DE19748284C2

DE19748284C2 - Motorsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19748284C2
Application number: DE19748284A
Authority: DE
Inventors: Kouji Hosokawa; Kousaku Shimada
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 2002-01-17
Anticipated expiration: 2017-11-01
Also published as: DE19748284A1; JPH10141118A; JP3878258B2; US5947098A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteue rungsvorrichtung, insbesondere für einen Direkteinspritzmo tor, die insbesondere eine verbesserte Motorsteuerungsvor richtung realisiert, die geeignet ist, das Verhältnis von Luft und Kraftstoff, nachfolgend als Treibstoff bezeichnet, genau einzustellen, wenn der Treibstoffdruck variiert.

Bei den Motorsteuerungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik wird das Verhältnis von Luft zu Treibstoff (im fol genden abgekürzt als A/F-Verhältnis) gesteuert durch Ein stellen der Treibstoffmenge. Zur Einstellung der Treib stoffmenge dient ein Signal von einem A/F-Verhältnissensor, der in einem Auspuffrohr vorgesehen ist, um ein Signal aus zugeben, das ein mageres oder ein fettes A/F-Verhältnis an zeigt. Die Treibstoffmenge wird erhöht oder erniedrigt durch die vorgegebene Integration, bis sich der Zustand des A/F-Verhältnisses verändert. Dadurch wird der Mittelwert des A/F-Verhältnisses des Motors auf dem Zielwert des A/F- Verhältnisses gehalten.

Jedoch gibt es bei einer solchen A/F-Verhältnissteuerung die Möglichkeit, daß das A/F-Verhältnis temporär von dem Zielwert abweicht, wenn sich der Treibstoffdruck verändert.

Als Verbesserung in diesem Punkt ist in der japanischen Pa tentanmeldungsschrift Nr. 6-58188 eine Technik beschrieben, bei der der Mittelwert des A/F-Rückkopplungskoeffizienten auf die magere oder fette Seite verschoben wird, wenn sich der Treibstoffdruck aufgrund einer Treibstoffdruckschalter vorrichtung verändert.

Bei diesem Stand der Technik wird jedoch der Mittelwert des A/F-Verhältnisses vor der Durchführung der Integration ver schoben. Für den Fall, daß sich der Treibstoffdruck konti nuierlich ansteigend oder abfallend verändert oder daß es lange dauert, bis sich der Treibstoffdruck aufgrund von in ternen Eigenschaften einer Treibstoffdruckanpassungseinheit verändert, tritt daher dann das Problem auf, daß Überkor rekturen in bezug auf die Menge des injizierten Treibstoffs durchgeführt werden und es damit zu weiteren Schwankungen des A/F-Verhältnisses oder Verschlechterungen in bezug auf die Emission kommt.

Weiterhin ist zur JP 06-58188 A auszuführen, dass deren Lehre eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis steuervorrichtung für Brennkraftmaschine betrifft, bei der das Luft/Kraftstoff-Gemisch nach einem temporären Anstieg des Kraftstoffdrucks abgemagert wird, um bei einem Heißstart des Motors ein Verfetten zu vermeiden. Die Druckschrift zeigt im Weiteren, daß eine Einrichtung M1 zum Ausgeben eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vorgesehen ist. Durch eine Einrichtung M2 kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angeho ben oder abgesenkt werden. Ferner ist eine Einrichtung M3 zum Schalten des Kraftstoffdrucks vorgesehen. Die Ein richtung M3 schaltet abhängig von dem Fahrzustand des Fahr zeugs. Wenn der Druck beispielsweise von der Niederdruck seite zu der Hochdruckseite geschaltet wird, dann ändert die Einrichtung M2 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur mage ren oder fetteren Seite. Dies geschieht durch die Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Schalteinrichtung M4. Gemäß dieser Druckschrift besteht somit das Problem, daß sich eine Ände rung des ermittelten Soll-Kraftstoffdrucks oder eine Änderung des erfaßten Kraftstoffdrucks nicht in einer Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge wiederspiegelt.

Gemäß der DE 43 32 103 A1 wird eine Einspritzmenge aus ei nem Ist-Lambdawert und einem Ansaugluftmassen-Istwert er mittelt. Dieser ermittelte Einspritzmengenwert wird mit ei ner Einspritzmenge verglichen, die basierend auf einer Mo tordrehzahl oder einer Einspritzdauer ermittelt wird. Aus diesen beiden Werten wird ein Korrektursignal erhalten.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteue rungsvorrichtung zu schaffen, bei welcher es möglich ist, Störungen beim Verändern des AlF-Verhältnisses aufgrund von Schwankungen des Treibstoffdrucks zu unterdrücken und für eine sehr kurzfristige Konvergenz des A/F-Verhältnisses zu sorgen, wenn kontinuierliche Veränderungen des Treibstoff drucks in zunehmender oder abnehmender Richtung aufgrund des Arbeitszustandes in der A/F-Steuerung eines Motors auf treten.

Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen An spruchs (Anspruchs 1) gelöst. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhaf te Ausführungsformen (Ansprüche 2 bis 4) der Erfindung auf.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ist eine Darstellung des Aufbaus eines Motors mit einer Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der vor liegenden Erfindung und eines Motorsteuerungssy stems.

Fig. 2 ist eine Darstellung des Aufbaus einer Steue rungseinheit der Motorsteuerungsvorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Motorsteue rungsvorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm für die Berechnung der Treibstoffeinspritzmenge in der Motorsteuerungs vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm der Einstellung des A/F-Ver hältnisses in der Motorsteuerungsvorrichtung nach Fig. 1, wobei die Änderung eines Treibstoffziel drucks für die Einstellung herangezogen wird.

Fig. 6 stellt einen Funktionszustand der A/F-Verhältnis steuerung nach Fig. 5 dar.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm der Steuerung des A/F-Ver hältnisses in der Motorsteuerungsvorrichtung nach Fig. 1, wobei die Änderung des Treibstoffziel drucks und des erfaßten Treibstoffdrucks zur Steuerung herangezogen werden.

Fig. 8 zeigt die Funktion der A/F-Verhältnissteuerung nach Fig. 7.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine Darstellung des Aufbaus eines Motors 7 mit einer Motorsteuerungsvorrichtung nach der vorliegenden Er findung und eines Motorsteuerungssystems S. In Fig. 1 ist eine Brennkammer 7c, gegeben durch einen Kolben 7a und ei nen Zylinder 7b, in jedem der Zylinder des Motors 7 vorhan den. Außerdem sind ein Ansaugrohr 1 und ein Auspuffrohr 19 mit dem oberen Teil der Brennkammer 7c verbunden. In jedem Zylinder des Motors 7 angesaugte Luft kommt von einem Ein laßabschnitt 2a des Luftfilters 2. Die Luft strömt durch eine Vorrichtung zum Erfassen einer Lufteinlaßmenge, nach folgend als Luftströmungsmesser 3 bezeichnet, und durch ei ne Drosselklappenkammer 5 mit einer Drosselklappe 5a zur Steuerung der Menge der Ansaugluft, und tritt durch einen Kollektor 6. In dem Kollektor 6 wird die Ansaugluft auf je des Ansaugrohr 1 verteilt, das mit jedem Zylinder 7b des Motors 7 verbunden ist, und wird dann in den Zylinder 7b geleitet.

Auf der anderen Seite wird ein Primärdruck auf den Treib stoff, wie Benzin von einem Treibstofftank 14, durch eine Treibstoffpumpe 10 ausgeübt, und dann wird ein Sekundär druck auf den Treibstoff ausgeübt. Der Treibstoff, auf wel chen der Sekundärdruck ausgeübt wird, wird einem Treib stoffsystem mit einer Einspritzdüse 9 zugeführt. Der Treib stoff, auf den der Primärdruck ausgeübt wird, wird eingere gelt auf einen vorgegebenen Druck (z. B. 0,3 MPa) durch ei nen Treibstoffdruckregulierer 12. Dagegen wird der Treib stoff, auf den der höhere Sekundärdruck ausgeübt wird, auf einen vorgegebenen Druck (z. B. 5 MPa) durch eine Vorrich tung zum Einstellen des Kraftstoffdrucks auf den Soll- Kraftstoffdruck, nachfolgend als Treibstoffdruckregulierer 13 bezeichnet, eingeregelt. Der Treibstoffdruckregulierer 13 kann Treibstoffdrücke in zwei Stufen schalten durch ein Druckumschaltventil oder linear den Steuerdruck durch Ver wendung eines externen elektrischen Signals steuern. Der Treibstoff, auf den der Sekundärdruck durch den Treibstoff druckregulierer 13 ausgeübt wird, wird von der Einspritzdü se 9 in jedem der Zylinder in den Zylinder 7b eingespritzt.

Um das Luftgemisch aus Luft und Treibstoff in dem Zylinder 7b zu zünden, fließt ein elektrischer Strom von der Steuer einheit 15 durch eine Spule 22. Wenn der Strom unterbrochen wird, liegt eine hohe Spannung an einer Zündkerze 8 an, und Zündenergie wird auf das Luftgemisch übertragen.

Außerdem ist ein Katalysator 20 in einem Auspuffrohr 19 vorgesehen, um schädliche Komponenten des Abgases herauszu filtern.

Die Betriebszustände des Motors 7 werden durch verschiedene Arten von Sensoren erfaßt, um die Steuerung des Motors zu ermöglichen. Der Druck des Treibstoffes, auf welchen der Sekundärdruck durch den Treibstoffdruckregulierer 13 ausge übt wird, wird durch eine Vorrichtung zum Erfassen des Kraftstoffdrucks, nachfolgend als Treibstoffdrucksensor 23 bezeichnet, erfaßt. Ein Signal, das die Menge der Ansaug luft angibt, wird von dem Luftstrommesser 3 ausgegeben. Au ßerdem wird die Öffnung des Drosselklappenventils 5a durch einen Drosselklappensensor 4 in dem Drosselklappengehäuse 5 erfaßt. Ein Referenzwinkelsignal REF der Position des Dreh winkels einer Kurbelwelle und ein Winkelsignal POS zum Er fassen eines Rotationssignals (Drehzahl) wird ausgegeben durch einen Kurbelwellenwinkelsensor 16 auf einer (nicht dargestellten) Nockenwelle. Das A/F-Verhältnis des Abgases wird erfaßt durch eine Vorrichtung zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff(A/F)-Verhältnisses, nachfolgend als A/F- Sensor 18 bezeichnet, in dem Auspuffrohr. Die erfaßten Aus gangssignale der Sensoren werden einer Steuerungseinheit 15 eingespeist.

Ein größerer Abschnitt der Steuerungseinheit 15 umfaßt eine MPU 35, einen ROM 34, einen RAM 36 und eine I/O-LSI 137 mit einem A/D-Wandler. Die Steuerungseinheit 15 gibt Signale von den verschiedenen Arten von Sensoren, die die Arbeits zustände des Motors 7 angeben, ein, führt vorgegebene Be rechnungen durch und gibt verschiedene Arten von Steue rungssignalen aus. Als Ergebnis werden die vorgegebenen Steuerungssignale an die Einspritzdüse 9, den Treibstoff druckregulierer 13, die Zündspule 22 etc. ausgegeben, und eine Treibstoffeinspritzmenge und ein Zündzeitpunkt werden gesteuert.

Fig. 3 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Motorsteuerungs vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Fig. 3 zeigt, wie mit der Steuerung die Konvergenz für den Fall verbessert wird, daß die Änderung des Treibstoffdrucks kontinuierlich erfolgt, oder daß es lange dauert, um den Treibstoffdruck aufgrund der internen Eigenschaften der Treibstoffdruckanpassungsvorrichtung zu verändern.

Ein Treibstoffzieldruck wird vorgegeben in einer Vorrich tung zur Vorgabe eines Soll-Kraftstoffdrucks in Abhängig keit von einem Motorbetriebszustand, nachfolgend als Treib stoffzieldruckvorgabevorrichtung 101 bezeichnet, und ein Treibstoffdruck wird kontinuierlich oder in zwei Stufen verändert, so daß der Treibstoffzieldruck erreicht wird, der durch die Treibstoffzieldruckvorgabevorrichtung 101 vorgegeben wurde. Der Treibstoffdruck, der durch den Treib stoffdruckregulierer (die Treibstoffdruckanpassungsvorrich tung) 13 verändert wird, wird erfaßt durch den Treibstoff drucksensor (tatsächlich die Treibstoffdruckerfassungsvor richtung) 23, die mit der Einspritzdüse (Treibstoffein spritzvorrichtung) 9 zum Erfassen des tatsächlichen Treib stoffdrucks in einem Treibstoffrohr verbunden ist.

Eine Vorrichtung zur Berechnung eines Rückkopplungskoeffi zienten GAMMA des A/F-Verhältnisses, nachfolgend als A/F- Rückkopplungskoeffizientenberechnungsvorrichtung 102 be zeichnet, berechnet die Integrationskomponente des A/F- Rückkopplungskoeffizienten aus der Abweichung zwischen A/F- Verhältnis in einem Auspuffsystem des Motors 7, erfaßt durch den A/F-Sensor (A/F-Erfassungsvorrichtung) 18 und dem A/F-Zielverhältnis, das gemäß dem Betriebszustand durch ei ne A/F-Zielvorgabevorrichtung 103 gesetzt wurde.

Eine Vorrichtung zum Ermitteln der Kraftstoffeinspritzmenge T_i, nachfolgend als Treibstoffeinspritzmengenberechnungs vorrichtung 104 bezeichnet, berechnet die Treibstoffein spritzmenge aus Signalen, die den A/F-Rückkopplungskoeffi zienten, berechnet durch die A/F-Rückkopplungskoeffizien tenberechnungsvorrichtung, das A/F-Zielverhältnis, gesetzt durch die A/F-Zielvorgabevorrichtung 103, die Luftansaug menge, erfaßt durch den Luftansaugmengensensor (die Luftansaugmengenerfassungsvorrichtung) 3, und die Motorgeschwin digkeit, erfaßt durch den Kurbelwellenwinkelsensor (die Mo torgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung) 16, angeben. Die berechnete Treibstoffeinspritzmenge wird von der Einspritz düse (Treibstoffeinspritzvorrichtung) 9 eingespritzt.

Eine Vorrichtung zum Korrigieren einer Integrationskompo nente k_i des Rückkopplungskoeffizienten GAMMA des A/F- Verhältnisses, nachfolgend als Treibstoffdruckkorrektur koeffizientenberechnungsvorrichtung 105 bezeichnet, führt eine Korrektur durch, so daß sich die gleiche Treibstoffe inspritzmenge ergibt, selbst wenn sich der Treibstoffdruck jeweils unterscheidet. Die Treibstoffdruckkorrekturkoeffi zientenberechnungsvorrichtung 105 berechnet den Korrektur koeffizienten eines Treibstoffdrucks aufgrund eines Si gnals, das den tatsächlichen Treibstoffdruck angibt, erfaßt durch den Treibstoffdrucksensor (Treibstoffechtdruckerfas sungsvorrichtung) 23, und gibt ihn an die Treibstoffein spritzmengenberechnungsvorrichtung 104 aus.

Bei dieser Ausführungsform wird die Integrationskomponente des A/F-Rückkopplungskoeffizienten, berechnet durch eine Integrationskomponentenberechnungsvorrichtung 102A der A/F- Rückkopplungskoeffizientenberechnungsvorrichtung, korri giert, wenn der Treibstoffzieldruck, vorgegeben durch die Treibstoffzieldruckvorgabevorrichtung, variiert oder wenn der erfaßte Treibstoffdruck, erfaßt durch einen Treibstoff drucksensor (Treibstoffechtdruckerfassungsvorrichtung) 23, variiert. Insbesondere wird durch eine Treibstoffübergangs druckkorrekturkomponentenberechnungsvorrichtung 102B und eine Integrationskomponentenkorrektureinrichtung 102C die Korrekturkomponente der Integrationskomponente des A/F- Rückkopplungskoeffizienten berechnet und ihre Integrations komponente korrigiert.

Für den Fall, daß durch die obige Korrektur der Treibstoff druck kontinuierlich verändert wird, oder für den Fall, daß es lange dauert, den Treibstoffdruck aufgrund der internen Eigenschaften des Treibstoffdruckregulierers (der Treib stoffdruckanpassungsvorrichtung) 13 zu ändern, wird die Konvergenzzeit des A/F-Verhältnisses in bezug auf das A/F- Zielverhältnis abgekürzt und eine Verschlechterung der Emission umgangen. Ebenso für den Fall, daß sich der tat sächliche Treibstoffdruck aufgrund des Betriebszustandes ändert, auch obgleich der Treibstoffzieldruck beibehalten wird, wird die Konvergenzzeit des A/F-Verhältnisses in be zug auf das A/F-Zielverhältnis gekürzt, und eine Ver schlechterung der Emission wird umgangen.

Wenn die Änderung beim Treibstoffdruck erkannt wird durch entweder die Treibstoffzieldruckvorgabevorrichtung oder den Treibstoffdrucksensor (die Treibstoffechtdruckerfassungs vorrichtung) 23 und die Integrationskomponente des A/F- Rückkopplungskoeffizienten korrigiert wird, ändert sich manchmal das A/F-Verhältnis bei Beginn oder Ende des Um schaltens des Treibstoffdrucks durch Zeitverschiebung bei dem Treibstoffzieldruck, dem erfaßten Treibstoffdruck und dem tatsächlichen Treibstoffdruck aufgrund der Verzögerung beim Betrieb des Treibstoffdruckregulierers (der Treib stoffdruckanpassungsvorrichtung) 13, Verzögerung bei der Erfassung durch den Treibstoffdruckregulierer (Treibstoff echtdruckerfassungsvorrichtung) 23 und Verzögerung bei der Kommunikation über die Steuereinheit 15. Fig. 4 ist ein Flußdiagramm zur Berechnung der Treibstoffeinspritzmenge in der Motorsteuerungsvorrichtung nach Fig. 1. Durch Korrektur des A/F-Rückkopplungskoeffizienten aufgrund sowohl des Treibstoffzieldrucks als auch des erfaßten Treibstoff drucks, erfaßt durch die Treibstoffzieldruckvorgabevorrich tung und den Treibstoffdrucksensor 23, bei Änderung des Treibstoff drucks werden die Änderungen des A/F-Verhältnisses beim Beginn und beim Ende des Umschaltens des Treibstoffdrucks un terdrückt und die Verschlechterung der Emission vermieden.

Als nächstes wird die Berechnung der Breite eines Treib stoffeinspritzpulses mit Bezug auf das Flußdiagramm nach Fig. 4 beschrieben, die durch die Steuerungseinheit 15 (siehe Fig. 3) ausgeführt wird.

Ein Prozeßablauf nach Fig. 4 wird ausgelöst durch einen In terrupt zu jeder vorgegebenen Zeit, z. B. nach jeweils 10 ms.

Bei Schritt 41 wird die Luftansaugmenge eingelesen, bei Schritt 42 die Motorgeschwindigkeit Ne und bei Schritt 43 der erfaßte Treibstoffdruck Pf oder ein Ausgangssignal von dem Treibstoffdrucksensor 23. Bei Schritt 44 wird die Brei te Tp eines Treibstoffeinspritzbasispulses nach der folgen den Gleichung (1) berechnet.

Tp = K × (Qa/Ne) (1)

wobei K eine Einspritzkonstante der Einspritzdüsenanlage ist, so daß das Verhältnis der in den Zylinder gelangenden Luft zu der Treibstoffeinspritzmenge gleich dem theoreti schen A/F-Verhältnis 14,7 wird, wenn der Treibstoff mit ei nem Treibstoffdruck von z. B. 5 MPa eingespritzt wird.

Bei Schritt 45 wird die Breite Ti eines Treibstoffein spritzpulses durch Multiplizieren der Breite Tp eines Treibstoffeinspritzbasispulses mit verschiedenen Korrektur koeffizienten gemäß der folgenden Gleichung (2) berechnet.

Ti = Tp × TFBYA × KOEFF × FPHOS × GAMMA (2)

wobei TFBYA ein Korrekturfaktor ist, der so vorgegeben ist, daß das Verhältnis der in den Zylinder strömenden Luftmenge zu der Treibstoffeinspritzmenge gleich dem A/F-Zielverhält nis werden kann. Das A/F-Zielverhältnis kann z. B. aus einer A/F-Tabelle abgelesen werden, bei der eine Achse die Breite Tp eines Treibstoffeinspritzbasispulses und die andere Ach se die Motorgeschwindigkeit Ne ist. KOEFF ist ein Korrek turkoeffizient, der entsprechend dem Betriebszustand, Über gangszustand oder der Nachstartphase, wirkt. FPOHS ist ein Korrekturkoeffizient für einen Treibstoffdruck zum Korri gieren, so daß die Treibstoffeinspritzmenge die gleiche werden kann, selbst wenn sich die Treibstoffdrücke unter scheiden. Wenn die Breiten der Treibstoffeinspritzpulse gleich sind, so gilt, daß die Treibstoffeinspritzmenge de sto mehr steigt, je höher der Treibstoffdruck wird, und die Treibstoffeinspritzmenge desto niedriger wird, je niedriger der Treibstoffdruck wird. Wenn daher die Einspritzdüsenein spritzkonstante K bei dem Treibstoffdruck von 5 MPa vorge geben wird, wird der Korrekturkoeffizient FPHOS des Treib stoffdrucks auf 1,0 vorgegeben, wenn sich der erfaßte Treibstoffdruck Pf auf 5 MPa befindet. Wenn der erfaßte Treibstoffdruck Pf unter 5 MPa sinkt, wird FPHOS auf größer als 1,0 gesetzt, je nach der Größe des erfaßten Treibstoff drucks, und wenn der erfaßte Treibstoffdruck Pf auf über 5 MPa steigt, so wird FPHOS auf weniger als 1,0 gesetzt, je nach der Größe des erfaßten Treibstoffdrucks Pf. Dieses FPHOS kann z. B. bestimmt werden durch Bezug auf eine Tabel le. Außerdem ist es möglich, diese Ausführungsform auf die Berechnung der Treibstoffeinspritzmenge anzuwenden, die durchgeführt wird ohne Verwendung von FPHOS. GAMMA ist ein A/F-Rückkopplungskoeffizient.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm zur Berechnung des A/F-Rück kopplungskoeffizienten für den Fall, daß die Änderung eines Treibstoffdrucks durch Änderung des Treibstoffzieldrucks TPf erkannt wird.

In Schritt 51 wird der Treibstoffzieldruck TPf gelesen oder berechnet. Die Berechnung des Treibstoffzieldrucks TPf bei Schritt 51 wird ausgeführt aufgrund des Betriebszustandes. Zum Beispiel kann die Berechnung durchgeführt werden unter Verwendung einer Tabelle, bei der eine Achse die Breite Tp eines Treibstoffinjektionsbasispulses ist und die andere Achse die Motorgeschwindigkeit Ne ist, oder unter Verwen dung einer Tabelle, bei welcher eine Achse die Breite Ti eines Treibstoffinjektionspulses und die andere Achse ein A/F-Verhältnis ist.

Als nächstes wird in Schritt 52 der aktuelle Treibstoff zieldruck TPf verglichen mit dem Treibstoffzieldruck TPf, der in einem vorherigen Job ermittelt wurde. Wenn sich der Treibstoffzieldruck TPf verändert hat, springt der Prozeß zu Schritt 53. Andernfalls springt der Prozeß zu Schritt 54. Bei den Schritten 51 und 52 ist es möglich, den erfaß ten Treibstoffdruck Pf anstelle des Treibstoffzieldrucks TPf zu verwenden. Wenn der Treibstoffzieldruck TPf schwankt, wird festgelegt, daß der Treibstoffdruck sich in einem Übergangszustand befindet, und die Treibstoffüber gangsdruckkorrekturkomponente λi des A/F-Rückkopplungs koeffizienten wird auf einen Wert α gesetzt, der größer als der Normalwert in Schritt 53 ist. Das Setzen der Treib stoffübergangsdruckkorrekturkomponente λi des A/F-Rückkopp lungskoeffizienten bei Schritt 53 wird durchgeführt unter Verwendung einer Tabelle oder einer Karte, bei der die Ach sen die Größe der Änderung in bezug auf den Treibstoffdruck und die Umschaltzeit eines Treibstoffdrucks angeben.

Bei Schritt 54 wird festgelegt, daß der Treibstoffdruck sich in einem Ruhezustand befindet, und die Treibstoffüber gangsdruckkorrekturkomponente λi des A/F-Rückkopplungsko effizienten wird auf den normalen Vorgabewert β gesetzt.

In Schritt 56 wird die Integrationskomponente Ki des in Schritt 55 gesetzten A/F-Rückkopplungskoeffizienten korri giert unter Verwendung der Treibstoffübergangsdruckkorrek turkomponente λi des in den Schritten 53 und 54 gesetzten A/F-Rückkopplungskoeffizienten. In Schritt 57 wird der A/F- Rückkopplungskoeffizient GAMMA berechnet unter Verwendung der Integrationskomponente Ki des in Schritt 56 korrigier ten A/F-Rückkopplungskoeffizienten.

Fig. 6 zeigt das Verhalten des A/F-Verhältnisses für den Fall, daß die in Fig. 5 gezeigte Verarbeitung durchgeführt wird, wenn der Treibstoffdruck sinkt.

Unter der Annahme, daß der tatsächliche Treibstoffdruck zu der Zeit, zu der Treibstoff von der Einspritzdüse 9 einge spritzt wird, RPf ist, ergibt sich die Beziehung, groß und klein, des Treibstoffdrucks zu der Zeit, wenn der Abfall des Treibstoffdrucks sich in einem Übergangszustand befin det, wie folgt aufgrund der Verzögerung beim Betrieb des Treibstoffdruckregulierers (der Treibstoffdruckanpassungs vorrichtung) 13, Verzögerung bei der Erfassung durch den Treibstoffdruckregulierer (der Treibstoffechtdruckerfas sungsvorrichtung) 23 und Verzögerung bei der Kommunikation über die Steuerungseinheit 15.

TPf < RPf < Pf

Für den Fall der Steuerung, bei dem der Korrekturkoeffizi ent FPHOS des Treibstoffdrucks nicht in der Gleichung (2) berücksichtigt wird (siehe (I) in Fig. 6), wird die Treib stoffeinspritzmenge, die aufgrund des Treibstoffdruckab falls sinkt, korrigiert durch Anheben des A/F-Rückkopp lungskoeffizienten. Als Ergebnis wird vermieden, daß das A/F-Verhältnis mager wird. Wenn der Mittelwert des A/F- Rückkopplungskoeffizienten zur fetten Seite beim Beginn des Treibstoffdruckabfalls verschoben wird, um ein mageres A/F- Verhältnis zu vermeiden, gibt es die Möglichkeit, daß die Breite des Treibstoffeinspritzpulses zur fetten Seite beim Beginn des Treibstoffdruckabfalls überkorrigiert wird und es kommt zu einem Nachrücken des A/F-Verhältnisses (siehe gestrichelte Linien B1, B2 von (I) in Fig. 6). Wenn außer dem die A/F-Rückkopplungssteuerung durch eine konstante In tegrationskomponente des A/F-Verhältnisrückkopplungskoeffi zienten durchgeführt wird, kann die A/F-Rückkopplungssteue rung nicht dem Abfallen der Treibstoffmenge aufgrund des Treibstoffdruckabfalls folgen, und das A/F-Verhältnis wird mager. Als Ergebnis verschlechtert sich die Konvergenz in bezug auf das A/F-Zielverhältnis (siehe gestrichelte Linien C1, C2 von (I) in Fig. 6). Wenn die Integrationskomponente des A/F-Rückkopplungskoeffizienten auf der anderen Seite steigt, während sich der Treibstoffdruckabfall in einem Übergangszustand befindet so wird das Nachrücken oder das Magerwerden des A/F-Verhältnisses vermieden. Als Ergebnis wird die Konvergenz in bezug auf das A/F-Zielverhältnis verbessert (siehe durchgezogene Linien A1, A2 von (I) in Fig. 6). Da die Änderung des A/F-Verhältnisses vermieden wird, ist es möglich, die Verschlechterung der Emission oder des Betriebs zu umgehen.

Für den Fall der Steuerung, bei dem der Korrekturkoeffizi ent FPHOS des Treibstoffdrucks in Gleichung (2) berücksich tigt wird (siehe (II) in Fig. 6), tritt ein Absinken der Treibstoffeinspritzmenge aufgrund des Treibstoffdruckabfalls in Gleichung (2) nicht auf. Jedoch tritt tatsächlich die Abnahme der Treibstoffeinspritzmenge auf und daher wird das A/F-Verhältnis mager, da der erfaßte Treibstoffdruck Pf größer als der tatsächliche Treibstoffdruck RPf aufgrund der Zeitverschiebung zwischen dem tatsächlichen Treibstoff druck RPf und dem erfaßten Treibstoffdruck Pf wird. Wenn der Mittelwert des A/F-Rückkopplungskoeffizienten auf die fette Seite beim Beginn des Treibstoffdruckabfalls verscho ben wird, um ein mageres A/F-Verhältnis zu umgehen, besteht die Möglichkeit, daß die Breite des Treibstoffeinspritzpul ses zur fetten Seite beim Beginn des Treibstoffdruckabfalls überkorrigiert wird und es zu einem Nachrücken des AlF-Ver hältnisses kommt (siehe gestrichelte Linien B3, B4 von (II) in Fig. 6). Wenn außerdem die A/F-Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird durch eine konstante Integrationskompo nente des A/F-Verhältnisrückkopplungskoeffizienten, kann die A/F-Rückkopplungssteuerung nicht dem Absinken der Treibstoffmenge aufgrund des Treibstoffdruckabfalls folgen, und das A/F-Verhältnis wird mager. Als Ergebnis verschlech tert sich die Konvergenz in bezug auf das A/F-Zielverhält nis (siehe gestrichelte Linien C3, C4 von (II) in Fig. 6). Wenn auf der anderen Seite die Integrationskomponente des A/F-Rückkopplungskoeffizienten steigt, während sich der Treibstoffdruckabfall in einem Übergangszustand befindet, wird das Nachrücken oder das Abmagern des A/F-Verhältnisses umgangen. Als Ergebnis wird die Konvergenz in bezug auf das A/F-Zielverhältnis verbessert (siehe durchgezogene Linien A3, A4 von (II) in Fig. 6). Da die Änderung des A/F-Ver hältnisses unterdrückt wird, ist es möglich, eine Ver schlechterung der Emission oder des Betriebes zu umgehen.

Für den Fall der Steuerung, bei dem der Korrekturkoeffizi ent FPHOS des Treibstoffdrucks in der Gleichung (2) berück sichtigt wird (siehe (II) in Fig. 6), wird das A/F-Verhältnis fett am Ende der Änderung des tatsächlichen Treibstoff drucks RPf (siehe durchgezogene Linie X in Fig. 6). Ein Verfahren zum Vermeiden solch eines fetten Zustandes beim A/F-Verhältnis wird im folgenden erläutert.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zur Steuerung des AlF-Verhält nisses, um den obigen fetten Zustand des A/F-Verhältnisses zu vermeiden.

Bei Schritt 71 wird der Treibstoffzieldruck TPf berechnet. Bei Schritt 72 wird der Treibstoffdruck Pf berechnet, ein Ausgangssignal des Treibstoffdrucksensors 23 gelesen und dann das Verfahren mit Schritt 73 fortgesetzt.

Bei Schritt 73 wird als nächstes der tatsächliche Treib stoffzieldruck TPf verglichen mit dem Treibstoffzieldruck TPf, der in einem Job davor ermittelt wurde. Wenn sich der Treibstoffzieldruck TPf verändert hat, springt der Prozeß zu Schritt 74. Andernfalls springt der Prozeß zu Schritt 75. Wenn in Schritt 75 die Abweichung zwischen dem Treib stoffzieldruck TPf und dem erfaßten Treibstoffdruck Pf grö ßer als ein bestimmter Wert A wird, springt der Prozeß zu Schritt 74. Wenn die Abweichung zwischen dem Treibstoff zieldruck TPf und dem erfaßten Treibstoffdruck Pf kleiner als der bestimmte Wert A wird, springt der Prozeß zu Schritt 76.

Es sollte beachtet werden, daß die Festlegung bei Schritt 75 wie folgt abgeändert werden kann. Für den Fall, daß der erfaßte Treibstoffdruck Pf sich ändert, während sich der Treibstoffzieldruck TPf ändert, nämlich sich die Änderung des Treibstoffzieldrucks TPf und die Änderung des erfaßten Treibstoffdrucks Pf überlagern, mit anderen Worten in dem Fall, daß die Umschaltzeit des Treibstoffdrucks bei Schritt 75 länger vorgegeben wird, wird der aktuelle Treibstoff zieldruck Pf verglichen mit dem Treibstoffzieldruck Pf, der in einem Job davor ermittelt wurde. Wenn der Treibstoff zieldruck Pf sich geändert hat, springt der Prozeß zu Schritt 74. Andernfalls zweigt der Prozeß zu Schritt 76 ab.

Bei Schritt 74 wird festgestellt, ob sich der Treibstoff druck in einem Übergangszustand befindet, und die Treib stoffübergangsdruckkorrekturkomponente λi des A/F-Rückkopp lungskoeffizienten wird auf einen Wert α gesetzt, der grö ßer als der Normalwert ist. Das Setzen der Treibstoffüber gangsdruckkorrekturkomponente λi des A/F-Rückkopplungskoef fizienten bei Schritt 74 wird durchgeführt unter Verwendung einer Tabelle oder einer Karte, bei der die Achsen die Än derungsgröße eines Treibstoffdrucks und die Umschaltzeit eines Treibstoffdrucks angeben, oder unter Verwendung einer Tabelle, bei der die Achse die Abweichung zwischen dem Treibstoffzieldruck TPf und dem erfaßten Treibstoffdruck Pf ist.

Bei Schritt 76 wird festgestellt, ob sich der Treibstoff druck in einem Ruhezustand befindet, und die Treibstoff übergangsdruckkorrekturkomponente λi des A/F-Rückkopplungs koeffizienten wird auf den normalen Vorgabewert β gesetzt.

Bei Schritt 78 wird die Integrationskomponente Ki des A/F- Rückkopplungskoeffizienten, vorgegeben bei Schritt 77, kor rigiert unter Verwendung der Treibstoffübergangsdruckkor rekturkomponente λi des A/F-Rückkopplungskoeffizienten, ge setzt bei den Schritten 74 und 76. Bei Schritt 79 wird der A/F-Rückkopplungskoeffizient GAMMA berechnet unter Verwen dung der Integrationskomponente Ki des A/F-Rückkopplungs koeffizienten, korrigiert bei Schritt 78.

Fig. 8 zeigt das Verhalten des A/F-Verhältnisses für den Fall, daß die Verarbeitung nach dem Flußdiagramm in Fig. 7 durchgeführt wird, wenn der Treibstoffdruck absinkt.

Da der erfaßte Treibstoffdruck Pf größer als der tatsächli che Treibstoffdruck RPf aufgrund der Zeitverzögerung zwi schen dem erfaßten Treibstoffdruck Pf und dem tatsächlichen Treibstoffdruck RPf wird, wenn sich der Treibstoffdruckab fall in einem Übergangszustand befindet, wird der Korrek turkoeffizient FPHOS des Treibstoffdrucks, berechnet auf grund des erfaßten Treibstoffdrucks Pf, klein, wobei der Korrekturkoeffizient FPHOS für den Treibstoffdruck entspre chend dem tatsächlichen Treibstoffdruck RPf erforderlich ist. Als Ergebnis kommt es zu einer Verringerung der Menge des eingespritzten Treibstoffes. Für den Fall, daß die Ver ringerung der Treibstoffeinspritzmenge kompensiert wird durch die A/F-Rückkopplung, ist es möglich, die Änderung des A/F-Verhältnisses durch Steigern der Integrationskompo nente des A/F-Rückkopplungskoeffizienten (in Abschnitt A) zu unterdrücken, während der tatsächliche Treibstoffdruck RPf und der erfaßte Treibstoffdruck Pf unterschiedlich sind. Wenn die Integrationskomponente des A/F-Rückkopp lungskoeffizienten erhöht wird (in Abschnitt B), während sich der Treibstoffzieldruck verändert, kann das AlF-Ver hältnis am Ende der Änderung des Treibstoffdrucks nicht folgen, und so wird das A/F-Verhältnis fett (siehe gestri chelte Linien B1, B2 in Fig. 8). Wenn die Integrationskom ponente des A/F-Rückkopplungskoeffizienten erhöht wird (in Abschnitt C), während der erfaßte Treibstoffdruck sich än dert, kann außerdem das A/F-Verhältnis nicht bei Beginn der Änderung des Treibstoffdrucks folgen, und so wird das A/F- Verhältnis mager (siehe gestrichelte Linien C1, C2 in Fig. 8).

In einem Arbeitsablauf zum Verändern des A/F-Rückkopplungskoef fizienten aufgrund der Änderung entweder des Treibstoff zieldrucks TPf oder des erfaßten Treibstoffdrucks Pf wird wie oben beschrieben das A/F-Verhältnis beim Beginn oder beim Ende der Änderung des Treibstoffdrucks verändert. Für den Fall, daß sich entweder der Treibstoffzieldruck TPf än dert oder die Abweichung zwischen dem Treibstoffzieldruck TPf und dem erfaßten Treibstoffdruck Pf größer als der vor gegebene Wert (Abschnitt AA) wird, kann bei einem Verfahren nach dem Flußdiagramm nach Fig. 7 zum Anheben der Integra tionskomponente des A/F-Rückkopplungskoeffizienten das A/F- Verhältnis sowohl beim Beginn als auch am Ende der Änderung des Treibstoffdrucks folgen. Daher kann die Änderung des A/F-Verhältnisses unterdrückt werden (siehe durchgezogene Linien A1, A2 in Fig. 8). Während der Korrekturkoeffizient FPHOS des Treibstoffdrucks bei dieser Ausführungsform be trachtet wurde, ist es möglich, denselben Effekt wie in Fig. 8 ohne Berücksichtigung des Korrekturkoeffizienten FPHOS zu erzielen.

Bei der Steuerung, bei welcher der erfaßte Treibstoffdruck Pf zum Bestimmen bei Schritt 52 in dem Flußdiagramm in Fig. 5 herangezogen wird, oder in der Steuerung in Fig. 7, wird der Treibstoffzieldruck TPf nicht verändert. Für den Fall, daß der tatsächliche Treibstoffdruck RPf und der erfaßte Treibstoffdruck Pf sich gemäß dem Betriebszustand ändern, kann die Konvergenzzeit des A/F-Verhältnisses in bezug auf das A/F-Zielverhältnis abgekürzt werden und die Verschlech terung bei der Emission umgangen werden.

Während die beschriebene Ausführungsform die bevorzugte Form der vorliegenden Erfindung darstellt, versteht sich von selbst, daß Änderungen und Abweichungen erfolgen kön nen, ohne daß man den Bereich der Erfindung verläßt.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wird für den Fall, daß die Änderung des Treibstoffdrucks durch die obige Korrektur fortlaufend erfolgt, oder für den Fall, daß es lange dauert, den Treibstoffdruck aufgrund der inneren Ei genschaften des Treibstoffdruckregulierers (der Treibstoff druckanpassungsvorrichtung) 13 zu verändern, die Konver genzzeit des A/F-Verhältnisses in bezug auf das A/F-Ziel verhältnis abgekürzt und die Verschlechterung der Emission unterdrückt.

Während das A/F-Verhältnis sich am Beginn oder am Ende des Umschaltens des Treibstoffdrucks verändert durch die Zeit verzögerung zwischen Treibstoffzieldruck, erfaßtem Treib stoffdruck und dem tatsächlichen Treibstoffdruck aufgrund der Verzögerung beim Betrieb des Treibstoffdruckregulie rers, der Verzögerung bei der Erfassung durch den Treib stoffdruckregulierer und der Verzögerung bei der Kommunika tion über die Steuerungseinheit, wird die Änderung eines Treibstoffdrucks entweder durch die Treibstoffzieldruckvor gabevorrichtung oder den Treibstoffdrucksensor erkannt.

Durch Korrektur des A/F-Rückkopplungskoeffizienten aufgrund sowohl des Treibstoffzieldrucks als auch des erfaßten Treibstoffdrucks durch die Treibstoffzieldruckvorgabevor richtung und den Treibstoffdrucksensor, wenn sich der Treibstoffdruck ändert, werden Änderungen des AlF-Verhält nisses sowohl beim Beginn als auch beim Ende des Umschal tens eines Treibstoffdrucks unterdrückt und die Verschlech terung der Emission umgangen.

Auch für den Fall, daß der tatsächliche Treibstoffdruck sich aufgrund des Betriebszustandes ändert, obgleich der Treibstoffzieldruck beibehalten wird, wird die Konvergenzzeit des A/F-Verhältnisses in bezug auf das A/F-Zielver hältnis abgekürzt und die Verschlechterung der Emission um gangen.

Claims

1. Motorsteuerungsvorrichtung, insbesondere für einen Di rekteinspritzmotor, die umfaßt:
eine Vorrichtung (3) zum Erfassen einer Lufteinlaßmenge,
eine Vorrichtung (101) zur Vorgabe eines Soll-Kraftstoff drucks in Abhängigkeit von einem Motorbetriebszustand,
eine Vorrichtung (23) zum Erfassen des Kraftstoffdrucks,
eine Vorrichtung (13) zum Einstellen des Kraftstoffdrucks auf den Soll-Kraftstoffdruck,
eine Vorrichtung (18) zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff (A/F)-Verhältnisses und
eine Vorrichtung (104) zum Ermitteln der Kraftstoffein spritzmenge T_i basierend auf der erfaßten Lufteinlaßmenge und einem Soll-A/F-Verhältnis,
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung (102) zum Berechnen eines Rückkopplungs koeffizienten GAMMA des A/F-Verhältnisses,
eine Vorrichtung (105) zum Korrigieren einer Integrati onskomponente k_i des Rückkopplungskoeffizienten GAMMA des A/F-Verhältnisses, wenn sich zumindest der Soll-Kraft stoffdruck oder der erfaßte Kraftstoffdruck ändern, und
die Vorrichtung (104), die zusätzlich den Rückkopplungs koeffizienten GAMMA zur Ermittlung der Kraftstoffein spritzmenge T_i heranzieht.

2. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vorrichtung (105) die Integrationskomponente in Ab hängigkeit von dem Soll-Kraftstoffdruck und dem erfaßten Kraftstoffdruck ermittelt.

3. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (105) die Inte grationskomponente in Abhängigkeit von der Differenz zwi schen dem Soll-Kraftstoffdruck und dem erfaßtem Kraft stoffdruck ermittelt.

4. Motorsteuerungsvorrichtung nach zumindest einem der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung (102) den Rückkopplungskoeffizienten GAMMA in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen dem er faßten A/F-Verhältnis und dem Soll-A/F-Verhältnis ermit telt,
die Vorrichtung (105) die Integrationskomponente K_i in Abhängigkeit von dem Soll-Kraftstoffdruck und dem erfaß ten Kraftstoffdruck korrigiert, und
die Vorrichtung (104) die Kraftstoffeinspritzmenge T_i in Abhängigkeit von der erfaßten Lufteinlaßmenge, dem Soll- A/F-Verhältnis, dem Rückkopplungskoeffizienten GAMMA und einem Korrekturkoeffizienten FPHOS für den Kraftstoff druck ermittelt.