DE112022001213T5

DE112022001213T5 - Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112022001213T5
Application number: DE112022001213.7T
Authority: DE
Inventors: Shinya MATOHARA; Takeshi Eto
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2022-02-01
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2042-02-02
Also published as: JP7489550B2; WO2023286300A1; CN117242252A; DE112022001213B4; JPWO2023286300A1

Abstract

Es wird eine ECU mit einer Verarbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Luftvolumenberechnungsverarbeitung zum Schätzen des Durchflusses von Einlassluft wiederholt ausführt. Die Verarbeitungsvorrichtung erfasst einen Detektionswert von einem Durchflusssensor und veranlasst, dass eine Speichervorrichtung den Wert speichert, veranlasst, dass die Speichervorrichtung die Zeit, wenn der Detektionswert von dem Durchflusssensor erfasst wurde, als einen ersten Zeitstempel speichert, und veranlasst, dass die Speichervorrichtung die Zeit, wenn ein Luftmengenberechnungsprozess ausgeführt wurde, als einen zweiten Zeitstempel speichert. Der Luftmengenberechnungsprozess der Verarbeitungsvorrichtung berechnet auf der Grundlage des zweiten Zeitstempels ein Ausführungsintervall eines aktuellen Berechnungsprozesses, stellt auf der Grundlage des zweiten Zeitstempels eine kumulative Zeitdauer mit derselben Zeitbreite wie das Ausführungsintervall des aktuellen Berechnungsprozesses ein, berechnet auf der Grundlage des Detektionswerts von dem Durchflusssensor und des ersten Zeitstempels die kumulative Masse der Einlassluft in der kumulativen Zeitdauer und schätzt unter Verwendung der kumulativen Masse und des Ausführungsintervalls aus den Berechnungsergebnissen den Durchfluss der Einlassluft in der kumulativen Zeitdauer.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung, die eine Brennkraftmaschine steuert, und insbesondere eine Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung, die die Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine auf der Grundlage eines Detektionssignals eines Durchflusssensors, der eine Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine detektiert, steuert.
Stand der Technik
In den letzten Jahren sind in Kraftfahrzeugen und dergleichen, die eine Brennkraftmaschine als eine Antriebsmaschine verwenden, Vorschriften über Kraftstoffverbrauch und Abgas verschärft worden, und diese Vorschriften neigen dazu, in Zukunft strenger zu werden. Da ein Durchfluss (der hier im Folgenden als eine Einlassluftmenge bezeichnet sein kann) von Luft, die in die Brennkraftmaschine angesaugt wird, ein Parameter ist, der verwendet wird, wenn die Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung (die hier im Folgenden als eine Kraftmaschinesteuereinheit (ECU) bezeichnet sein kann) eine Kraftstoffeinspritzmenge der Brennkraftmaschine berechnet, ist es wichtig, die Einlassluftmenge, die sich von Moment zu Moment ändert, mit hoher Genauigkeit zu schätzen, um künftige Vorschriften zu bewältigen.
Ein typisches Beispiel des Sensors, der die Einlassluftmenge detektiert, ist ein Luftstromsensor. Als einen Typ des Luftstromsensors gibt es z. B. einen Sensor vom Heizdrahttyp mit einem Heizwiderstand. Als das Detektionssignal des Luftstromsensors dieses Typs wird häufig ein Spannungssignal, das einen Spannungswert auf der Grundlage eines Signals von dem Heizwiderstand ändert, der sich in Übereinstimmung mit einer Einlassluftmenge ändert, oder ein Frequenzsignal, das eine Zeitdauer eines Eingangsimpulses ändert, verwendet. Es ist ein Luftstromsensor bekannt, der mit einem Sensor ausgestattet ist, der Druck, Feuchtigkeit und dergleichen detektiert. In einem derartigen Luftstromsensor wird zunehmend Single-Edge-Nibble-Transmission-Kommunikation (SENT-Kommunikation) angenommen. In der SENT-Kommunikation werden Detektionswerte mehrerer Typen von Sensoren unter Verwendung einer Signalleitung übertragen. Ein Übertragungszyklus der SENT-Kommunikation wird innerhalb des Luftstromsensors im Wesentlichen konstant gemanagt. Die SENT-Kommunikation ist eine Einwegkommunikation von dem Luftstromsensor zu der ECU und der Sensorwert wird in einer von einem Rechenzyklus der ECU verschiedenen Phase übertragen.
Als eine Technik zum Berechnen einer Einlassluftmenge einer Brennkraftmaschine ist z. B. eine in PTL 1 beschriebene Technik bekannt. In einer in PTL 1 beschriebenen Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung wird eine Einlassluftmenge (integrierte Masse der Einlassluft) in einer vorgegebenen Integrationszeitdauer mit derselben Zeitbreite, die einem längeren vorgegebenen Berechnungszyklus als einem Erfassungszyklus eines Sensorwerts eines Luftstromsensor entspricht, auf der Grundlage eines tatsächlich durch den Luftstromsensor gemessen Sensorwerts und einer Erfassungszeit des Sensorwerts berechnet.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
PTL 1: JP 2018-159369 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der in PTL 1 beschriebenen Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung wird die Zeitbreite des Berechnungszyklus der Einlassluftmenge auf einen vorgegebenen Wert (z. B. 2 ms) länger als der Erfassungszyklus (z. B. 0,95 ms) des Sensorwerts des Luftstromsensors eingestellt und weist die oben beschriebene Integrationszeitdauer dieselbe Zeitbreite wie der Berechnungszyklus der Einlassluftmenge auf. Die Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung dividiert die Einlassluftmenge (integrierte Masse der Einlassluft) in der Integrationszeitdauer des Berechnungsergebnisses durch eine vorgegebenen Zeitbreite (dieselbe vorgegebene Zeitbreite wie der Berechnungszyklus) der Integrationszeitdauer, um schließlich die Einlassluftmenge in einen durchschnittlichen Einlassluftdurchfluss (Massendurchfluss) pro Zeiteinheit umzusetzen, und verwendet das umgesetzte Ergebnis für die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge. Allerdings kann der Berechnungszyklus (die Zeitbreite) der Einlassluftmenge unter dem Einfluss einer Beziehung mit anderen Berechnungsprozessen, einem Unterbrechungsberechnungsprozess und dergleichen schwanken.
Allerdings gibt es in PTL 1 keine Beschreibung hinsichtlich des Einflusses auf das Berechnungsergebnis, wenn die Zeitbreite des Berechnungszyklus der Einlassluftmenge schwankt. Allerdings tritt der Einfluss auf, wenn die Zeitbreite des Berechnungszyklus der Einlassluftmenge nicht ein vorgegebener Wert ist, sondern schwankt, wenn die integrierte Masse der Einlassluft in der Integrationszeitdauer in den durchschnittlichen Einlassluftdurchfluss (Massendurchfluss) pro Zeiteinheit umgesetzt wird. Das heißt, das Berechnungsergebnis des durchschnittlichen Einlassluftdurchflusses ändert sich wegen der Schwankung der Zeitbreite des Berechnungszyklus der Einlassluftmenge. Im Ergebnis wird die unter Verwendung des durchschnittlichen Einlassluftdurchflusses berechnete Kraftstoffeinspritzmenge ebenfalls beeinflusst und gibt es Bedenken, dass das Abgasverhalten verschlechtert ist.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Einlassluftmenge selbst dann mit hoher Genauigkeit zu schätzen, wenn ein Ausführungsintervall eines Berechnungsprozesses der Einlassluftmenge einer Brennkraftmaschine schwankt.
Lösung des Problems
Die vorliegende Anmeldung enthält mehrere Mittel zur Lösung der obigen Probleme. Als ein Beispiel wird eine Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung geschaffen, die enthält: eine Verarbeitungsvorrichtung, die einen Luftmengenberechnungsprozess des Schätzens eines Durchflusses einer Einlassluft auf der Grundlage eines Detektionswerts eines Durchflusssensors, der einen Durchfluss der Einlassluft einer Brennkraftmaschine in Zeitintervallen detektiert, wiederholt ausführt; und eine Speichervorrichtung, die für den Luftmengenberechnungsprozess der Verarbeitungsvorrichtung notwendige Informationen speichert, wobei die Verarbeitungsvorrichtung zum Erfassen eines Detektionswerts des Durchflusssensors in einem vorgegebenen Erfassungszyklus, der kürzer als ein Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses ist, und Speichern des Detektionswerts in der Speichervorrichtung, Speichern einer Zeit, wenn der Detektionswert des Durchflusssensors erfasst wird, als einen ersten Zeitstempel, zugeordnet zu dem Detektionswert des Durchflusssensors, in der Speichervorrichtung, Speichern einer Zeit, zu der der Luftmengenberechnungsprozess ausgeführt wird, jedes Mal als einen zweiten Zeitstempel in der Speichervorrichtung, konfiguriert ist und bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses der Verarbeitungsvorrichtung, auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung gespeicherten zweiten Zeitstempels eine Ausführungsintervallberechnung zum Berechnen eines Ausführungsintervalls eines Berechnungsprozesses zu einem aktuellen Zeitpunkt ausgeführt wird, auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung gespeicherten zweiten Zeitstempels eine Integrationszeitdauer mit derselben Zeitbreite wie das Ausführungsintervall des Berechnungsprozesses bei dem aktuellen Zeitpunkt eingestellt wird, auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung gespeicherten Detektionswerts des Durchflusssensors und eines ersten Zeitstempels, der dem Detektionswert entspricht, eine Integrationsberechnung des Berechnens einer integrierten Masse der Einlassluft in der eingestellten Integrationszeitdauer ausgeführt wird, und auf der Grundlage eines Berechnungsergebnisses der Integrationsberechnung und eines Berechnungsergebnisses der Ausführungsintervallberechnung eine Schätzungs-Durchflussberechnung des Schätzens des Durchflusses der Einlassluft in der eingestellten Integrationszeitdauer ausgeführt wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung gespeicherten zweiten Zeitstempels das Ausführungsintervall berechnet und wird der Durchfluss der Einlassluft unter Verwendung des Ausführungsintervalls des Berechnungsergebnisses geschätzt. Somit kann der Einfluss der Schwankung des Ausführungsintervalls des Luftmengenberechnungsprozesses auf den geschätzten Durchfluss des Berechnungsergebnis beseitigt werden, selbst wenn das Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses anstelle eines konstanten Zyklus schwankt. Das heißt, selbst wenn das Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses der Verarbeitungsvorrichtung schwankt, kann die Einlassluftmenge mit hoher Genauigkeit geschätzt werden.
Andere Probleme, Konfigurationen und Wirkungen als die obigen werden durch die folgende Beschreibung von Ausführungsformen klargestellt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein Brennkraftmaschinensystem, das eine Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, darstellt.
2 ist ein Blockschaltplan, der Funktionen der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß einer in 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Grund darstellt, weshalb ein Ausführungsintervall bei jedem Mal eines Luftmengenberechnungsprozesses in der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schwankt.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Schwankung in dem Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses in der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Wechselbeziehung zwischen einem Ausführungsintervall eines Berechnungsprozesses in dem Luftmengenberechnungsprozess der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, einer in dem Berechnungsprozess eingestellten Integrationszeitdauer und einem Übertragungszyklus eines Sensors zusammen mit einem Zeitgeberzählwert (Zeitverlauf) darstellt.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen einer integrierten Masse der Einlassluft in einer integrierten Luftmassen-Berechnungseinheit der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß einer in 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel einer Verarbeitungsprozedur, die den Luftmengenberechnungsprozess in der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß einer in 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Kolbenkraftmaschine als ein Beispiel eines Steuerziels der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung beschrieben.
Zunächst wird anhand von 1 eine schematische Konfiguration eines Brennkraftmaschinensystems, das eine Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, beschrieben. 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein Brennkraftmaschinensystem darstellt, das eine Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
In 1 enthält das Brennkraftmaschinensystem eine Brennkraftmaschine 1 (wobei die Kraftmaschine im Folgenden als eine Kraftmaschine bezeichnet sein kann) und eine Kraftmaschinesteuereinheit (ECU) 60 als eine Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung, die die Brennkraftmaschine 1 steuert. Die Kraftmaschine 1 ist z. B. eine Kolbenkraftmaschine vom Fremdzündungstyp, die als eine Antriebsmaschine in einem Kraftfahrzeug angebracht ist. Die Kraftmaschine 1 enthält einen Kraftmaschinenkörper 2 mit einem Zylinderblock 3 und mit einem Zylinderkopf 4. In dem Kraftmaschinenkörper 2 sind mehrere Zylinder 2a (Zylinder) gebildet (wobei in 1 nur einer gezeigt ist). In jeden Zylinder 2a ist ein Kolben 6 gleitfähig eingeführt. Der Kolben 6 ist über eine Pleuelstange 7 mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) verbunden. Die Kurbelwelle setzt die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 6 in eine Drehbewegung um. In dem Zylinderkopf 4 sind ein Einlassventil 9 und ein Auslassventil 10 angeordnet. Das Einlassventil 9 und das Auslassventil 10 werden durch eine Einlassnockenwelle 11 bzw. durch eine Auslassnockenwelle 12 angetrieben, um sich zu öffnen und zu schließen.
Das Zylinderblock 3, der Zylinderkopf 4, der Kolben 6, das Einlassventil 9 und das Auslassventil 10 bilden eine Verbrennungskammer 14. In dem Zylinderkopf 4 ist entsprechend der Verbrennungskammer 14 jedes Zylinders 2a eine Zündkerze 16 angeordnet. Die Zündkerze 16 ist mit einer Zündspule 17 elektrisch verbunden und von der Zündspule 17 wird ein Zündsignal mit einer Hochspannung zugeführt.
Ein Einlasskanal 20 ist auf der Seite des Einlassventils 9 des Kraftmaschinenkörpers 2 kommunizierend mit der Verbrennungskammer 14 verbunden. Der Einlasskanal 20 enthält einen Luftreiniger 21 und einen Einlasskrümmer 22 mit einem Sammler 23 und weist an einem unterstromigen Endabschnitt eine Einlassöffnung 20a auf. Der Luftreiniger 21 filtert in die Kraftmaschine 1 angesaugte Luft. Der Einlasskrümmer 22 ist mit jedem Zylinder 2a des Kraftmaschinenkörpers 2 verbunden und lenkt die von dem Sammler 23 angesaugte Luft zu jedem Zylinder 2a um. Oberstromig des Sammlers 23 ist in dem Einlasskanal 20 eine Drosselklappe 24 angeordnet, die in der Lage ist, einen Durchfluss der Einlassluft einzustellen.
Mit der Seite des Auslassventils 10 des Kraftmaschinenkörpers 2 ist ein Auslasskanal 30 verbunden. Der Auslasskanal 30 enthält einen Auslasskrümmer 31 und weist bei einem oberstromigen Endabschnitt eine Auslassöffnung 30a auf. Auf der unterstromigen Seite des Auslasskrümmers 31 ist in dem Auslasskanal 30 ein Dreiwegekatalysator 32 angeordnet. Der Dreiwegekatalysator 32 ist ein Katalysator für die Abgasreinigung, in dem auf einem Träger wie etwa Aluminiumoxid oder Ceroxid Platin, Palladium oder dergleichen aufgetragen ist, und der eine Abgasreinigungsbehandlung zum Reinigen des Abgases ausführt.
In dem Einlasskrümmer 22 des Einlasskanals 20 ist jedem Zylinder 2a entsprechend ein Kraftstoffeinspritzventil 41 vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzventil 41 ist in der Weise eingebaut, dass es einen Kraftstoff in Richtung der Einlassöffnung 20a des Einlasskanals 20 einspritzt. Das Kraftstoffeinspritzventil 41 wird in Ansprechen auf ein Steuersignal (Kraftstoffeinspritzsignal) von der ECU 60 zum Öffnen angesteuert. Der Kraftstoff wird dem Kraftstoffeinspritzventil 41 durch einen Kraftstoffzufuhrmechanismus zugeführt. Der Kraftstoffzufuhrmechanismus enthält einen Kraftstofftank 42, der den Kraftstoff lagert, eine Kraftstoffpumpe 43, die den Kraftstoff in dem Kraftstofftank 42 zu dem Kraftstoffeinspritzventil 41 schickt, und einen Kraftstoffregler 44, der den Druck des dem Kraftstoffeinspritzventil 41 zugeführten Kraftstoffs einstellt. Das Kraftstoffeinspritzventil 41 kann ein Ventil vom Direkteinspritzungstyp in den Zylinder sein, das den Kraftstoff direkt in den Zylinder 2a einspritzt.
Auf der unterstromigen Seite des Luftreinigers 21 und auf der oberstromigen Seite der Drosselklappe 24 ist in dem Einlasskanal 20 ein Luftstromsensor 51 als ein Beispiel eines Durchflusssensors, der den Durchfluss der Einlassluft detektiert, eingebaut. Die Luftstromsensor 51 enthält z. B. einen Heizdraht (Heizwiderstand), der in dem Einlasskanal 20 angeordnet ist. In dem Luftstromsensor 51 ist eine Brückenschaltung gebildet, sodass der Wert des durch den Heizdraht fließenden Stroms zunimmt, während der Durchfluss der Einlassluft zunimmt, und der Wert des durch den Heizdraht fließenden Stroms abnimmt, während der Durchfluss abnimmt. Der Luftstromsensor 51 extrahiert einen Wert eines durch den Heizdraht fließenden Heizwiderstandsstroms (einen Wert, der dem Durchfluss der Einlassluft entspricht) als ein Spannungssignal und gibt an die ECU 60 einen Sensorwert (z. B. eine Spannung, ein Frequenzsignal oder Daten der SENT-Kommunikation) aus. Wenn die SENT-Kommunikation ausgeführt wird, sendet der Luftstromsensor 51 in jedem vorgegebenen Übertragungszyklus an die ECU 60 einen Sensorwert, der dem Durchfluss der Einlassluft entspricht. Der Sendezyklus ist z. B. gemäß dem SAE-Standard (SAE-J2716) 1 ms.
Auf der oberstromigen Seite des Dreiwegekatalysators 32 ist in dem Auslasskanal 30 ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 52 eingebaut. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 52 weist in Bezug auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des oberstromig des Dreiwegekatalysators 32 strömenden Abgases z. B. eine lineare Ausgangskennlinie auf. Auf der unterstromigen Seite des Dreiwegekatalysators 32 ist in dem Auslasskanal 30 ein O₂-Sensor 53 eingebaut. Der O₂-Sensor 53 gibt z. B. an die ECU 60 ein Schaltsignal aus, um zu identifizieren, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des unterstromig des Dreiwegekatalysators 32 strömenden Abgases fetter oder magerer als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis (theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis) ist.
Das Brennkraftmaschinensystem enthält einen Fahrpedalöffnungsgrad-Sensor 54, der einen Fahrpedalöffnungsgrad durch ein Fahrpedal 19 detektiert. Der Fahrpedalöffnungsgrad-Sensor 54 gibt an die ECU 60 ein Fahrpedalöffnungsgrad-Signal aus, das dem detektierten Fahrpedalöffnungsgrad entspricht.
Die ECU 60 ist eine elektronische Steuereinheit, die auf der Grundlage verschiedener Typen von Informationen die Gesamtsteuerung der Kraftmaschine 1 ausführt. Die ECU 60 führt auf der Grundlage des Fahrpedalöffnungsgrad-Signals von dem Fahrpedalöffnungsgrad-Sensor 54 und dergleichen z. B. einen Prozess (Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerprozess) des Steuerns der von dem Kraftstoffeinspritzventil 41 eingespritztem Kraftstoffeinspritzmenge, einen Prozess des Steuerns des Zündzeitpunkts durch die Zündkerze 16 und dergleichen aus. Die ECU 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt auf der Grundlage des Sensorwerts (Einlassluftdurchflusses) von dem Luftstromsensor 51 einen Berechnungsprozess der Einlassluftmenge aus. Die ECU 60 enthält einen Mikrocomputer, der einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 61 und einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) 62 als Speichervorrichtungen, eine Mikroprozessoreinheit (MPU) 63 als eine Verarbeitungsvorrichtung, einen Treiber 64 und dergleichen enthält. Der ROM 61 und der RAM 62 sind über einen Bus 65 mit der MPU 63 verbunden. Außerdem weist die ECU 60 eine eingebaute Zeitgeberfunktion auf und zählt sie ständig.
Der ROM 61 speichert verschiedene Programme zum Steuern der Kraftmaschine 1. Die MPU 63 führt in Übereinstimmung mit einem von dem ROM 61 gelesenen Programm verschiedene Typen von Berechnungsprozessen hinaus. Der RAM 62 speichert vorübergehend verschiedene Typen von Informationen (Daten), die für den Berechnungsprozess der MPU 63 notwendig sind. Der Treiber 64 erzeugt in Übereinstimmung mit dem Berechnungsergebnis der MPU 63 verschiedene Steuersignale wie etwa ein Kraftstoffeinspritzanweisungssignal zum Anweisen der Kraftstoffeinspritzmenge und ein Zündzeitpunkt-Anweisungssignal zum Anweisen des Zündzeitpunkts und gibt das erzeugte Steuersignal an verschiedene Vorrichtungen wie etwa an das Kraftstoffeinspritzventil 41 und an die Zündspule 17 aus. Die MPU 63 der ECU 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt auf der Grundlage des Sensorwerts des Luftstromsensors 51 in Zeitintervallen in Übereinstimmung mit dem in dem ROM 61 gespeicherten Programm wiederholt einen Luftmengenberechnungsprozess des Schätzens des Durchflusses der Einlassluft der Kraftmaschine 1 aus und steuert die Kraftstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit dem Berechnungsergebnis (dem geschätzten Durchfluss der Einlassluft) des Luftmengenberechnungsprozesses.
In dem Brennkraftmaschinensystem mit der oben beschriebenen Konfiguration geht die von der Einlassöffnung (nicht dargestellt) angesaugte Luft (Einlassluft) durch den Luftreiniger 21, wird der Durchfluss der Luft durch die Drosselklappe 24 eingestellt und strömt die Luft in den Sammler 23 des Einlasskrümmers 22. Die in den Sammler 23 strömende Einlassluft strömt über jedes Zweigrohr des Einlasskrümmers 22 in Richtung der Einlassöffnung 20a, die jedem Zylinder 2a entspricht.
Der in dem Kraftstofftank 42 gelagerte Kraftstoff wird durch die Kraftstoffpumpe 43 und den Kraftstoffregler 44 auf einen vorgegebenen Druck eingestellt und dem Kraftstoffeinspritzventil 41 zugeführt. Der dem Kraftstoffeinspritzventil 41 zugeführte Kraftstoff wird durch Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 41 in Übereinstimmung mit einem Steuersignal von der ECU 60 in die jedem Zylinder 2a entsprechende Einlassöffnung 20a eingespritzt.
Die Einlassluft in der Einlassöffnung 20a, die durch den Einlasskanal 20 gegangen ist, und der von dem Kraftstoffeinspritzventil 41 in die Einlassöffnung 20a eingespritzte Kraftstoff werden gemischt, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in Übereinstimmung mit der Öffnung des Einlassventils 9 in die Verbrennungskammer 14 in jedem Zylinder 2a angesaugt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer 14 wird durch den Kolben 6 verdichtet und durch Fremdzündung der Zündkerze 16, die durch Anlegen einer Hochspannung der Zündspule 17 in Übereinstimmung mit einem Steuersignal von der ECU 60 erzeugt wird, verbrannt. Durch Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs wird über den Kolben 6 eine Kurbelwelle (nicht dargestellt) rotatorisch angetrieben.
Das durch die Verbrennung erzeugte Abgas wird von der Verbrennungskammer 14 über die Auslassöffnung 30a des Auslasskanals 30 in Übereinstimmung mit dem Öffnen des Auslassventils 10 zu dem Auslasskrümmer 31 ausgestoßen und wird zu dem Dreiwegekatalysator 32 geführt, um gereinigt zu werden. Das Abgas, das durch die Dreiwegekatalysator 32 gegangen ist, wird schließlich durch den Auslasskanal 30 zu der Atmosphäre freigesetzt.
Nachfolgend wird anhand von 2 bis 6 eine Funktionskonfiguration einer ECU gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 2 ist ein Blockschaltplan, der Funktionen der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß einer in 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
In 2 enthält die ECU 60 als Verarbeitungsfunktionen einer MPU 63 (1), die den Durchfluss der in die Verbrennungskammer 14 der Kraftmaschine 1 angesaugten Luft (Einlassluft) auf der Grundlage eines Detektionswerts (Sensorwerts) des Luftstromsensors 51 schätzt und die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 41 auf der Grundlage des geschätzten Durchflusses der Einlassluft als ein Berechnungsergebnis steuert, Funktionseinheiten einer Sensorwerterfassungseinheit 71, einer Einheit 72 zur Verarbeitung eines ersten Zeitstempels, einer Ausführungsmerkerverarbeitungseinheit 73, einer Einheit 74 zur Verarbeitung eines zweiten Zeitstempels, einer Luftmengenberechnungs-Ausführungsintervall-Berechnungseinheit 75, einer Integrationszeitdauer-Einstelleinheit 76, einer Einheit 77 zur Berechnung einer integrierten Luftmasse, einer Luftdurchflussschätzeinheit 78 und einer Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 79. In der ECU 60 der vorliegenden Ausführungsform entsprechen eine Reihe von Prozessen bis zu der Funktionseinheit 74 bis 78 der Funktionseinheiten 71 bis 79 dem Luftmengenberechnungsprozess des Schätzens des Durchflusses der Einlassluft auf der Grundlage des Detektionswerts (Sensorwerts) des Luftstromsensors 51. Ein Teil des Berechnungsprozesses der Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 79 entspricht dem Berechnungsprozess (Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerprozess) der Kraftstoffeinspritzmenge. Der Zündzeitpunkt-Berechnungsprozess wird hier nicht beschrieben.
Die Sensorwerterfassungseinheit 71 erfasst ein Detektionssignal, das der durch den Luftstromsensor 51 detektierten Einlassluftmenge (Durchfluss der Einlassluft) entspricht. Wenn der Luftstromsensor 51 das Detektionssignal durch SENT-Kommunikation in einem konstanten Zyklus (z. B. 1 ms) sendet, empfängt die Sensorwerterfassungseinheit 71 das Detektionssignal des Luftstromsensors 51 in einem konstanten Zyklus (konstanten Zeitintervall).
Die Einheit 72 zur Verarbeitung eines ersten Zeitstempels speichert den Zählwert der Zeitgeberfunktion, wenn die Sensorwerterfassungseinheit 71 das Detektionssignal des Luftstromsensors 51 empfängt, als einen ersten Zeitstempel in der Speichervorrichtung (dem ROM 61 und dem RAM 62). Der erste Zeitstempel wird z. B. dem empfangenen Detektionswert (Sensorwert) des Luftstromsensors 51 zugeordnet gespeichert.
Die Ausführungsmerkerverarbeitungseinheit 73 löst einen Ausführungsmerker aus, der die Ausführung des oben beschriebenen Luftmengenberechnungsprozesses in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbefehl des Berechnungsprozesses angibt. Zusätzlich zu dem Luftmengenberechnungsprozess führt die ECU 60 dadurch, dass sie sie verschiedenen Berechnungs-JOBs zuordnet, verschiedene Berechnungsprozesse wie etwa den Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsprozess und den Zündzeitpunkt-Berechnungsprozess aus. Die Ausführungsbefehle für die verschiedenen Berechnungs-JOBs werden durch eine Zeitgeberfunktion der ECU 60 gemanagt und die verschiedenen Berechnungs-JOBs werden in Übereinstimmung mit den Ausführungsbefehlen in einem konstanten Zyklus ausgeführt. In der ECU 60 der vorliegenden Ausführungsform wird der Luftmengenberechnungsprozess z. B. einem 2-ms-JOB zugeordnet. Zusätzlich zu dem Luftmengenberechnungsprozess werden mehrere verschiedene Prozesse wie etwa ein Prozess A und ein Prozess B einem 2-ms-JOB zugeordnet. Die Ausführungsreihenfolge der mehreren einem 2-ms-JOB zugeordneten Prozesse ist vorgegeben. Zum Beispiel wird ein Fall betrachtet, dass der Prozess A zuerst ausgeführt wird, der Prozess B danach ausgeführt wird und der Luftmengenberechnungsprozess danach ausgeführt wird. Der Ausführungsbefehl für einen 2-ms-JOB wird in einem konstanten Zyklus (Zeitintervall) von 2 ms ausgegeben. Wenn die Ausführung des 2-ms-JOBs angewiesen wird, wird die Ausführung des Luftmengenberechnungsprozesses begonnen, nachdem die Ausführung des Prozesses A und des Prozesses B abgeschlossen ist. Im Ergebnis setzt die Ausführungsmerkerverarbeitungseinheit 73 den Ausführungsmerker, der die Ausführung des Luftmengenberechnungsprozesses angibt, und liefert den Ausführungsmerker an die Einheit 74 zur Verarbeitung eines zweiten Zeitstempels.
Wenn der Ausführungsmerker, der wegen der Ausführung des Luftmengenberechnungsprozesses gesetzt worden ist, empfangen wird, speichert die Einheit 74 zur Verarbeitung eines zweiten Zeitstempels einen Zählwert T2_p der Zeitgeberfunktion zur Zeit des Empfangs des Ausführungsmerkers als den zweiten Zeitstempel in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 72). Das heißt, die Einheit 74 zur Verarbeitung eines zweiten Zeitstempels speichert bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses jedes Mal eine Zeit eines Ausführungszeitpunkts als den zweiten Zeitstempel. Wenn der zweite Zeitstempel zu dem aktuellen Ausführungszeitpunkt (dieses Mal) des Luftmengenberechnungsprozesses gespeichert wird, hält die Einheit 74 zur Verarbeitung eines zweiten Zeitstempels außerdem in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) wenigstens Informationen eines zweiten Zeitstempels T2_p-1, der eine Zeit des vorhergehenden Ausführungszeitpunkts angibt, der in dem vorhergehenden Luftmengenberechnungsprozess gespeichert worden ist, aufrecht. Das heißt, die Einheit 74 zur Verarbeitung eines zweiten Zeitstempels hält sowohl den zweiten Zeitstempel T2_p-1 des vorhergehenden Luftmengenberechnungsprozesses als auch den zweiten Zeitstempel T2_p des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62).
Die Luftmengenberechnungs-Ausführungsintervall-Berechnungseinheit 75 berechnet bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses ein Ausführungsintervall (eine Zeitbreite) ΔT_I. Genauer werden der aktuelle zweite Zeitstempel T2_p und der vorhergehende zweite Zeitstempel T2_p-1 aus der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) abgerufen und wird eine durch Subtrahieren des vorhergehenden zweiten Zeitstempels T2_p-1 von dem aktuellen zweiten Zeitstempel T2_p erhaltene Differenz berechnet. Die Luftmengenberechnungs-Ausführungsintervall-Berechnungseinheit 75 übergibt das Ausführungsintervall (die Zeitbreite) ΔT_I des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses des Berechnungsergebnisses an die Luftdurchflussschätzeinheit 78.
Um die Genauigkeit eines später zu beschreibenden Berechnungsergebnisses der Luftdurchflussschätzeinheit 78 zu verbessern, ist bei jedem Mal das genaue Ausführungsintervall (die Zeitbreite) des Luftmengenberechnungsprozesses erforderlich. Der Luftmengenberechnungsprozess wird einem 2-ms-JOB zugeordnet, wobei das Ausführungsintervall des Prozesses aber nicht notwendig konstant 2 ms sind. Da der Prozess weniger bei einem konstanten Zeitintervall von 2 ms ausgeführt wird, ist es vielmehr notwendig, das Ausführungsintervall (die Zeitbreite) des Luftmengenberechnungsprozesses jedes Mal zu berechnen.
3 ist ein erläuterndes Diagramm, das den Grund darstellt, weshalb das Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses in der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß einer in 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schwankt. Der 2-ms-JOB, dem der Luftmengenberechnungsprozess zugeordnet ist, wird durch die Zeitgeberfunktion der ECU 60 in einem konstanten Zyklus von 2 ms ausgeführt. Einem 2-ms-JOB werden mehrere Prozesse zugewiesen. Die Ausführungsreihenfolge des 2-ms-JOBs ist z. B. der Prozess A, der Prozess B und der Luftmengenberechnungsprozess. Wenn der Prozess A und der Prozess B jedes Mal mit derselben Prozesszeit enden und der Luftmengenberechnungsprozess unmittelbar danach ausgeführt wird, ist das Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses 2 ms. Allerdings kann in der Mitte des 12-ms-JOBs ein Unterbrechungsprozess Z mit einer hohen Verarbeitungspriorität ausgeführt werden. In diesem Fall wird das Zeitintervall von dem Ausführungszeitpunkt des vorhergehenden Luftmengenberechnungsprozesses bis zu dem Ausführungszeitpunkt des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses um die Prozesszeit des Unterbrechungsprozesses Z länger und übersteigt es 2 ms. Falls es in dem nächsten ausgeführten 2-ms-JOB keinen Unterbrechungsprozess Z gibt, wird der Ausführungszeitpunkt des vorhergehenden Luftmengenberechnungsprozesses im Vergleich zu dem Fall, dass es keinen Unterbrechungsprozess Z gibt, nach hinten verschoben, sodass das Zeitintervall bis zur nächsten Ausführung des Luftmengenberechnungsprozesses dementsprechend verkürzt wird und weniger als 2 ms wird. Außerdem haben die Prozesszeit des Prozesses A und des Prozesses B nicht immer jedes Mal dieselbe Zeitbreite. Selbst wenn der Unterbrechungsprozess Z nicht in dem übernächsten 2-ms-JOB begonnen wird, schwankt das Zeitintervall (Ausführungsintervall) des Luftmengenberechnungsprozesses und wird es länger als 2 ms, wenn z. B. die Prozesszeit des Prozesses B länger wird.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Schwankung des Ausführungsintervalls des Luftmengenberechnungsprozesses in der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß einer in 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wenn die Zeit jedes einem 2-ms-JOB zugeordneten Prozesses immer konstant ist und kein Unterbrechungsprozess ausgeführt wird, ist das Ausführungsintervall (die Zeitbreite) des Luftmengenberechnungsprozesses wie in dem JOB-Zyklus des 2-ms-JOBs 2 ms. Da die Zeit jedes Prozesses, wie oben beschrieben wurde, schwankt oder der Unterbrechungsprozess eintritt, schwankt allerdings das Ausführungsintervall (die Zeitbreite) des Luftmengenberechnungsprozesses, wie in 4 dargestellt ist, in einem Bereich von etwa ±0,5 ms um 2 ms. Außerdem wird das nächste Ausführungsintervall umgekehrt auf etwa 1,5 ms kurz, wenn das Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses zu einer bestimmten Zeit auf etwa 2,5 ms lang wird. Daraus ist zu sehen, dass die anhand von 3 beschriebene Erscheinung aufgetreten ist.
Wie oben beschrieben wurde, kann das Ausführungsintervall (die Zeitbreite) des Luftmengenberechnungsprozesses der ECU 60 schwanken. Somit berechnet die Luftmengenberechnungs-Ausführungsintervall-Berechnungseinheit 75 der ECU 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Ausführungsintervall (die Zeitbreite) ΔT_I bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses für jeden Berechnungsprozess.
Die Integrationszeitdauer-Einstelleinheit 76 stellt eine Integrationszeitdauer in einer später zu beschreibenden Integrationsberechnung der Einheit 77 zur Berechnung einer integrierten Luftmasse ein. Genauer wird die Integrationszeitdauer (der Integrationsabschnitt) bei jedem Mal der später zu beschreibenden Integrationsberechnung der Einheit 77 zur Berechnung einer integrierten Luftmasse in der Weise eingestellt, dass sie bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses dieselbe Zeitbreite wie das Ausführungsintervall aufweist. Dies soll verhindern, dass in der Integrationszeitdauer in dem wiederholt ausgeführten Luftmengenberechnungsprozess eine Überlappungszeitdauer und eine Verlustzeitdauer auftreten. Allerdings wird die Integrationszeitdauer (der Integrationsabschnitt) in der Weise eingestellt, dass sie gegenüber dem Ausführungszeitpunkt des Luftmengenberechnungsprozesses zu der vergangenen Zeit um einen Versatzbetrag Tx verschoben ist. Das heißt, ein Anfangszeitpunkt T3s der aktuellen Integrationszeitdauer ist eine Zeit, die durch Subtrahieren des Versatzbetrags Tx von dem zweiten Zeitstempel T2_p-1, der die Zeit des Ausführungszeitpunkts des vorhergehenden Luftmengenberechnungsprozesses angibt, berechnet wird. Zusätzlich ist ein Endzeitpunkt T3e der aktuellen Integrationszeitdauer eine Zeit, die durch Subtrahieren des Versatzbetrags Tx von dem zweiten Zeitstempel T2_p, der den Ausführungszeitpunkt des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses angibt, berechnet wird. Das heißt, der Anfangszeitpunkt T3s und der Endzeitpunkt T3e der aktuellen Integrationszeitdauer werden aus den folgenden Ausdrücken (1) bzw. (2) berechnet. $T 3 s = T 2_{p - 1} - Tx$
$T 3 e = T 2 p - Tx$
Ein derartiges Verfahren zum Einstellen der Integrationszeitdauer erfolgt aus folgendem Grund.
Da der Luftmengenberechnungsprozess einem 2-ms-JOB zugeordnet ist, ist ein Ausführungsintervall (eine Zeitbreite) des Berechnungsprozesses etwa 2 ms. Allerdings tritt in dem Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses die oben betriebene Schwankung auf. Da der Sensorwert des Luftstromsensors 51 durch SENT-Kommunikation übertragen wird, ist ein Übertragungszyklus des Sensorwerts währenddessen konstant, z. B. 1 ms. Somit empfängt die ECU 60 z. B. während des Ausführungszeitpunkts bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses den Sensorwert des Luftstromsensors 51 zweimal.
Allerdings ist der Übertragungszyklus des Sensorwerts des Luftstromsensors 51 von dem Ausführungsintervall (Zyklus) des Luftmengenberechnungsprozesses der ECU 60 verschieden und sind der Empfangszeitpunkt des Sensorwerts von dem Luftstromsensor 51 und der Ausführungszeitpunkt des Luftmengenberechnungsprozesses verschoben. Das heißt, der Sensorwert des Luftstromsensors 51 zu dem Ausführungszeitpunkt des Luftmengenberechnungsprozesses ist unbekannt. Somit kann der Durchfluss der Einlassluft zu dem Endzeitpunkt der Integrationszeitdauer nicht unter Verwendung des Sensorwerts (des Durchflusses der Einlassluft) des Luftstromsensors 51 interpoliert werden, wenn der aktuelle Ausführungszeitpunkt des Luftmengenberechnungsprozesses auf den Endzeitpunkt der Integrationszeitdauer eingestellt ist.
Somit kann durch Verschieben des Anfangszeitpunkts T3s und des Endzeitpunkts T3e der Integrationszeitdauer in dem aktuellen Berechnungsprozess von dem Ausführungszeitpunkt des Luftmengenberechnungsprozesses zu der vergangenen Zeit um den Zeitbetrag Tx der Durchfluss der Einlassluft zu dem Endzeitpunkt T3e der Integrationszeitdauer unter Verwendung des Sensorwerts (Durchflusses der Einlassluft) des Luftstromsensors 51, wie oben beschrieben wurde, interpoliert werden. Die Integrationszeitdauer-Einstelleinheit 76 speichert den Anfangszeitpunkt T3s und den Endzeitpunkt T3e der Integrationszeitdauer bei der aktuellen Berechnungszeit des Luftmengenberechnungsprozesses als einen dritten Zeitstempel in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62).
5 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Wechselbeziehung zwischen dem Ausführungsintervall des Berechnungsprozesses in dem Luftmengenberechnungsprozess der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der in dem Berechnungsprozess eingestellten Integrationszeitdauer und dem Übertragungszyklus des Sensors zusammen mit einem Zeitgeberzählwert (Verlauf der Zeit) darstellt. Eine vertikale Achse in dem unteren Diagramm aus 5 gibt den Zählwert der Zeitgeberfunktion an, wobei der Zählwert allmählich zunimmt, während die Zeit verstreicht.
In 5 ist der Sensorwert des Luftstromsensors 51 durch einen Kreis angegeben und wird er durch die ECU alle 1 ms, was der Übertragungszyklus der SENT-Kommunikation ist, empfangen. Somit werden die Zählwerte T1a, T1b, T1c und T1d der Zeitgeberfunktionen, die die Zeit zur Zeit des Empfangs durch die ECU 60 angeben, als erste Zeitstempel in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeichert.
Außerdem ist der Zählwert der Zeitgeberfunktion, der die Zeit des Ausführungszeitpunkts des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses angibt, T2_p, ist der Zählwert der Zeitgeberfunktion, der die Zeit des Ausführungszeitpunkt des vorhergehenden Luftmengenberechnungsprozesses angibt, T2_p-1 und werden der Zählwert T2_p-1 und der Zählwert T2_p als zweite Stempel in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeichert. In diesem Fall ist das Zeitintervall (die Zeitbreite) von dem Zählwert T2_p-1 bis zu dem Zählwert T2_p das Ausführungsintervall des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses.
Außerdem werden der Zählwert T3s, der zuvor um den Versatzbetrag Tx von dem Zählwert T2_p-1 verschoben wurde, und der Zählwert T3e, der zuvor um den Versatzbetrag Tx von dem Zählwert T2_p verschoben wurde, als dritte Stempel in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeichert. In diesem Fall ist das Zeitintervall (die Zeitbreite) von dem Zählwert T3s bis zu dem Zählwert T3e die Integrationszeitdauer der Integrationsberechnung in dem aktuellen Luftmengenberechnungsprozess. Das heißt, das Zeitintervall (die Zeitbreite), das durch das vorhergehende Verschieben des Ausführungsintervalls (der Zeitbreite) des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses von dem Zählwert T2_p-1 zu dem Zählwert T2_p um den Versatzbetrag Tx erhalten wurde, ist die Integrationszeitdauer der aktuellen Integrationsberechnung. Die später beschriebene Integrationsberechnung durch die Einheit 77 zur Berechnung einer integrierten Luftmasse verwendet den in der Integrationszeitdauer detektierten Sensorwert.
Somit ist es notwendig, den Versatzbetrag Tx in der Weise einzustellen, dass der Sensorwert des Luftstromsensors 51 in dem Zeitintervall (der Zeitdauer des Versatzbetrags Tx) von dem Zählwert T3e, der der Endzeitpunkt der aktuellen Integrationszeitdauer ist, bis zu dem Zählwert T2_p, der der Ausführungszeitpunkt des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses ist, zuverlässig empfangen werden kann. Dies ist so, da der Durchfluss der Einlassluft zu dem Endzeitpunkt der Integrationszeitdauer nicht durch den Sensorwert (tatsächlichen Messwert) geschätzt werden kann, falls es innerhalb dieser Zeitdauer keinen Sensorwert gibt. Aus diesem Grund muss der Versatzbetrag Tx auf 1 ms oder mehr eingestellt werden, was der Übertragungszyklus der SENT-Kommunikation ist. Allerdings wird das frühere Ergebnis dementsprechend widerspiegelt und wird die Verzögerung des Berechnungsergebnisses in Bezug auf die tatsächliche physikalische Erscheinung groß, wenn der Versatzbetrag Tx verhältnismäßig lang eingestellt ist. Somit ist es erwünscht, den Versatzbetrag Tx auf einen Wert in der Nähe von 1 ms des Übertragungszyklus des Sensorwerts einzustellen. In 5 wird der Sensorwert zu der Zeit des Zählwerts T1b und des Zählwerts T1c innerhalb der aktuellen Integrationszeitdauer empfangen. Außerdem wird der Sensorwert zu der Zeit des Zählwerts T1d innerhalb des Zeitintervalls von dem Zählwert T3e bis zu dem Zählwert T2p empfangen.
Die Einheit 77 zur Berechnung einer integrierten Luftmasse führt die integrierte Masse der Einlassluft in der durch die Integrationszeitdauer-Einstelleinheit 76 eingestellten Integrationszeitdauer auf der Grundlage des Sensorwerts des Luftstromsensors 51 und der Informationen des ersten Stempels aus. Zum Beispiel schätzt die Einheit 77 zur Berechnung einer integrierten Luftmasse den Durchfluss der Einlassluft zu dem Anfangszeitpunkt und zu dem Endzeitpunkt der Integrationszeitdauer unter Verwendung des während der Integrationszeitdauer detektierten Sensorwerts (des Durchflusses der Einlassluft) und der vor und nach der Integrationszeitdauer detektierten Sensorwerte und berechnet sie unter Verwendung der Schätzwerte bei dem Anfangszeitpunkt und bei dem Endzeitpunkt der Integrationszeitdauer und des Sensorwerts während der Integrationszeitdauer eine Fläche während der Integrationszeitdauer. Genauer geschieht das wie folgt.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen der integrierten Masse der Einlassluft in der Einheit zur Berechnung einer integrierten Luftmasse der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In 6 repräsentiert eine vertikale Achse den Sensorwert (den Durchfluss g/s der Einlassluft) des Luftstromsensors 51 und repräsentiert eine horizontale Achse den Zählwert (die Zeit s) der Zeitgeberfunktion, die die verstrichene Zeit repräsentiert.
Der Durchfluss der Einlassluft in der Integrationszeitdauer wird unter Verwendung des während der Integrationszeitdauer detektierten Sensorwerts (des Durchflusses der Einlassluft) und der vor und nach der Integrationszeitdauer detektierten Sensorwerte linear interpoliert. Die durch lineare Interpolation definierte Fläche innerhalb der Integrationszeitdauer in 6 wird durch Schätzen der integrierten Masse der während der Integrationszeitdauer angesaugt Luft erhalten. Somit werden eine Fläche S1, eine Fläche S2 und eine Fläche S3, die in 6 dargestellt sind, berechnet und wird der Gesamtwert der drei Flächen als die integrierte Masse Si der Einlassluft in der Integrationszeitdauer eingestellt.
In 6 sind Zeitgeberzählwerte, wenn jeder Sensorwert empfangen wird, durch T1a bis T1d angegeben. Jeder Sensorwert ist entsprechend dem Zeitgeberzählwert jedes Sensorwerts als Q1a bis Q1d angegeben. In dieser Schreibweise wird ein Interpolationswert Q3s zu dem Anfangszeitpunkt T3s der Integrationszeitdauer von dem in dem Zeitgeberzählwert T1a detektierten Sensorwert Q1a, der eine Zeit vor dem Anfangszeitpunkt (in der Vergangenheit des Anfangszeitpunkts) der Integrationszeitdauer ist, und von dem in dem Zeitgeberzählwert T1b nach dem Anfangszeitpunkt der Integrationszeitdauer detektierten Sensorwert Q1b unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (3) geschätzt. Außerdem wird der Interpolationswert Q3e zu dem Endzeitpunkt T3e der Integrationszeitdauer aus dem in dem Zeitgeberzählwert T1c, der eine Zeit vor dem Endzeitpunkt (in der Vergangenheit des Endzeitpunkts) der Integrationszeitdauer ist, detektierten Sensorwert Q1c und aus dem in dem Zeitgeberzählwert T1d, der eine Zeit nach dem Endzeitpunkt (in der Vergangenheit des Endzeitpunkts) der Integrationszeitdauer und vor dem Ausführungszeitpunkt (in der Vergangenheit des Ausführungszeitpunkts) des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses ist, detektierten Sensorwert Q1d unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (4) geschätzt. $Q_{3 s} = (Q_{1 b} - Q_{1 a}) / (T_{1 b} - T_{1 a}) \cdot (T_{3 s} - T_{1 a}) + Q_{1 a}$
$Q_{3 e} = (Q_{1 d} - Q_{1 c}) / (T_{1 d} - T_{1 c}) \cdot (T_{3 e} - T_{1 c}) + Q_{1 c}$
Nachfolgend werden die Flächen S1, S2 und S3 berechnet. Da jede der Flächen S1, S2 und S3 trapezförmig oder rechteckig ist, wird die Fläche S1, S2 und S3 unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (5) bis (7) berechnet. $S 1 = (Q_{3 s} + Q_{1 b}) \cdot (T_{1 b} - T_{3 s}) / 2$
$S 2 = (Q_{1 b} + Q_{1 c}) \cdot (T_{1 c} - T_{1 b}) / 2$
$S 3 = (Q_{1 c} + Q_{3 e}) \cdot (T_{3 e} - T_{1 c}) / 2$
Nachfolgend wird die integrierte Masse Si der Einlassluft in der Integrationszeitdauer durch Berechnen des Gesamtwerts der Flächen S1, S2 und S3 geschätzt. Das heißt Si = S1 + S2 + S3.
Die Luftdurchflussschätzeinheit 78 schätzt den Massendurchfluss der Einlassluft in dem aktuellen Luftmengenberechnungsprozess aus der integrierten Masse Si der Einlassluft in der Integrationszeitdauer, die das Berechnungsergebnis der Einheit 77 zur Berechnung der integrierten Luftmasse ist, und dem Ausführungsintervall ΔT_I zu der aktuellen Berechnungszeit (zu dieser Zeit) des Luftmengenberechnungsprozesses, das das Berechnungsergebnis der Luftmengenberechnungs-Ausführungsintervall-Berechnungseinheit 75 ist. Genauer wird ein geschätzter Massendurchfluss Qm der Einlassluft unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (8) berechnet. Die Luftdurchflussschätzeinheit 78 liefert einen geschätzten Massendurchfluss der Einlassluft, der ein Berechnungsergebnis ist, an die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 79. $Qm = Si/ Δ T_{I}$
Währenddessen schwankt der geschätzte Massendurchfluss Qm in der Berechnung des geschätzten Massendurchflusses Qm, wenn das Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses ähnlich dem Berechnungszyklus des 2-ms-JOBs ohne Berücksichtigung der oben beschriebenen Schwankung in dem Ausführungsintervall ΔT_I des Luftmengenberechnungsprozesses als ein vorgegebener Wert behandelt wird. Da die einzuspritzende Kraftstoffeinspritzmenge in der Berechnung der Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 79 aus der Einlassluftmenge und aus dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis berechnet wird, weicht die Kraftstoffeinspritzmenge ebenfalls von einem geeigneten Betrag ab, wenn die Einlassluftmenge des Berechnungsergebnisses von der tatsächlichen Luftmenge stark abweicht, sodass es Bedenken gibt, dass sich das Abgasverhalten verschlechtert. Allgemein wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der Brennkraftmaschine durch Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge, damit sie sich erhöht, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist, und Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge, damit sie sich verringert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist, durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsregelung dafür geregelt, sich immer dem Zielwert anzunähern. Somit wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis unter einem langfristigen Gesichtspunkt durch die Rückkopplungsregelung in der Nähe des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses geregelt, selbst wenn die Einlassluftmenge des Berechnungsergebnisses des Luftmengenberechnungsprozesses des Luftmengenberechnungsprozesses von der tatsächlichen Luftmenge abweicht. Allerdings nimmt unter einem kurzfristigen Gesichtspunkt gesehen die Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu und verschlechtert sich das Abgasverhalten.
Somit berechnet die Luftmengenberechnungs-Ausführungsintervall-Berechnungseinheit 75 der ECU 60 gemäß der Ausführungsform das Ausführungsintervall (die Zeitbreite) ΔT_I bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses für jeden Berechnungsprozesses. Somit wird der unter Verwendung des Ausdrucks (8) berechnete geschätzte Massendurchfluss Qm der Einlassluft unter Berücksichtigung des Einflusses der Schwankung des Ausführungsintervalls ΔT_I des Luftmengenberechnungsprozesses berechnet. Somit ist es möglich, eine Verringerung der Berechnungsgenauigkeit des geschätzten Massendurchflusses Qm wegen der Schwankung des Ausführungsintervalls des Luftmengenberechnungsprozesses zu verhindern.
Die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 79 berechnet eine notwendige Kraftstoffeinspritzmenge unter Verwendung des geschätzten Luftdurchflusses Qm, der durch die Luftdurchflussschätzeinheit 78 berechnet wird. Da der Berechnungsprozess der Kraftstoffeinspritzmenge die einzuspritzende Kraftstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit der integrierten Masse der in die Verbrennungskammer 14 angesaugten Luft bestimmt, wird das Ausführungsintervall des Berechnungsprozesses verhältnismäßig länger als das oben beschriebene Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses eingestellt. Zum Beispiel wird für den Luftmengenberechnungsprozess, der dem 2-ms-JOB zugeordnet ist, der Berechnungsprozess der Kraftstoffeinspritzmenge dem 10-ms-JOB zugeordnet.
Ferner sendet die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 79 an das Kraftstoffeinspritzventil 41 ein Steuersignal, das der Kraftstoffeinspritzmenge des Berechnungsergebnisses entspricht. Da die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 41 durch den Kraftstoffdruck und durch die Einspritzzeitdauer definiert ist, wird genauer die Einspritzzeitdauer aus dem Kraftstoffdruck und aus der Kraftstoffeinspritzmenge des Berechnungsergebnis berechnet und wird ein Impulssignal, das eine Impulsbreite (einen Tastgrad), die der berechneten Einspritzzeitdauer entspricht, als ein Kraftstoffeinspritzanweisungssignal an das Kraftstoffeinspritzventil 41 gesendet. Im Ergebnis wird das Kraftstoffeinspritzventil 41 während einer Zeitdauer, die dem Tastgrad des Kraftstoffeinspritzanweisungssignals entspricht, zu öffnen angesteuert, wodurch der Kraftstoff mit der dem Berechnungsergebnis entsprechenden Menge in die Einlassöffnung 20a eingespritzt wird.
Nachfolgend wird anhand von 7 ein Beispiel einer Bearbeitungsprozedur der Berechnung des Durchflusses der Einlassluft in der ECU gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 7 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel der Verarbeitungsprozedur darstellt, die den Luftmengenberechnungsprozess in der Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung gemäß einer in 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
In 7 empfängt zunächst die MPU 63 (die in 2 dargestellte Sensorwerterfassungseinheit 71) der ECU 60 das von dem Luftstromsensor 51 über die SENT-Kommunikation übertragene Detektionssignal und speichert sie das empfangene Detektionssignal als einen Sensorwert in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) (Schritt S10). Nachfolgend speichert die MPU 63 (die in 2 dargestellte Einheit 72 zur Verarbeitung eines ersten Zeitstempels) einen Zeitgeberzählwert, der eine Zeit angibt, zu der das Detektionssignal (der Sensorwert) des Luftstromsensors 51 empfangen wird, zugeordnet zu dem empfangenen Sensorwert, als einen ersten Zeitstempel in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) (Schritt S20).
Nachfolgend bestimmt die MPU 63, ob der Ausführungsmerker des Luftmengenberechnungsprozesses festgesetzt worden ist (Schritt S30). Wenn der Ausführungsmerker nicht festgesetzt worden ist (Nein), wird die Verarbeitung in den Schritten S10 und S20 wiederholt, bis der Ausführungsmerker festgesetzt worden ist. Das heißt, das Empfangen des Detektionssignals (Sensorwerts) von dem Luftstromsensor 51, das Speichern des empfangenen Sensorwerts und das Speichern des Zeitgeberzählwerts zu der Zeit des Empfangs als der erste Zeitstempel werden wiederholt. Währenddessen geht der Prozess zu Schritt S40 über und wird der Luftmengenberechnungsprozess ausgeführt, wenn der Ausführungsmerker festgesetzt worden ist (Ja).
In Schritt S40 speichert die MPU 63 (die in 2 dargestellte Einheit 74 zur Verarbeitung eines zweiten Zeitstempels) den Zeitgeberzählwert zu dem Zeitpunkt (der Zeit), wenn der Ausführungsmerker des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses festgesetzt worden ist, als den zweiten Zeitstempel zu dem aktuellen Berechnungszeitpunkt (der aktuellen Zeit) in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62). Zu dieser Zeit ist der in dem vorhergehenden Luftmengenberechnungsprozess gespeicherte vorhergehende zweite Zeitstempel ebenfalls in der Speichervorrichtung (dem ROM 61 oder dem RAM 62) gespeichert.
Nachfolgend stellt die MPU 63 (die in 2 dargestellte Integrationszeitdauer-Einstelleinheit 76) die Integrationszeitdauer der Integrationsberechnung der Einlassluft ein (Schritt S50). Genauer wird ein durch Subtrahieren des Versatzbetrags Tx von dem vorhergehenden zweiten Zeitstempel erhaltenes Berechnungsergebnis als der dritte Zeitstempel T3s, der der Anfangszeitpunkt der Integrationszeitdauer ist, in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeichert und wird ein durch Subtrahieren des Versatzbetrags Tx von dem aktuellen zweiten Zeitstempel erhaltenes Berechnungsergebnis als der dritte Zeitstempel T3e, der der Endzeitpunkt der Integrationszeitdauer ist, in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeichert.
Nachfolgend berechnet die MPU 63 (die in 2 dargestellte Einheit 77 zur Berechnung einer integrierten Luftmasse) die integrierte Masse der Einlassluft in der in Schritt S50 eingestellten Integrationszeitdauer (Schritt S60). Genauer wird, wie oben beschrieben wurde, durch Interpolieren unter Verwendung der Sensorwerte des Luftstromsensors 51, die vor und nach dem Zeitpunkt erfasst wurden, der Durchfluss der Einlassluft zu dem Anfangszeitpunkt und zu dem Endpunkt der aktuellen Integrationszeitdauer geschätzt. Die Berechnung der integrierten Masse der Einlassluft in der Integrationszeitdauer ist derselbe Wert wie die Berechnung der Fläche, die von dem Sensorwert und von dem Schätzwert durch Interpolation in der in 6 dargestellten Integrationszeitdauer umgeben ist. Das heißt, die Fläche S1, die Fläche S2 und die Fläche S3 werden in dieser Reihenfolge unter Verwendung der oben beschriebenen Ausdrücke (5), (6) und (7) berechnet und die integrierte Masse Si der Einlassluft in der Integrationszeitdauer wird aus dem Gesamtwert der Flächen S1, S2 und S3 berechnet.
Nachfolgend berechnet die MPU 63 (die in 2 dargestellte Luftmengenberechnungs-Ausführungsintervall-Berechnungseinheit 75) ein Ausführungsintervall (eine Zeitbreite) des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses (Schritt S70). Da der Luftmengenberechnungsprozess, wie oben beschrieben wurde, nicht immer einen konstanten Zyklus (ein konstantes Ausführungsintervall) aufweist, wird jedes Mal, wenn der Luftmengenberechnungsprozess ausgeführt wird, ein genaues Ausführungsintervall (eine genaue Zeitbreite) berechnet. Genauer werden der vorhergehende zweite Zeitstempel und der aktuelle zweite Zeitstempel, die in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeichert sind, in Schritt S20 aufgerufen und wird eine durch Subtrahieren des vorhergehenden zweiten Zeitstempels von dem aktuellen zweiten Zeitstempel erhaltene Differenz als das Ausführungsintervall ΔT_I des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses berechnet.
Schließlich berechnet die MPU 63 (die in 2 dargestellte Luftdurchflussschätzeinheit 78) unter Verwendung des Berechnungsergebnis des Schritts S60 und des Berechnungsergebnis des Schritts S70 den Massendurchfluss der Einlassluft in dem aktuellen Luftmengenberechnungsprozess (Schritt S80). Genauer wird der geschätzte Massendurchfluss Qm durch Dividieren der integrierten Masse der Einlassluft als das Berechnungsergebnis des Schritts S60 durch das Ausführungsintervall ΔT_I des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses als das Berechnungsergebnis des Schritts S70 berechnet. Der in dem Luftmengenberechnungsprozess berechnete geschätzte Massendurchfluss Qm sind Informationen, die für die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge in der oben beschriebenen Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 79 verwendet werden.
Wie oben beschrieben wurde, wird in der vorliegenden Ausführungsform das Ausführungsintervall des aktuellen Luftmengenberechnungsprozesses verwendet, das auf der Grundlage des Zeitgeberzählwerts zu der Zeit, wenn der Ausführungsmerker festgesetzt wird, berechnet wird, wenn der geschätzte Massendurchfluss Qm berechnet wird. Im Ergebnis kann die Genauigkeit des Schätzwerts des geschätzten Massendurchflusses Qm im Vergleich zu einem Fall, dass der geschätzte Massendurchfluss Qm unter Verwendung des geschätzten Massendurchflusses Qm als ein fester Wert berechnet wird, ohne die Schwankung des Ausführungsintervalls des Luftmengenberechnungsprozesses zu beachten, verbessert sein. Somit kann die Berechnungsgenauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge in der Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 79 dementsprechend erhöht sein.
Wie oben beschrieben wurde, enthält die ECU 60 (Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung), die den Luftmengenberechnungsprozess der Schätzung des Durchflusses der Einlassluft auf der Grundlage des Detektionswerts des Luftstromsensors 51 (Durchflusssensors), der den Durchfluss der Einlassluft der Kraftmaschine 1 (Brennkraftmaschine) in Zeitintervallen detektiert, wiederholt ausführt, und die Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62), die für den Luftmengenberechnungsprozess der MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung) notwendige Informationen speichert. Die MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung) ist dafür konfiguriert, den Detektionswert des Luftstromsensors 51 (Durchflusssensors) in einem vorgegebenen Erfassungszyklus, der kürzer als das Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses ist, zu erfassen und den Detektionswert in der Speichervorrichtung (dem ROM 61 oder dem RAM 62) zu speichern, die Zeit, zu der der Detektionswert des Luftstromsensors 51 (Durchflusssensors) erfasst wird, zugeordnet zu dem Detektionswert des Luftstromsensors 51 (Durchflusssensors), als den ersten Zeitstempel T1 in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) zu speichern, und die Zeit, zu der der Luftmengenberechnungsprozess ausgeführt wird, jedes Mal als den zweiten Zeitstempel T2 in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) zu speichern. Bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses der MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung) wird auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeicherten zweiten Zeitstempels T2 die Ausführungsintervallberechnung zum Berechnen des Ausführungsintervalls ΔT_I des Berechnungsprozesses zu der aktuellen Zeit ausgeführt, auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeicherten zweiten Zeitstempels T2 die Integrationszeitdauer mit derselben Zeitbreite wie das Ausführungsintervall des Berechnungsprozesses zu dem aktuellen Zeitpunkt eingestellt, auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeicherten Detektionswerts des Luftstromsensors 51 (Durchflusssensors) und des dementsprechenden ersten Zeitstempels T1 die Integrationsberechnung zum Berechnen der integrierten Masse der Einlassluft in der eingestellten Integrationszeitdauer ausgeführt und auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses der Integrationsberechnung und des Berechnungsergebnisses des Ausführungsintervalls die Schätzungs-Durchflussberechnung zum Schätzen des Durchflusses der Einlassluft in der eingestellten Integrationszeitdauer ausgeführt.
Gemäß dieser Konfiguration berechnet die MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung) auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeicherten zweiten Zeitstempels T2 bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses das Ausführungsintervall ΔT_I und schätzt sie unter Verwendung des Ausführungsintervalls ΔT_I des Berechnungsergebnisses den Durchfluss Qm der Einlassluft. Somit kann der Einfluss der Schwankung des Ausführungsintervalls ΔT_I des Luftmengenberechnungsprozesses in Bezug auf den geschätzten Massendurchfluss Qm des Berechnungsergebnis beseitigt werden, selbst wenn das Ausführungsintervall ΔT_I des Luftmengenberechnungsprozesses anstelle einer konstanten Zeitdauer schwankt. Das heißt, selbst wenn das Ausführungsintervall ΔT_I des Luftmengenberechnungsprozesses der MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung) schwankt, kann die Einlassluftmenge mit hoher Genauigkeit geschätzt werden.
Außerdem subtrahiert die Ausführungsintervallberechnung der MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung) gemäß der vorliegenden Ausführungsform den vorhergehenden zweiten Zeitstempel T2_p-1, der der Zeit des Ausführungszeitpunkts des Berechnungsprozesses einmal vor dem Berechnungsprozess zu dem aktuellen Zeitpunkt entspricht, von dem aktuellen zweiten Zeitstempel T2p, der der Zeit der Zeit der Ausführung des Berechnungsprozesses zu dem aktuellen Zeitpunkt entspricht. In der Schätzungs-Durchflussberechnung der MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung) wird die integrierte Masse der Einlassluft, die das Berechnungsergebnis der Integrationsberechnung ist, durch die Differenz des zweiten Zeitstempels, die das Berechnungsergebnis der Ausführungsintervallberechnung ist, dividiert.
Da das Ausführungsintervall bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses gemäß dieser Konfiguration unter Verwendung der Differenz des zweiten Zeitstempels, der die Zeit zur Zeit der Ausführung bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses angibt, berechnet wird, kann das Ausführungsintervall bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses genau und leicht berechnet werden.
[Andere Ausführungsformen]
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt ist und verschiedene Änderungen enthält. Zum Beispiel sind die oben beschriebenen Ausführungsformen zum leichten Verständnis der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben worden und nicht notwendig auf jene, die alle beschriebenen Konfigurationen aufweisen, beschränkt. Ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform kann durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden und die Konfiguration einer anderen Ausführungsform kann zu der Konfiguration einer Ausführungsform hinzugefügt werden. Außerdem ist es möglich, für einen Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform andere Konfigurationen hinzuzufügen, zu entfernen und zu ersetzen.
Zum Beispiel ist in der oben beschriebenen Ausführungsformen ein Beispiel beschrieben worden, in dem die ECU 60 jeden Schritt des Luftmengenberechnungsprozesses durch Ausführen von Software ausführt. Allerdings ist es ebenfalls möglich, eine Konfiguration durch Montieren von Hardware wie etwa einer Schaltungsvorrichtung mit einer äquivalenten Funktion zu der Ausführung der Software zu implementieren.
Außerdem ist in der oben beschriebenen Ausführungsform das Beispiel beschrieben worden, in dem die Luftmengenberechnungs-Ausführungsintervall-Berechnungseinheit 75 die durch Subtrahieren des vorhergehenden zweiten Zeitstempels T2_p-1 von dem aktuellen zweiten Zeitstempel T2_p, der das Ausführungsintervall ΔT_I bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses in der Speichervorrichtung speichert, erhaltene Differenz berechnet. Allerdings ist es ebenfalls möglich, das Ausführungsintervall ΔT_I bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses der Luftmengenberechnungs-Ausführungsintervall-Berechnungseinheit 75 unter Verwendung der Differenz (T3e - T3s) zwischen dem dritten Zeitstempel T3e zu dem Endzeitpunkt der Integrationszeitdauer und dem dritten Zeitstempel T3s zu dem Anfangszeitpunkt zu berechnen.
In dieser Änderung werden bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses der MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung) die Zeit bei dem Anfangszeitpunkt und die Zeit bei dem Endzeitpunkt in der eingestellten Integrationszeitdauer als die dritten Zeitstempel T3s bzw. T3e in der Speichervorrichtung (ROM 61 oder RAM 62) gespeichert. In der Ausführungsintervallberechnung der MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung) wird der dritte Zeitstempel T3s, der dem Anfangszeitpunkt entspricht, von dem dritten Zeitstempel T3e, der dem Endzeitpunkt der eingestellten Integrationszeitdauer entspricht, subtrahiert. Ferner wird in der Schätzungs-Durchflussberechnung der MPU 63 (Verarbeitungsvorrichtung) die integrierte Masse Si der Einlassluft, die das Berechnungsergebnis der Integrationsberechnung ist, durch die Differenz zwischen den dritten Zeitstempeln T3s und T3e, die die Berechnungsergebnisse der Ausführungsintervallberechnung sind, dividiert
Da gemäß dieser Konfiguration das Ausführungsintervall ΔT_I jedes Mal, wenn der Luftmengenberechnungsprozess unter Verwendung der Differenz zwischen den dritten Zeitstempeln T3s und T3e, die dem Anfangszeitpunkt und dem Endzeitpunkt in der Integrationszeitdauer entsprechen, berechnet wird, wird der Einfluss der Schwankung in dem Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses auf das Berechnungsergebnis des Durchflusses der Einlassluft in der Integrationszeitdauer zwangsläufig beseitigt.
Bezugszeichenliste

1: Kraftmaschine (Brennkraftmaschine)
51: Luftstromsensor (Durchflusssensor)
60: ECU (Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung)
61: ROM (Speichervorrichtung)
62: RAM (Speichervorrichtung)
63: MPU (Verarbeitungsvorrichtung)
71: Sensorwerterfassungseinheit
72: Einheit zur Verarbeitung eines ersten Zeitstempels
74: Einheit zur Verarbeitung eines zweiten Zeitstempels
75: Ausführungsintervallberechnungseinheit (Ausführungsintervallberechnung)
76: Integrationszeitdauer-Einstelleinheit
77: Einheit zur Berechnung einer integrierten Luftmasse (Integrationsberechnung)
78: Luftdurchflussschätzeinheit (Schätzungs-Durchflussberechnung)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018159369 A [0005]

Claims

Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung, die umfasst: eine Verarbeitungsvorrichtung, die einen Luftmengenberechnungsprozess des Schätzens eines Durchflusses einer Einlassluft auf der Grundlage eines Detektionswerts eines Durchflusssensors, der einen Durchfluss der Einlassluft einer Brennkraftmaschine in Zeitintervallen detektiert, wiederholt ausführt; und eine Speichervorrichtung, die für den Luftmengenberechnungsprozess der Verarbeitungsvorrichtung notwendige Informationen speichert, wobei die Verarbeitungsvorrichtung konfiguriert ist zum: Erfassen eines Detektionswerts des Durchflusssensors in einem vorgegebenen Erfassungszyklus, der kürzer als ein Ausführungsintervall des Luftmengenberechnungsprozesses ist, und Speichern des Detektionswerts in der Speichervorrichtung, Speichern einer Zeit, wenn der Detektionswert des Durchflusssensors erfasst wird, als einen ersten Zeitstempel, zugeordnet zu dem Detektionswert des Durchflusssensors in der Speichervorrichtung, Speichern einer Zeit, zu der der Luftmengenberechnungsprozess ausgeführt wird, jedes Mal als einen zweiten Zeitstempel in der Speichervorrichtung, und bei jedem Mal des Luftmengenberechnungsprozesses der Verarbeitungsvorrichtung, auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung gespeicherten zweiten Zeitstempels eine Ausführungsintervallberechnung zum Berechnen eines Ausführungsintervalls eines Berechnungsprozesses zu einem aktuellen Zeitpunkt ausgeführt wird, auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung gespeicherten zweiten Zeitstempels eine Integrationszeitdauer mit einer selben Zeitbreite wie das Ausführungsintervall des Berechnungsprozesses bei dem aktuellen Zeitpunkt eingestellt wird, auf der Grundlage des in der Speichervorrichtung gespeicherten Detektionswerts des Durchflusssensors und eines ersten Zeitstempels, der dem Detektionswert entspricht, eine Integrationsberechnung des Berechnens einer integrierten Masse der Einlassluft in der eingestellten Integrationszeitdauer ausgeführt wird, und auf der Grundlage eines Berechnungsergebnisses der Integrationsberechnung und eines Berechnungsergebnisses der Ausführungsintervallberechnung eine Schätzungs-Durchflussberechnung des Schätzens des Durchflusses der Einlassluft in der eingestellten Integrationszeitdauer ausgeführt wird.
Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ausführungsintervallberechnung der Verarbeitungsvorrichtung dazu dient, einen vorhergehenden zweiten Zeitstempel, der einer Zeit eines Ausführungszeitpunkts eines Berechnungsprozesses einmal vor dem Berechnungsprozess zu dem aktuellen Zeitpunkt entspricht, von einem aktuellen zweiten Zeitstempel, der einer Zeit eines Ausführungszeitpunkts des Berechnungsprozesses zu dem aktuellen Zeitpunkt entspricht, zu subtrahieren, und die Schätzungs-Durchflussberechnung der Verarbeitungsvorrichtung dazu dient, die integrierte Masse der Eingangsluft, die das Berechnungsergebnis der Integrationsberechnung ist, durch eine Differenz des zweiten Zeitstempels, der das Berechnungsergebnis der Ausführungsintervallberechnung ist, zu dividieren.
Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes Mal des Luftmengenberechnungsprozesses der Verarbeitungsvorrichtung ferner eine Zeit zu einem Anfangszeitpunkt und eine Zeit zu einem Endzeitpunkt in der eingestellten Integrationszeitdauer als einen dritten Zeitstempel in der Speichervorrichtung speichert, die Ausführungsintervallberechnung der Verarbeitungsvorrichtung dazu dient, den dritten Zeitstempel, der dem Anfangszeitpunkt entspricht, von dem dritten Zeitstempel, der dem Endzeitpunkt der eingestellten Integrationszeitdauer entspricht, zu subtrahieren, und die Schätzungs-Durchflussberechnung der Verarbeitungsvorrichtung dazu dient, die integrierte Masse der Einlassluft, die das Berechnungsergebnis der Integrationsberechnung ist, durch eine Differenz des dritten Zeitstempels, die das Berechnungsergebnis der Ausführungsintervallberechnung ist, zu dividieren.