wenn der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und daher die Magergemisch-Anfrage auftritt, stellt die erste Steuervorrichtung jedes der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von allen Zylindern auf ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein, das um einen vorbestimmten Betrag magerer (größer) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist”. Das heißt, wenn die Magergemisch-Anfrage auftritt, stellt die erste Steuervorrichtung sowohl den „Einspritzbetrag des Kraftstoffs, der vom Kraftstoff-Eispritzventil 25 entsprechend dem ersten Zylinder eingespritzt wird” als auch den „Einspritzbetrag des Kraftstoffs, der vom Kraftstoff-Einspritzventil 25 entsprechend dem Zylinder, der nicht der erste Zylinder ist, eingespritzt wird”, auf den gleichen Wert ein.
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Die erste Steuervorrichtung führt die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerung unter diesem Zustand weiter, und berechnet gemäß einem bekannten Verfahren einen gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz und einen abgegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs.
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Zum Beispiel wird der gespeicherte Sauerstoffbetrag OSAkz mittels Integral (Summierung) eines gespeicherten Sauerstoffanstiegswerts bzw. -betrags ΔOSAkz pro Zeiteinheit, wie in der nachfolgenden Formel (1) dargestellt, berechnet, und zwar über (für) eine Dauer, in welcher der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 größer als das der Spannung Vst entsprechenden stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist (siehe Zeitpunkt t1 bis Zeitpunkt t2, dargestellt in 6). Bei der Formel (1) ist ein Wert „0,23” ein Massenanteil an Sauerstoff, der in der Luft enthalten ist. SFi ist ein Gesamtbetrag des Kraftstoffeinspritzbetrages des Kraftstoffs, der in dieser Zeiteinheit eingespritzt wird. abyfs ist das stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs (d. h., das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gases, das in den Katalysator 43 strömt), das unter Verwendung des Ausgangswertes Vabyfs vom stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 55 zur Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Konversionstabelle Mapabyfs (Vabyfs), dargestellt in 3, erhalten wird. stoich ist das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (zum Beispiel 14,6). ΔOSAkz = 0,23·SFi·(abyfs – stoich) (1)
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Der freigegebene Sauerstoffbetrag OSAhs wird zum Beispiel durch ein Integral (Summierung) eines freigegebenen Sauerstoff-Anstiegsbetrags ΔOSAhs pro Zeiteinheit, dargestellt durch die untenstehend aufgeführte Formel (2), berechnet, und zwar über (für) eine Zeit, in welcher der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 kleiner als das der Spanung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist (siehe Zeitpunkt t2 bis Zeitpunkt t3, dargestellt in 6). ΔOSAhs = 0,23·SFi·(stoich – abyfs) (2)
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Nachdem der gespeicherte Sauerstoffbetrag OSAkz und der freigegebene Sauerstoffbetrag OSAhs erhalten wurden, berechnet die erste Steuervorrichtung einen Durchschnittswert bzw. -betrag OSA(1) dieser Werte. Der OSA(1) ist der vorstehend beschriebene Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N) (N = 1). Der Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(1) wird als Fluktuationsdauer-Korrelationswert des ersten Zylinders im RAM gespeichert.
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Nachfolgend erstellt die erste Steuervorrichtung eine Fettgemisch-Korrektur bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zweiten Zylinders bei Schritt 520 und Schritt 525, ähnlich zum Schritt 510 und Schritt 515, und erhält einen gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz und den freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs in diesem Zustand. Danach speichert die erste Steuervorrichtung einen Mittelwert OSA(2) dieser Werte im RAM als den Fluktuationsdauer-Korrelationswert des zweiten Zylinders.
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Danach erstellt die erste Steuervorrichtung eine Fettgaskorrektur auf nur dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des dritten Zylinders bei Schritt 530 und Schritt 535, ähnlich zu Schritt 510 und Schritt 515, und erhält den gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz und den freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs in diesem Zustand. Danach speichert die Steuervorrichtung einen Durchschnittswert OSA(3) dieser Werte als Fluktuationsdauer-Korrelationswert des dritten Zylinders im RAM.
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Nachfolgend erstellt die erste Steuervorrichtung eine Fettgaskorrektur auf nur dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des vierten Zylinders bei Schritt 540 und Schritt 545, ähnlich zu Schritt 510 und Schritt 515, und erhält den gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz und den freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs in diesem Zustand. Danach speichert die erste Steuervorrichtung einen Durchschnittswert OSA(4) dieser Werte im RAM als den Fluktuationsdauer-Korrelationswert des vierten Zylinders.
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Nachfolgend schreitet die erste Steuervorrichtung zu Schritt 550 voran, um die Gaserreichungsstärke von jedem der Zylinder basierend auf den Durchschnitts-Sauerstoff-Speicherbeträgen OSA(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) zu bestimmen (zu beurteilen), wobei jeder dieser Beträge als Fluktuationsdauer-Korrelationswert dient.
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Wie durch eine Kurve C1 in 6 dargestellt, wenn nur der schwache-Gaserreichung-Zylinder Fettgas-korrigiert wird, verändert sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 nicht ohne Weiteres bezüglich des „Abgases des Fettgas-korrigierten Zylinders”. Somit verändert sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 nicht ohne Weiteres von einem Wert, der kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, auf einen Wert, der größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Als Ergebnis wird die Inversionsdauer des Ausgangswertes Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 relativ lang (siehe Zeitpunkt t1 bis Zeitpunkt t3). Demnach wird, wie anhand von Abschnitten aus Bereichen zu verstehen, welche durch die Linie C3 umgeben sind, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases anzeigt, und eine gepunktete Gerade, die das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigt (d. h., Bereiche von Verlaufsabschnitten (Englisch: hutched portions)), der Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N) (N = der Durchschnittswert des gespeicherten Sauerstoffbetrags OSAkz und des freigegebenen Sauerstoffbetrags OSAhs) relativ groß, wenn der schwache-Gaserreichung-Zylinder Fettgas-korrigiert wird.
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Es sollte erwähnt sein, dass die Inversionsdauer des Ausgangswerts Voxs für eine Zeitdauer (von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t3, und einem Zeitpunkt t10 bis zu einem Zeitpunkt t30, dargestellt in 6) von einem Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist (ein Wert, der größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist) bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert Voxs wieder auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, nachdem er sich auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist (einen Wert, der kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist), steht.
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Wenn hingegen, wie durch eine Kurve C4 in 6 dargestellt, nur der starke-Gaserreichung-Zylinder Fettgas-korrigiert wird, verändert sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 bezüglich des „Abgases des Fettgas-korrigierten Zylinders” ohne Weiteres. Demnach verändert sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 ohne Weiteres von einem Wert, der kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, auf einen Wert, der größer als das der Spannung Vst entsprechende Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Als Ergebnis wird die Inversionsdauer des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 relativ kurz (siehe Zeitpunkt t10 bis Zeitpunkt t30, und Zeitpunkt t30 bis Zeitpunkt t50). Demnach, wie anhand von Bereichen aus Abschnitten zu verstehen ist, welche jeweils durch die Linie bzw. Kurve C6, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases anzeigt, und eine gepunktete Gerade, die das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigt, umgeben sind (d. h., kastenförmig eingegrenzte Bereiche), wird der Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N) (= der Mittel- bzw. Durchschnittswert des gespeicherten Sauerstoffbetrags OSAkz und des freigegebenen Sauerstoffbetrags OSAhs) relativ klein, wenn nur der starke-Gaserreichung-Zylinder Fettgas-korrigiert wird, im Vergleich dazu, wenn nur der schwache-Gaserreichung-Zylinder Fettgaskorrigiert wird.
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In Anbetracht des Vorstehenden bestimmt die erste Steuervorrichtung, dass der Zylinder mit dem kleineren Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N) ein stärkere-Gaserreichung-Zylinder ist. Das heißt, angenommen, dass die Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbeträge OSA(N), wie in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt, erhalten werden, bestimmt die erste Steuervorrichtung, dass der erste Zylinder der „stärkste-Garerreichung-Zylinder (exzellente-Gaserreichung-Zylinder)” ist, der vierte Zylinder der „schwächste-Gaserreichung-Zylinder (schlechteste-Gaserreichung-Zylinder)” ist, und jeder der verbleibenden zweiten und dritten Zylinder der „Zylinder ist, welcher das Gas mit einer Standardstärke erreicht (normale-Gaserreichung-Zylinder)”. [Tabelle 1]
Zylinder | Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N) | Zylinder-für-Zylinder-Ein-flussgrad-Anzeigewert EF(N) = OSAave – OSA(M) | Gaserreichungsstärke am stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor |
Erster Zylinder | 0,3 (g) | +0,1 (g) | Hoch (beste) |
Zweiter Zylinder | 0,4 (g) | 0 | Mittel (standard) |
Dritter Zylinder | 0,4 (g) | 0 | Mittel (standard) |
Vierter Zylinder | 0,5 (g) | –0,1 (g) | Niedrig (schlecht) |
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Es sollte erwähnt sein, dass, wie in der vorstehenden Tabelle 1 dargestellt, die erste Steuervorrichtung einen Durchschnittswert OSAave (= (OSA(1) + OSA(2) + OSA(3) + OSA(4))/4) der Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbeträge OSA(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) berechnet und als einen Wert EF (hiernach als „Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) bezeichnet”), der einen Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert Voxs des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 anzeigt (darstellt), welchen das Abgas aufweist, das von jedem der Zylinder (dem Nten Zylinder) ausgelassen wird, einen Wert erhält, der durch Subtrahieren des Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrags OSA(N) vom Durchschnittswert OSAave (d. h., einer Differenz zwischen dem Durchschnittswert OSAave und dem Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N)) erhalten wird. Das heißt, da der Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) = OSAave – OSA(N) ist, wird die Gaserreichungsstärke stärker, wenn der Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) größer wird.
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Danach schreitet die erste Steuervorrichtung zu Schritt 550 voran, dargestellt in 5, um eine Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung durchzuführen (Zylinder-Luft-Kraftstoff-Einspritzungsbetrag-Steuerung), die später basierend auf der Gaserreichungsstärke von jedem der Zylinder (z. B. dem Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N)) beschrieben wird. Das heißt, die erste Steuervorrichtung differenziert jedes der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse der Zylinder basierend auf einem Betriebszustand der Maschine 10 oder dergleichen. Dies ist eine strukturelle Darstellung des Betriebs der ersten Steuervorrichtung.
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(Betrieb)
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Der Betrieb der ersten Steuervorrichtung wird nachfolgend im Detail beschrieben
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(Kraftstoff-Einspritzsteuerung)
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Die CPU ist derart ausgestaltet, dass sie wiederholt eine Routine ausführt, die durch ein Flussdiagramm in 7 dargestellt ist, und zwar zum Berechnen eines Abschluss-Kraftstoffeinspritzungsbetrags Fi(N) und zum Anweisen einer Kraftstoff-Einspritzung jedes Mal dann, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer vergeht.
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Demnach beginnt die CPU von Schritt 700 zu Schritt 705 zu einem geeigneten Zeitpunkt voran zu schreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob ein Wert eines Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC „0” ist oder nicht. Der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC wird auf „1” eingestellt, wenn ein Kraftstoffunterbrechungs-Startzustand erfüllt ist, während der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC „0” ist, und wird auf „0” eingestellt, wenn ein Kraftstoffunterbrechungs-Beendungszustand erfüllt ist, während der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC „1” ist, und zwar mittels einer Kraftstoffunterbrechungs-Zustandsbestimmungsroutine, die in 11 dargestellt ist und später beschrieben wird. Dabei sollte erwähnt sein, dass der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC bei einer Anfangsroutine bzw. einem Anfangsablauf auf „0” eingestellt wird. Diese Anfangsroutine ist eine Routine, die durch die CPU ausgeführt wird, wenn der Zündschlüsselschalter des Fahrzeugs, auf welchem die Maschine 10 montiert ist, von „Aus” auf „Ein” geschaltet wird.
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In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags „0” ist und die CPU bei Schritt 705 eine „Ja”-Bestimmung macht, um zu Schritt 710 voranzuschreiten, bei welchem die CPU einen Kurbelwinkel eines beliebigen Zylinders (Nter Zylinder, N = eine Ganzzahl von 1 bis 4) bestimmt, der vor dem oberen Totpunkt des Einlasses einen vorbestimmten Kurbelwinkel erreicht (z. B. BTDC 180° KW).
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Wenn kein Zylinder vorliegt, dessen Kurbelwinkel den vorbestimmten Kurbelwinkel erreicht, macht die CPU bei Schritt 710 eine „Nein”-Bestimmung und schreitet direkt zu Schritt 795 voran, um die vorliegende Routine bzw. den vorliegenden Ablauf vorläufig zu beenden.
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Wenn hingegen der Kurbelwinkel des beliebigen Zylinders (Nter Zylinder) gleich dem vorbestimmten Kurbelwinkel wird, und zwar vor dem oberen Totpunkt des Einlasses des Zylinders (Nter Zylinder), macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 710, um zu Schritt 715 voranzuschreiten, bei welchem die CPU einen „Zylindereinlass-Luftbetrag Mc(N) erhält (ermittelt, bestimmt), welcher ein Betrag an Luft ist, die in den Nten Zylinder eingeführt wird”, und zwar unter Verwendung des tatsächlichen Einlassluftbetrags (Flussrate) Ga und der tatsächlichen Maschinendrehzahl NE bei einer Tabelle MapMc (Ga, NE). Der Nte Zylinder ist ein „Zylinder, welcher momentan einen Einlasshub durchführt”, und wird auch als „Kraftstoff-Einspritzzylinder” bezeichnet. Ga ist der Einlassluftbetrag, der durch den Luftmengenmesser 51 gemessen wird. NE ist die Maschinendrehzahl, die separat erhalten wird. Dabei ist zu beachten, dass die CPU den Zylinder-Einlassluftbetrag Mc(N) unter Verwendung eines bekannten „Luftmodells” ermittelt.
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Nachfolgend schreitet die CPU zu Schritt 720 voran, um einen Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fb(N) zu erhalten, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Nten Zylinders zu haben, der mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich zusammenfällt, und zwar durch Teilen des Zylinder-Einlassluftbetrags Mc(N) durch das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich. Der Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fb(N) ist ein feed-forward-Betrag, um zu erreichen, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Maschine mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich zusammenfällt.
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Anschließend schreitet die CPU zu Schritt 725 voran, um zu bestimmen, ob ein Wert eines Feedback-(Sub-Feedback)-Ausführugszulass-Flags XSFB „1” ist. Der Wert des Feedback-Ausführungszulass-Flags XSFB wird bei der vorstehend beschriebenen Anfangsroutine auf „0” eingestellt. Ferner wird der Wert des Feedback-Ausführungszulass-Flags XSFB auf „1” eingestellt, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerzustand erfüllt ist, und auf „0” eingestellt, wenn der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerzustand nicht erfüllt ist.
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Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerzustand ist erfüllt, wenn alle der nachfolgenden Zustände erfüllt sind.
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(Zustand 1) Die Kühlwassertemperatur THW ist gleich oder höher als ein Kühlwassertemperatur-Schwellenwert THWth.
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(Zustand 2) Der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 wurde aktiviert.
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Hierbei wird davon ausgegangen, dass der Wert des Feedback-Ausführungszulass-Flags XSFB „0” ist. In diesem Fall macht die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 725, um zu Schritt 730 voranzuschreiten, bei welchem die CPU den Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fb(N) in/als einen Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(N) speichert. Das heißt, der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(N) wird gleich dem Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fb(N). Danach führt die CPU die Schritte von 735 und Schritt 740, wie nachfolgend beschrieben, nacheinander aus, und schreitet am Ende der vorliegenden Routine vorübergehend zu Schritt 795 voran.
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Schritt 735: Die CPU berechnet den Finalkraftstoffeinspritzbetrag (angewiesener Einspritzbetrag) Fi(N) durch Multiplizieren des Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrags Fbh(N) durch einen Erhöhungskoeffizienten nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK. Der Erhöhungskoeffizient nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK wird sowohl in der nachfolgend beschriebenen Anfangsroutine als auch während eines Normalbetriebs auf „1” eingestellt. Der Erhöhungskoeffizient wird nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK auf einen Wert („1 + KF”) eingestellt, welcher größer als „1” ist, wenn der Kraftstoffunterbrechungsbetrieb beendet wird (siehe Schritt 1170, später beschrieben). Der Erhöhungskoeffizient wird nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK auf „1” zurückgeführt, wenn ein Fettgemisch-Anfrage-Flag XRichreq, das später beschrieben wird, von „1” auf „0” verändert wurde (im vorliegenden Beispiel, wenn sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 von einem Wert, der kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, auf einen Wert verändert hat, der größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist), während der Wert des Erhöhungskoeffizienten nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK (1 + KF) ist (siehe Ablauf bzw. Routine, die in 13 dargestellt und später beschrieben wird).
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Schritt 740: die CPU weist das Kraftstoffeinspritzventil 25 entsprechend dem Nten Zylinder an, Kraftstoff gemäß dem Finalkraftstoffeinspritzbetrag Fi(N) vom Kraftstoffeinspritzventil 25 einzuspritzen. Demnach, wenn der Wert des Feedback-Ausführungszulass-Flags XSFB „0” ist, wird der Kraftstoffeinspritzbetrag eines bestimmten Zylinders weder angehoben noch vermindert, und somit werden die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse auf zueinander gleichen Werten aufrecht erhalten.
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Falls hingegen der Wert des Feedback-Ausführungszulass-Flag XSFB „1” ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 725 ausführt, macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 725, um zu Schritt 745 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Wert des Gasgemisch-Anfrage-Flags XRichreq „1” ist oder nicht.
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Der Wert des Gasgemisch-Anfrage-Flags XRichreq wird bei der vorstehend beschriebenen Anfangsroutine auf „1” eingestellt. Ferner wird der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq gemäß einer in 8 dargestellten Routine eingestellt. Das heißt, die CPU führt die „Katalysator-Zustandsbestimmungsroutine” aus, die im Flussdiagramm 8 dargestellt ist, und zwar jedes Mal dann, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer vergeht. Demnach beginnt die CPU zu einem geeigneten Zeitpunkt, von einem Schritt 800 von 8 zu einem Schritt 810 voranzuschreiten, wenn der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 kleiner als das der Spannung Vst entsprechende Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Das heißt, die CPU bestimmt, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis), das durch den Ausgangswert Voxs dargestellt/angezeigt wird, größer (magerer) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich ist oder nicht.
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Wenn der Ausgangswert Voxs kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 810, um zu Schritt 820 voranzuschreiten, bei welchem die CPU den Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq auf „1” einstellt, und schreitet danach zu Schritt 895 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden. Wenn hingegen der Ausgangswert Voxs gleich oder größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, macht die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 810, um zu Schritt 830 voranzuschreiten, bei welchem die CPU den Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq auf „0” einstellt, und schreitet danach zu Schritt 895 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Das heißt, der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq wird auf „1” eingestellt, wenn der Zustand/die Bedingung des Katalysators 43 in einem mageren Zustand ist (oder in einem Zustand ist, in welchem das Abgas mit dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Katalysator 43 strömen sollte), und wird auf „0” eingestellt, wenn sich der Zustand/die Bedingung des Katalysators 43 in einem fetten Zustand oder in einem Zustand befindet, in welchem das Abgas mit dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Katalysator 43 strömen sollte.
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Wenn der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq auf „1” eingestellt wird, macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 745, wie in 7 dargestellt, um zu Schritt 750 voranzuschreiten, bei welchem die CPU den Nachkorrektur-Basiseinspritzbetrag Fbh(N) durch Multiplizieren des Basiskraftstoffeinspritzbetrags Fb(N) durch einen Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) berechnet.
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Der Erhöhungskoeffizient für den Nten Zylinder kRich(N) wird normalerweise auf einen Wert „1 + A” eingestellt, welcher um einen vorbestimmten positiven Wert A größer als „1” ist (siehe Schritt 915, dargestellt in 9). Der Wert „1 + A” ist größer als „1”, und wird auch als ein „Erhöhungskoeffizient-Basiswert” oder eine „Fettseite-Basiserhöhung” bezeichnet. Daher wird der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(N), der bei Schritt 750 berechnet wird, ein Kraftstoffeinspritzbetrag, welcher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Nten Zylinders auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis einstellt, das kleiner (fetter) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich ist. Das heißt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Nten Zylinders ist gleich einem Wert, der durch Dividieren des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses stoich durch den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) erhalten wird.
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Danach führt die CPU die Prozessabläufe von Schritt 735 und Schritt 740 aus, um zu Schritt 795 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden. Als Ergebnis wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Nten Zylinders das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn der Wert des Fettgemisch-Anzeige-Flags XRichreq „1” ist, weshalb das Abgas mit dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Katalysator 43 strömt.
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Falls hingegen der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq auf „0” eingestellt wird, wenn die CPU den Prozess von Schritt 745 ausführt, macht die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 745, um zu Schritt 755 voranzuschreiten, bei welchem die CPU den Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(N) durch Multiplizieren des Basiskraftstoffeinspritzbetrags Fb(N) durch einen Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) berechnet.
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Der Verringerungskoeffizient für den Nten Zylinder kLean(N) wird normalerweise auf einen Wert „1 – A” eingestellt, welcher um einen vorbestimmten positiven Wert A kleiner als „1” ist (siehe Schritt 915, der in 9 dargestellt ist). Der Wert „1 – A” ist kleiner als „1” und wird auch als ein „Verringerungskoeffizient-Basiswert” oder ein „Magerseite-Basisanstieg” bezeichnet. Daher wird der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(N), der bei Schritt 755 berechnet wird, ein Kraftstoffeinspritzbetrag, welcher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Nten Zylinders auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis einstellt, das größer (magerer) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich ist. Das heißt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Nten Zylinders ist gleich einem Wert, der durch Dividieren des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses stoich durch den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) erhalten wird.
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Danach führt die CPU die Prozesse von Schritt 735 und Schritt 740 aus, um zu Schritt 795 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden. Als Ergebnis wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Nten Zylinders ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq „0” ist, weshalb das Abgas mit dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Katalysator 43 strömt.
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Ferner, falls der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC „1” ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 705 ausführt, macht die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 705, um direkt zu Schritt 795 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden. Als Ergebnis wird, da der Prozess von Schritt 740 nicht ausgeführt wird, die Kraftstoffeinspritzung gestoppt. Das heißt, der Kraftstoffunterbrechungsbetrieb wird ausgeführt.
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[Einstellung eines Zylinder-für-Zylinder-Korrekturanstiegs und das Erhalten eines Durchschnitts-Sauerstoff-Speicherbetrags (Fluktuationsdauer-Korrelationswert)]
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Betriebe der CPU zum Einstellen des „Anstiegskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) und den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N)”, wie vorstehend beschrieben, und zum Erhalten des „Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrags OSA(N), der als Fluktuationsdauer-Korrelationswert dient”, werden nachfolgend beschrieben. Zunächst wird gemäß der vorliegenden Beschreibung davon ausgegangen, dass ein „Grad (Stärke), wie stark das Abgas, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird, den stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 erreicht (Gaserreichungsstärke am stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56) (d. h., ein Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56)”, nach einem gegenwärtigen Start der Maschine 10 noch nicht bestimmt (beurteilt) wurde.
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Die CPU führt eine „Zylinder-für-Zylinder-Korrektur-Zuwachseinstellroutine” aus, die durch ein Flussdiagramm in 9 dargestellt ist, und zwar jedes Mal dann, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer vergeht. Demnach beginnt die CPU in einem geeigneten Zeitpunkt den Prozess von Schritt 900, dargestellt in 9, um zu Schritt 905 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob ein Wert eines Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschluss-Flags XFIN gleich „0” ist oder nicht. Der Wert des Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschluss-Flags XFIN wird auf „1” eingestellt, wenn die „Gaserreichungsstärke am stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird” bestimmt (beurteilt) wurde (siehe Schritt 1093, dargestellt in 10). Das Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschluss-Flag XFIN wird in der vorstehend beschriebenen Anfangsroutine auf „0” eingestellt.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Annahme wurde die Gaserreichungsstärke noch nicht bestimmt, weshalb der Wert des Gaserreichungstärke-Bestimmungsabschluss-Flags XFIN „0” ist. Somit macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 905, um danach zu Schritt 910 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob ein Gaserreichungsstärke-Bestimmungszustand erfüllt ist oder nicht. Zum Beispiel ist der Gaserreichungsstärke-Bestimmungszustand erfüllt, wenn alle der nachfolgend beschriebenen Zustände erfüllt sind.
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(Zustand 1) Der Wert des Feedback-Ausführungszulass-Flags XSFB ist „1”.
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(Zustand 2) Der Betriebszustand der Maschine 10 ist stabil (z. B. ist ein Absolutwert des Veränderungsbetrags ΔGa pro Zeiteinheit des Einlassluftbetrags Ga kleiner als ein Luftveränderungsbetrag-Schwellenwert ΔGath).
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Wenn der Gaserreichungstärke-Bestimmungszustand nicht erfüllt ist, macht die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 910, um danach zu Schritt 915 voranzuschreiten, bei welchem die CPU jeden von einem Erhöhungskoeffizienten für einen ersten Zylinder kRich(1) bis zu einem Erhöhungskoeffizienten für einen vierten Zylinder kRich(4) bis zu dem Erhöhungskoeffizienten-Basiswert „1 + A” einstellt, und stellt jeden von einem Verringerungskoeffizienten für einen ersten Zylinder kLean(1) bis zu einem Verringerungskoeffizienten für den vierten Zylinder kLean(4) bis auf den Verringerungskoeffizienten-Basiswert „1 – A” ein. Dabei ist zu beachten, dass der Wert A positiv und kleiner als „1” ist (zum Beispiel 0,15). Danach schreitet die CPU direkt zu Schritt 995 weiter, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden. Demnach werden die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse für alle vier Zylinder derart gesteuert, dass sie zueinander gleich sind.
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Falls hingegen der Gaserreichungsstärke-Bestimmungszustand erfüllt ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 910 ausführt, macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 910, um danach zu Schritt 920 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob ein Wert eines ersten Zylinderanreicherungs-Flags X1 „1” ist oder nicht.
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Die CPU stellt das erste Zylinderanreicherungs-Flag X1 auf „1” ein und stellt jeden Wert des zweiten Zylinderanreicherungs-Flags X2, eines dritten Zylinderanreicherungs-Flags X3 und eines vierten Zylinderanreicherungs-Flags X4 auf „0” ein, und zwar in der vorstehend beschriebenen Anfangsroutine. Demnach, falls der vorliegende Zeitpunkt ein Zeitpunkt ist, bei welchem die CPU nach dem vorliegenden Start der Maschine 10 zunächst zu Schritt 920 voranschreitet, ist der Wert des ersten Zylinderanreicherungs-Flags bzw. des Anreicherungs-Flags des ersten Zylinders X1 „1”. Daher macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 920, um zu Schritt 925 voranzuschreiten, um die nachfolgenden Prozessabläufe auszuführen.
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Die CPU stellt den Wert des Erhöhungskoeffizienten für den ersten Zylinder kRich(1) auf „1 + A + B” ein. Der Wert B ist ein positiver Wert (z. B. „0,1”).
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Die CPU stellt den Wert des Verringerungskoeffizienten für den ersten Zylinder kLean(1) auf „1 – A” ein. Der Wert B ist ein positiver Wert (z. B. „0,1”).
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Die CPU stellt jeden der Werte des Erhöhungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kRich(2), den Erhöhungskoeffizenten für den dritten Zylinder kRich(3) und den Erhöhungskoeffizienten für den vierten Zylinder kRich(4) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein.
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Die CPU stellt jeden der Werte des Verringerungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kLean(2), den Verringerungskoeffizenten für den dritten Zylinder kLean(3) und den Verringerungskoeffizienten für den vierten Zylinder kLean(4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein.
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 930 voran, um zu bestimmen, ob der Wert des zweiten Zylinderanreicherungs-Flags X2 „1” ist oder nicht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert des zweiten Zylinderanreicherungs-Flags bzw. des Anreicherungs-Flags X2 des zweiten Zylinders „0”. Demnach macht die CPU bei Schritt 930 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 940 voranzuschreiten.
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Bei Schritt 940 bestimmt die CPU, ob der Wert des dritten Zylinderanreicherungs-Flags X3 „1” ist oder nicht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert des dritten Zylinderanreicherungs-Flags X3 „0”. Demnach macht die CPU bei Schritt 940 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 950 voranzuschreiten.
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Bei Schritt 950 bestimmt die CPU, ob der Wert des vierten Zylinderanreicherungs-Flags X4 „1” ist oder nicht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert des vierten Zylinderanreicherungs-Flags X4 „0”. Demnach macht die CPU bei Schritt 950 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 955 voranzuschreiten und die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Als Ergebnis, falls der Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fb(N) konstant ist, wird der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(1) für den ersten Zylinder größer als der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(M) für den Mten Zylinder (M ist 2, 3 und 4) (d. h., wird „(1 + A + B)/(1 + A)” mal größer), und zwar mittels des Prozesses von Schritt 750, der in 7 dargestellt ist. Demnach wird, wenn der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq „1” ist, nur das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des ersten Zylinders auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das kleiner als das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis der verbleibenden Zylinder ist. Das heißt, nur das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des ersten Zylinders wird angereichert.
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Dabei sollte erwähnt sein, dass der Verringerungskoeffizient für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” eingestellt wird, weshalb die Nachkorrektur-Basiskraftstoff-Einspritzbeträge Fbh(N) auf die zueinander gleichen Werte eingestellt werden, solange die Basiskraftstoff-Einspritzbeträge Fb(N) unverändert bleiben, und zwar mittels des Prozesses von Schritt 755, der in 7 dargestellt ist. Demnach werden, wenn der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq „0” ist, die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse für alle Zylinder auf gleiche magere Luft-Kraftstoff-Verhältnisse eingestellt.
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Ferner führt die CPU eine „Durchschnittssauerstoffbetrag-Erhaltungsroutine” aus, die durch ein Flussdiagramm in 10 dargestellt ist, und zwar jedes Mal dann, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer vergeht. Demnach beginnt die CPU bei einem geeigneten Zeitpunkt, den Prozessablauf von Schritt 1000 zu Schritt 1005 fortzuführen, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Wert des Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschluss-Flags XFIN „0” ist oder nicht. Wenn das Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschluss-Flag XFIN „1” ist, macht die CPU bei Schritt 1005 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 1095 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Falls hingegen der Wert des Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschluss-Flags XFIN „0” ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1005 ausführt, macht die CPU bei Schritt 1005 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1010 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Gaserreichungsstärke-Bestimmungszustand erfüllt ist oder nicht. Wenn der Gaserreichungsstärke-Bestimmungszustand erfüllt ist, macht die CPU bei Schritt 1010 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 1095 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Falls der Gaserreichungsstärke-Bestimmungszustand erfüllt ist, macht die CPU bei Schritt 1010 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1015 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Wert des ersten Zylinder-Anreicherungs-Flags X1 „1” ist oder nicht. Gemäß der vorstehenden Annahme (dass die CPU nach dem gegenwärtigen Start der Maschine 10 zunächst zu Schritt 920 voranschreitet) ist der Wert des ersten Zylinder-Anreicherungs-Flags X1 zu diesem Zeitpunkt „1”.
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Daher macht die CPU bei Schritt 1015 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1020 voranzuschreiten, bei welchem die CPU Prozessabläufe zum Berechnen des gespeicherten Sauerstoffbetrages OSAkz und des freigegebenen Sauerstoffbetrages OSAhs gemäß den Formeln (1) und (2), die vorstehend beschrieben sind, ausführt, und um deren Durchschnittswerte als „Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(1) für den ersten Zylinder” zu berechnen.
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 1025 voran, um zu bestimmen, ob die Berechnung für den gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz, den freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs und den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(1) abgeschlossen wurde. Falls die Berechnung noch nicht abgeschlossen wurde, macht die CPU bei Schritt 1025 eine „Nein”-Bestimmung und schreitet danach direkt zu Schritt 1095 weiter, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Durch Wiederholen dieser Prozessabläufe kann die Berechnung für den gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz, den freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs und den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(1) abgeschlossen werden. Demnach macht, wenn die CPU zu Schritt 1025 voranschreitet, die CPU bei Schritt 1025 eine „Ja”-Bestimmung und schreitet danach zu Schritt 1030 voran, bei welchem die CPU den Wert des zweiten Zylinder-Anreicherungs-Flags X2 auf „1” einstellt, und stellt jeden Wert des ersten Zylinder-Anreicherungs-Flags X1, des dritten Zylinder-Anreicherungs-Flags X3 und den vierten Zylinder-Anreicherungs-Flags X4 auf „0” ein. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1095 voran und beendet die Routine vorübergehend.
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Als Ergebnis wird der Wert des zweiten Zylinder-Anreicherungs-Flags X2 auf „1” eingestellt, die CPU macht die „Nein”-Bestimmung bei Schritt 920, Schritt 940 und Schritt 950, wie in 9 dargestellt, und macht eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 930, um zu Schritt 935 voranzuschreiten. Die CPU führt Prozessabläufe aus, die nachfolgend zu Schritt 935 beschrieben werden.
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Die CPU stellt den Wert des Erhöhungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kRich(2) auf „1 + A + B” ein.
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Die CPU stellt den Wert des Verringerungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kLean(2) auf „1 – A” ein.
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Die CPU stellt jeden der Werte des Erhöhungskoeffizienten für den ersten Zylinder kRich(1), den Erhöhungskoeffizienten für den dritten Zylinder kRich(3) und den Erhöhungskoeffizienten für den vierten Zylinder kRich(4) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein.
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Die CPU stellt jeden der Werte von dem Verringerungskoeffizienten für den ersten Zylinder kLean(1), den Verringerungskoeffizienten für den dritten Zylinder kLean(3) und den Verringerungskoeffizienten für den vierten Zylinder kLean(4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein.
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Als Ergebnis wird, falls der Basis-Kraftstoffeinspritzwert Fb(N) konstant ist, der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(2) für den zweiten Zylinder größer als der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(M) für den Mten Zylinder (M ist 1, 3 und 4) (d. h., er wird „1 + A + B)/(1 + A)” mal größer), und zwar mittels des Prozessablaufs von Schritt 750, der in 7 dargestellt ist. Demnach wird, wenn der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq „1” ist, nur das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zweiten Zylinders auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das kleiner als das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis der verbleibenden Zylinder ist. Das heißt, nur das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zweiten Zylinders wird angereichert.
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Hierbei sollte erwähnt sein, dass der Verringerungskoeffizient für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” eingestellt wird, weshalb die Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbeträge Fbh(N) auf zueinander gleiche Werte eingestellt werden, solange die Basiskraftstoffeinspritzbeträge Fb(N) unverändert bleiben, und zwar mittels des Prozesses von Schritt 755, der in 7 dargestellt ist. Demnach werden, wenn der Wert des Fettgemisch-Anzeige-Flags XRichreq „0” ist, die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse für alle Zylinder auf gleiche magere Luft-Kraftstoff-Verhältnisse eingestellt.
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Bei diesem Zustand macht, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1000, der in 10 dargestellt ist, beginnt, die CPU sowohl bei Schritt 1005 als auch bei Schritt 1010 „Ja”-Bestimmungen, und macht bei Schritt 1015 eine „Nein”-Bestimmung, um zu Schritt 1035 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Wert des zweiten Zylinder-Anreicherungs-Flags X2 „1” ist oder nicht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert des zweiten Zylinder-Anreicherungs-Flags X2 „1”.
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Daher macht die CPU bei Schritt 1035 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1040 voranzuschreiten, bei welchem die CPU Prozessabläufe zum Berechnen des gespeicherten Sauerstoffbetrags OSAkz und des freigegebenen Sauerstoffbetrags OSAhs gemäß den Formeln (1) und (2), welche vorstehend beschrieben sind, und zum Berechnen derer Durchschnittswerte als einen „Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(2) für den zweiten Zylinder”, ausführt.
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 1045 voran, um zu bestimmen, ob die Berechnung des gespeicherten Sauerstoffbetrags OSAkz, des freigegebenen Sauerstoffbetrags OSAhs und des Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrags OSA(2) abgeschlossen wurde oder nicht. Falls die Berechnung noch nicht abgeschlossen wurde, macht die CPU bei Schritt 1045 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 1095 voranzuschreiten und die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Durch Wiederholen dieser Prozesse kann die Berechnung für den gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz, den freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs und den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(2) abgeschlossen werden. Demnach macht die CPU, wenn sie zu Schritt 1045 voranschreitet, eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 1045 und schreitet zu Schritt 1050 voran, bei welchem die CPU den Wert des dritten Zylinder-Anreicherungs-Flags X3 auf „1” einstellt, und stellt jeden Wert des ersten Zylinder-Anreicherungs-Flags X1, des zweiten Zylinder-Anreicherungs-Flags X2 und des vierten Zylinder-Anreicherungs-Flags X4 auf „0”. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1095 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Als Ergebnis macht, da der Wert des dritten Zylinder-Anreicherungs-Flags X3 auf „1” eingestellt wird, die CPU „Nein”-Bestimmungen bei Schritt 920, Schritt 930 und Schritt 950, wie in 9 dargestellt, und macht bei Schritt 940 eine „Ja”-Bestimmung und schreitet zu Schritt 945 voran. Die CPU führt die nachfolgend bei Schritt 945 beschriebenen Prozessabläufe aus.
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Die CPU stellt den Wert des Erhöhungskoeffizienten für den dritten Zylinder kRich(3) auf „1 + A + B” ein.
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Die CPU stellt den Wert des Verringerungskoeffizienten für den dritten Zylinder kLean(3) auf „1 – A” ein.
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Die CPU stellt jeden von den Werten des Erhöhungskoeffizienten für den ersten Zylinder kRich(1), den Erhöhungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kRich(2), und den Erhöhungskoeffizienten für den vierten Zylinder kRich(4) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein.
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Die CPU stellt jeden von den Werten des Verringerungskoeffizienten für den ersten Zylinder kLean(1), den Verringerungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kLean(2) und den Verringerungskoeffizienten für den vierten Zylinder kLean(4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein.
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Als Ergebnis wird, falls der Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fb(N) konstant ist, der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(3) für den dritten Zylinder größer als der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(M) für den Mten Zylinder (M ist 1, 2 und 4) (d. h., Wert „1 + A + B)/(1 + A)” mal größer), und zwar mittels des Prozesses von Schritt 750, der in 7 dargestellt ist. Demnach wird, wenn der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq „1” ist, nur das Zylinder Luft-Kraftstoff-Verhältnis des dritten Zylinders auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das kleiner als das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis der verbleibenden Zylinder ist. Das heißt, nur das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des dritten Zylinders wird angereichert.
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Dabei sollte beachtet werden, dass der Verringerungskoeffizient für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” eingestellt wird, weshalb die Nachkorrektur-Basiskraftstoff-Einspritzbeträge Fbh(N) auf entsprechend gleiche Werte eingestellt werden, solange die Basiskraftstoff-Einspritzbeträge Fb(N) unverändert bleiben, und zwar mittels des Prozesses von Schritt 755, der in 7 dargestellt ist. Demnach werden, wenn der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq „0” ist, die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse aller Zylinder auf gleiche magere Luft-Kraftstoff-Verhältnisse eingestellt.
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Bei diesem Abschnitt macht, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1000 beginnt, wie in 10 dargestellt, die CPU sowohl bei Schritt 1005 als auch bei Schritt 1010 „Ja”-Bestimmungen, und macht „Nein”-Bestimmungen bei sowohl Schritt 1015 als auch bei Schritt 1035, um zu Schritt 1055 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Wert des dritten Zylinder-Anreicherungs-Flags X3 bzw. des Anreicherungs-Flags X3 des dritten Zylinders „1” ist oder nicht. Bei diesem Zeitpunkt ist der Wert des dritten Zylinder-Anreicherungs-Flags X3 „1”.
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Deshalb macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 1055, um zu Schritt 1060 voranzuschreiten, bei welchem die CPU gemäß den Formeln (1) und (2) Prozessabläufe zum Berechnen des gespeicherten Sauerstoffbetrags OSAkz und des freigegebenen Sauerstoffbetrags OSAhs und zum Berechnen derer Durchschnittswerte als „Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(3) für den dritten Zylinder” wie vorstehend beschrieben ausführt.
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 1065 voran, um zu bestimmen, ob die Berechnung für den gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz, den freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs und den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(3) abgeschlossen wurde oder nicht. Falls die Berechnung noch nicht abgeschlossen wurde, macht die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 1065, um direkt zu Schritt 1095 voranzuschreiten und die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Durch Wiederholen dieser Prozessabläufe kann die Berechnung für den gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz, den freigegebenen Sauerstoff OSAhs und den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(3) abgeschlossen werden. Demnach macht, wenn die CPU zu Schritt 1065 voranschreitet, die CPU bei Schritt 1065 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1070 voranzuschreiten, bei welchem die CPU den Wert des vierten Zylinder-Anreicherungs-Flags X4 auf „1” einstellt, und stellt jeden Wert von dem ersten Zylinder-Anreicherungs-Flag X1, dem zweiten Zylinder-Anreicherungs-Flag X2 und dem dritten Zylinder-Anreicherungs-Flag X3 auf „0” ein. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1095 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Als ein Ergebnis macht die CPU, wenn der Wert des vierten Zylinder-Anreicherungs-Flags X4 auf „1” eingestellt wird, bei Schritt 920, Schritt 930 und Schritt 940, wie in 9 dargestellt, „Nein”-Bestimmungen und macht bei Schritt 950 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 955 voranzuschreiten. Die CPU führt Prozessabläufe aus, wie sie nachfolgend bei Schritt 955 beschrieben sind.
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Die CPU stellt den Wert des Erhöhungskoeffizienten für den vierten Zylinder kRich(4) auf „1 + A + B” ein.
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Die CPU stellt den Wert des Verringerungskoeffizienten für den vierten Zylinder kLean(4) auf „1 – A” ein.
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Die CPU stellt jeden von den Werten des Erhöhungskoeffizienten für den ersten Zylinder kRich(1), des Erhöhungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kRich(2), und des Erhöhungskoeffizienten für den dritten Zylinder kRich(3) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein.
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Die CPU stellt jeden von den Werten des Verringerungskoeffizienten für den ersten Zylinder kLean(1), des Verringerungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kLean(2) und des Verringerungskoeffizienten für den dritten Zylinder kLean(3) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein.
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Als Ergebnis wird, falls der Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fb(N) konstant ist, der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(4) für den vierten Zylinder größer als der Nachkorrektur-Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fbh(M) für den Mten Zylinder (M ist 1, 2 und 3) (d. h., wird „(1 + A + B)/(1 + A)” mal größer), und zwar mittels des Prozessablaufs von Schritt 750, der in 7 dargestellt ist. Demnach wird, wenn der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq „1” ist, nur das Zylinder Luft-Kraftstoff-Verhältnis des vierten Zylinders auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das kleiner als das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis der verbleibenden Zylinder ist. Das heißt, nur das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des vierten Zylinders wird angereichert.
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Dabei sollte erwähnt sein, dass der Verringerungskoeffizient für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” eingestellt wird, weshalb die Nachkorrektur-Basiskraftstoff-Einspritzbeträge Fbh(N) auf die gleichen Werte eingestellt werden, solange die Basiskraftstoff-Einspritzbeträge Fb(N) unverändert bleiben, und zwar mittels des Prozessablaufs von Schritt 755, der in 7 dargestellt ist. Demnach werden, wenn der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq „0” ist, die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse für alle Zylinder auf das gleiche magere Luft-Kraftstoff-Gemisch eingestellt.
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Bei dieser Stufe macht die CPU, wenn die CPU den Prozessablauf von Schritt 1000 beginnt, sowohl bei Schritt 1005 als auch bei Schritt 1010, wie in 10 dargestellt, „Ja”-Bestimmungen und macht bei Schritt 1015, Schritt 1035 und Schritt 1055 „Nein”-Bestimmungen. Anschließend schreitet die CPU zu Schritt 1075 voran, um gemäß den Formeln (1) und (2), welche vorstehend beschrieben sind, Prozessabläufe zum Berechnen des gespeicherten Sauerstoffbetrags OSAkz und des freigegebenen Sauerstoffbetrags OSAhs, und Berechnungen ihrer Durchschnittswerte als „Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(4) für den vierten Zylinder”, auszuführen.
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 1080 voran, um zu bestimmen, ob die Berechnung für den gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz, den freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs und den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(4) abgeschlossen wurde. Falls die Berechnung nicht abgeschlossen wurde, macht die CPU bei Schritt 1080 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 1095 voranzuschreiten und die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Durch Wiederholen dieser Prozessabläufe kann die Berechnung für den gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz, den freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs und den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(4) abgeschlossen werden. Demnach macht die CPU, wenn sie zu Schritt 1080 voranschreitet, eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 1080, um zu Schritt 1085 voranzuschreiten, bei welchem die CPU jeden der Werte des ersten bis vierten Zylinder-Anreicherungs-Flags X1 bis X4 auf „0” einstellt. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1090 voran und bestimmt die Gaserreichungsstärke von jedem der Zylinder basierend auf dem Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(L) (L ist 1, 2, 3 und 4). Wie vorstehend mit Bezug auf die Tabelle 1 beschrieben, wird die Bestimmung der Gaserreichungsstärke wie folgt ausgeführt.
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Die CPU berechnet einen Mittel- bzw. Durchschnittswert OSAave des Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrags OSA(1), des Dürchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrags OSA(2), des Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrags OSA(3) und des Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrags OSA(4) gemäß der nachfolgend beschriebenen Formel. OSAave = [OSA(1) + OSA(2) + OSA(3) + OSA(4)]/4 (3)
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Die CPU berechnet einen Wert, der durch Subtrahieren von jedem der Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbeträge OSA(L) (L ist 1, 2, 3 und 4) von dem Durchschnittswert OSAave erhalten wird, wobei auf jeden entsprechenden Wert für jeden Zylinder (L) Bezug genommen wird. Der berechnete Wert (Abweichungsgrad) ist ein Wert, der den Einflussgrad bzw. den Auswirkungsgrad auf das Abgas von jedem der Zylinder auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 darstellt/anzeigt (d. h., den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(L)).
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Die CPU bestimmt, dass die Gaserreichungsstärke größer ist, wenn der berechnete Wert (Abweichungsgrad, Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(L)) größer ist. Das heißt, der Zylinder mit dem größten Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(L) wird als der „stärkste-Gaserreichung-Zylinder (exzellente-Gaserreichung-Zylinder)” angezeigt/ bestimmt, und der Zylinder mit dem kleinsten Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(L) wird als der „schwächste-Gaserreichung-Zylinder (schlechteste-Gaserreichung-Zylinder)” angezeigt/bestimmt.
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 1093 voran, um das Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschluss-Flag XFIN auf „1” einzustellen, und schreitet zu Schritt 1095 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden. Gemäß den vorstehenden Betrieben werden der Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(L), der als der Fluktuationsdauer-Korrelationswert dient, und der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N), der die Gaserreichungsstärke des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird, als den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 anzeigt, erhalten.
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Dabei sollte beachtet werden, dass die CPU den Mten Zylinder (M ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) entsprechend dem kleinsten Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(M) unter den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbeträgen OSA(L), die als die Fluktuationsdauer-Korrelationswerte dienen (L ist eine Ganzzahl von 1 bis 4), als den „exzellente-Gaserreichung-Zylinder” identifiziert. Ähnlich kann die CPU den Pten Zylinder (P ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) entsprechend dem größten Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(L) unter den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbeträgen OSA(L), die als die Fluktuationsdauer-Korrelationswerte dienen (L ist eine Ganzzahl von 1 bis 4), als den „schlechteste-Gaserreichung-Zylinder” identifizieren.
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[Einstellen des Zylinder-für-Zylinder-Korrekturzuwachses gemäß der Gaserreichungsstärke und des Betriebszustands der Maschine]
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Nachdem das Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschluss-Flag XFIN bei Schritt 1093, der in 10 dargestellt ist, auf „1” eingestellt ist, macht die CPU bei Schritt 905, der in 9 dargestellt ist, eine „Nein”-Bestimmung, um zu Schritt 960 voranzuschreiten. Bei Schritt 960 bestimmt die CPU basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N), der wie vorstehend beschrieben erhalten wird, die Zylinder-für-Zylinder-Korrekturzuwächse (den Vergrößerungskoeffizient für den Nten Zylinder kRich(N) und der Verringerungskoeffizient für Nten Zylinder kLean(N), wobei N eine Ganzzahl von 1 bis 4 ist), bzw. stellt diese ein.
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[[1. Zylinder-Luft-Kraftstoff-Steuerung während einer Anreicherungssteuerung nach einer Kraftstoffunterbrechung]]
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Die erste Steuervorrichtung stellt die Zylinder-für-Zylinder-Korrekturzuwächse nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs ein. Genauer gesagt verringert die erste Steuervorrichtung den Vergrößerungskoeffizienten für den Lten Zylinder kRich(L) stärker, wenn der „Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 des Abgases eines bestimmten Lten Zylinders”, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(L) angezeigt wird, größer ist (d. h., wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(L) größer ist).
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Wenn zum Beispiel der erste Zylinder der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist, der zweite und der dritte Zylinder die normale-Gaserreichung-Zylinder sind, und der vierte Zylinder der schlechteste-Gaserreichung-Zylinder ist, stellt die erste Steuervorrichtung, wie gemäß der vorstehenden Tabelle 1 dargestellt, jeden von den „Erhöhungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kRich(2) des zweiten Zylinders, welcher der normale-Gaserreichung-Zylinder ist, und den Erhöhungskoeffizienten für den dritten Zylinder kRich(3) des dritten Zylinders, welcher der normale-Gaserreichung-Zylinder ist” auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein (siehe den Graph, der in Schritt 1220 von 12 beschrieben ist).
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Die erste Steuervorrichtung stellt den Erhöhungskoeffizienten für den ersten Zylinder kRich(1) des ersten Zylinders, welcher der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist, auf einen Wert „1 + A – C” ein, was um einem positiven Wert C kleiner als der Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ist. Der Wert C ist ein Wert, welcher größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) größer wird, und der derart bestimmt wird, dass der Wert „1 + A – C” größer als „1” ist. Daher wird der Erhöhungskoeffizient für den ersten Zylinder kRich(1) in einem Bereich von „1” bis zu dem Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” kleiner, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(1) größer wird.
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Ferner stellt die erste Steuervorrichtung den Erhöhungskoeffizienten für den vierten Zylinder kRich(4) des vierten Zylinders, welcher der schlechteste-Gaserreichung-Zylinder ist, auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein.
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Währenddessen stellt die erste Steuervorrichtung den Verringerungskoeffizienten für den Mten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein (siehe Schritt 1230, der in 12 dargestellt ist).
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Während des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs strömt eine große Menge an Sauerstoff in den Katalysator 43. Demnach erreicht der Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators 43 den maximalen Sauerstoffspeicherbetrag Cmax. Um aus diesem Zustand herauszukommen, wird der Erhöhungskoeffizient nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK von einem Zeitpunkt, bei welchem der Kraftstoffunterbrechungsbetrieb beendet/abgeschlossen wird, auf einen Wert „1 + FK” eingestellt, der größer als „1” ist. Der endgültige Kraftstoffeinspritzungsbetrag Fi(N) wird daher erhöht, weshalb das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird. Auf diese Weise wird die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, in welcher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Maschine (Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases) auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, auch als eine „Anreicherungssteuerung nach der Kraftstoffunterbrechung” oder eine „Kraftstoffbetrag-Erhöhungssteuerung nach einer Kraftstoffunterbrechung” bezeichnet.
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Diese Anreicherungssteuerung nach der Kraftstoffunterbrechung verringert den Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators 43. Demnach beginnt, wenn die vorbestimmte Zeitdauer nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs vergangen ist, ein Teil der unverbrannten Substanzen stromabwärts aus dem Katalysator 43 herauszuströmen, ohne durch den Katalysator 43 gereinigt zu werden. Das heißt, es tritt ein Herausblasen von unverbrannten Substanzen auf.
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Somit verändert sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 von einem Wert, der kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, auf einen Wert, der größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Zu diesem Zeitpunkt (d. h., wenn nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs ein Mager-Fett-Inversionszeitpunkt auftritt) weisen die Sauerstoff-Speichermaterialien, die durch den Katalysator 43 gelagert bzw. vorgesehen werden, freigegebenen Sauerstoff auf, weshalb ein Reduzierungszustand vorliegt. Diesbezüglich stellt die herkömmliche Vorrichtung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases zum Mager-Fett-Inversionszeitpunkt nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein.
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Allerdings wurden „Edelmetalle, die als katalytische Materialien dienen, insbesondere Rhodium, etc.” zum Mager-Fett-Inversionszeitpunkt nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs nicht ausreichend reduziert. Das heißt, die Edelmetalle oxidieren während des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs anhand eines großen Betrags an Sauerstoff, weshalb „ein Betrag an unverbrannten Substanzen (Reduktionsmittel)” erforderlich ist, um die Edelmetalle aus diesem Oxidationszustand heraus zu bekommen, der größer als ein Betrag bzw. eine Menge an unverbrannten Substanzen ist, um den „Sauerstoff, der während des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs gespeichert ist”, von den Sauerstoff-Speichermaterialien frei zu bekommen. Demnach kann, falls sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases im „Mager-Fett-Inversionszeitpunkt nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs” von dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis verschiebt, die Reinigungseffizienz des Katalysators danach verringert werden, da die Edelmetalle nicht ausreichend reduziert wurden (d. h., die Edelmetalle befinden sich in einem Sauerstoff-Vergiftungszustand).
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In Anbetracht des Vorstehenden stellt die CPU der ersten Steuervorrichtung den Erhöhungskoeffizienten kRich(M) für den exzellente-Gaserreichung-Zylinder (und, falls erforderlich, für den Zylinder mit einer Gasreduzierungsstärke, die stärker als die Standardstärke ist) auf den Wert „1 + A – C” ein, welcher kleiner als der Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ist. Das heißt, unter der Annahme, dass der exzellente-Gaserreichung-Zylinder der Xte Zylinder ist, verändert die erste Steuervorrichtung den „Erhöhungskoeffizienten kRich(X) für den Xten Zylinder” auf einen Wert kleiner als der „Erhöhungskoeffizienten kRich(Y) für den Yten Zylinder, welcher der verbleibende Zylinder ist (Y ist eine Ganzzahl von 1 bis 4, unterscheidet sich jedoch von X)”.
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Somit wird, im Vergleich zu dem Fall, in welchem der Erhöhungskoeffizient kRich(M) für alle Zylinder auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” eingestellt wird, das Luft-Kraftstoff Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders auf einen „Wert verändert, welcher immer noch das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufweist, jedoch näher am stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, im Vergleich zu anderen Zylindern”. Deshalb wird eine „Fähigkeit des Abgases, das vom exzellente-Gaserreichung-Zylinder ausgelassen wird, den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, zu verändern”, geschwächt/verringert. Deshalb verzögert sich, selbst wenn während einer Anreicherungssteuerung das Herausblasen der unverbrannten Substanzen auftritt, die nach einer Kraftstoffunterbrechung ausgeführt wird, ein Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 auf einen Wert verändert, der größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und zwar von einem Wert, der kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist (d. h., der Mager-Fett-Inversionszeitpunkt wird nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs verzögert).
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Somit strömen bis zu dem Mager-Fett-Inversionszeitpunkt nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs große Mengen an unverbrannten Substanzen in den Katalysator 43, weshalb die Edelmetalle, die auf dem Katalysator 43 vorgesehen sind, ausreichend reduziert werden. Deshalb kann die erste Steuervorrichtung verhindern, dass die Reinigungsfähigkeit des Katalysators 43 nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs geschwächt wird.
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Ferner kann die erste Steuervorrichtung während der Kraftstoffbetrag-Erhöhungssteuerung nach der Kraftstoffunterbrechung den Erhöhungskoeffizienten kRich(Z) für den Zten Zylinder mit einer Gaserreichungsstärke schwächer als die Standardstärke (der zweite und der dritte Zylinder in dem Beispiel, das in Tabelle 1 dargestellt ist) auf den Wert „1 + A + B” eingestellt werden, welcher größer als der Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ist. In diesem Fall ist der Wert B positiv und wird bevorzugt größer, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(Z) kleiner wird.
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Selbst wenn der Erhöhungskoeffizient kRich(Z) für den Zten Zylinder mit der schwachen (oder niedrigsten, schwächsten) Gaserreichungsstärke auf den Wert größer als der Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” eingestellt wird, ist es unwahrscheinlich, dass der Mager-Fett-Inversionszeitpunkt nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechung früher auftritt. Dementsprechend ist es gemäß der vorstehenden Einstellung möglich, eine „größere Menge an unverbrannten Substanzen (Reduktionsmittel)” zu haben, die nach der Kraftstoffunterbrechung während der Kraftstoffbetrag-Erhöhungssteuerung in den Katalysator 43 strömen. Somit ist es möglich, die Edelmetalle, die im Katalysator 43 vorgesehen sind, sicherer zu reduzieren.
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Wie die CPU das Kraftstoffunterbrechungs-Flag XFC, den Erhöhungskoeffizienten nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK, den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) und den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) einstellt, wird nachstehend mit Bezug auf die 11 bis 13 beschrieben.
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Die CPU führt die „Kraftstoffunterbrechungszustands-Bestimmungsroutine” aus, die durch das Flussdiagramm in 11 dargestellt ist, und zwar jedes Mal dann, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer vergeht. Demnach beginnt die CPU zu einem geeigneten Zeitpunkt den Prozess von Schritt 1100 von 11, um zu Schritt 1110 fortzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC im vorliegenden Zeitpunkt „0” ist oder nicht. Das heißt, die CPU bestimmt, ob der vorliegende Zeitpunkt im Kraftstoffunterbrechungsbetrieb liegt oder nicht. Dabei sollte erwähnt sein, dass der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags gemäß der vorstehend beschriebenen Anfangsroutine auf „0” eingestellt ist.
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Es wird angenommen, dass der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC „0” ist. In diesem Fall macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 1110, um zu Schritt 1120 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Kraftstoffunterbrechungszustand (Kraftstoffunterbrechungs-Startzustand) erfüllt ist oder nicht.
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Genauer gesagt, ist der Kraftstoffunterbrechungszustand erfüllt, wenn der Betätigungsbetrag Accp des Gaspedals AP oder die Drosselventilöffnung TA „0” ist, und die Maschinendrehzahl NE gleich oder höher als eine Kraftstoffunterbrechungs-Drehzahl NEFCth ist.
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Wenn der Kraftstoffunterbrechungszustand nicht erfüllt wird, macht die CPU bei Schritt 1120 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 1195 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden. Wenn der Kraftstoffunterbrechungszustand hingegen erfüllt, ist, macht die CPU bei Schritt 1120 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1130 voranzuschreiten, bei welchem die CPU den Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC auf „1” einstellt. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1195 voran und beendet die vorliegende Routine vorübergehend. Dies verursacht, dass die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 705 macht, die in 7 dargestellt ist, und direkt zu Schritt 795 voranschreitet, weshalb der Kraftstoffunterbrechungsbetrieb gestartet wird.
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Unter diesem Zustand (in dem Zustand, in welchem der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC auf „1” eingestellt ist), wenn die CPU erneut den Prozess von Schritt 1100 startet, macht die CPU bei Schritt 1110 eine „Nein”-Bestimmung. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1140 voran, um zu bestimmen, ob der Kraftstoffunterbrechungs-Beendigungszustand erreicht ist oder nicht.
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Genauer gesagt ist der Kraftstoffunterbrechungs-Beendigungszustand bzw. die Kraftstoffunterbrechungs-Beendigungsbedingung erfüllt, wenn der Betätigungsbetrag Accp des Gaspedals AP oder die Drosselventilöffnung TA ein Wert wird, der nicht „0” ist, oder wenn die Maschinendrehzahl NE gleich oder größer einer Kraftstoffunterbrechungs-Enddrehzahl NErt wird, während der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC „1” ist (während des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs). Die Kraftstoffunterbrechungs-Enddrehzahl NErt ist um eine positive vorbestimmte Drehzahl ΔNE (NErt = NEFCth – ΔNE, ΔNE = > 0) niedriger als die Kraftstoffunterbrechungsdrehzahl NEFCth.
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Wenn der Kraftstoffunterbrechungs-Beendigungszustand nicht erfüllt ist, macht die CPU bei Schritt 1140 eine „Nein”-Bestimmung und schreitet direkt zu Schritt 1195 weiter, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Wenn der Kraftstoffunterbrechungs-Beendigungszustand hingegen erfüllt ist, macht die CPU bei Schritt 1140 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1150 voranzuschreiten und den Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC auf „0” einzustellen. Dies verursacht, dass die CPU bei Schritt 705 eine „Ja”-Bestimmung macht, weshalb der Kraftstoffunterbrechungsbetrieb derart endet, dass die Kraftstoffunterbrechung (Zufuhr des Kraftstoffs zur Maschine 10) fortgeführt wird.
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 1160 voran, um einen Wert eines Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK auf „1” einzustellen. Der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK wird während der vorstehend beschriebenen Anfangsroutine auf „0” eingestellt. Das Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflag XFCFK zeigt an, dass der Kraftstoffunterbrechungsbetrieb endet und die Anreicherungssteuerung nach der Kraftstoffunterbrechung ausgeführt wird, wenn der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „1” ist.
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 1170 voran, um den Wert des Erhöhungskoeffizienten nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK auf einen Wert „1 + FK” einzustellen. Der Wert FK ist ein positiver Wert (z. B. 0,2). Dabei sollte erwähnt sein, dass der Wert FK auch „0” sein kann. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1195 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Ferner beginnt die CPU, wenn sie zu Schritt 960, der in 9 dargestellt ist, voranschreitet, Prozessabläufe einer „Routine einer Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung für die Anreicherungssteuerung nach der Kraftstoffunterbrechung”, die durch ein Flussdiagramm in 12 von Schritt 1200 dargestellt ist.
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Das heißt, wenn der Wert des Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschluss-Flags XFIN auf „1” eingestellt wird, macht die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 905, um zu Schritt 960 voranzuschreiten, um zu Schritt 1200, der in 12 dargestellt ist, voranzuschreiten. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1210 voran, um zu bestimmen, ob der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „1” ist oder nicht.
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Wenn der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „0” ist, macht die CPU bei Schritt 1210 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 1295 voranzuschreiten und die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Falls der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK hingegen „1” ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1210 ausführt, macht die CPU bei Schritt 1210 eine „Ja”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 1220 voranzuschreiten, bei welchem die CPU den Erhöhungskoeffizienten vom Nten Zylinder kRich(N) basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N), wie vorstehend beschrieben, einzustellen.
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Genauer gesagt bestimmt die CPU den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) auf eine solche Weise, dass der Erhöhungskoeffizient für den Nten Zylinder kRich(N) in einem Bereich zwischen „1” und „1 + A” kleiner wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) (d. h., die Gaserreichungstärke des Nten Zylinders) größer wird, wie durch eine durchgehende Linie in dem Graph dargestellt, der in Schritt 1220 beschrieben wird. Dabei sollte erwähnt sein, dass die CPU den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” einstellt, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) gleich oder kleiner „0” ist, d. h., wenn die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders der Standardwert oder niedriger als der Standardwert ist.
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 1230 voran, um den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” einzustellen. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1295 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Ferner beginnt die CPU, nachdem sie die Prozessabläufe der in 12 dargestellten Routine beendet, Prozessabläufe einer „Routine zum Neueinstellen des Erhöhungskoeffizienten nach der Kraftstoffunterbrechung”, dargestellt durch ein Flussdiagramm in 13 von Schritt 1300. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1310 voran, um zu bestimmen, ob der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „1” ist oder nicht.
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Wenn der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „1” ist, macht die CPU bei Schritt 1310 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1320 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der vorliegende Zeitpunkt kurz nach einem Zeitpunkt ist, bei welchem sich der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq von „1” auf „0” verändert hat oder nicht (d. h., ob die Inversion des Ausgangswerts Voxs aufgetreten ist oder nicht, oder ob der vorliegende Zeitpunkt kurz nach dem Mager-Fett-Inversionszeitpunkt nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs ist). Falls der vorliegende Zeitpunkt kurz nach dem Zeitpunkt ist, bei welchem sich der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq von „1” auf „0” verändert, macht die CPU bei Schritt 1320 eine „Ja”-Bestimmung, um Prozessabläufe gemäß der Schritte von Schritt 1330 bis Schritt 1360 nacheinander wie nachfolgend beschrieben auszuführen und schreitet zu Schritt 1395 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Schritt 1330: Die CPU setzt den Wert des Erhöhungskoeffizienten nach der Treibstoffunterbrechung KFCFK auf „1” zurück. Dies beendet die Anreichungssteuerung nach der Kraftstoffunterbrechung.
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Schritt 1340: Die CPU stellt den Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK auf „0” ein.
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Schritt 1350: Die CPU stellt den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein.
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Schritt 1360: Die CPU stellt den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizent-Basiswert „1 – A” ein. Dabei ist zu beachten, dass auf diesen Schritt 1350 auch verzichtet werden kann.
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Es sollte erwähnt sein, dass, falls der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK nicht „1” ist (d. h. „0” ist), wenn die CPU den Prozess von Schritt 1310 ausführt, die CPU bei Schritt 1310 eine „Nein”-Bestimmung macht, um direkt zu Schritt 1395 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden. Zudem, wenn die Mager-Fett-Inversion nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs selbst in einer Dauer, in welcher der Wert des Gaserreichungsstärkebestimmungs-Abschlussflags XFIN „0” ist, aufgetreten ist, stellt die CPU den Wert des Erhöhungskoeffizienten nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK auf „1” und den Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK auf „0” ein.
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Ferner, falls der vorliegende Zeitpunkt nicht kurz nach dem Zeitpunkt ist, bei welchem sich der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq von „1” auf „0” verändert hat, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1320 ausführt, macht die CPU bei Schritt 1320 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 1395 voranzuschreiten und die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden. Auf diese Weise werden das Kraftstoffunterbrechungs-Flag XFC, der Erhöhungskoeffizient nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK, der Erhöhungskoeffizient für den Nten Zylinder kRich(N) und der Verringerungskoeffizient für den Nten Zylinder kLean(N) und dergleichen eingestellt.
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[[2. Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zur Kompensierung einer Verzögerung der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerung]]
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Wenn der Einlassluftbetrag Ga sehr groß ist (z. B., wenn der Einlassluftbetrag Ga gleich oder größer als ein hochseitiger (erster) Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaHith ist), strömt eine große Menge an Sauerstoff in den Katalysator 43, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und es strömt eine große Menge an unverbrannten Substanzen in den Katalysator 43, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Demnach kann, falls das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases nicht umgehend/schnell auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden kann, wenn Sauerstoff beginnt, aus dem Katalysator 43 zu strömen, eine große Menge an NOx ausgelassen werden. Ähnlich kann, falls das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases nicht umgehend/schnell auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden kann, wenn unverbrannte Substanzen beginnen, aus dem Katalysator 43 zu strömen, eine große Menge an unverbrannten Substanzen ausgelassen werden.
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Hierbei weist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungselement des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 unweigerlich eine „Verzögerung bei der Reaktion bezüglich der Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses” auf. Das heißt, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in die Nähe des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 gelangt, von einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, oder anders herum, verändert sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 nicht umgehend/sofort auf einen Wert entsprechend dem veränderten Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Deshalb wird die Reaktions-Verzögerungszeit des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 selbst bezüglich der Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses derart groß, dass die Reaktionszeitverzögerung bezüglich der Feedbacksteuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nicht unberücksichtigt bleiben darf. Dies verursacht einen Fall, in welchem die Emission verschlechtert wird.
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Wenn hingegen der Einlassluftbetrag Ga sehr klein ist (d. h., wenn der Einlassluftbetrag Ga gleich oder kleiner als ein niederseitiger (zweiter) Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaLoth ist, erfordert es eine relativ lange Zeit, bis der Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators 43 den maximalen Sauerstoffspeicherbetrag Cmax oder „0” erreicht. Somit wird ein „Totzeitpunkt der Steuerungsschlusszeichen bei der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerung länger, weshalb das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Maschine nicht genau Feedback-gesteuert werden kann. Die Emission kann insbesondere dann schlechter werden, wenn der Einlassluftbetrag Ga mit Beginn eines Beschleunigungsbetriebs in einem solchen Zustand ansteigt.
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In Anbetracht des Vorstehenden bestimmt die erste Steuervorrichtung, ob der Einlassluftbetrag Ga gleich oder größer als der „hochseitige (erste) Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaHith ist oder nicht, welcher extrem groß ist”, und ob der Einlassluftbetrag Ga gleich oder kleiner als der „niederseitige (zweite) Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaLoth ist oder nicht, welcher extrem klein ist”.
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Zudem, wenn die erste Steuervorrichtung bestimmt, dass der Einlassluftbetrag Ga gleich oder größer als der „hochseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaHith ist, oder dass der Einlassluftbetrag Ga gleich oder kleiner als der niederseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaLoth ist, verändert/stellt sie den Zylinder-für-Zylinder-Korrekturzuwachs (Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) und den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N), wobei N eine Ganzzahl von 1 bis 4 ist). Diese Steuerung wird auch als eine „Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung (Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Verkürzen einer Feedbackdauer)” oder eine „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zur Kompensierung einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerungsverzögerung” bezeichnet.
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Genauer gesagt erhöht die erste Steuervorrichtung den Erhöhungskoeffizienten für den Lten Zylinder kRich(L) und verringert den Verringerungskoeffizienten für den Lten Zylinder kLean(L), wenn der „Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 des Abgases von dem bestimmten Lten Zylinder”, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(L) angezeigt wird, stärker ist (d. h., der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) größer wird).
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Zum Beispiel stellt, wie gemäß Tabelle 1 beschrieben, wenn der erste Zylinder der „exzellente-Gaserreichung-Zylinder”, der zweite und dritte Zylinder der „normale-Gaserreichung-Zylinder (Zylinder, deren Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(L) „0” ist)” und der vierte Zylinder der „schlechteste-Gaserreichung-Zylinder” ist, die erste Steuervorrichtung jeden von dem „Erhöhungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kRich(2) des zweiten Zylinders, welcher der normale-Gaserreichung-Zylinder ist, und dem Erhöhungskoeffizienten für den dritten Zylinder kRich(3) des dritten Zylinders, welcher der normale Gaserreichung-Zylinder ist, auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein, wie gemäß dem Graph dargestellt, der in Schritt 1430 von 14 beschrieben ist.
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Die erste Steuervorrichtung stellt den Erhöhungskoeffizienten für den ersten Zylinder kRich(1) des ersten Zylinders, welcher der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist, auf einen Wert „1 + A + C1” ein, welcher um einen positiven Wert C1 größer als der Erhöhungskoeffizient-Basiswert ist, wie durch eine durchgehende Linie in dem Graph dargestellt, der in Schritt 1430 von 14 beschrieben ist. Der Wert C1 ist ein Wert, welcher größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) größer wird, weshalb der Erhöhungskoeffizient für den ersten Zylinder kRich(1) in einem Bereich größer wird, der größer als der Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ist, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(1) größer wird.
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Die erste Steuervorrichtung stellt den Erhöhungskoeffizienten für den ersten Zylinder kRich(4) des ersten Zylinders, welcher der schlechteste-Gaserreichung-Zylinder ist, auf einen Wert „1 + A – D1” ein, welcher um einen positiven Wert D1 kleiner als der Erhöhungskoeffizient-Basiswert ist, wie durch die durchgehende Linie in dem Graph dargestellt, der in Schritt 1430 von 14 beschrieben ist. Der Wert D1 ist ein Wert, der größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) kleiner wird, und wird derart bestimmt, dass der Wert „1 + A – D1” immer größer als „1” ist. Somit wird der Erhöhungskoeffizient für den vierten Zylinder kRich(4) in einem Bereich zwischen „1” und dem Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” kleiner, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(4) kleiner wird.
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Ferner stellt die erste Steuervorrichtung jeden von dem „Verringerungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kLean(2) des zweiten Zylinders, welcher der normale-Gaserreichung-Zylinder ist, und dem Verringerungskoeffizienten für den dritten Zylinder kLean(3) des dritten Zylinders, welcher der normale-Gaserreichung-Zylinder ist”, auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein, wie durch eine durchgehende Linie in einem Graph dargestellt, der in Schritt 1440 von 14 beschrieben ist.
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Die erste Steuervorrichtung stellt den Verringerungskoeffizienten für den ersten Zylinder kLean(1) des ersten Zylinders, welcher der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist, auf einen Wert „1 – A – C2” ein, welcher um einen positiven Wert C2 kleiner als der Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ist, wie durch die durchgehende Linie in dem Graph dargestellt, der in dem Schritt 1440 von 14 beschrieben ist. Der Wert C2 ist ein Wert, welcher größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) größer wird, und wird derart bestimmt, dass der Wert „1 – A – C2” immer größer als „0” ist. Somit wird der Verringerungskoeffizient für den ersten Zylinder kLean(1) in einem Bereich zwischen „0” und dem Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” kleiner, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(1) größer wird.
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Die erste Steuervorrichtung stellt den Verringerungskoeffizienten für den ersten Zylinder kLean(4) des vierten Zylinders, welcher der schlechteste-Gaserreichung-Zylinder ist, auf einen Wert „1 – A + D2” ein, welcher um einen positiven Wert D2 größer als der Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ist, wie durch die durchgehende Linie in dem Graphen dargestellt, der in Schritt 1440 von 14 beschrieben ist. Der Wert D2 ist ein Wert, welcher größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) kleiner wird, und wird derart bestimmt, dass der Wert „1 – A + D2” immer kleiner als „1” ist. Somit wird der Verringerungskoeffizient für den vierten Zylinder kLean(4) in einem Bereich zwischen „1” und dem Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” kleiner, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(4) kleiner wird.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration, wenn die Fettgemisch-Anfrage auftritt, wird das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-starke-Gaserreichung-Zylinders” auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das fetter (kleiner) als das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-schwache-Gaserreichung-Zylinders” ist. Ferner, wenn die Magergemisch-Anfrage auftritt, wird das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-starke-Gaserreichung-Zylinders” auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das magerer (größer) als das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des relativ-schwache-Gaserreichung-Zylinders” ist.
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Demnach verändert sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 umgehend auf einen „Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist”, wenn die Fettgemisch-Anfrage auftritt, und der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 verändert sich umgehend auf einen „Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist”, wenn die Magergemisch-Anfrage auftritt.
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Als Ergebnis wird es möglich, in einem Fall, in welchem es erforderlich ist, umgehend zu bestimmen, dass aufgrund der relativ großen Abgasflussrate die Fettgemisch-Anfrage und die Magergemisch-Anfrage aufgetreten sind (d. h., in einem Fall, in welchem die Reaktionszeitverzögerung des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 selbst bezüglich der Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bezüglich der Feedback-Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nicht ignoriert werden kann), und in einem Fall, in welchem eine Zeitdauer für das sich von einer Brennkammer 21 zu einem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 (Transportverzögerungszeit des Abgases) bewegende Abgas aufgrund einer minütigen Abgasflussrate lang ist, oder dergleichen, umgehend zu bestimmen, dass die Fettgemisch-Anfrage oder die Magergemisch-Anfrage aufgetreten ist. Somit ist es möglich, ohne Verzögerung zu bestimmen, dass die Fettgemisch-Anfrage oder die Magergemisch-Anfrage aufgetreten ist, und/oder die Fluktuationsdauer des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 (d. h., eine Dauer entsprechend der vorstehend beschriebenen Inversionsdauer, als die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerdauer ausgedrückt) kann verkürzt werden. Demnach kann, da die erste Steuervorrichtung das Katalysator-Einlassgas des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses geeignet steuern kann, die Emission verbessert werden.
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Es sollte beachtet werden, dass, wie durch eine gestrichelte Linie im Graph bei Schritt 1430, der in 14 dargestellt ist, die erste Steuervorrichtung den Erhöhungskoeffizienten für den Sten Zylinder kRich(S) des Sten Zylinders, dessen starke Erreichungsstärke schwächer als die des normale-Gaserreichung-Zylinders ist, auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” einstellen kann. Ähnlich, wie durch eine gestrichelte Linie im Graph bei Schritt 1440 in 14 dargestellt, kann die erste Steuervorrichtung den Verringerungskoeffizienten für den Sten Zylinder kLean(S) des Sten Zylinders, dessen Gaserreichungsstärke schwächer als die des normale-Gaserreichungsstärke-Zylinders ist, auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” einstellen.
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Ferner kann die erste Steuervorrichtung den Erhöhungskoeffizienten für den Xten Zylinder kRich(X) des Xten Zylinders (X ist eine Ganzzahl von 1 bis 4), welcher der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist, auf einen Wert „1 + A + C1” einstellen, und kann den Erhöhungskoeffizienten für den Yten Zylinder kRich(Y) des Yten Zylinders, welcher einer von den verbleibenden Zylindern ist (Y ist eine Ganzzahl von 1 bis 4 und ungleich X) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” einstellen. Ferner kann die erste Steuervorrichtung den Verringerungskoeffizienten für den Xten Zylinder kLean(X) des Xten Zylinders, welcher der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist, auf einen Wert „1 – A – C2” einstellen und kann den Verringerungskoeffizienten für den Yten Zylinder kLean(Y) des Yten Zylinders, welcher einer der verbleibenden Zylinder ist, auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” einstellen. Darüber hinaus kann die erste Steuervorrichtung den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” einstellen, oder kann den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” einstellen.
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Mit Bezug auf 14 werden nachfolgend Betriebe der CPU der ersten Steuervorrichtung beschrieben, wenn die CPU die vorstehend beschriebene Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung durchführt. Die CPU führt eine Routine für eine „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Verkürzen der Feedbackdauer” aus, die durch ein Flussdiagramm in 14 dargestellt ist, und zwar nach den Prozessabläufen der Routinen, die in 12 und 13 dargestellt sind, wenn sie zu Schritt 960 voranschreitet. Demnach startet die CPU zu einem geeigneten Zeitpunkt den Prozess von Schritt 1400, der in 14 dargestellt ist, um zu Schritt 1410 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „0” ist oder nicht.
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Wenn der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „1” ist, macht die CPU bei Schritt 1410 eine „Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 1495 voranzuschreiten und die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Falls hingegen der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „0” ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1410 ausführt, macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 1410, um zu Schritt 1420 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Einlassluftbetrag Ga gleich oder höher als der hochseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert (erster Einlassluftbetrag-Schwellenwert) GaHith ist oder nicht. Der hochseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaHith entspricht einem Einlassluftbetrag Ga, wenn die Last KL der Maschine hoch ist.
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Es wird davon ausgegangen, dass vorliegende Einlassluftbetrag Ga gleich oder größer als der hochseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert (erster Einlassluftbetrag-Schwellenwert) GaHith ist. In diesem Fall macht die CPU bei Schritt 1420 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1430 voranzuschreiten, bei welchem die CPU den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) bestimmt.
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Genauer gesagt, wie durch die durchgehende Linie im Graph in Schritt 1430 dargestellt, bestimmt die CPU den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) derart, dass der Erhöhungskoeffizient für den Nten Zylinder kRich(N) in einem Bereich größer als „1” größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) (d. h., die Gaserreichungsstärke des Mten Zylinders) größer wird. Dabei sollte erwähnt sein, dass die CPU den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” einstellt, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders „0” ist (d. h., wenn die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders standard/normal ist).
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 1440 voran, um den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) derart zu bestimmen, dass der Verringerungskoeffizient für den Nten Zylinder kLean(N) in einem Bereich kleiner als „1” und größer als „0” kleiner wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) (d. h., die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders) größer wird, wie durch eine durchgehende Linie im Graph in Schritt 1440 dargestellt. Es sollte erwähnt sein, dass die CPU den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” einstellt, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders „0” ist (d. h., wenn die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders standard/normal ist). Danach beendet die CPU vorübergehend die vorliegende Routine.
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Falls hingegen der Einlassluftbetrag Ga weder gleich noch größer als der hochseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert ist, wenn die CPU den Prozess bei Schritt 1420 ausführt, macht die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 1420, um zu Schritt 1450 voranzuschreiten, um zu bestimmen, ob der Einlassluftbetrag Ga gleich oder kleiner als der niederseitige (zweite) Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaLoth ist oder nicht. Der niederseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaLoth entspricht einem Einlassluftbetrag Ga, wenn die Last KL der Maschine extrem niedrig ist. Der niederseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaLoth ist daher entsprechend bzw. ausreichend kleiner als der hochseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaHith.
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Wenn der Einlassluftbetrag Ga gleich oder kleiner als der niederseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaLoth ist, macht die CPU bei Schritt 1450 eine „Ja”-Bestimmung, um die Prozessabläufe von den Schritten 1430 und 1440, die vorstehend beschrieben sind, sequenziell auszuführen, und anschließend zu Schritt 1495 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Falls hingegen der Einlassluftbetrag Ga weder gleich noch kleiner als der niederseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaLoth (d. h., der Einlassluftbetrag Ga ist größer als der niederseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaLoth und kleiner als der hochseitige Einlassluftbetrag-Schwellenwert GaHith) ist, wenn die CPU den Prozess von 1450 ausführt, macht die CPU bei Schritt 1450 eine „Nein”-Bestimmung, um die Prozessabläufe von Schritt 1460 und Schritt 1470, die nachfolgend beschrieben werden, sequenziell auszuführen und anschließend zu Schritt 1495 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Schritt 1460: die CPU stellt den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein.
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Schritt 1470: die CPU stellt den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein.
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Wie vorstehend beschrieben, weist die erste Steuervorrichtung auf:
einen Zylinder-für-Zylinder-Gemisch-Zuführabschnitt (siehe Kraftstoffeinspritzventile 25, und insbesondere Schritt 740, der in 7 dargestellt ist), welcher derart konfiguriert ist, dass er ein Gemisch an jede von Brennkammern (21) einer Mehrzahl der Zylinder zuführt, und derart, dass er ein Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches ist, das zu jeder der Brennkammern unabhängig voneinander unter einer Mehrzahl der Zylinder zugeführt wird, einstellen kann; und
einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt, welcher konfiguriert ist, basierend auf dem Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56, an welchem eine Luft-Kraftstoff-Anforderung auftritt, eine Fettgemisch-Anfrage oder eine Magergemisch-Anfrage zu bestimmen, wobei die Fettgemisch-Anfrage eine Anfrage ist, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Katalysator-Einlassgases, welches ein Abgas ist, das in den Katalysator 43 strömt, auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen, welches ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das kleiner als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und die Magergemisch-Anfrage eine Anfrage ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen, welches ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist (siehe 8), und um das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem einer Mehrzahl der Zylinder derart zu steuern, dass das Zylinder Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem von einer Mehrzahl der Zylinder ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis entsprechend der bestimmten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage wird (siehe insbesondere Schritt 735, Schritt 745 bis Schritt 755, dargestellt in 7, 9, etc.).
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Ferner enthält der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt gemäß der ersten Steuervorrichtung:
einen Fluktuationsdauer-Korrelationswert-Erhaltungsabschnitt (siehe 5, 9, 10 usw.), welcher konfiguriert ist, wiederholt einen Betrieb durchzuführen, um als ausgewählten Zylinder einen von einer Mehrzahl der Zylinder auszuwählen, um das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem von einer Mehrzahl der Zylinder derart zu verändern, dass sich das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des ausgewählten Zylinders von einem Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von jedem von verbleibenden Zylindern unter der Mehrzahl der Zylinder unterscheidet, und als einen Fluktuationsdauer-Korrelationswert bezüglich des ausgewählten Zylinders einen Wert zu erhalten (Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N)), der mit einer Fluktuationsdauer des Ausgangswerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors korreliert, bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem jeder der Zylinder als der ausgewählte Zylinder ausgewählt wurde; und
einen Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt, welcher konfiguriert ist, basierend auf dem erhaltenen Fluktuationsdauer-Korrelationswert (Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N)) bezüglich jedem von einer Mehrzahl der Zylinder den Einflussgrad des Abgases, das von jedem von einer Mehrzahl der Zylinder ausgelassen wird, auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, welchen das Abgas hat, das von jedem von einer Mehrzahl der Zylinder ausgelassen wird, zu bestimmen (siehe Schritt 550 in 5, Schritt 1090 in 19, Tabelle 1 und dergleichen).
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Demnach kann die erste Steuervorrichtung den Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 des Abgases von jedem der Zylinder bestimmen (erhalten). Somit kann die Emission verbessert werden, da die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse unter Verwendung des Einfluss-/Auswirkungsgrads (Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N)) auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 gesteuert werden können.
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Der Gaserreichungsstärke-Bestimmungsabschnitt enthält einen Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert-Erhaltungsabschnitt (siehe Schritt 1090 in 10 und Tabelle 1), welcher konfiguriert ist, für jeden von einer Mehrzahl der Zylinder basierend auf dem erhaltenen Fluktuationsdauer-Korrelationswert (Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N)) bezüglich jedem von einer Mehrzahl der Zylinder einen Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) zu erhalten, der den Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors des Abgases, das von jedem von einer Mehrzahl der Zylinder ausgelassen wird, anzuzeigen; und
wobei der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt enthält (siehe insbesondere Schritt 1430 in 14 und Schritt 750 in 7), welcher eine Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung durchführt, um jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder derart zu korrigieren, dass in einer Dauer, in welcher die Fettgas-Anfrage auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders, dessen Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) angezeigt wird, ein erster Wert ist”, kleiner als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders ist, dessen Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) angezeigt wird” ein zweiter Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist.
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Es sollte erwähnt sein, dass der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt auch ein Abschnitt ist, welcher jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder derart korrigiert, dass in der Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „exzellente-Gaserreichung-Zylinders, welcher basierend auf dem Fluktuationsdauer-Korrelationswert identifiziert wird (Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA(N)) (Zylinder, dessen Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) unter einer Mehrzahl der Zylinder der größte ist)” kleiner (fetter) als ein Zylinder Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders ist, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder unter einer Mehrzahl der Zylinder ist.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration verändert sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 umgehend auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Somit ist es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysatoreinlassgases derart geeignet zu steuern, dass keine große Menge an unverbrannten Substanzen, welche nicht gereinigt werden können, in den Katalysator 43 strömt. Somit kann die Emission verbessert werden.
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Ferner enthält der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt (siehe insbesondere Schritt 1440 in 14 und Schritt 755 in 7), welcher eine Feedbackdauer-Verkürzungssteuerung durchführt, um jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder derart zu korrigieren, dass in einer Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders, dessen Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) angezeigt wird, ein erster Wert ist”, größer als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders ist, dessen Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) angezeigt wird, ein zweiter Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist”.
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Dabei sollte erwähnt sein, dass der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt auch ein Abschnitt ist, welcher jedes der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse einer Mehrzahl der Zylinder derart korrigiert, dass in der Dauer, in welcher die Magergemisch-Anzeige auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des identifizierten exzellente-Gaserreichung-Zylinders (Zylinder, dessen Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(M) unter einer Mehrzahl der Zylinder der größte ist) größer (magerer) als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders ist, der unter einer Mehrzahl der Zylinder nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration verändert sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 umgehend auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Demnach ist es möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases derart geeignet zu steuern, dass keine große Menge an NOx, welche nicht gereinigt werden kann, in den Katalysator 43 strömt. Somit kann die Emission verbessert werden.
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Zudem enthält die erste Steuervorrichtung einen Kraftstoffunterbrechungsabschnitt, welcher den Kraftstoffunterbrechungsbetrieb durchführt (siehe 11 und die „Nein”-Bestimmung bei Schritt 705, dargestellt in 7).
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Ferner ist der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt konfiguriert, um einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt zu enthalten, der konfiguriert ist:
basierend auf dem Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors zu bestimmen, ob die unverbrannten Substanzen nach einem Zeitpunkt eines Endes des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs beginnen, stromabwärts aus dem Dreiwege-Katalysator herauszuströmen oder nicht (Schritt 1310 und Schritt 1320, dargestellt in 13);
eine Kraftstoffunterbrechungssteuerung durchzuführen, um während einer Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer, von einem Zeitpunkt des Endes des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem bestimmt wird, dass die unverbrannten Substanzen beginnen, stromabwärts aus dem Dreiwege-Katalysator herauszuströmen (d. h., eine Dauer, in welcher der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „1” ist), das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis derart zu korrigieren, dass ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders, dessen Einflussgrad auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56, der durch den Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) angezeigt wird, ein erster Wert ist”, größer als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders ist, dessen Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) angezeigt wird ein zweiter Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist”, aber kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Hierbei sollte erwähnt sein, dass der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt auch ein Abschnitt ist, welcher jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen derart korrigiert, dass das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des „identifizierten exzellente-Gaserreichung-Zylinders (Zylinder, dessen Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) unter einer Mehrzahl der Zylinder der größte ist)” größer (magerer) als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Zylinders ist, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder unter einer Mehrzahl der Zylinder ist, aber kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist ein Zeitpunkt (Zeitpunkt eines Auftretens der Magergemisch-Anfrage) verzögert, im Vergleich zu einer herkömmlichen Vorrichtung, bei welcher sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und zwar von einem Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs ist. Somit kann eine ausreichend große Menge an unverbrannten Substanzen, die zur Reduzierung der Edelmetalle des Katalysators 43 erforderlich ist, während der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer in den Katalysator strömen. Somit kann verhindert werden, dass die „Reinigungskapazität des Katalysators 43 aufgrund des Zustands, in welchem die Edelmetalle nicht reduziert sind bzw. werden”, nach dem Kraftstoffunterbrechungsbetrieb verringert wird.
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Hierbei sollte erwähnt sein, dass die CPU der ersten Steuervorrichtung den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) in den Backup-RAM speichern kann und die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N), der in dem Backup-RAM gespeichert ist, bis der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) neu erhalten wird, nach einem nächsten Start der Maschine 10 durchführen kann.
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(Modifikation der ersten Steuervorrichtung)
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Eine Modifikation der ersten Steuervorrichtung wird nachfolgend beschrieben. Die Modifikation hält den Erhöhungskoeffizienten nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK stets bei „1” aufrecht. Das heißt, der Erhöhungskoeffizient wird nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK in dieser Modifikation nicht verwendet.
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Wie vorstehend beschrieben, erreicht der Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators 43 während des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs den maximalen Sauerstoffspeicherbetrag Cmax, weshalb der Ausgangswert Voxs sofort nach dem Ende des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Demnach wird der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags XRichreq bei Schritt 810, der in 8 dargestellt ist, auf „1” eingestellt, weshalb die CPU bei Schritt 745, der in 7 dargestellt ist, eine „JA”-Bestimmung macht, um zu Schritt 750 voranzuschreiten. Somit wird der Basis-Kraftstoffeinspritzbetrag Fb(N) durch den Erhöhungskoeffizienten für dem Nten Zylinder kRich(N) erhöht, weshalb das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, selbst wenn der Wert des Erhöhungskoeffizienten nach der Kraftstoffunterbrechung KFCFK „1” ist. Die anderen Merkmale sind ähnlich der ersten Steuervorrichtung.
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Das heißt, der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt der vorstehend beschriebenen ersten Steuervorrichtung ist konfiguriert, um das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis derart zu korrigieren, dass ein „Mittel- bzw. Durchschnittswert der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder während der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer” kleiner als (wird kleiner als ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis) ein „Durchschnittswert der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder ist, wenn die Fettgemisch-Anfrage nach der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer auftritt”.
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Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, einen ausreichenden Betrag an unverbrannten Substanzen (Reduktionsmaterialien) während der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer zu dem Katalysator 43 zuzuführen und den Zustand des Katalysators 43 innerhalb einer kurzen Zeitdauer nach dem Ende der Kraftstoffunterbrechung in den Normalzustand zurückzuführen.
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Demgegenüber ist der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt der Modifikation der ersten Steuervorrichtung konfiguriert, um das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis derart zu korrigieren, dass der „Durchschnittswert der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder während der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer” ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich dem „Durchschnittswert der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse von einer Mehrzahl der Zylinder wird, wenn die Fettgemisch-Anfrage nach der Nach-Kraftstoffunterbrechungsdauer auftritt”.
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[Zweite Ausführungsform]
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Eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung (hiernach vereinfacht als „zweite Steuervorrichtung” bezeichnet) gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Die zweite Steuervorrichtung erhält den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) ähnlich der ersten Steuervorrichtung. Die zweite Steuervorrichtung unterscheidet sich von der ersten Steuervorrichtung dadurch, dass die zweite Steuervorrichtung basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) eine „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung (Steuer-Pendelung-Verhinderungssteuerung) zum Verhindern einer Pendelung der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerung” durchführt. Nachfolgend werden insbesondere die Unterscheidungsmerkmale beschrieben.
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Wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax des stromaufwärtigen Katalysators 43 in einem Fall, in welchem der stromaufwärtige Katalysator 43 altert, klein wird, wird eine Fluktuationsdauer des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 (eine Dauer, welche der vorstehend beschriebenen Inversionsdauer entspricht und welche als eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedback-Steuerdauer bezeichnet werden kann) kurz. Demnach reagiert, falls die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse auf zueinander gleiche Werte eingestellt werden, der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 sehr sensibel auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases des exzellente-Gaserreichung-Zylinders. Somit fluktuiert das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Maschine 10 stark (weist eine Pendelung auf), weshalb die Emission schlechter wird.
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In Anbetracht des Vorstehenden erhält die zweite Steuervorrichtung den maximalen Sauerstoffspeicherbetrag Cmax des Katalysators 43, bestimmt, ob der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax kleiner als ein maximaler Sauerstoffspeicherbetrag-Schwellenwert Cmaxth ist oder nicht, und verringert den Erhöhungskoeffizienten für den Lten Zylinder kRich(L) und vergrößert den Verringerungskoeffizienten für den Lten Zylinder kLean(L), wenn ein „Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56, welcher ein Abgas eines bestimmten Lten Zylinders (L ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) aufweist”, welcher durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(L) angezeigt wird, stärker wird (d. h., wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(L) größer wird), wenn bestimmt wird, dass der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax kleiner als der maximale Sauerstoffspeicherbetrag-Schwellenwert Cmaxth ist.
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Wenn zum Beispiel der erste Zylinder der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist, der zweite und der dritte Zylinder die normale-Gaserreichung-Zylinder sind und der vierte Zylinder der schlechteste-Gaserreichung-Zylinder ist, wie vorstehend gemäß Tabelle 1 angezeigt, stellt die zweite Steuervorrichtung, wie durch eine durchgehende Linie in einem Graph in Schritt 1540 von 15 dargestellt, jeden von dem „Erhöhungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kRich(2) des zweiten Zylinders, welcher der normale-Gaserreichung-Zylinder ist, und dem Erhöhungskoeffizienten für den dritten Zylinder kRich(3) des dritten Zylinders, welcher der normale-Gaserreichung-Zylinder ist”, auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein.
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Die zweite Steuervorrichtung stellt, wie durch die durchgehende Linie im Graph in Schritt 1540 von 15 dargestellt, den Erhöhungskoeffizienten für den ersten Zylinder kRich(1) des ersten Zylinders, welcher der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist, auf einen Wert „1 + A – C3” ein, welcher um einen positiven Wert C3 kleiner als ein Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ist. Der Wert C3 ist ein Wert, welcher größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) größer wird, und wird derart bestimmt, dass der Wert „1 + A – C3” größer als „1” ist. Daher wird der Erhöhungskoeffizient für den ersten Zylinder kRich(1) in einem Bereich von „1” bis zu dem Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” kleiner, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(1) größer wird.
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Die zweite Steuervorrichtung stellt, wie durch die durchgehende Linie im Graphen in Schritt 1540 von 15 dargestellt, den Erhöhungskoeffizienten für den vierten Zylinder kRich(4) des vierten Zylinders, welcher der schlechteste-Gaserreichung-Zylinder ist, auf einen Wert „1 + A + D3” ein, welcher um einen positiven Wert D3 größer als der Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ist. Der Wert D3 ist ein Wert, welcher größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) kleiner wird. Daher wird der Erhöhungskoeffizient für den vierten Zylinder kRich(4) in einem Bereich größer, der größer als der Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ist, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(4) kleiner wird.
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Ferner stellt die zweite Steuervorrichtung, wie durch eine durchgehende Linie im Graph in Schritt 1550 von 15 dargestellt, jeden von dem „Verringerungskoeffizienten für den zweiten Zylinder kLean(2) des zweiten Zylinders, welcher der normale-Gaserreichung-Zylinder ist, und dem Verringerungskoeffizienten für den dritten Zylinder kLean(3) des dritten Zylinders, welcher der normale-Gaserreichung-Zylinder ist”, auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein.
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Die zweite Steuervorrichtung stellt, wie durch die durchgehende Linie im Graph in Schritt 1550 von 15 dargestellt, den Verringerungskoeffizienten für den ersten Zylinder kLean(1) des ersten Zylinders, welcher der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist, auf einen Wert „1 – A + C4” ein, welcher um einen positiven Wert C4 größer als der Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ist. Der Wert C4 ist ein Wert, welcher größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) größer wird, und wird derart bestimmt, dass der Wert „1 – A + C4” kleiner als „1” ist. Daher wird der Verringerungskoeffizient für den ersten Zylinder kLean(1) in einem Bereich von „1” bis zu dem Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” größer, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(1) größer wird.
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Die zweite Steuervorrichtung stellt den Verringerungskoeffizienten für den vierten Zylinder kLean(4) des vierten Zylinders, welcher der schlechteste-Gaserreichung-Zylinder ist, wie durch die durchgehende Linie im Graph in Schritt 1550 von 15 dargestellt, auf einen Wert „1 – A – D4” ein, welcher um einen positiven Wert D4 kleiner als der Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ist. Der Wert D4 ist ein Wert, welcher größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) kleiner wird, und wird derart bestimmt, dass der Wert „1 – A – D4” größer als „0” ist. Daher wird der Verringerungskoeffizient für den vierten Zylinder kLean(4) in einem Bereich von „0” bis zum Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” kleiner, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(4) kleiner wird.
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Demnach kann die zweite Steuervorrichtung das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des starke-Gaserreichung-Zylinders” näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis bringen und das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des schwache-Gaserreichung-Zylinders” stärker vom stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis abbringen.
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Somit wird der Einfluss-/Auswirkungsgrad auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird, auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 unter den Zylindern ausgeglichen. Als Ergebnis reagiert, wenn die Fettgemisch-Anfrage aufritt, und somit, wenn das Abgas mit dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Katalysator 43 strömt, der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 nicht sehr sensibel auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases vom exzellente-Gaserreichung-Zylinder, und daher verzögert sich der „Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 von einem Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist”. Somit ist es möglich, die Fluktuationsdauer des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 zu verlängern (d. h., die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerdauer zu verlängern).
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Ferner, wenn die Magergemisch-Anfrage auftritt und somit das Abgas mit dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Katalysator 43 strömt, reagiert der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 nicht sehr sensibel auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases vom exzellente-Gaserreichung-Zylinder, weshalb sich der „Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 von einem Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, verzögert. Somit ist es möglich, die Fluktuationsdauer des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 zu verlängern (d. h., die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbacksteuerdauer zu verlängern).
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Als Ergebnis wird es, selbst wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax des Katalysators 43 klein wird, möglich, das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis von einer starken Fluktuation (Aufweisen einer Pendelung) zu schützen und somit zu verhindern, dass eine Emission schlechter wird.
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(Tatsächlicher Betrieb)
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Die CPU der zweiten Steuervorrichtung führt die in den 7 bis 13 dargestellten Routinen aus. Ferner, wenn die CPU die Prozessabläufe der Routine, die in 13 dargestellt ist, abschließt, ist die CPU derart ausgestaltet, dass sie eine „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerroutine zum Verhindern der Steuer-Pendelung”, dargestellt in 15, ausführt. Demnach startet die CPU den Prozess von Schritt 1500 bei einem geeigneten Zeitpunkt, um zu Schritt 1510 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „0” ist oder nicht.
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Wenn der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „1” ist, macht die CPU bei Schritt 1510 eine Nein”-Bestimmung, um direkt zu Schritt 1595 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Falls hingegen der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „0” ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1510 ausführt, macht die CPU bei Schritt 1510 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1520 voranzuschreiten, bei welchem die CPU den maximalen Sauerstoffspeicherbetrag Cmax ausliest.
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Der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax ist ein Maximalbetrag von Sauerstoff, der im stromaufwärtigen Katalysator
43 gespeichert werden kann, und wird durch eine sogenannte „aktive Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung” separat erhalten. Der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax wird kleiner, wenn die Alterung bzw. Abnutzung des stromaufwärtigen Katalysators
43 voranschreitet. Die aktive Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ist eine bereits bekannte Steuerung, wie sie in der
japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer (kokai) Hei 5-133264 offenbart ist. Zum Beispiel wird der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax wie folgt erhalten:
- – Wenn die Temperatur des Katalysators 43 eine vorbestimmte Temperatur ist, schreitet die CPU voran, dass das Abgas mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, in den stromaufwärtigen Katalysator 43 strömt, so dass der Sauerstoffspeicherbetrag des stromaufwärtigen Katalysators 43 mit „0” zusammenfällt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 der maximale Ausgangswert max.
- – Nach diesem Zeitpunkt schreitet die CPU damit voran, dass das Abgas mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, in den stromaufwärtigen Katalysator 43 strömt, und erhält den maximalen Sauerstoffspeicherbetrag Cmax durch Berechnen/Ermitteln, basierend auf dem Ausgangswert Vabyfs des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 55 und dem Kraftstoffbetrag, einen Sauerstoffbetrag, welcher im Dreiwege-Katalysator 43 gespeichert ist (d. h., einen Veränderungsbetrag ΔOSA des Sauerstoffspeicherbetrags), und durch Ansammeln des Veränderungsbetrags ΔOSA des Sauerstoffspeicherbetrags, und zwar in einer Dauer von diesem Zeitpunkt bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 ein Wert wird, der kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luftkraftstoff-Verhältnis ist. Der Veränderungsbetrag ΔOSA des Sauerstoffspeicherbetrags kann gemäß einer Formel (= (Kraftstoffbetrag pro Zeiteinheit) × 0,23 × (abyfs-stoich)) berechnet werden. Der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax wird aktualisiert und in dem Backup-RAM mit der Information einer Temperatur gespeichert, bei welcher der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax erhalten wurde, und zwar jedes Mal dann, wenn er erhalten wird.
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Danach schreitet die CPU zu Schritt 1530 voran, um zu bestimmen, ob der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax kleiner als der maximale Sauerstoffspeicherbetrag-Schwellenwert Cmaxth ist oder nicht. Wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax kleiner als der maximale Sauerstoffspeicherbetrag-Schwellenwert Cmaxth ist, macht die CPU bei Schritt 1530 eine „Ja”-Bestimmung, um die Prozesse von Schritt 1540 und Schritt 1550 sequenziell auszuführen, und schreitet dann zu 1595 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Schritt 1540: Die CPU bestimmt den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N). Genauer gesagt, wie durch eine durchgehende Linie im Graph in Schritt 1540 dargestellt, bestimmt die CPU den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) derart, dass der Erhöhungskoeffizient für den Nten Zylinder kRich(N) in einem Bereich größer als „1” kleiner wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders (d. h., die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders) größer wird. Dabei sollte erwähnt sein, dass die CPU den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” einstellt, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders „0” ist (d. h., wenn die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders standard/normal ist).
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Schritt 1550: Die CPU bestimmt den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N). Genauer gesagt, wie durch eine durchgehende Linie im Graph in Schritt 1550 dargestellt, bestimmt die CPU den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) derart, dass der Verringerungskoeffizient für den Nten Zylinder kLean(N) in einem Bereich kleiner als „1” größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert (EF(N) des Nten Zylinders (d. h., die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders) größer wird. Dabei sollte erwähnt sein, dass die CPU den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” einstellt, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders „0” ist (d. h., wenn die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders standard/normal ist).
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Falls hingegen der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax gleich oder größer als der maximale Sauerstoffspeicherbetrag-Schwellenwert Cmaxth ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1530 ausführt, macht die CPU bei Schritt 1530 eine „Nein”-Bestimmung, um die Prozessabläufe von Schritt 1560 und 1570 sequenziell auszuführen und anschließend zu Schritt 1595 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Schritt 1560: Die CPU stellt den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein.
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Schritt 1570: Die CPU stellt den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein.
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Hierbei sollte erwähnt sein, dass die zweite Steuervorrichtung den „Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) und den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N)” näher an „1” führt (d. h., die Werte C3, D3, C4 und D4, erhöht dargestellt in Schritt 1540 und Schritt 1550), wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax kleiner wird, falls die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders stärker als die des normale-Gaserreichung-Zylinders ist. Das heißt, die zweite Steuervorrichtung kann das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des exzellente-Gaserreichung-Zylinders sehr viel näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis führen und kann das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des schwächste-Gaserreichung-Zylinders stärker von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis weg führen, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax kleiner wird.
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Wie vorstehend beschrieben, weist der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerabschnitt der zweiten Steuervorrichtung auf:
einen Maximalsauerstoffspeicherbetrag-Erhaltungsabschnitt, welcher den maximalen Sauerstoffspeicherbetrag Cmax des Dreiwege-Katalysators 43 erhält (siehe Schritt 1520, dargestellt in 15); und
einen Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt, welcher jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von einer Mehrzahl der Zylinder derart korrigiert (d. h., welcher eine Steuer-Pendelung-Verhinderungssteuerung durchführt), dass in einer Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders, dessen Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) angezeigt wird, ein erster Wert ist”, größer als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders ist, dessen Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) angezeigt wird, ein zweiter Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist”, kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis kommt, wenn der erhaltene maximale Sauerstoffspeicherbetrag kleiner wird (siehe Schritt 1530 und Schritt 1540, dargestellt in 15, usw.).
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Dieser Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt ist auch ein Abschnitt, welcher jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von einer Mehrzahl der Zylinder derart korrigiert, dass in einer Dauer, in welcher die Fettgemisch-Anfrage auftritt, das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des „exzellente-Gaserreichung-Zylinders (Zylinder, dessen Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) unter einer Mehrzahl der Zylinder der größte ist)” größer als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders ist, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist”, kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis kommt, wenn der erhaltene maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax kleiner wird.
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Ferner ist der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt der zweiten Steuervorrichtung derart konfiguriert, dass er jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von einer Mehrzahl der Zylinder derart korrigieren kann (d. h., eine Steuer-Pendelung-Verhinderungssteuerung durchführt), dass in einer Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders, dessen Auswirkungs-/Einflussgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) angezeigt wird, ein erster Wert ist”, kleiner als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders ist, dessen Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der durch den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) angezeigt wird, ein zweiter Wert ist, der kleiner als der erste Wert ist”, größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis kommt, wenn der erhaltene maximale Sauerstoffspeicherbetrag kleiner wird (siehe Schritt 1530 und Schritt 1550, dargestellt in 15, usw.).
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Der Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturabschnitt ist auch ein Abschnitt, welcher jedes von den Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen von einer Mehrzahl der Zylinder derart korrigiert, dass in der Dauer, in welcher die Magergemisch-Anfrage auftritt, das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des „exzellente-Gaserreichung-Zylinders (Zylinder, dessen Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) unter einer Mehrzahl der Zylinder der größte ist)” kleiner als ein Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines „Zylinders ist, der nicht der exzellente-Gaserreichung-Zylinder ist”, größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis kommt, wenn der erhaltene maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax kleiner wird.
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Die zweite Steuervorrichtung kann einen „Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und einen Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 auf einen Wert entsprechend eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verändert, der fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist” verzögern, wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax aufgrund der Alterung des Katalysators 43 kleiner wird. Somit kann die Fluktuationsdauer des Ausgangswerts des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors (d. h., die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Feedbackdauer) verlängert werden. Somit kann verhindert werden, dass die Emission schlechter wird, wenn der Katalysator 43 altert, weshalb der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax klein wird.
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[Dritte Ausführungsform]
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Nachfolgend wird eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung (hiernach vereinfacht als „dritte Steuervorrichtung” bezeichnet) gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die dritte Steuervorrichtung erhält den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) ähnlich zur ersten Steuervorrichtung. Die dritte Steuervorrichtung unterscheidet sich von der ersten Steuervorrichtung dadurch, dass die dritte Steuervorrichtung basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) eine „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Erhalten eines Parameters zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators” durchführt. Somit werden nachfolgend nur die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale beschrieben.
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Ähnlich wie bei der zweiten Steuervorrichtung führt die dritte Steuervorrichtung eine Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung derart durch, dass sie ein „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des starke-Gaserreichung-Zylinders” während einer Dauer, in welcher der Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators 43 (maximaler Sauerstoffspeicherbetrag Cmax) erhalten wird, näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis bringt und das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des schwache-Gaserreichung-Zylinders” stärker von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis abbringt.
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Das heißt, die dritte Steuervorrichtung stellt den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder (kRich(N) auf einen Wert ein, welcher in einem Bereich größer als „1” kleiner wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) größer wird, und zwar während der Dauer, in welcher der Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators 43 (maximaler Sauerstoffspeicherbetrag Cmax) erhalten wird. Dabei sollte erwähnt sein, dass die dritte Steuervorrichtung den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” einstellt, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders „0” ist.
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Ferner stellt die dritte Steuervorrichtung den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) während der Dauer, in welcher der Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators 43 (maximaler Sauerstoffspeicherbetrag Cmax) erhalten wird, auf einen Wert ein, der in einem Bereich kleiner als „1” größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) größer wird. Es sollte erwähnt sein, dass die dritte Steuervorrichtung den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” einstellt, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders „0” ist.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration kann ein Zustand realisiert werden, in welchem der starke-Gaserreichung-Zylinder und der schwache-Gaserreichung-Zylinder Abgase auslassen, die im Wesentlichen den gleichen Einfluss/die gleiche Auswirkung auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 aufweisen. Daher kann, im Vergleich zu einem Fall, in welchem ein bestimmter Zylinder den starken Einfluss/die starke Auswirkung aufweist, der Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators 43 (maximaler Sauerstoffspeicherbetrag Cmax) mit einer hohen Genauigkeit erhalten werden.
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(Tatsächlicher Betrieb)
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Die CPU der dritten Steuervorrichtung führt die Routinen, wie in den 7 bis 13 dargestellt, aus. Ferner, wenn die CPU die Prozessabläufe der Routine, die in 13 dargestellt ist, abschließt, ist die CPU ausgestaltet, um eine „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerroutine zum Erhalten des Parameters zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators” auszuführen, wie in 16 dargestellt. Demnach beginnt die CPU zu einem geeigneten Zeitpunkt den Prozess von Schritt 1600, um zu Schritt 1610 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „0” ist oder nicht.
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Wenn der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „1” ist, macht die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 1610, um direkt zu Schritt 1695 voranzuschreiten, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Falls hingegen der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „0” ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1610 ausführt, macht die CPU eine „Ja-Bestimmung bei Schritt 1610, um zu Schritt 1620 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob sich der vorliegende Zeitpunkt in einem Zustand befindet oder nicht, bei welchem der Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators (d. h., der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax) erhalten wird.
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Es sollte erwähnt sein, dass der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax gemäß der sogenannten „aktiven Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung” separat erhalten wird. Zudem wird der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax, der als der Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators dient, erhalten, wenn ein vorbestimmter Diagnosezustand erfüllt ist (z. B., wenn die Kühlwassertemperatur THW gleich oder größer als ein Kühlwassertemperatur-Schwellenwert THWth ist, sich die Einlassluftmenge bzw. der Einlassluftbetrag Ga in einem vorbestimmten Bereich befindet, sich eine geschätzte Temperatur des Katalysators 43 in einem vorbestimmten Temperaturbereich befindet, und ein Veränderungsbetrag ΔGa pro Zeiteinheit des Einlassluftbetrags Ga gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, usw.).
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Wenn sich der vorliegende Zeitpunkt in einem Zustand befindet, in welchem der Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators (d. h., der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax) erhalten wird, macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 1620, um die Prozessabläufe von Schritt 1630 und Schritt 1640 wie nachfolgend beschrieben sequenziell auszuführen, und schreitet zu Schritt 1695 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Schritt 1630: Die CPU bestimmt den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N). Genauer gesagt bestimmt die CPU, wie durch eine durchgehende Linie in einem Graph in Schritt 1630 dargestellt, den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) derart, dass der Erhöhungskoeffizient für den Nten Zylinder kRich(N) in einem Bereich größer als „1” kleiner wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders (d. h., die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders) größer wird. Es sollte erwähnt sein, dass die CPU den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) auf den Erhöhungskoeffizient-Basiswert (Fettgemischseite-Basiszuwachs) „1 + A” einstellt, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders „0” ist (d. h., wenn die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders standard/normal ist).
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Schritt 1640: Die CPU bestimmt den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N). Genauer gesagt bestimmt die CPU, wie durch eine durchgehende Linie in einem Graph in Schritt 1640 dargestellt, den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) derart, dass der Verringerungskoeffizient für den Nten Zylinder kLean(N) in einem Bereich kleiner als „1” größer wird, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders (d. h., die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders) größer wird. Es sollte erwähnt sein, dass die CPU den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert (Magergemischseite-Basiszuwachs) „1 – A” einstellt, wenn der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) des Nten Zylinders „0” ist (d. h., wenn die Gaserreichungsstärke des Nten Zylinders standard/normal ist).
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Falls sich der vorliegende Zeitpunkt hingegen nicht in dem Zustand befindet, in welchem der Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators erhalten wird, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1620 ausführt, macht die CPU bei Schritt 1620 eine „Nein”-Bestimmung, um Prozessabläufe von Schritt 1650 und Schritt 1660 sequenziell auszuführen, und schreitet dann zu Schritt 1695 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Schritt 1650: Die CPU stellt den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Erhöhungskoeffizent-Basiswert „1 + A” ein.
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Schritt 1660: die CPU stellt den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) auf den Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein.
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Wie vorstehend beschrieben, kommt bei der dritten Steuervorrichtung das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des starke-Gaserreichung-Zylinders” näher an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das „Luft-Kraftstoff-Verhältnis des schwache-Gaserreichung-Zylinders” weicht stärker von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Dauer, in welcher der Parameter zur Bestimmung einer Abnormalität des Katalysators (d. h., der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax) erhalten wird, ähnlich wie bei der zweiten Steuervorrichtung (siehe 16) ab. Somit kann im Grunde ein Fall vorliegen, bei welchem jeder der Zylinder Abgas mit im Wesentlichen gleichem Einfluss bzw. einer gleichen Auswirkung auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 auslässt. Daher kann, im Vergleich zu einem Fall, in welchem ein bestimmter Zylinder einen starken Einfluss/eine starke Auswirkung hat, der Parameter zum Bestimmen der Abnormalität des Katalysators 43 (der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax) mit einer hohen Genauigkeit erhalten werden.
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[Vierte Ausführungsform]
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Eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung (hiernach vereinfacht als „vierte Steuervorrichtung” bezeichnet) gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Die vierte Steuervorrichtung erhält den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) ähnlich der ersten Steuervorrichtung. Ferner führt die vierte Steuervorrichtung die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung der ersten bis dritten Steuervorrichtung durch, jedoch nicht die (eine von den) Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungen, wenn sich der Betriebszustand der Maschine 10 in einem bestimmten Zustand befindet (genauer gesagt, wenn eine Reinigungseigenschaft des stromabwärtigen Katalysators 44 hoch ist).
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Die CPU der vierten Steuervorrichtung funktioniert gemäß dem allgemein in 17 dargestellten Flussdiagramm. Das heißt, die CPU schreitet jedes Mal dann zu Schritt 1705 voran, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer vergeht, und erhält den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) ähnlich der ersten Steuervorrichtung (siehe 5, 9, 10 usw.). Es sollte erwähnt sein, dass, sobald die CPU den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) nach dem gegenwärtigen Start der Maschine 10 erhält, die CPU danach den Schritt 1705 überspringt, um zu Schritt 1710 voranzuschreiten.
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Nachdem die CPU den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) erhält, schreitet sie zu Schritt 1710 voran, um zu bestimmen, ob der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „0” ist oder nicht. Wenn der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „1” ist, macht die CPU bei Schritt 1710 eine „Nein”-Bestimmung, um zu Schritt 1720 voranzuschreiten, bei welchem die CPU die „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Steuerung während der Anreicherungssteuerung nach der Kraftstoffunterbrechung” durchführt (siehe 12 und dergleichen). Danach schreitet die CPU zu Schritt 1795 voran.
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Falls der Wert des Kraftstoffunterbrechungsbetriebs-Endflags XFCFK „0” ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1710 ausführt, macht die CPU bei Schritt 1710 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1730 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob sich der vorliegende Zeitpunkt nicht in dem Zustand befindet oder nicht, in welchem der Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators (d. h., der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax) erhalten wird.
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Falls sich der vorliegende Zeitpunkt in dem Zustand befindet, in welchem der Parameter einer Abnormalität des Katalysators (d. h., der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax) erhalten wird, macht die CPU bei Schritt 1730 eine „Nein”-Bestimmung, um zu Schritt 1740 voranzuschreiten und die „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung durchzuführen, um den Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators zu erhalten” (siehe 16 und dergleichen). Danach schreitet die CPU zu Schritt 1795 voran.
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Falls sich der vorliegende Zeitpunkt nicht in dem Zustand befindet, in welchem der Parameter zum Bestimmen einer Abnormalität des Katalysators erhalten wird, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1730 ausführt, macht die CPU bei Schritt 1730 eine „Ja”-Bestimmung, um zu Schritt 1750 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der stromabwärtige Katalysator 44 nicht eine Fähigkeit zum Reinigen des Abgases aufweist oder nicht.
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Genauer gesagt aktualisiert die CPU einen Integralwert SGarich des Einlassluftbetrags Ga in einer Dauer, in welcher der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 einen Wert anzeigt, der einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, aktualisiert einen integrierten Wert bzw. Integralwert SGalean des Einlassluftbetrags Ga in einer Dauer, in welcher der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigt, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und bestimmt, dass der stromabwärtige Katalysator 44 nicht die Fähigkeit zum Reinigen des Abgases hat, wenn eine Differenz zwischen diesen Werten (d. h. SGalean – SGarich, d. h., ein Wert entsprechend einem Sauerstoffspeicherbetrag des stromabwärtigen Katalysators 44) gleich oder kleiner als 20% (erster Schwellenwert) eines vorbestimmten maximalen Sauerstoffspeicherbetrags Cufmax des stromabwärtigen Katalysators 44 ist, oder gleich oder größer als 80% (zweiter Schwellenwert, der größer als der erste Schwellenwert ist) des vorbestimmten maximalen Sauerstoffspeicherbetrags Cufmax ist. Es sollte erwähnt sein, dass der Integralwert SGalean auf den maximalen Sauerstoffspeicherbetrag Cufmax beim Start der Maschine 10 eingestellt wird. Alternativ kann der Wert entsprechend dem Sauerstoffspeicherbetrag des stromabwärtigen Katalysators 44 durch Anordnen bzw. Verwenden eines „Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors für einen weiten Bereich eines Strombegrenzungstyps, ähnlich dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 55” in der Nähe des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56, durch Anordnen eines „Sauerstoffkonzentrationssensors eines Konzenrationszellentyps (O2-Sensor) ähnlich dem stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 bei einer Position stromabwärts des stromabwärtigen Katalysators 44, und unter Verwendung eines Verfahrens ähnlich dem Verfahren zum Erhalten des maximalen Sauerstoffspeicherbetrags Cmax des stromaufwärtigen Katalysators 43 berechnet werden, während diese angeordneten Sensoren verwendet werden.
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Falls der stromabwärtige Katalysator 44 die Fähigkeit zum Reinigen des Abgases besitzt, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1750 ausführt, macht die CPU eine „Nein”-Bestimmung bei Schritt 1750, um zu Schritt 1760 voranzuschreiten, bei welchem die CPU die „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung” verbietet (beendet). Das heißt, die CPU stellt jeden von dem Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) bis zu dem Erhöhungskoeffizient-Basiswert „1 + A” ein, und stellt jeden von den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) bis zu dem Verringerungskoeffizient-Basiswert „1 – A” ein. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1795 voran.
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Falls der stromabwärtige Katalysator 44 nicht die Fähigkeit zum Reinigen des Abgases besitzt, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1750 ausführt, macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 1750, um zu Schritt 1770 voranzuschreiten, bei welchem die CPU bestimmt, ob der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax des stromaufwärtigen Katalysators 43 gleich oder größer als ein maximaler Sauerstoffspeicherbetrag-Schwellenwert Cmaxth ist oder nicht.
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Wenn der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax des stromaufwärtigen Katalysators 43 weder gleich noch größer als der maximale Sauerstoffspeicherbetrag-Schwellenwert Cmaxth ist, macht die CPU bei Schritt 1770 eine „Nein”-Bestimmung, um zu Schritt 1780 voranzuschreiten, bei welchem die CPU die „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerroutine zum Verhindern der Steuer-Pendelung”, das vorstehend beschrieben ist, durchführt (siehe 15 und dergleichen). Danach schreitet die CPU zu Schritt 1795 voran.
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Falls der maximale Sauerstoffspeicherbetrag Cmax des stromaufwärtigen Katalysators 43 gleich oder größer als der maximale Sauerstoffspeicherbetrag-Schwellenwert Cmaxth ist, wenn die CPU den Prozess von Schritt 1770 ausführt, macht die CPU eine „Ja”-Bestimmung bei Schritt 1770, um zu Schritt 1790 voranzuschreiten, bei welchem die CPU die „Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung für das Verkürzen einer Feedbackdauer”, die vorstehend beschrieben ist, durchführt (siehe 14 und dergleichen). Danach schreitet die CPU zu Schritt 1795 voran.
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Wie vorstehend beschrieben, führt die vierte Steuervorrichtung die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungen, die die erste bis dritte Steuervorrichtung durchführen, durch, und beendet die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungen, wenn der stromabwärtige Katalysator 44 die Eigenschaft zum Reinigen des Abgases aufweist (siehe Schritt 1750 und Schritt 1760, dargestellt in 17).
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Demnach kann eine Rechenlast der CPU im Vergleich zu einem Fall, in welchem die CPU stetig den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) und den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) berechnet, verringert werden. Somit kann ein Rechenfehler verhindert werden, weshalb eine hohe Genauigkeit bei der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung vorgesehen werden kann.
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Anhand der vorstehenden Beschreibung ist zu verstehen, dass jede der Ausführungsformen der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) zum Anzeigen des Einfluss-/Auswirkungsgrads auf den Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56, den das Abgas, das von jedem (der Nten Zylinder) von einer Mehrzahl der Zylinder ausgelassen wird, hat, erhält, und das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (tatsächlich den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) und den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N)) basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) und dem Betriebszustand der Maschine etc. steuert. Als Ergebnis kann die Emission weiter verbessert werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen modifiziert werden, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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(Erste Modifikation)
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Jede der ersten bis vierten Steuervorrichtungen erhält den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N), der den „Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors” des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases anzeigt, das vom Nten Zylinder (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) ausgelassen wird, und steuert das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bzw. Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Nten Zylinders basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N).
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Der „Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors” des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das vom Nten Zylinder (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) ausgelassen wird, kann jedoch im Voraus basierend auf Experimenten oder dergleichen erhalten werden, falls die Struktur der Maschine 10 (z. B. die Form des Abgaskrümmers 41, die Position/der Anordnungswinkel des Katalysators 43, die Position/der Anordnungswinkel des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 und dergleichen) fixiert bzw. fest ist.
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In Anbetracht des Vorstehenden steuert die erste Modifikation das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend auf dem „Einfluss-/Auswirkungsgrad auf den Ausgangswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors” des Abgases, das von jedem der Zylinder ausgelassen wird”, der im Voraus erhalten wird, d. h., die CPU gemäß der ersten Modifikation speichert den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) im Voraus im ROM, und führt die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ähnlich der in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durch.
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Gemäß der ersten Modifikation ist es nicht erforderlich, den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) tatsächlich zu erhalten, weshalb die erwünschte Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung stets ausgeführt werden kann. Ferner ist es nicht erforderlich, Abstriche bezüglich der Emission in Kauf zu nehmen, um den Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) zu erhalten.
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(Zweite Modifikation)
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Jede der ersten bis vierten Steuervorrichtungen berechnet den gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz und den freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs und erhält den Durchschnitts-Sauerstoffspeicherbetrag OSA, welcher der Mittel- bzw. Durchschnittswert dieser Beträge ist, als den Fluktuationsdauer-Korrelationswert (Wert, der den Zustand der periodischen Fluktuation des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 darstellt.
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Der Fluktuationsdauer-Korrelationswert kann jedoch auch basierend auf zumindest einem der nachfolgend beschriebenen Parameter erhalten werden.
- – Einer Kurvenlänge des Ausgangswertes Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 in einer vorbestimmten Zeitdauer. Es sollte erwähnt sein, dass die Kurvenlänge durch Summierung/ein Integral berechnet werden kann, und zwar jedes Mal dann, wenn eine konstante Abtastzeit vergangen ist, und über die vorbestimmte Zeitdauer, einen Absolutwert |Voxs – Voxsold| einer Differenz zwischen dem Ausgangswert Voxs und dem Zeitpunkt und einem vorherigen Ausgangswert Voxs bei einem Zeitpunkt der Abtastzeit vor dem Zeitpunkt.
- – Einer Inversionsdauer (oder die Inversionsfrequenz) des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56. Die Inversionsdauer des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 steht für eine Zeitdauer, die mit einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 wieder auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, das fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, nachdem es sich auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, wie vorstehend beschrieben korreliert. Es sollte erwähnt sein, dass die Inversionsdauer des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 auch eine Zeitdauer sein kann, die mit einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, bei welchem der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 sich auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 wieder auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, das magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, nachdem es sich auf einen Wert entsprechend einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert hat, der fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, korreliert.
- – Dem gespeicherten Sauerstoffbetrag OSAkz selbst.
- – Dem freigegebenen Sauerstoffbetrag OSAhs selbst.
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(Dritte Modifikation)
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Jede der ersten bis vierten Steuervorrichtungen verändert den Zylinder-für-Zylinder-Korrekturzuwachs (Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) und den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N)), um die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen. Die dritte Modifikation verändert hingegen ein Soll-Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis für jeden der Zylinder derart, dass die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird.
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Genauer gesagt, führt eine CPU gemäß der dritten Modifikation jedes Mal dann, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer vergeht, eine Kraftstoffeinspritzung-Steuerroutine aus, wie sie im Flussdiagramm in 18 dargestellt ist. Dabei ist zu beachten, dass jeder Schritt in 18, der denselben Prozess ausführt wie derjenige, der bereits beschrieben wurde, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen wird. Auf eine erneute detaillierte Beschreibung derartiger Schritte wird entsprechend verzichtet.
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Gemäß dieser Routine wird der Zylinder-Einlassluftbetrag Mc(N) des beliebigen Nten Zylinders (N ist eine Ganzzahl von 1 bis 4) bei Schritt 715 erhalten, wenn der Wert des Kraftstoffunterbrechungs-Flags XFC „0” ist (siehe Schritt 705), und der Kurbelwinkel des Nten Zylinders den vorbestimmten Kurbelwinkel erreicht (z. B., BTDC 180° KW), bevor der obere Totpunkt des Einlasses des Nten Zylinders erreicht ist (siehe Schritt 710).
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Ferner, wenn der Wert des Feedback-Ausführungszulass-Flags XSFB „1” ist (siehe Schritt 725) und der Wert des Fettgemisch-Anfrage-Flags „1” ist (siehe Schritt 745), schreitet die CPU zu Schritt 1810 voran, um den Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fb(N) durch Teilen des Zylindereinlass-Luftbetrags Mc(N) des Nten Zylinders durch ein Soll-Fettgemischseite-Luft-Kraftstoff-Verhältnis afrRich(N) zu berechnen (Fb(N) = Mc(N)/afrRich(N)).
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Das Soll-Fettgemischseite-Luft-Kraftstoff-Verhältnis afrRich(N) ist gleich einem Wert, der durch Teilen des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch den vorstehend beschriebenen Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) erhalten wird (afrRich(N) = stoich/kRich(N)). Das heißt, die CPU gemäß er dritten Modifikation stellt das Soll-Fettgemischseite-Luft-Kraftstoff-Verhältnis afrRich(N), welches dem Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) entspricht, an Stelle der Einstellung des Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) in jeder der ersten bis vierten Steuervorrichtung ein.
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Wenn hingegen der Wert des Feedback-Ausführungszulass-Flags XSFB „1” ist (siehe Schritt 725) und der Wert des Fettgemischanfrage-Flags „0” ist ( siehe Schritt 745), schreitet die CPU zu Schritt 1820 voran, um den Basiskraftstoffeinspritzbetrag Fb(N) durch Teilen des Zylindereinlass-Luftbetrags Mc(N) des Nten Zylinders durch ein Soll-Magergemischseite-Luft-Kraftstoff-Verhältnis afrLean(N) zu berechnen. (Fb(N) = Mc(N)/afrLean(N)).
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Das Soll-Magergemischseite-Luft-Kraftstoff-Verhältnis afrLean(N) ist gleich einem Wert, der durch Teilen des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch den vorstehend beschriebenen Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) erhalten wird (afrLean(N) = stoich/kLean(N)). Das heißt, die CPU gemäß der dritten Modifikation stellt das Soll-Magergemischseite-Luft-Kraftstoff-Verhältnis afrLean(N), welches dem Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) entspricht, anstelle einer Einstellung des Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) in jeder der ersten bis vierten Ausführungsform ein.
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Ferner schreitet, wenn der Wert des Feedback-Ausführungszulass-Flags XSFB „0” ist (siehe Schritt 725) die CPU zu Schritt 1830 voran, um den Basis-Kraftstoffeinspritzbetrag Fb(N) des Nten Zylinders durch Teilen des Zylinder-Einlassluftbetrags Mc(N) des Nten Zylinders durch das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erhalten (Fb(N) = Mc(N)/stoich).
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Zudem schreitet die CPU von einem der Schritte von Schritt 1810, 1820 und 1830 zu Schritt 1840 voran, um den letzten Kraftstoff-Einspritzungsbetrag (angewiesener Einspritzungsbetrag) Fi(N) durch Multiplizieren des Basis-Kraftstoff-Einspritzungsbetrags Fb(N) durch einen Hauptfeedback-Koeffizienten KFmain zu berechnen. Der Hauptfeedback-Koeffizient KFmain wird später beschrieben. Es sollte erwähnt sein, dass der Hauptfeedback-Koeffizient Kfmain auf „1” festgelegt sein kann.
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Anschließend schreitet die CPU zu Schritt 740 voran, um eine Einspritzungsanweisung an das Kraftstoff-Einspritzungsventil 25 des Nten Zylinders derart zu senden, dass der Kraftstoff des letzten Kraftstoff-Einspritzungsbetrags Fi(N) von diesem Kraftstoff-Einspritzungsventil 25 eingespritzt wird. Danach schreitet die CPU zu Schritt 1895 voran, um die vorliegende Routine vorübergehend zu beenden.
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Zum Beispiel berechnet die CPU den Hauptfeedback-Koeffizienten KFmain wie folgt.
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Die CPU erhält das erfasste stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs durch Anwenden des Ausgangswerts Vabyfs am stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 55 in der Tabelle Mapabyfs, dargestellt in 3.
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Die CPU erhält einen „Zylinder-Kraftstoffzuführbetrag Fc(k – n)”, welcher ein „Betrag des Kraftstoffs ist, der tatsächlich zur Brennkammer 21 für einen Zyklus bei einem Zeitpunkt N Zyklen vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt zugeführt wird”. Das heißt, die CPU erhält den Zylinder-Kraftstoffzuführbetrag Fc(k – n) durch Teilen des „Zylindereinlass-Luftbetrags Mc(k – N), welcher der Zylinder-Einlassluftbetrag für den Zyklus der n Zyklen ist (d. h. N·720°KW) vor dem vorliegenden Zeitpunkt” durch das „tatsächlich erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs”. Der Grund, warum der Zylindereinlass-Luftbetrag Mc(k – n) für den Zyklus n Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt durch das tatsächlich erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs geteilt wird, um den Zylinder-Kraftstoffzuführbetrag Fc(k – n) auf diese Weise zu erhalten, ist, weil das „Abgas, das durch die Verbrennung des Gemisches in der Brennkammer 21 erzeugt wird”, eine gewisse Zeit „entsprechend den n Takten” benötigt, um den stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 55 zu erreichen.
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Die CPU erhält einen „Soll-Zylinderkraftstoff-Zuführbetrag Fcr(k – n)” durch Teilen des Zylindereinlassluftbetrags Mc(k – n) für den Zyklus der n Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt durch das Soll-stromaufwärts-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfs(K – n) für den Zyklus der N Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt. Das Soll-stromaufwärts-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfr(K – n) ist das Soll-Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (eines von afrRich(N), afrLean(N) und stoich, welches verwendet wird, um den Basis-Kraftstoff-Einspritzungsbetrag Fb(N) zu einem Zeitpunkt der n Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt zu erhalten. Daher ist der Soll-Zylinder-Kraftstoffzuführbetrag Fcr(k – n) ein „Kraftstoffbetrag, der zur Brennkammer 120 für den Zyklus der n Zyklen vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt zugeführt werden soll”.
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Die CPU erhält einen Zylinder-Kraftstoff-Zuführbetragfehler DFc durch Subtrahieren des Zylinder-Kraftstoff-Zuführbetrags Fc(k – n) vom bzw. anhand des Soll-Zylinder-Kraftstoff-Zuführbetrags Fcr(k – n). Der Zylinder-Kraftstoff-Zuführbetragfehler DFc steht für ein Übermaß und einen Mangel an Kraftstoff, der für den Zyklus der n Takte vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt zu dem Zylinder zugeführt wird.
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Die CPU erhält den Hauptfeedback-Betrag BFmain durch Addieren eines „Integrals Gi·SDFc, das durch Multiplizieren eines Integralwerts SDFc des Zylinderkraftstoff-Zuführbetragfehlers DFc durch einen Integralzuwachs Di erhalten wird”, auf einen „Proportionalwert Gp·DFc”. Ferner berechnet die CPU einen Hauptfeedback-Koeffizienten KFmain durch Dividieren des Hauptfeedback-Betrags DFmain durch den Basis-Kraftstoff-Einspritzungsbetrag Fb(N) der n Zyklen vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt.
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Es sollte erwähnt sein, dass der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) gemäß dieser Modifikation auch durch sequenzielles Verändern der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse erhalten werden kann.
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(Vierte Modifikation)
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Jede der ersten bis zur vierten Steuervorrichtung bestimmt, um die Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse zu steuern, dass die Fettgemisch-Anfrage auftritt, wenn der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und die Magergemisch-Anfrage auftritt, wenn der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Zudem wählt jede der ersten bis vierten Steuervorrichtung, abhängig von welchen die Luft-Kraftstoff-Anfrage auftritt, d. h., die Fettgemisch-Anfrage oder die Magergemisch-Anfrage, den Korrekturzuwachs, der verwendet wird, um den Kraftstoff-Einspritzungsbetrag (den Erhöhungskoeffizienten für den Nten Zylinder kRich(N) und den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N)) zu berechnen, aus, und verändert ferner den Korrekturzuwachs basierend auf dem Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N).
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Demgegenüber führt die vierte Modifikation eine bekannte Sub-Feedbacksteuerung aus, so dass der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 mit einem Soll-stromabwärts-Luft-Kraftstoff-Verhältnis Voxsref zusammenfällt (normalerweise das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis). Das heißt, sie bestimmt einen Sub-Feedbackbetrag KSFB gemäß einer PID-Steuerung derart, dass ein Fehler zwischen dem Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 und dem Soll-stromabwärts- Luft-Kraftstoff-Verhältnis Voxsref kleiner wird. Die vierte Modifikation stellt als Standard/Referenz-Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfrstd einen Wert ein, der durch Subtrahieren des Sub-Feedbackbetrags KSFB vom stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich erhalten wird.
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In diesem Fall wird der Sub-Feedbackbetrag KSFB erhöht, wenn der Ausgangswert Voxs kleiner als das Soll-stromabwärts-Luft-Kraftstoff-Verhältnis Voxsref wird. Demnach wird das Standard-/Referenz-Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfrstd verringert, um kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich zu sein (wird auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt). Anschließend wird das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis derart gesteuert, dass es mit dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit dem Hauptfeedback-Koeffizienten KFmain übereinstimmt. Der Subfeedback-Betrag KSFB wird hingegen verringert, wenn der Ausgangswert Voxs größer als das Soll-stromabwärts-Luft-Kraftstoff-Verhältnis Voxsref ist, um ein negativer Wert zu werden. Somit wird das Standard-/Referenz-Soll- Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfrstd derart erhöht, dass es größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich ist (wird auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt). Danach wird das Zylinder-für-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis derart gesteuert, dass es mit dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit dem Hauptfeedback-Koeffizienten KFmain übereinstimmt.
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Zudem, wenn der Kraftstoff-Einspritzungszeitpunkt des Nten Zylinders vorliegt (der Kurbelwinkel des Nten Zylinders erreicht den vorbestimmten Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt des Einlasses des Nten Zylinders), nimmt die vierte Modifikation an, dass die Magergemisch-Anfrage auftritt, falls das Standard-/Referenz-Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfrstd größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich ist (d. h., das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist), und stellt den Wert ein, der durch Dividieren des Standard-/Referenz-Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses abyfrstd durch den Verringerungskoeffizienten für den Nten Zylinder kLean(N) auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (afrLean(N)) des Nten Zylinders ein. Ferner, wenn der Kraftstoff-Einspritzungszeitpunkt des Nten Zylinders vorliegt, nimmt die vierte Modifikation an, dass die Fettgemisch-Anfrage auftritt, falls das Standard-/Referenz-Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abyfrstd kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis stoich ist (d. h., das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist), und stellt den Wert, der durch Dividieren des Standard-/Referenz-Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses abyfrstd durch den Erhöhungskoeffizienten für den ersten Zylinder kRich(N) erhalten wird, auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (afrRich(N)) des Nten Zylinders ein.
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Es sollte erwähnt sein, dass der Zylinder-für-Zylinder-Einflussgrad-Anzeigewert EF(N) gemäß dieser Modifikation auch durch sequenzielles Verändern der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse erhalten werden kann.
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(Fünfte Modifikation)
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Jede von der ersten bis zur vierten Steuervorrichtung bestimmt, dass die Fettgemisch-Anfrage auftritt, wenn der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und die Magergemisch-Anfrage auftritt, wenn der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
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Währenddessen beginnt Sauerstoff aus dem Katalysator 43 zu strömen, wenn der Sauerstoff-Speicherwert auf einen bestimmten Wert in einem Fall ansteigt, in welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Falls das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Maschine 10 in diesem Zustand bzw. bei dieser Stufe auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert wird, kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden, bevor der Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators 43 ansteigt, so dass übermäßiger Sauerstoff und NOx nicht gereinigt werden können.
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Ähnlich beginnt eine unverbrannte Substanz bzw. beginnen unverbrannte Substanzen aus dem Katalysator 43 zu strömen, wenn der Sauerstoffspeicherbetrag auf einen bestimmten Wert in einem Fall abfällt, in welchem sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases im fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis befindet. Falls das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Maschine 10 bei diesem Zustand auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert werden kann, kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Katalysator-Einlassgases auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert werden, bevor der Sauerstoffspeicherbetrag des Katalysators 43 derart abfällt, dass ein großer Betrag an unverbrannten Substanzen nicht gereinigt werden kann.
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In Anbetracht des Vorstehenden bestimmt die CPU gemäß der fünften Modifikation basierend auf einem Vergleich zwischen einer Mehrzahl (zwei im vorliegenden Beispiel) von Schwellenwerten (hochseitiger Bestimmungswert VH und niederseitiger Bestimmungswert VL) und dem Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56, welche Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Anfrage auftritt, d. h., die Fettgemisch-Anfrage oder die Magergemisch-Anfrage.
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Genauer gesagt bestimmt die CPU gemäß der fünften Modifikation, wie in 19 dargestellt, dass die Fettgemisch-Anfrage aufgetreten ist, um das Fettgemisch-Anfrage-Flag XRichreq auf „1” einzustellen, wenn sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 von einem „Wert, der größer als der hochseitige (erste) Bestimmungswert VH ist, auf einen Wert verändert hat, der kleiner als der hochseitige Bestimmungswert VH ist”, in einem Fall, in welchem bestimmt wird, dass die Magergemisch-Anfrage auftritt (Fettgemisch-Anfrageflag = 0), und zwar bei einem gegenwärtigen Zeitpunkt. Der hochseitige (erste) Bestimmungswert VH ist höher als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Ferner bestimmt die CPU gemäß der fünften Modifikation, dass die Magergemisch-Anfrage aufgetreten ist, um das Fettgemisch-Anfrage-Flag XRichreq auf „0” einzustellen, wenn sich der Ausgangswert Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 von einem „Wert, der kleiner als der niederseitige (zweite) Bestimmungswert VL ist, auf einen Wert verändert hat, der größer als der niederseitige Bestimmungswert VL ist”, in einem Fall, in welchem bei einem gegenwärtigen Zeitpunkt bestimmt wird, dass die Fettgemisch-Anfrage auftritt (Fettgemisch-Anfrageflag = 1). Der niederseitige (zweite) Bestimmungswert VL ist niedriger als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis und somit auch niedriger als der hochseitige (erste) Bestimmungswert VH.
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Gemäß der fünften Modifikation ist es möglich, zu einem geeigneten Zeitpunkt zu bestimmen, welche Luft-Kraftstoff-Anfrage auftritt, d. h. die Fettgemisch-Anfrage oder die Magergemisch-Anfrage.
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(Sechste Modifikation)
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Die sechste Modifikation kann den Zeitpunkt der Bestimmung der Fettgemisch-Anfrage und der Magergemisch-Anfrage aus demselben Grund wie für die fünfte Modifikation antreiben/beschleunigen. Genauer gesagt bestimmt die CPU gemäß der sechsten Modifikation, welche Luft-Kraftstoff-Anfrage auftritt, die Fettgemisch-Anfrage oder die Magergemisch-Anfrage, wie folgt.
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Die CPU bestimmt, dass die Fettgemisch-Anfrage aufgetreten ist, wenn der vorübergehende Differenzialwert d(Voxs)/dt des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 ein negativer Wert ist, und dessen Absolutwert (|d(Voxs/dt|) gleich oder größer als ein Schwellenwert Dth geworden ist, während der Ausgangswert Voxs größer als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
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Die CPU bestimmt, dass die Magergemisch-Anfrage aufgetreten ist, wenn der vorübergehende Differenzialwert b(Voxs)/dt des Ausgangswerts Voxs des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 ein positiver Wert ist, und dessen Absolutwert (|d(Voxs)/dt|) gleich oder größer als der Schwellenwert Dth geworden ist, während der Ausgangswert Voxs kleiner als das der Spannung Vst entsprechende stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.