DE102008001244B4

DE102008001244B4 - Sauerstoffsensorausgangssignalkorrekturgerät für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008001244B4
Application number: DE102008001244.0A
Authority: DE
Inventors: Tomoo Kawase; Eiichi Kurokawa; Katsuhiko Nakabayashi; Takahito Masuko; Koji Sugiura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2019-08-01
Anticipated expiration: 2028-04-18
Also published as: DE102008001244A1; US7614391B2; CN101289967B; US20080262703A1; CN101289967A; JP4320744B2; JP2008267231A

Abstract

Korrekturgerät zum Korrigieren eines Fehlers eines Ausgangssignals eines Sauerstoffsensors (32), der in einem Abgasrohr (24) einer Brennkraftmaschine (10) installiert ist, um eine Konzentration von in Abgas enthaltenem Sauerstoff zu messen, mit:
einem Korrekturfaktorbestimmungsschaltkreis, der einen Kraftstoffabschaltbetrieb ausführt, um eine Zufuhr von Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine (10) abzuschalten, um einen Druck in dem Abgasrohr (24) auf einen atmosphärischen Druck zu bringen, wenn ein vorgegebener Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) vorliegt, wobei der Korrekturfaktorbestimmungsschaltkreis während des Kraftstoffabschaltbetriebs in einen Atmosphärenkorrekturmodus eintritt, um ein Ausgangssignal des Sauerstoffsensors (32) abzufragen und einen Korrekturfaktor zu bestimmen, der eine Abweichung des abgefragten Ausgangssignals von einem Referenzwert ausgleicht, der eine tatsächliche Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr (24) darstellt und der zum Korrigieren eines Ausgangssignals des Sauerstoffsensors (32) verwendet wird, wenn die Brennkraftmaschine (10) keiner Kraftstoffabschaltung unterzogen wird;
einem Abgasdruckinformationsbezugsschaltkreis, der Informationen bezüglich eines Drucks des Abgases in dem Abgasrohr nach dem Start des Kraftstoffabschaltbetriebs bezieht; gekennzeichnet durch
einen Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis, der auf der Grundlage der Informationen bezüglich des Drucks des Abgases bestimmt, ob in den Atmosphärenkorrekturmodus einzutreten ist oder nicht, wobei der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis unterbindet, dass der Korrekturfaktor in dem Atmosphärenkorrekturmodus bestimmt wird, wenn der Druck des Abgases, der durch die Information dargestellt wird, größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, wobei der vorgegebene Schwellwert ein Atmosphärendruckniveau ist, das im Voraus um einen atmosphärischen Druck ausgewählt wird.

Description

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGES DOKUMENT
Die vorliegende Erfindung beansprucht die japanische Patentanmeldung Nr. 2007-109614 , die am 18. April 2007 eingereicht wurde, deren Offenbarung durch Bezugnahme hierin vollständig enthalten ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Sauerstoffsensorausgangssignalkorrekturgerät für eine Brennkraftmaschine, die ausgelegt ist, um eine Zufuhr von Kraftstoff in die Kraftmaschine abzuschalten, um einen Sauerstoffsensor der Atmosphäre oder Frischluft innerhalb eines Abgasrohrs auszusetzen und ein Ausgangssignal des Sauerstoffsensors abzufragen, um einen Korrekturfaktor zur Verwendung beim Korrigieren oder Ausgleichen eines Fehlers im Ausgangssignal zu bestimmen.
Stand der Technik
Es gibt verschiedenartige Technologien zum Installieren eines Sauerstoffsensors in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine und zum Abfragen eines Ausgangssignals von diesem, das die Konzentration von Sauerstoff angibt, der in Abgasemissionen enthalten ist, um vorgegebene Steueraufgaben durchzuführen, um die Menge der Emissionen zu verbessern. Beispielsweise sind Kraftmaschinensteuersysteme für Benzinkraftmaschinen bekannt, die ausgelegt sind, um das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors abzufragen, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs zu bestimmen, das in die Kraftmaschine geladen wird, und um dieses in Übereinstimmung mit einem Sollwert in einem Luft-Kraftstoffverhältnis-Rückführregelungsmodus zu bringen, um die Qualität von Abgasemissionen zu steuern. Kraftmaschinensteuersysteme für Dieselkraftmaschinen sind ebenso bekannt, die zum Steuern eines Betriebs eines EGR-Ventils (Abgasrezirkulationsventils) ausgelegt sind, um die Fähigkeit eines Katalysators zum Reinigen der Abgasemissionen zu verbessern.
Üblicherweise unterliegen typische Sauerstoffsensoren des Problems hinsichtlich eines Fehlers ihres Ausgangssignals, der sich aus der individuellen Veränderlichkeit des Betriebs oder seiner Alterung ergibt. Zum Mindern eines solchen Problems wurden Technologien zum Abfragen eines Ausgangssignals des Sauerstoffsensors während eines Kraftstoffabschaltvorgangs vorgeschlagen, bei dem die Kraftmaschine einer Kraftstoffabschaltung unterzogen wird, um einen Fehler des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors zu korrigieren oder auszugleichen, wenn die Kraftmaschine keiner Kraftstoffabschaltung unterzogen wird (was ebenso als ein Atmosphärenkorrekturmodus nachstehend bezeichnet wird) auf der Grundlage der Tatsache, dass die Kraftstoffabschaltung während des Laufs der Brennkraftmaschine verursachen wird, dass das Innere des Abgasrohrs der Atmosphäre ausgesetzt wird.
Die japanische Patentveröffentlichung JP 2007-032 466 A lehrt ein Brennkraftmaschinensteuersystem, das zum Ausführen des Atmosphärenkorrekturmodus ausgelegt ist, wenn eine Änderung eines Ausgangssignals des Sauerstoffsensors pro Zeiteinheit unter einem im Voraus ausgewählten Schwellwert während des Kraftstoffabschaltvorgangs gefallen ist, oder wenn eine integrierte Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine nach dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs geladen wird, über einen im Voraus ausgewählten Schwellwert angestiegen ist.
Das Kraftmaschinensteuersystem, das in der vorstehend genannten Veröffentlichung offenbart ist, ist auf der Grundlage der Tatsache ausgelegt, dass das Verbrennungsgas gewöhnlich der Frischluft innerhalb des Abgasrohrs nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ausgesetzt wird, was somit die Genauigkeit beim Ausgleichen eines Fehlers eines Ausgangssignals von dem Sauerstoffsensor unter Verwendung eines Ausgangssignals von diesem sicherstellt, das nach dem Start der Kraftstoffabschaltung abgefragt wird.
In dem Fall von Benzinkraftmaschinen wird ein Drosselventil üblicherweise auf einer gewissen Öffnungsposition gehalten oder nach dem Start der Kraftstoffabschaltung vollständig geschlossen. Das Kraftmaschinensteuersystem leitet dann den Atmosphärenkorrekturmodus ein. Die Ventilposition des Drosselventils kann jedoch während der Kraftstoffabschaltung geändert werden. Das ergibt eine Instabilität des Drucks des Abgases, auch wenn das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors nahezu konstant gehalten wird oder die integrierte Menge der Einlassluft größer als der Schwellwert nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ist, was zu einer Verringerung der Genauigkeit des Atmosphärenkorrekturmodus führen wird.
Ferner ist ein Korrekturgerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 aus DE 198 42 425 A1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine grundlegende Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Korrekturgerät für ein Ausgangssignal eines Sauerstoffsensors zur Verfügung zu stellen, der in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine installiert ist, das ausgelegt ist, um den vorstehend beschriebenen Atmosphärenkorrekturmodus zu verbessern.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Korrekturgerät zum Korrigieren eines Fehlers eines Ausgangssignals eines Sauerstoffsensors vorgesehen, der in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine installiert ist, um eine Konzentration von in einem Abgas enthaltenem Sauerstoff zu messen. Das Korrekturgerät weist Folgendes auf: (a) einen Korrekturfaktorbestimmungsschaltkreis, der einen Kraftstoffabschaltbetrieb ausführt, um eine Zufuhr von Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine abzuschalten, um einen Druck in dem Abgasrohr in einen atmosphärischen Druck zu versetzen, wenn ein vorgegebener Betriebszustand der Brennkraftmaschine vorliegt, wobei der Korrekturfaktorbestimmungsschaltkreis in einen Atmosphärenkorrekturmodus während des Kraftstoffabschaltbetriebs eintritt, um ein Ausgangssignal des Sauerstoffsensors abzufragen und einen Korrekturfaktor zu bestimmen, der eine Abweichung des abgefragten Ausgangssignals von einem Referenzwert ausgleicht, der eine tatsächliche Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr darstellt und der zum Korrigieren eines Ausgangssignals des Sauerstoffsensors verwendet wird, wenn die Brennkraftmaschine keiner Kraftstoffabschaltung unterzogen wird; (b) einen Abgasdruckinformationsbeschaffungsschaltkreis, der eine Information bezüglich eines Drucks des Abgases in dem Abgasrohr nach dem Start des Kraftstoffabschaltbetriebs beschafft; und (c) einen Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis, der bestimmt, ob in dem Atmosphärenkorrekturmodus einzutreten ist oder nicht, auf der Grundlage der Information bezüglich des Drucks des Abgases.
Üblicherweise wird nach dem Kraftstoffabschaltvorgang das Gas in dem Abgasrohr graduell durch Frischluft ersetzt. Der Druck in dem Abgasrohr kann jedoch in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Kraftmaschine variieren, was einen Fehler eines Ausgangssignals des Sauerstoffsensors zur Folge hat und zu einer Verringerung der Genauigkeit des Atmosphärenkorrekturmodus führt. Das Korrekturgerät arbeitet jedoch, um die Ausführung des Atmosphärenkorrekturmodus auf der Grundlage der Information bezüglich des Drucks des Abgases zu gestatten oder zu unterbinden, um dadurch einen Fehler des Ausgangssignals von dem Sauerstoffsensor zu minimieren, der sich aus einer Variation des Drucks des Abgases ergibt, um die Genauigkeit des Atmosphärenkorrekturmodus sicherzustellen.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unterbindet der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis, dass der Korrekturfaktor in dem Atmosphärenkorrekturmodus bestimmt wird, wenn der Druck des Abgases, der durch die Information dargestellt wird, größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Der vorgegebene Schwellwert kann als Atmosphärendruckniveau ausgewählt werden, das um einen atmosphärischen Druck im Voraus ausgewählt wird.
Der Druck des Abgases hängt üblicherweise von der Menge der Einlassluft ab, die in die Kraftmaschine geladen wird. Insbesondere steigt der Druck des Abgases mit einem Anstieg der Menge der Einlassluft an. Der Abgasdruckinformationsbeschaffungsschaltkreis kann daher ausgelegt sein, um die Menge der Einlassluft, die in die Brennkraftmaschine geladen wird, als Information bezüglich des Drucks des Abgases in dem Abgasrohr zu bestimmen. Der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis unterbindet, dass in den Atmosphärenkorrekturmodus eingetreten wird, wenn die Menge der Einlassluft größer als ein vorgegebener Wert ist.
Die Menge der Einlassluft kann durch ein Luftdurchflussmessgerät gemessen werden, das üblicherweise in einem Einlassrohr der Kraftmaschine installiert ist, oder unter Verwendung von anderen Parametern bestimmt werden, die einen Betriebszustand der Kraftmaschine darstellen, wie z.B. der Druck in dem Einlassrohr der Kraftmaschine und die Drehzahl der Kraftmaschine.
Wenn die Drehzahl der Kraftmaschine relativ hoch ist oder ein mit der Kraftmaschine verbundenes Getriebe sich in einer relativ niedrigen Schaltposition befindet, verursacht das üblicherweise, dass die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine geladen wird, sich vergrößert, was somit einen Anstieg des Drucks des Abgases in dem Abgasrohr zur Folge hat, was zu einem Fehler des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors führt. Zum Mindern dieses Problems kann der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis ausgelegt sein, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu beschaffen und zu unterbinden, dass der Korrekturfaktor in dem Atmosphärenkorrekturmodus bestimmt wird, wenn die Drehzahl der Kraftmaschine größer als ein vorgegebener Schwellwert ist. Alternativ kann der Korrekturmodusausführschaltkreis ausgelegt sein, um die Position eines Gangs eines mit der Brennkraftmaschine verbundenen Getriebes abzufragen und zu unterbinden, dass der Korrekturfaktor in dem Atmosphärenkorrekturmodus bestimmt wird, wenn die abgefragte Position eine niedrigere Schaltposition als eine vorgegebene Schaltposition des Getriebes ist.
Die Brennkraftmaschine ist mit einem Luftdurchflussratenregulator ausgestattet, der arbeitet, um eine Durchflussrate von Einlassluft zu regulieren, die in die Brennkraftmaschine zu laden ist. Der Korrekturmodus aus dem Bestimmungsschaltkreis gestattet, dass der Korrekturfaktor bestimmt wird, wenn der Luftdurchflussratenregulator vollständig geschlossen ist. Das liegt daran, dass dann, wenn der Luftdurchflussratenregulator, wie z.B. ein Drosselventil, vollständig geschlossen ist, dieses die Menge der Einlassluft begrenzt, die in die Brennkraftmaschine strömt, um die Variation des Drucks des Abgases in dem Abgasrohr zu minimieren.
Der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis bestimmt, ob der Druck des Abgases nach dem Start des Kraftstoffabschaltbetriebs in einem stabilen Zustand angeordnet ist oder nicht und gestattet, dass der Korrekturfaktor bestimmt wird, wenn der Druck des Abgases als sich in einem stabilen Zustand befindend bestimmt wird. Wenn das Abgasrohr im Wesentlichen mit atmosphärischer Luft gefüllt ist, aber die Menge der Einlassluft nach dem Start der Kraftstoffabschaltung variiert, wird das eine Instabilität des Drucks des Abgases zur Folge haben und einen Fehler des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors. Zum Vermeiden dieses Problems gestattet der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis, dass der Korrekturfaktor bestimmt wird, nur wenn der Druck des Abgases als in dem stabilen Zustand liegend bestimmt wird.
Der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis kann arbeiten, um eine Rate einer Änderung einer Menge der Einlassluft zu berechnen, die in die Brennkraftmaschine geladen wird, und um zu bestimmen, dass der Druck des Abgases sich in einem instabilen Zustand befindet, wenn die Rate der Änderung größer als ein vorgegebener Wert ist. Es ist vorzuziehen, dass eine Bestimmung, dass der Druck des Abgases sich in einem stabilen Zustand befindet, vorgenommen wird, wenn die Rate der Änderung unter dem vorgegebenen Wert für eine im Voraus ausgewählte Zeitdauer gehalten wird.
Der Fehler des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors, der durch eine Variation des Drucks des Abgases verursacht wird, soll eine Korrelation mit dem Druck des Abgases haben. Der Sensorausgangssignalkorrekturschaltkreis kann daher das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors, das nach dem Start des Kraftstoffabschaltbetriebs abgefragt wird, auf der Grundlage der Information hinsichtlich des Drucks des Abgases in dem Abgasrohr korrigieren und den Korrekturfaktor, der eine Abweichung des korrigierten Ausgangssignals des Sauerstoffsensors von dem Referenzwert ausgleicht, bestimmt. Das ermöglicht, dass der Korrekturfaktor auch dann genau bestimmt wird, wenn der Druck des Abgases beispielsweise auf den atmosphärischen Druck abfällt, anders gesagt auch dann, wenn die Menge der Einlassluft relativ groß ist. Das gestattet, dass in den Atmosphärenkorrekturmodus frühzeitig und korrekt nach dem Start der Kraftstoffabschaltung eingetreten wird. Insbesondere werden die Bedingungen zur Ausführung des Atmosphärenkorrekturmodus vereinfacht, um die Möglichkeiten zum Korrigieren des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors zu verbessern.
Der Sensorausgangssignalkorrekturschaltkreis kann ein Kennfeld haben, das eine Relation zwischen einem Korrekturfaktor und dem Druck des Abgases darstellt. Der Sensorausgangssignalkorrekturschaltkreis kann das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors, das nach dem Start des Kraftstoffabschaltbetriebs abgefragt wird, unter Verwendung des Korrekturfaktors korrigieren, der durch Nachschlagen des Kennfelds beschafft wird.
Der Korrekturfaktorbestimmungsschaltkreis speichert den Korrekturfaktor als gelernten Wert in einem Sicherungsspeicher.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der nachstehend angegebenen genauen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verstanden, die jedoch nicht zur Beschränkung der Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele herangezogen werden sollten, sondern die ausschließlich den Zweck der Erklärung und des Verständnisses haben.

1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftmaschinensteuersystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 ist eine Grafik, die eine Relation zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines in eine Brennkraftmaschine geladenen Luft-Kraftstoff-Gemischs und eines Sensorstroms darstellt, der ein Ausgangssignal von einem A/F-Sensor ist, der von dem Kraftmaschinensteuersystem von 1 verwendet wird, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern;
3 ist eine Grafik, die die Sensorstrom-A/F-Verhältnisrelationen darstellt, die aufgrund der Alterung der individuellen Veränderlichkeit eines A/F-Sensors geändert werden oder unterschiedlich sind;
4 ist eine Grafik, die Zeitverlaufsvariationen des Sensorstroms darstellt, der ein Ausgangssignal von einem A/F-Sensor ist, und einen Druck in dem Abgasrohr nach dem Start eines Kraftstoffabschaltvorgangs, bei dem eine Brennkraftmaschine einer Kraftstoffabschaltung unterzogen wird;
5 ist eine Grafik, die eine Variation einer Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas als Funktion einer Verschlechterung zeigt seit dem Start des Kraftstoffabschaltvorgangs darstellt, bei dem eine Brennkraftmaschine einer Kraftstoffabschaltung unterzogen wird;
6 ist eine Grafik, die Variationen eines Sensorstroms darstellt, der ein Ausgangssignal eines A/F-Sensors ist, nämlich in Fällen, in denen die Konzentration in dem Abgasrohr diejenige in der Frischluft bis zum Abschluss eines Kraftstoffabschaltvorgangs erreicht, in denen die Konzentration des Sauerstoffs diejenige in der Frischluft nicht erreicht und der A/F-Sensor eine individuelle Veränderlichkeit bezüglich des Betriebs hat oder gealtert ist;
7 ist eine Grafik, die eine Relation zwischen einer integrierten Menge von in eine Brennkraftmaschine geladener Einlassluft und der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr nach dem Start der Kraftstoffabschaltung darstellt;
8, 9, 10 und 11 zeigen ein Ablaufdiagramm eines durch das Kraftmaschinensteuersystem von 1 auszuführenden Programms, um einen Korrekturfaktor oder eine Verstärkung zur Verwendung beim Korrigieren eines Ausgangssignals von einem A/F-Sensor zu bestimmen;
12 ist eine Grafik, die eine Relation zwischen einer integrierten Menge von in eine Brennkraftmaschine geladene Einlassluft und einem Korrekturreferenzwert zeigt, der der Wert eines Ausgangssignals eines A/F-Sensors ist, von dem angenommen wird, dass er einer tatsächlichen. Konzentration des Sauerstoffs in einem Abgasrohr entspricht;
13 ist ein Ablaufdiagramm eines auszuführenden Programms, um einen Korrekturfaktor oder eine Verstärkung zur Verwendung beim Korrigieren eines Ausgangssignals eines A/F-Sensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zu bestimmen;
14(a) ist eine Grafik, die eine Relation zwischen dem Druck eines Abgases und einem Ausgangssignal von einem A/F-Sensor zeigt; und
14(b) ist eine Grafik, die ein Kennfeld zeigt, das eine Relation zwischen dem Druck des Abgases und einem Korrekturfaktor zur Verwendung beim Korrigieren eines Ausgangssignals eines A/F-Sensors auflistet.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen ähnliche Bezugszeichen sich auf ähnliche Teile in mehreren Ansichten beziehen, ist insbesondere in 1 ein Kraftmaschinensteuersystem gemäß dem ersten. Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das zum Steuern eines Betriebs einer Automobil-Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 10 ausgelegt ist. Das Kraftmaschinensteuersystem ist durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 40 ausgeführt und arbeitet, um die Menge von Kraftstoff, der in die Kraftmaschine 10 einzuspritzen ist, und die Zündzeitabstimmung von in der Kraftmaschine 10 installierten Zündkerzen zu steuern.
Die Kraftmaschine 10 hat ein Einlassrohr 11 und ein Abgasrohr 24, die mit dieser verbunden sind. Ein Luftreiniger 12 ist in dem Einlassrohr 11 installiert. Ein Luftdurchflussmessgerät 13 ist stromabwärts des Luftreinigers 12 angeordnet, um die Durchflussrate von in die Kraftmaschine 10 geladener Einlassluft zu messen. Ein Drosselventil 14 ist stromaufwärts des Luftdurchflussmessgeräts 13 angeordnet. Das Drosselventil 14 wird durch ein Drosselstellglied 15, wie z.B. einen DC-Motor, geschlossen oder geöffnet. Der Grad der Öffnung oder die offene Position des Drosselventils 14 wird durch einen Drosselpositionssensor überwacht, der in dem Drosselventil 14 eingebaut ist. Ein Ausgleichstank 16 ist stromabwärts des Drosselventils 14 angeordnet und in diesem ist ein Einlasskrümmerdrucksensor 17 installiert, der den Druck in dem Ausgleichstank 16 misst (insbesondere den Druck in dem Einlassrohr 11). Ein Einlasskrümmer 18 ist zwischen dem Auslasstank 16 und jedem der Zylinder der Kraftmaschine 10 verbunden. Kraftstoffinjektoren 19 sind in dem Einlasskrümmer 18 installiert, nämlich einer für jeden der Zylinder der Kraftmaschine 10. Die Kraftstoffinjektoren 19 bestehen jeweils aus einem solenoidbetätigten Ventil und arbeiten, um den Kraftstoff in der Nähe von Einlassanschlüssen der Kraftmaschine 10 entsprechend zu versprühen.
Ein Einlassventil 21 und ein Auslassventil 22 sind in den Einlass- und Auslassanschlüssen von jedem der Zylinder der Kraftmaschine 10 installiert. Wenn das Einlassventil 21 geöffnet wird, wird ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in eine entsprechende der Brennkammern 23 der Kraftmaschine 10 geladen. Wenn das Auslassventil 24 geöffnet wird, wird das Abgas zu dem Abgasrohr 24 ausgestoßen.
Zündkerzen 27 sind in einem Zylinderkopf der Kraftmaschine 10 installiert, nämlich eine für jeden der Zylinder der Kraftmaschine 10. Wenn es erforderlich ist, den Kraftstoff zu zünden, legt die ECU 40 eine Hochspannung an entsprechend eine der Zündkerzen 27 durch ein mit einer Zündspule ausgestattete Zündvorrichtung mit einer vorgegebenen Zündzeitabstimmung an, so dass ein Funken zwischen der Mitte- und Masseelektrode der Zündkerze 27 erzeugt wird, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Brennkammer 23 zu zünden.
Ein Dreiwegekatalysator 31 ist in dem Abgasrohr 24 installiert, um schädliche Emissionen, wie z.B. CO, HC und NOx in unschädliche oder weniger schädliche Produkte umzuwandeln. Ein A/F-Sensor 32 ist stromaufwärts des Dreiwegekatalysators 31 installiert, der arbeitet, um die Konzentration des Sauerstoffs (O₂), der in dem Abgas enthalten ist, als Funktion eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs zu messen, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird. Der A/F-Sensor 32 ist mit einer Schichtmessvorrichtung ausgestattet, die durch Laminieren einer Festelektrolytschicht, die aus Zirkoniumoxid (ZrO₂) besteht, und einer diffusionsbeständigen Schicht ausgebildet wird. Die Messvorrichtung hat ebenso ein Paar Elektroden, die an der entgegengesetzten Fläche der Festelektrolytschicht angeheftet sind und ist ansprechfähig auf das Anlegen einer Spannung über die Elektroden, um einen elektrischen Strom als Funktion der Konzentration von Sauerstoff zu erzeugen. Die Messvorrichtung hat ebenso eine daran angeheftete Heizung, die arbeitet, um diese auf eine gewünschte Aktivierungstemperatur aufzuheizen. Der A/F-Sensor 32 kann einen bekannten Aufbau haben und seine detaillierte Erklärung wird an dieser Stelle weggelassen.
Ein Kühlmitteltemperatursensor 33 und ein Kurbelwinkelsensor 35 sind in dem Zylinderblock der Kraftmaschine 10 installiert. Der Kühlmitteltemperatursensor 33 arbeitet, um die Temperatur eines Kraftmaschinenkühlmittels zu messen und ein Signal an die ECU 40 abzugeben, das diese angibt. Der Kurbelwinkelsensor 35 arbeitet, um ein rechteckiges Kurbelwinkelsignal bei vorgegebenen Winkelintervallen (beispielsweise 30° KW) einer Kurbelwelle der Kraftmaschine 10 an die ECU 40 abzugeben. Das Kraftmaschinensteuersystem weist ebenso einen Beschleunigerpositionssensor 36, einen Atmosphärendrucksensor 37 und einen Schaltpositionssensor 38 auf. Der Beschleunigungspositionssensor 36 arbeitet, um eine Fahrereinwirkung oder eine Position eines Beschleunigerpedals (nicht gezeigt) zu messen und ein Signal, das diese angibt, an die ECU 40 abzugeben. Der Atmosphärendrucksensor 37 arbeitet, um den Atmosphärendruck zu messen und ein Signal, das diesen angibt, an die ECU 40 abzugeben. Der Schaltpositionssensor 38 arbeitet, um die Position des Gangs (insbesondere die Position eines Gangschalthebels) eines Betriebes (nicht gezeigt) zu messen und ein Signal, das diese angibt, an die ECU 40 abzugeben.
Die ECU 40 weist einen typischen Mikrocomputer 41 auf, der im Wesentlichen aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem EEPROM usw. besteht, und arbeitet, um Kraftmaschinensteuerprogramme, die in dem ROM gespeichert sind, auszuführen, um eine Kraftstoffeinspritzsteueraufgabe usw. durchzuführen, nämlich auf der Grundlage von gegenwärtigen Betriebsbedingungen der Kraftmaschine 10. Insbesondere überwacht der Mikrocomputer 41 Ausgangssignale von dem Einlasskrümmerdrucksensor 17, dem Kühlmitteltemperatursensor 33, dem Kurbelwinkelsensor 35, dem A/F-Sensor 32, dem Beschleunigerpositionssensor 36, dem Atmosphärendrucksensor 37 und dem Schaltpositionssensor 38 und bestimmt die Einspritzmenge, die die Menge des Kraftstoffs ist, der in jeden Zylinder der Kraftmaschine 10 einzuspritzen ist, und die Zündzeitabstimmung, zu der der Kraftstoff in jedem Zylinder der Kraftmaschine 10 einzuspritzen ist, um die Kraftstoffinjektoren 19 und die Zündvorrichtung zu betätigen. Der Mikrocomputer 41 berechnet die Einspritzmenge, um das Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemischs, das durch den A/F-Sensor 32 bestimmt wird, in Übereinstimmung mit einem Sollwert, der auf der Grundlage der gegenwärtigen Betriebsbedingungen der Kraftmaschine 10 bestimmt wird, in einen Rückführregelungsmodus zu bringen.
Die ECU 40 weist ebenso einen Sensorsteuerschaltkreis 42 auf, der einen Sensorstrom misst, der ein elektrischer Strom ist, der durch die Elektroden der Messvorrichtung des A/F-Sensors 32 als Funktion der Konzentration des Sauerstoffs fließt, der in dem Abgas enthalten ist, und verstärkt diesen um einen vorgegebenen Verstärkungsfaktor, um ein Sensorstromsignal zu erzeugen. Der Sensorsteuerschaltkreis 42 gibt das Sensorstromsignal an den Mikrocomputer 41 ab. 2 stellt eine Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemischs, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird, und dem Sensorstrom, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, an. Wenn beispielsweise das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einen stöchiometrischen Wert anzeigt (insbesondere 14,7:1), wenn anders gesagt die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas null (0) % beträgt, wird der Sensorstrom 0mA betragen. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einen Atmosphärenluftäquivalenzwert zeigt, der der Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Fall ist, in dem der A/F-Sensor 32 das Abgasäquivalent der Konzentration des Sauerstoffs zu der atmosphärischen Luft abfragt, wenn anders gesagt die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas 20,9 % beträgt, wird der Sensorstrom IlmA betragen.
Der Sensorsteuerschaltkreis 42 arbeitet ebenso in einem Anlagespannungssteuermodus, um die Spannung, die an die Messvorrichtung des A/F-Sensors 32 anzulegen ist, als Funktion eines Momentanwerts des Sensorstroms zu ändern, und in einem Heizungssteuermodus, um den Erregerstrom, der an die in dem A/F-Sensor 32 eingebaute Heizung anzulegen ist, zu steuern, um den aktivierten Zustand der Messvorrichtung des A/F-Sensors 32 zu steuern.
Gewöhnlich variiert der Sensorstrom, der durch die Elektroden des A/F-Sensors 32 fließt, mit einer Alterung des A/F-Sensors 32 oder hat eine individuelle Veränderlichkeit, die zu einer Variation der Beziehung zwischen dem Sensorstrom und einem entsprechenden Wert eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs führen wird, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird. 3 stellt Sensorstrom-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Beziehungen dar, die aufgrund der Alterung oder der individuellen Veränderlichkeit des A/F-Sensors 32 verändert sind oder unterschiedlich sind. Eine durchgezogene Kurve (insbesondere dieselbe, die in 2 dargestellt ist) stellt eine Referenz- oder Basissensorausgangssignalcharakteristik P1 dar, die eine korrekte Beziehung zwischen dem Sensorstrom und dem Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs darstellt. Eine Kurve aus abwechselnd langen und kurzen Strichen sowie eine Kurve mit doppelten Strichen zeigen Sensorausgangssignalcharakteristiken P2 und P3 an, die von der Basischarakteristik aufgrund der Alterung oder der individuellen Veränderlichkeit des A/F-Sensors 32 abweichen. Beispielsweise beträgt in dem Fall, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis den zur atmosphärischen Luft äquivalenten Wert zeigt, anders gesagt die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas 20,9 % beträgt, der Sensorstrom in der Basissensorausgangssignalcharakteristik P1 gleich IlmA, während diejenigen bei den Sensorausgangssignalcharakteristiken P2 und P3 12 und 13 sind. Es ist anzumerken, dass in dem dargestellten Beispiel, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis den stöchiometrischen Wert hat, die Sensorströme bei den Sensorausgangssignalcharakteristiken P1, P2 und P3 alle 0mA betragen. Die Grafik von 3 zeigt, dass dann, wenn der Sensorstrom, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, einer Variation unterliegt, das einen Fehler beim Bestimmen der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas oder beim Berechnen des Werts des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs zur Folge haben wird, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird.
Zum Ausgleichen eines solchen Fehlers arbeitet das Kraftmaschinensteuersystem dieses Ausführungsbeispiels in einem Atmosphären-Korrekturmodus, um die Einspritzung des Kraftstoffs in die Kraftmaschine 10 durch die Kraftstoffinjektoren 19 auszusetzen, wenn vorgegebene Betriebsbedingungen der Kraftmaschine 10 erfüllt sind, und beseitigt eine Abweichung zwischen dem Sensorstrom oder dem Ausgangssignal von dem A/F-Sensor 32 (insbesondere der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas, das gemessen wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der atmosphärischen Luft während einer solchen Kraftstoffabschaltung entspricht) und einem entsprechenden Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Wenn insbesondere das Beschleunigerpedal losgelassen wird, so dass das Ausgangssignal des Beschleunigerpositionssensors 36 auf einem Niveau von null (0) liegt, und die Drehzahl der Kraftmaschine 10 beispielsweise 1.000 U/min oder mehr beträgt, unterbricht der Mikrocomputer 41 die Kraftstoffeinspritzung in die Kraftmaschine 10, um das Innere des Abgasrohrs 24 auf die Atmosphäre zu bringen, misst das Ausgangssignal von dem A/F-Sensor 32 und bestimmt eine Korrekturverstärkung (insbesondere einen Korrekturfaktor) auf der Grundlage des gemessenen Ausgangssignals des A/F-Sensors 32 und eines Atmosphärenreferenzwerts gemäß einer Gleichung (1), die nachstehend angegeben ist. Der Atmosphärenreferenzwert ist ein Ausgangssignal des A/F-Sensors 32, der der atmosphärischen Luft ausgesetzt wird, das eine Konzentration des Sauerstoffs von 20,9 % darstellt. $\begin{array}{l} K o r r e k t u r v e r s t ä r k u n g = A t m o s p h ä r e n r e f e r e n z w e r t / \\ t a t s ä c h l i c h w ä h r e n d d e r K r a f t s t o f f a b s c h a l t u n g \\ e r z e u g t e r S e n s o r s t r o m \end{array}$
Die Korrekturverstärkung ist ein Sensorausgangssignalkorrekturfaktor zur Verwendung beim Korrigieren der Abweichung des Sensorstroms, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, von demjenigen in der Basissensorausgangssignalcharakteristik P1. Beispielsweise korrigiert in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelungsmodus der Mikrocomputer 41 den Sensorstrom, der von dem A/F-Sensor 32 abgegeben wird, unter Verwendung der Korrekturverstärkung und berechnet ein tatsächliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemischs, das in die Brennkraftmaschine 10 geladen wird, auf der Grundlage des korrigierten Sensorstroms. Das gleicht einem Fehler des Ausgangssignals von dem A/F-Sensor 32 aus, der sich aus der individuellen Veränderlichkeit oder der Alterung des A/F-Sensors 32 ergibt, um die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelung sicherzustellen.
Die Korrekturverstärkung wird als gelernter Wert in dem EEPROM oder dem Sicherungs-RAM des Mikrocomputers 41 gespeichert und aktualisiert.
Die Erfinder dieser Anmeldung haben herausgefunden, dass dann, wenn der Druck in dem Abgasrohr 24 während der Kraftstoffabschaltung nicht konstant wird, eine Verringerung der Genauigkeit beim Bestimmen der Korrekturverstärkung in dem Atmosphärenkorrekturmodus zur Folge haben wird. Insbesondere, unmittelbar nach dem Start der Kraftstoffabschaltung schließt ein typisches Kraftmaschinensteuersystem das Drosselventil 14 vollständig, so dass der Druck in dem Abgasrohr 24 in der Nähe des atmosphärischen Drucks liegen wird. Wenn das Drosselventil 14 unmittelbar nach dem Start der Kraftstoffabschaltung nicht vollständig geschlossen wird, wird der Druck in dem Abgasrohr 24 über dem atmosphärischen Druck gehalten, was einen Fehler des Sensorstroms, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, und eine Verringerung der Genauigkeit in dem Atmosphärenkorrekturmodus zur Folge haben wird.
4 stellt ein konkretes Beispiel der Variation des Sensorstroms nach der Kraftstoffabschaltung dar.
Nachdem der zu der Kraftmaschine 10 zugeführte Kraftstoff zu dem Zeitpunkt t1 abgeschaltet wird, steigt der Sensorstrom an, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird. Wenn der Sensorstrom zum Zeitpunkt t2 abgefragt wird, bevor der Druck in dem Abgasrohr 24 (insbesondere der Druck des Abgases) mit einem Niveau konvergiert, das äquivalent zu dem atmosphärischen Druck ist, wird dieser einen Fehler Δ IL aufweisen. Es wurde herausgefunden, dass der Fehler Δ IL von dem Druck des Abgases abhängt und dass der Wert des Sensorstroms, wenn der Druck des Abgases sich auf einem höheren Niveau befindet, größer im Ganzen als zu dem Zeitpunkt ist, wenn der Druck des Abgases sich auf einem niedrigeren Niveau befindet.
Zum Beseitigen von nachteiligen Wirkungen des vorstehend genannten Fehlers des Sensorstroms auf die Bestimmung der Korrekturverstärkung ist die ECU 40 ausgelegt, um den Druck des Abgases nach dem Start der Kraftstoffabschaltung abzufragen und die Bestimmung der Korrekturverstärkung zu gestatten oder zu unterbinden. Insbesondere berechnet die ECU 40 auf der Grundlage der Tatsache, dass der Druck des Abgases von der Menge der Luft abhängt, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, das Produkt des Drucks der Luft in dem Einlassrohr 11, der unter Verwendung des Ausgangssignals des Einlasskrümmerdrucksensors 17 gemessen wird, und der Drehzahl der Kraftmaschine 10, die unter Verwendung des Ausgangssignals von dem Kurbelwinkelsensor 35 gemessen wird, und bestimmt die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine gesaugt wird, auf der Grundlage des Produkts (insbesondere ist die Menge der Einlassluft = Druck in dem Einlassrohr 11 x Drehzahl der Kraftmaschine 10). Wenn die Menge der Einlassluft größer als ein vorgegebener Wert ist, bestimmt die ECU 40, dass der Druck des Abgases relativ hoch ist, dass nämlich der Fehler des Sensorstroms unerwünscht hoch ist, und unterbindet den Atmosphärenkorrekturmodus.
Wenn zusätzlich die Drehzahl der Kraftmaschine 10 relativ hoch ist oder das Getriebe sich in einer relativ niedrigen Schaltposition befindet, ist die Menge der Einlassluft üblicherweise groß, so dass der Druck des Abgases hoch werden wird. Das hat, wie vorstehend angegeben, eine Verringerung der Genauigkeit in dem Atmosphärenkorrekturmodus zur Folge. Die ECU 40 ist daher ausgelegt, um den Atmosphärenkorrekturmodus zu unterbinden, wenn die Drehzahl der Kraftmaschine 10 beispielsweise größer als 1.500 U/min ist oder das Getriebe sich in einer Schaltposition befindet, die niedriger als eine dritte Schaltposition ist.
Wenn ferner, nachdem der Druck in dem Abgasrohr 24 auf nahezu den atmosphärischen Druck infolge des Starts der Kraftstoffabschaltung fällt, die offene Position des Drosselventils 14 verändert wird, um die Menge der Einlassluft zu verändern, wird das eine Variation des Drucks des Abgases zur Folge haben, was somit zu dem Fehler des Sensorstroms führt. Die ECU 40 ist daher ausgelegt, um die Rate der Änderung der Menge der Einlassluft auf der Grundlage der Menge der Einlassluft zu berechnen, die in die Kraftmaschine 10 pro Zeiteinheit geladen wird (oder des Werts eines Integrals der Menge der Einlassluft), und um den Atmosphärenkorrekturmodus zu unterbinden, wenn die Rate der Änderung der Menge der Einlassluft größer als ein vorgegebener Wert ist. Wenn anders gesagt die Rate der Änderung der Menge der Einlassluft unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist und dort für eine ausgewählte Zeitdauer bleibt, unterbindet der Mikrocomputer 41, dass das Ausgangssignal des A/F-Sensors 32 korrigiert wird.
Üblicherweise wird nach dem Start der Kraftstoffabschaltung das Gas in dem Abgasrohr 24 graduell durch Frischluft ersetzt. Die Zeit, die benötigt wird, damit das Gas vollständig durch die Frischluft ersetzt wird, nämlich die Zeit, die verbraucht wird, bis die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 in Übereinstimmung mit derjenigen (insbesondere 20,9 %) in der Frischluft gebracht wird, ist üblicherweise lang, was verursachen kann, dass die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 diejenige in der Frischluft bis zum Abschluss der Kraftstoffabschaltung nicht erreicht. Faktoren, die verursachen, dass das Gas in dem Abgasrohr 24 eine lange Zeit benötigt, um durch Frischluft vollständig ausgetauscht zu werden, werden darin gesehen, dass Kraftstoff an der Wand der Einlassanschlüsse der Kraftmaschine 10 anhaftet oder in Nebenströmgas. Wenn die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 diejenige in der Frischluft bis zum Abschluss der Kraftstoffabschaltung nicht erreicht, wird es einen Fehler des Sensorstroms und eine Verringerung der Genauigkeit in dem Atmosphärenkorrekturmodus zur Folge haben. Die Erfinder haben herausgefunden, dass, wie in 5 dargestellt ist, die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 diejenige in der Frischluft (insbesondere 20,9 %) innerhalb von zehn (10) oder mehr Minuten nach dem Start der Kraftstoffabschaltung nicht erreichen kann.
Die ECU 40 ist daher ausgelegt, um eine Gesamtmenge oder eine integrierte Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, nach dem Start der Kraftstoffabschaltung als Parameter zu berechnen, damit eine tatsächliche Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 korrigiert, und um einen Korrekturreferenzwert, der später im Einzelnen beschrieben wird, auf der Grundlage davon als einen Sauerstoffkonzentrationsentsprechungswert zur Verwendung beim Korrigieren des Sensorstroms zu bestimmen, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird. Die ECU 40 berechnet die Korrekturverstärkung gemäß einer Gleichung (2), die nachstehend angegeben ist, unter Verwendung eines Momentanwerts des Sensorstroms und des Korrekturreferenzwerts. $\begin{array}{l} K o r r e k t u r v e r s t ä r k u n g = K o r r e k t u r r e f e r e n z w e r t / S e n s o r s t r o m \\ w ä h r e n d K r a f t s t o f f a b s c h a l t u n g \end{array}$
Die vorstehend beschriebene Gleichung (1) ist zum Berechnen der Korrekturverstärkung unter Verwendung des Atmosphärenreferenzwerts vorgesehen, der konstant ist, während die Gleichung (2) vorgesehen ist, um die Korrekturverstärkung unter Verwendung des Korrekturreferenzwerts zu berechnen, der variabel ist. Die ECU 40 verwendet, wie nachstehend beschrieben wird, Gleichung zwei (2), um den Korrekturwert zu bestimmen.
6 stellt Variationen des Sensorstroms nach dem Start der Kraftstoffabschaltung dar. Eine Kurve L1 gibt die Variation des Sensorstroms in dem Fall an, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 vollständig auf den atmosphärischen Druck nach dem Start der Kraftstoffabschaltung fällt. Eine Kurve L2 gibt die Variation des Sensorstroms in dem Fall an, dass die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 nicht auf diejenige in der atmosphärischen Luft vollständig nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ansteigt. Die Variation des Sensorstroms, wie durch die Kurve L1 angegeben wird, ist zum Bestimmen der Korrekturverstärkung ideal. Die Variation des Sensorstroms, die durch die Kurve L2 angegeben wird, ist das, was auftritt, wenn sich der A/F-Sensor 32 unter erwünschten Bedingungen befindet, aber der Druck in dem Abgasrohr 24 fällt vollständig auf den atmosphärischen Druck ab. Ein Kurve L3 gibt die Variation des Sensorstroms in dem Fall an, dass der A/F-Sensor 32 eine individuelle Veränderlichkeit aufweist oder gealtert ist.
Wenn die tatsächliche Variation der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24, wie durch die Kurve L2 angegeben ist, von der Idealen unterschiedlichen ist, wie durch die Kurve L1 angegeben ist, wird das einen Fehler beim Bestimmen der Korrekturverstärkung auf der Grundlage des Atmosphärenreferenzwerts und des Sensorstroms, der unter Verwendung des Ausgangssignals des A/F-Sensors 32 direkt gemessen wird, in dem Atmosphärenkorrekturmodus zur Folge haben. Ein solcher Fehler kann jedoch durch Bestimmen der Korrekturverstärkung unter Verwendung des Sensorstroms, der direkt unter Verwendung des Ausgangssignals des A/F-Sensors 32 gemessen wird, und des Korrekturreferenzwerts beseitigt werden (insbesondere ein Ausgangssignal des A/F-Sensors 32, das als korrekt der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 entsprechend betrachtet wird) .
7 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der integrierten Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, und der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung darstellt. Die Grafik ist durch Auftragen von Entsprechungen zwischen der integrierten Menge der Einlassluft und der Konzentration des Sauerstoffs, die gemessen wird, wenn die Kraftmaschine 10 in vorgegebenen Betriebsarten arbeitet, erstellt. Die Grafik zeigt, dass die integrierte Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, eine Korrelation mit der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 aufweist, die als Kurve LK angenähert werden kann.
Die 8, 9 und 10 zeigen eine Abfolge von logischen Schritten oder ein Programm, das durch den Mikrocomputer 41 der ECU 40 bei einem Intervall von beispielsweise 10 ms auszuführen ist, um den Sensorstrom, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, in dem Atmosphärenkorrekturmodus zu korrigieren, wenn die Kraftmaschine 10 einer Kraftstoffabschaltung unterzogen wird.
Nach dem Eintreten in das Programm schreitet die Routine zu Schritt 101 in 8 voran, wobei bestimmt wird, ob eine Zufuhr des Kraftstoffs zu der Kraftmaschine 10 nun abgeschaltet wird oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 102 voran, bei dem eine gesamte oder integrierte Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, bestimmt wird. Insbesondere wird in Schritt 201 von 11 die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird (insbesondere eine Volumenströmungsrate m³/s) unter Verwendung des Produkts des Drucks in dem Einlassrohr 11 und der Drehzahl der Kraftmaschine 10 berechnet. Die Routine schreitet zu Schritt 202 voran, bei dem die Menge der Einlassluft, die in Schritt 201 bestimmt wird, geglättet wird. Die Routine schreitet zu Schritt 203 voran, bei dem die geglättete Menge der Einlassluft summiert oder integriert wird. Insbesondere wird in Schritt 203 die Menge der Einlassluft, die in Schritt 202 geglättet wird, in einen Wert pro Zeiteinheit umgewandelt und wird dann zu dem Wert der Menge der Einlassluft addiert, die einen Programmzyklus früher berechnet wurde.
Unter Rückbezug auf 8 schreitet dann, wenn eine Antwort von NEIN in Schritt 101 erhalten wird, was bedeutet, dass die Kraftmaschine 10 nicht der Kraftstoffabschaltung unterzogen wird, die Routine dann zu Schritt 103 voran, bei dem der Wert der integrierten Menge der Einlassluft, die einen Programmzyklus früher berechnet wurde, auf null (0) zurückgesetzt wird.
Nach dem Schritt 102 schreitet die Routine zu einer Abfolge von Schritten 104 bis 106 voran, um zu bestimmen, ob Bedingungen zum Gestatten erfüllt sind oder nicht, damit in den Atmosphärenkorrekturmodus eingetreten wird. Insbesondere liest in Schritt 104 der Mikrocomputer 41 Diagnosedaten bezüglich des Betriebs des Kraftmaschinensteuersystems aus einem in diesem eingebauten Speicher aus und bestimmt, ob das Kraftmaschinensteuersystem korrekt arbeitet oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 105 voran, bei dem bestimmt wird, ob der A/F-Sensor 32 sich in einem aktivierten Zustand befindet oder nicht. Diese Bestimmung kann durch Überwachen der Impedanz der Sensorvorrichtung des A/F-Sensors 32 auf eine bekannte Weise vorgenommen werden. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 106 voran, wobei bestimmt wird, ob der Gang des Getriebes eine Position höher bezüglich des Gangs oder gleich einer dritten Schaltposition ist oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 107 voran, wobei eine Korrekturgestattungsmarke F1 auf eins (1) gesetzt wird, nämlich ein hohes Niveau. Wenn alternativ eine Antwort von NEIN in zumindest einem der Schritte 104, 105 und 106 oder nach Schritt 103 erhalten wird, schreitet die Routine zu Schritt 108 voran, wobei die Korrekturgestattungsmarke F1 auf null (0) gesetzt wird, nämlich ein niedriges Niveau.
Nach dem Schritt 107 oder dem Schritt 108 schreitet die Routine zu Schritt 109 voran, bei dem ein Durchschnitt des Sensorstroms berechnet wird und dann geglättet wird. Insbesondere wird der Sensorstrom, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, bei einem Zeitintervall von beispielsweise mehreren Millisekunden für einen vorgegebenen Kurbelwinkel abgefragt und gemittelt. Beispielsweise in dem Fall, dass die Kraftmaschine 10 eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine ist und der gegenwärtige Programmzyklus der erste Zyklus ist, der ausgeführt wird, unmittelbar nachdem in das Programm eingetreten wird, fragt der Mikrocomputer 41 den Sensorstrom bei einem vorgegebenen Zeitintervall von 180° KW von dem Start eines Verbrennungstakts des Kolbens in dem ersten Zylinder #1 ab und bildet den Durchschnitt der abgefragten Werte. Wenn der gegenwärtige Programmzyklus der zweite Zyklus ist, fragt der Mikrocomputer 41 den Sensorstrom bei dem vorgegebenen Zeitintervall für 180° KW von dem Start des Verbrennungstakts des Kolbens in den dritten Zylinder #3 ab und bildet den Durchschnitt der abgefragten Werte. In ähnlicher Weise wird der Durchschnitt des Sensorstroms für die Verbrennungstakte in dem zweiten und dem vierten Zylinder #2 und #4 in den dritten und vierten Programmzyklen entsprechend bezogen. Wenn einer der Durchschnittswerte des Sensorstroms, die auf diese Weise für alle Zylinder #1 bis #4 der Kraftmaschine 10 berechnet werden, außerhalb eines vorgegebenen zusätzlichen Bereichs liegt, wird dieser geglättet, so dass er in den zusätzlichen Bereich fällt. Der Mikrocomputer 41 kann alternativ den Sensorstrom bei einem vorgegebenen Zeitintervall für 720° KW von dem Start des Verbrennungstakts des Kolbens in dem ersten Zylinder #1 abfragen und diesen für jede Ausführung des Programms mitteln, um dadurch den Durchschnitt der Werte des Sensorstroms zu beziehen, die für die Verbrennungstakte in allen Zylindern #1 bis #4 der Kraftmaschine 10 abgefragt werden. Der Mikrocomputer 41 glättet dann einen solchen Durchschnitt, so dass dieser innerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Nachfolgend schreitet die Routine zu einer Abfolge von Schritten 110, 111 und 113 voran, um zu bestimmen, ob das verbrannte Gas aus dem Abgasrohr 24 vollständig nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ausgestoßen wurde, so dass das Abgasrohr 24 mit Frischluft gefüllt ist, was somit die Stabilität des Sensorstroms oder die Nichtverwendung des geglätteten Werts des Durchschnitts des Sensorstroms zur Folge hat.
Insbesondere wird in Schritt 110 bestimmt, ob der geglättete Wert (n) des Durchschnitts des Sensorstroms, der in diesem Programmzyklus berechnet wird, Minus dem geglätteten Wert (n-1) des Durchschnitts des Sensorstroms, der einen Programmzyklus früher berechnet wurde, kleiner als ein vorgegebener Wert Th ist oder nicht. Die Tatsache, dass eine derartige Stromänderung kleiner als der vorgegebene Wert Th ist, bedeutet, dass der Sensorstrom in einen stabilen Zustand versetzt ist, dass nämlich der Sensorstrom nach dem Start der Kraftstoffabschaltung konstant gehalten wird. Wenn eine Antwort von JA in Schritt 110 erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 111 voran, wobei ein Sensorstromstabilitätszähler hochgezählt wird. Wenn alternativ eine Antwort von NEIN in Schritt 110 erhalten wird, was bedeutet, dass der Sensorstrom noch nicht stabil geworden ist, schreitet dann die Routine zu Schritt 112 voran, wobei der Sensorstromstabilitätszähler auf null (0) zurückgesetzt wird.
Nach Schritt 111 oder Schritt 112 schreitet die Routine zu Schritt 113 voran, wobei der Wert des Sensorstromstabilitätszählers abgefragt wird, um zu bestimmen, ob eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist oder nicht, nachdem der Sensorstrom in den stabilen Zustand versetzt wurde, wird nämlich die Antwort von JA in Schritt 110 erhalten. Wenn eine Antwort von NEIN erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 125 von 9 voran, wobei eine Korrekturausführmarke F2 auf null (0) gesetzt wird.
Wenn alternativ eine Antwort von JA in Schritt 113 erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 114 von 9 voran. Eine Abfolge von Schritten 114 bis 117 ist vorgesehen, um die Zeit zu zählen, nachdem gestattet wird, dass in den Atmosphärenkorrekturmodus eingetreten wird, wird nämlich die Korrekturgestattungsmarke F1 auf eins (1) gesetzt.
Insbesondere wird in Schritt 114 bestimmt, ob die Korrekturgestattungsmarke F1 einen Wert von eins (1) zeigt oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 115 voran, wobei ein Korrekturgestattungszähler hochgezählt wird. Wenn alternativ eine Antwort von NEIN erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 116 voran, wobei der Korrekturgestattungszähler auf null (0) zurückgesetzt wird. Nach dem Schritt 115 oder dem Schritt 116 schreitet die Routine zu Schritt 117 voran, wobei der Wert des Korrekturgestattungszählers abgefragt wird, um zu bestimmen, ob eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist oder nicht, nachdem die Korrekturgestattungsmarke F1 auf eins (1) gesetzt wurde. Wenn eine Antwort von NEIN erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 125 voran, wobei die Korrekturausführmarke F2 auf null (0) gesetzt wird.
Wenn alternativ eine Antwort von JA in Schritt 117 erhalten wird, schreitet dann die Routine zu einer Abfolge von Schritten 118 bis 119 voran, um zu bestimmen, ob der Druck in dem Abgasrohr 25 in der Nähe des atmosphärischen Drucks liegt oder nicht, nämlich auf der Grundlage der Menge der Einlassluft und der Drehzahl der Kraftmaschine 10. Insbesondere wird in Schritt 118 bestimmt, ob die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, geringer als wie oder gleich wie ein vorgegebener Referenzwert ist oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 119 voran, wobei die Drehzahl der Kraftmaschine 10 geringer als oder gleich wie ein vorgegebener Referenzwert ist oder nicht. Der Referenzwert, der in Schritt 118 verwendet wird, wird als Menge der Einlassluft, die die Tatsache darstellt, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 in der Nähe des atmosphärischen Drucks liegt, im Voraus ausgewählt. Der Referenzwert, der in Schritt 119 verwendet wird, wird beispielsweise als 1.500 U/min im Voraus ausgewählt.
Wenn eine Antwort von NEIN entweder in Schritt 118 oder in Schritt 119 erhalten wird, was bedeutet, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 höher als der atmosphärische Druck ist, schreitet dann die Routine zu Schritt 125 voran, wobei die Korrekturausführmarke F2 auf null (0) zurückgesetzt wird. Wenn alternativ eine Antwort von JA sowohl in Schritt 118 als auch in Schritt 119 erhalten wird, was bedeutet, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 in der Nähe des atmosphärischen Drucks angeordnet ist, schreitet dann die Routine zu Schritt 120 voran.
Eine Abfolge von Schritten 120 bis 123 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob die Menge der Einlassluft sich in einem stabilen Zustand befindet oder nicht. Insbesondere wird in Schritt 120 der Wert der Menge der Einlassluft, der einen Programmzyklus vorher berechnet wird, von demjenigen subtrahiert, der in diesem Programmzyklus berechnet wird, um die Rate der Änderung der Menge der Einlassluft zu bestimmen, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird. Als Nächstes wird bestimmt, ob die Rate der Änderung kleiner als oder gleich wie ein vorgegebener Wert ist oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, was bedeutet, dass die Art der Änderung der Menge der Einlassluft gering ist, schreitet dann die Routine zu Schritt 121 voran, wobei ein Einlassluftmengenstabilitätszähler hochgezählt wird. Wenn alternativ eine Antwort von NEIN erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 122 voran, wobei der Einlassluftmengenstabilitätszähler auf null (0) zurückgesetzt wird.
Nach dem Schritt 121 oder dem Schritt 122 schreitet die Routine zu Schritt 123 voran, wobei der Wert des Einlassluftmengenstabilitätszählers abgefragt wird, um zu bestimmen, ob die Menge der Einlassluft in den stabilen Zustand versetzt ist, nämlich für eine vorgegebene Zeitdauer konstant gehalten wird oder nicht. Wenn eine Antwort von NEIN erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 125 voran, wobei die Korrekturausführmarke F2 auf null (0) zurückgesetzt wird. Wenn alternativ eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 124 voran, wobei die Korrekturausführmarke F2 auf eins (1) gesetzt wird.
Wie aus der vorstehend angegebenen Diskussion erkennbar ist, ist eine Abfolge von Schritten 109 bis 125 vorgesehen, um zu bestimmen, ob der Druck in dem Abgasrohr 24 auf den atmosphärischen Druck abgefallen ist und stabil gehalten wird oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 auf dem atmosphärischen Druck gehalten wird, wird die Korrekturausführmarke F2 auf eins (1) gesetzt, um zu gestatten, dass der Sensorstrom korrigiert wird, wie nachstehend im Einzelnen beschrieben wird.
Nach dem Schritt 124 schreitet die Routine zu Schritt 126 von 10 voran, wobei bestimmt wird, ob die Korrekturausführmarke F2 eins (1) beträgt oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, was bedeutet, dass der Druck in dem Abgasrohr 24 auf dem atmosphärischen Druck gehalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 127 voran, wobei der Korrekturreferenzwert auf der Grundlage der integralen Menge der Einlassluft berechnet wird, die in Schritt 102 bestimmt wird. Beispielsweise wird der Korrekturreferenzwert durch Nachschlagen unter Verwendung eines Kennfelds bestimmt, das in 12 dargestellt ist. Der Korrekturreferenzwert in 12 ist so ausgewählt, dass er mit einer Erhöhung der integrierten Menge der Einlassluft ansteigt und auf dem Atmosphärenreferenzwert konvergiert.
Der Korrekturreferenzwert kann alternativ mathematisch gemäß einer Formel bestimmt werden, die die Beziehung zwischen der integrierten Menge der Einlassluft und dem Korrekturreferenzwert definiert.
Die Routine schreitet zu Schritt 128 voran, wobei die Korrekturverstärkung gemäß Gleichung (2), die vorstehend beschrieben ist, unter Verwendung des Werts des Sensorstroms, der nun gemessen wird, und des Korrekturreferenzwerts, der in Schritt 127 bezogen wird, bestimmt wird. Die Routine schreitet zu Schritt 129 voran, wobei ein Durchschnitt der Korrekturverstärkung berechnet und als gelernter Wert in dem EEPROM gespeichert wird. Wenn insbesondere der gegenwärtige Programmzyklus der erste Zyklus ist, der ausgeführt wird, unmittelbar nachdem in das Programm eingetreten wird, wird die Korrekturverstärkung in dem EEPROM gespeichert, ohne dass sie gemittelt wird. Wenn der gegenwärtige Programmzyklus der zweite Zyklus ist, werden die Korrekturverstärkung, die einen Programmzyklus früher bezogen wurde, und diejenige, die in diesem Programmzyklus bezogen wird, gemittelt und in dem EEPROM gespeichert.
Wenn eine Antwort von NEIN in Schritt 126 erhalten wird, was bedeutet, dass die Korrekturausführmarke F2 = 0 ist, schreitet dann die Routine zu Schritt 130 voran, wobei bestimmt wird, ob die Korrekturausführmarke F2 von eins (1) zu null (0) in diesem Programmzyklus geändert wurde oder nicht. Diese Bestimmung wird vorgenommen, um zu bestimmen, ob der Zustand des Drucks in dem Abgasrohr 24, der auf dem atmosphärischen Druck gehalten wird, sich gerade derart verändert hat, dass er instabil ist, oder nicht, oder ob die Kraftstoffabschaltung gerade abgeschlossen wurde oder nicht. Wenn eine Antwort von JA in Schritt 130 erhalten wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 131 voran, wobei der Durchschnitt der Korrekturverstärkung durch eine obere und eine untere Grenze begrenzt wird. Anders gesagt wird der Durchschnitt der Korrekturverstärkung so korrigiert, dass er innerhalb eines vorgegebenen Bereichs der oberen und unteren Grenzen liegt.
Die Korrekturverstärkung, die auf die vorstehend genannte Weise bezogen wird, wird zum Korrigieren des Sensorstroms, der von dem A/F-Sensor 32 abgegeben wird, bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelungsmodus verwendet (insbesondere wenn die Kraftmaschine 10 keiner Kraftstoffabschaltung unterzogen wird). Insbesondere wird der Wert des Sensorstroms, der von dem Ausgangssignal des A/F-Sensors 32 abgefragt wird, wenn die ECU 40 sich in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelungsmodus befindet, mit der Korrekturverstärkung modifiziert und verwendet, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Gemischs zu bestimmen, das in die Kraftmaschine 10 geladen wird.
Wie aus der vorstehend genannten Diskussion erkennbar ist, arbeitet das Kraftmaschinensteuersystem in dem Atmosphärenkorrekturmodus, um die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, als Parameter zu berechnen, der den Druck des Abgases in dem Abgasrohr 24 darstellt. Wenn die Menge der Einlassluft größer als ein vorgegebener Referenzwert ist, unterbindet die ECU 40, dass die Korrekturverstärkung bestimmt wird, was somit einen Fehler beim Bestimmen der Korrekturverstärkung beseitigt, der aus einer Variation des Drucks in dem Abgasrohr 24 entsteht, um die Genauigkeit beim Bestimmen der Korrekturverstärkung in dem Atmosphärenkorrekturmodus sicherzustellen, was ebenso die Genauigkeit beim Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs überbessert, das in die Kraftmaschine 10 in den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführmodus geladen wird.
Die ECU 40 ist ausgelegt, um die Menge der Einlassluft aus dem Produkt des Drucks in dem Abgasrohr 24 und der Drehzahl der Kraftmaschine 10 zu bestimmen. Das vereinfacht eine derartige Bestimmung unter Verwendung der Ausgangssignale von Sensoren, die üblicherweise in typischen Kraftmaschinensteuersystemen installiert sind, ohne dass die Installation eines Abgasdrucksensors in dem Abgasrohr 24 benötigt wird.
Der Referenzwert, der mit der Menge der Einlassluft verglichen wird, um zu bestimmen, ob die Korrekturverstärkung berechnet werden sollte oder nicht, wird auf ungefähr den atmosphärischen Druck eingestellt, was somit gestattet, dass die Korrekturverstärkung nur dann bezogen wird, wenn das Abgasrohr 24 sich auf dem atmosphärischen Druck befindet, um die Zuverlässigkeit beim Korrigieren des Ausgangssignals von dem A/F-Sensor 32 zu verbessern.
Die Bedingungen, die erforderlich sind, um den Atmosphärenkorrekturmodus auszuführen oder die Korrekturverstärkung zu berechnen, sind wie folgt: wenn die Menge der Einlassluft geringer als ein vorgegebener Wert ist; wenn die Drehzahl der Kraftmaschine 10 niedriger als ein vorgegebener Wert ist; wenn der Gang des Getriebes in einer hohen Schaltposition angeordnet ist; und wenn die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, sich in dem stabilen Zustand befindet, wenn nämlich die Lage der Änderung der Menge der Einlassluft im Wesentlichen konstant gehalten wird. Insbesondere wird der Sensorstrom, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, nur dann korrigiert, wenn der Druck in dem Abgasrohr 24 auf die Nähe des atmosphärischen Drucks gefallen ist und stabil gehalten wird, was somit die Genauigkeit beim Korrigieren des Ausgangssignals des A/F-Sensors 32 erhöht.
Die Bestimmung, ob der Sensorstrom sich in einem stabilen Zustand nach dem Start der Kraftstoffabschaltung befindet oder nicht, wird vorgenommen, bevor bestimmt wird, ob die Menge der Einlassluft geringer als der vorgegebene Wert ist, was somit gestattet, dass in den Atmosphärenkorrekturmodus eingetreten wird, wenn das Gas in dem Abgasrohr 24 durch Frischluft nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ersetzt wurde.
Die ECU 40 arbeitet in dem Atmosphärenkorrekturmodus, um die integrierte Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, als Parameter zu berechnen, der mit einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 korreliert, um den Korrekturreferenzwert zu bestimmen, der ein Ausgangssignal des A/F-Sensors 32 ist, der korrekt der Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas entsprechen soll, und um die Korrekturverstärkung auf der Grundlage eines Momentanwerts des Sensorstroms und des Korrekturreferenzwerts zu berechnen. Das beseitigt einen Fehler beim Bestimmen der Korrekturverstärkung, der sich aus einer Differenz zwischen einer tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 und derjenigen in der atmosphärischen Luft nach dem Start der Kraftstoffabschaltung ergibt, um dadurch die Genauigkeit beim Korrigieren des Ausgangssignals des A/F-Sensors 32 auch dann sicherzustellen, wenn die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 nicht auf den atmosphärischen Druck bis zum Abschluss der Kraftstoffabschaltung fällt, was die Genauigkeit beim Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Gemischs verbessert, das in die Kraftmaschine 10 in dem Rückführmodus zu laden ist.
Die Korrekturverstärkung, die in dem Atmosphärenkorrekturmodus bestimmt wird, wird als gelernter Wert in dem Sicherungsspeicher, wie z.B. einem EEPROM gespeichert, um dadurch die Stabilität beim Ausgleichen eines Fehlers des Sensorstroms sicherzustellen, der sich aus der individuellen Veränderlichkeit oder der Alterung des A/F-Sensors 32 ergibt.
Das zweite Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben, bei dem die ECU 40 die Menge der Einlassluft nach dem Start der Kraftstoffabschaltung abfragt, die den Druck des Abgases in dem Abgasrohr 24 darstellt, um ein Ausgangssignal von dem A/F-Sensor 32 zu korrigieren und dann die Korrekturverstärkung in dem Atmosphärenkorrekturmodus zu bestimmen.
13 ist ein Ablaufdiagramm eines Korrekturverstärkungsbestimmungsprogramms, das in dem Atmosphärenkorrekturmodus durch den Mikrocomputer 41 bei einem Zeitintervall von beispielsweise 10 ms anstelle des Programms auszuführen ist, das in den 8 bis 10 dargestellt ist.
Zuerst werden im Schritt 301 vorgegebene Bedingungen zum Bestimmen abgefragt, ob es gestattet ist, in den Atmosphärenkorrekturmodus einzutreten, ob nämlich gestattet ist, die Korrekturverstärkung zu berechnen oder nicht. Schritt 301 entspricht einer Abfolge von Schritten 101 bis 125 in den 8 bis 10. Die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, und die Drehzahl der Kraftmaschine 10 werden abgefragt. Wenn die Menge der Einlassluft geringer als oder gleich einem vorgegebenen Referenzwert ist (siehe Schritt 118), die Drehzahl der Kraftmaschine 10 geringer als oder gleich einem vorgegebenen Referenzwert ist (siehe Schritt 119) und die Menge der Einlassluft stabil oder konstant gehalten wird (siehe Schritte 120 bis 123), wird es gestattet, in den Atmosphärenkorrekturmodus einzutreten.
Jedoch leitet, anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel, der Mikrocomputer 41 den Atmosphärenkorrekturmodus auch dann ein, wenn der Druck des Abgases außerhalb eines vorgegebenen Referenzwerts liegt (insbesondere dem atmosphärischen Druck). Die Referenzwerte, die zum Vergleich mit der Menge der Einlassluft und der Drehzahl der Kraftmaschine 10 verwendet werden, werden größer als diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgewählt, um die Erfüllung der Bedingungen zum Einleiten des Atmosphärenkorrekturmodus zu vereinfachen, um nämlich die Änderung der Korrekturausführmarke F2 zu eins (1) zu erleichtern.
Nach dem Schritt 301 schreitet die Routine zu Schritt 302 voran, wobei bestimmt wird, ob die Bedingungen, die im Schritt 301 abgefragt werden, alle erfüllt sind oder nicht. ob nämlich die Korrekturausführmarke F2 eins (1) ist oder nicht. Wenn eine Antwort von JA erhalten wird, was bedeutet, dass gestattet ist, dass der Mikrocomputer 41 in den Atmosphärenkorrekturmodus eintritt, schreitet dann die Routine zu Schritt 303 voran.
In den Schritten 303 und 304 wird ein Ausgangssignal (insbesondere der Sensorstrom) des A/F-Sensors 32 abgefragt und auf der Grundlage der Menge der Einlassluft, die so vorbereitet wird, dass sie den Druck des Abgases in dem Abgasrohr 24 darstellt, korrigiert. Insbesondere wird in Schritt 303 ein Korrekturfaktor auf der Grundlage der Menge der Einlassluft bestimmt. Der Sensorstrom, der durch den A/F-Sensor 32 erzeugt wird, hat üblicherweise eine Beziehung zu dem Druck des Abgases, das in 14(a) dargestellt ist. IX deutet den Wert [mA] des Sensorstroms an, der erzeugt wird, wenn das Abgasrohr 24 sich auf dem atmosphärischen Druck befindet. Der Sensorstrom steigt mit einer Erhöhung des Drucks des Abgases in dem Abgasrohr 24 an. Auf der Grundlage dieser Tatsache speichert der Mikrocomputer 41 ein Kennfeld, das in 14(b) dargestellt ist, das Werte des Korrekturfaktors in Beziehung zu dem Druck des Abgases auflistet. Wenn das Abgasrohr 24 sich auf dem atmosphärischen Druck befindet, wird der Korrekturfaktor zu eins (1) ausgewählt. Der Wert des Korrekturfaktors ist so ausgewählt, dass er sich von eins (1) verringert, wenn der Druck des Abgases sich von dem atmosphärischen Druck erhöht. Während der Kraftstoffabschaltung wird angenommen, dass der Druck des Abgases im Wesentlichen proportional zu der Menge der Einlassluft ist. Der Mikrocomputer 41 berechnet somit im Schritt 303 den Wert des Korrekturfaktors durch Nachschlagen unter Verwendung des Kennfelds von 14(b).
Als Nächstes wird im Schritt 304 der Sensorstrom, der gegenwärtig gemessen wird, mit dem Wert des Korrekturfaktors multipliziert, der im Schritt 303 ausgewählt wird, um einen korrigierten Wert des Sensorstroms zu erzeugen.
Die Routine schreitet zu Schritt 305 voran, wobei der Korrekturreferenzwert auf der Grundlage der integrierten Menge der Einlassluft auf dieselbe Weise bestimmt wird, wie in Schritt 127 von 10 beschrieben ist.
Die Routine schreitet zu Schritt 306 voran, wobei die Korrekturverstärkung gemäß Gleichung (3), die nachstehend gezeigt ist, unter Verwendung des korrigierten Werts des Sensorstroms, der im Schritt 304 bezogen wird, und des Korrekturreferenzwerts, der in Schritt 305 bezogen wird, bestimmt wird. $\begin{array}{l} K o r r e k t u r v e r s t ä r k u n g = K o r r e k t u r r e f e r e n z w e r t / k o r r i g i e r t e r \\ W e r t d e s S e n s o r s t r o m s \end{array}$
Die Korrekturverstärkung kann auf dieselbe Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gemittelt werden und kann als gelernter Wert in dem EEPROM gespeichert werden.
Wie aus der vorstehend angegebenen Diskussion ersichtlich ist, arbeitet die ECU 40 des zweiten Ausführungsbeispiels, um den Wert des Sensorstroms auf der Grundlage des Drucks des Abgases, der durch die Menge der Einlassluft bezogen wird, die nach dem Start der Kraftstoffabschaltung abgefragt wird, zu korrigieren und die Korrekturverstärkung unter Verwendung des korrigierten Werts des Sensorstroms zu bestimmen, um dadurch die Genauigkeit beim Bestimmen der Korrekturverstärkung als Funktion eines Momentanwerts des Drucks in dem Abgas zu erhöhen. Das gestattet die Vereinfachung der Bedingungen zur Ausführung des Atmosphärenkorrekturmodus, um die Möglichkeit der Korrektur des Ausgangssignals des A/F-Sensors 32 zu verbessern, um dadurch die Genauigkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführmodus sicherzustellen.
Die Korrektur des Werts des Sensorstroms, der nach dem Start der Kraftstoffabschaltung abgefragt wird, wird durch Nachschlagen unter Verwendung des Drucks des Abgas-Korrekturfaktor-Kennfelds erzielt, das in 14(b) gezeigt ist, was somit ermöglicht, dass der Wert des Sensorstroms, der die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas korrekt darstellt, nur durch Abfragen der Menge der Einlassluft bezogen wird, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird.
Das Kraftmaschinensteuersystem kann ebenso abgewandelt werden, wie nachstehend beschrieben ist.
Die ECU 40, die vorstehend beschrieben ist, arbeitet, um den Atmosphärenkorrekturmodus auszuführen oder die Korrekturverstärkung zu berechnen, wenn die vier Bedingungen erfüllt sind, die wie folgt sind: (1) wenn die Menge der Einlassluft geringer als ein vorgegebener Wert ist; (2) wenn die Drehzahl der Kraftmaschine 10 geringer als ein vorgegebener Wert ist; (3) wenn der Gang des Getriebes in einer hohen Schaltposition angeordnet ist; und (4) wenn die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, sich in einem stabilen Zustand befindet, wenn nämlich die Rate der Änderung der Menge der Einlassluft im Wesentlichen null (0) ist. Die ECU 40 kann alternativ ausgelegt sein, um die zweite bis vierte Bedingung (2) bis (4) oder zumindest eine von diesen auszulassen.
Die ECU 40 kann ebenso ausgelegt sein, um zu gestatten, dass in den Atmosphärenkorrekturmodus eingetreten wird, um die Korrekturverstärkung zu berechnen, wenn das Drosselventil 14 vollständig nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geschlossen ist. Das liegt daran, dass dann, wenn das Drosselventil 14 vollständig geschlossen ist, das verursachen wird, dass der Eintritt der Luft in die Brennkammern der Kraftmaschine 10 begrenzt wird, was somit eine verringerte Veränderung des Drucks des Abgases zur Folge hat, das von der Kraftmaschine 10 in das Abgasrohr 24 abgegeben wird, und die Genauigkeit in dem Atmosphärenkorrekturmodus sicherstellt.
Die Menge der Einlassluft, die in die Kraftmaschine 10 geladen wird, wird, wie vorstehend beschrieben ist, durch das Produkt der Drehzahl der Kraftmaschine 10 und des Drucks des Abgasrohrs 24 bezogen, kann jedoch direkt unter Verwendung des Luftdurchflussmessgeräts 13 gemessen werden, das in dem Einlassrohr 11 installiert ist. Der Druck des Abgasrohrs 24 kann indirekt berechnet werden oder direkt durch Einbauen eines Drucksensors in dem Abgasrohr 24 gemessen werden und durch Messen eines Ausgangssignals von diesem. Der Druck des Abgases, das von der Kraftmaschine 10 abgegeben wird, hängt üblicherweise von dem atmosphärischen Druck ab und wird somit vorzugsweise ebenso im Hinblick auf ein Ausgangssignal des Atmosphärendrucksensors 37 gemessen.
Die ECU 40 kann ebenso ausgelegt sein, um den Atmosphärenkorrekturmodus auszuführen oder die Korrekturverstärkung zu berechnen, wenn zwei Bedingungen anstelle der vorstehend genannten vier Bedingungen (1) bis (4) erfüllt sind, die wie folgt sind: wenn eine vorgegebene Zeitdauer seit dem Start der Kraftstoffabschaltung verstrichen ist; und wenn der Sensorstrom in einen stabilen Zustand nach dem Start der Kraftstoffabschaltung versetzt ist. Insbesondere arbeitet die ECU 40, um das Ausgangssignal des A/F-Sensors 32 auf der Grundlage der Menge der Einlassluft zu korrigieren, die in die Kraftmaschine 10 nach dem Start der Kraftstoffabschaltung geladen wird, und um die Korrekturverstärkung unter Verwendung des korrigierten Ausgangssignals des A/F-Sensors 32 zu bestimmen.
Die ECU 40 der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele arbeitet, um den Korrekturreferenzwert auf der Grundlage der integrierten Menge der Einlassluft zu bestimmen, die mit der tatsächlichen Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr 24 korreliert (siehe Ablaufdiagramm der 8 bis 10), und um die Korrekturverstärkung unter Verwendung der Korrekturreferenzverstärkung und des gegenwärtigen Werts des Ausgangssignals von dem A/F-Sensor 32 zu beziehen (Schritte 127 und 128 von 10), aber kann alternativ ausgelegt sein, um die Bestimmung des Korrekturreferenzwerts auf der Grundlage der integrierten Menge der Einlassluft auszulassen. In diesem Fall bestimmt die ECU 40 die Korrekturverstärkung auf der Grundlage des Atmosphärenreferenzwerts und des Ausgangssignals des A/F-Sensors 32 in Schritt 128 von 10 gemäß Gleichung (1), wie vorstehend diskutiert ist. In dem Fall, dass die Bestimmung des Korrekturreferenzwerts auf der Grundlage der integrierten Menge der Einlassluft (Schritt 128 von 10) ausgelassen wird, kann die Bestimmung der integrierten Menge der Einlassluft (insbesondere die Schritte 102 und 103 von 8) ebenso ausgelassen werden.
Das Kraftmaschinensteuersystem kann mit Direkteinspritz-Benzinkraftmaschinen oder selbstzündenden Dieselkraftmaschinen verwendet werden. Diese Dieselkraftmaschinen können auch ohne Drosselventil vorgesehen werden, aber haben typischerweise eine EGR-Vorrichtung, die einen Teil des Abgases zu dem Einlassrohr zurückführt. Die EGR-Vorrichtung ist üblicherweise mit einem EGR-Ventil ausgestattet. Wenn das EGR-Ventil geöffnet wird, wird das eine Veränderung des Drucks in dem Abgas innerhalb des Abgasrohrs 24 zur Folge haben. Die ECU 40 arbeitet daher vorzugsweise, um den Atmosphärenkorrekturmodus auszuführen oder die Art abzuwandeln, mit der der Atmosphärenkorrekturmodus ausgeführt wird, unter Verwendung von Daten bezüglich des Drucks des Abgases innerhalb des Abgasrohrs 24.
Die Dieselkraftmaschine hat üblicherweise eine Abgasreinigungsvorrichtung, wie z.B. einen DPF (Dieselpartikelfilter), der in dem Abgasrohr installiert ist. Das Abgasrohr hat einen darin angeordneten Drucksensor zum Wiederherstellen des DPF. Die ECU 40 kann ein Ausgangssignal des Drucksensors zum Bestimmen des Drucks des Abgases messen.
Während die vorliegende Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbart wurde, um das Verständnis derselben zu vereinfachen, ist ersichtlich, dass die Erfindung auf verschiedenen Wegen ohne Abweichen von dem Grundgedanken der Erfindung ausgeführt werden kann. Daher sollte die Erfindung so verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen zusätzlich zu den gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst, die ohne Abweichung von dem Grundgedanken der Erfindung ausgeführt werden können, der in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
Somit ist die Korrekturvorrichtung zum Korrigieren eines Ausgangssignals eines Sauerstoffsensors offenbart, der in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine installiert ist, um die Konzentration des in dem Abgas enthaltenen Sauerstoffs zu messen. Die Vorrichtung arbeitet, um einen Kraftstoffabschaltbetrieb auszuführen, um den Druck in dem Abgasrohr auf den atmosphärischen Druck zu bringen, und tritt in einen Atmosphärenkorrekturmodus ein, um ein Ausgangssignal des Sauerstoffsensors zu erfassen und einen Korrekturfaktor, der eine Abweichung des erfassten Ausgangssignals von einem Referenzwert ausgleicht, der eine tatsächliche Konzentration des Sauerstoffs darstellt, zu bestimmen. Die Vorrichtung arbeitet ebenso, um den Druck in dem Abgasrohr nach dem Start der Kraftstoffabschaltung zu berechnen und zu bestimmen, ob in den Atmosphärenkorrekturmodus einzutreten ist oder nicht, auf der Grundlage des Drucks des Abgases, um dadurch die Genauigkeit beim Korrigieren des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors ungeachtet einer Veränderung des Drucks des Abgases sicherzustellen.

Claims

Korrekturgerät zum Korrigieren eines Fehlers eines Ausgangssignals eines Sauerstoffsensors (32), der in einem Abgasrohr (24) einer Brennkraftmaschine (10) installiert ist, um eine Konzentration von in Abgas enthaltenem Sauerstoff zu messen, mit: einem Korrekturfaktorbestimmungsschaltkreis, der einen Kraftstoffabschaltbetrieb ausführt, um eine Zufuhr von Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine (10) abzuschalten, um einen Druck in dem Abgasrohr (24) auf einen atmosphärischen Druck zu bringen, wenn ein vorgegebener Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) vorliegt, wobei der Korrekturfaktorbestimmungsschaltkreis während des Kraftstoffabschaltbetriebs in einen Atmosphärenkorrekturmodus eintritt, um ein Ausgangssignal des Sauerstoffsensors (32) abzufragen und einen Korrekturfaktor zu bestimmen, der eine Abweichung des abgefragten Ausgangssignals von einem Referenzwert ausgleicht, der eine tatsächliche Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgasrohr (24) darstellt und der zum Korrigieren eines Ausgangssignals des Sauerstoffsensors (32) verwendet wird, wenn die Brennkraftmaschine (10) keiner Kraftstoffabschaltung unterzogen wird; einem Abgasdruckinformationsbezugsschaltkreis, der Informationen bezüglich eines Drucks des Abgases in dem Abgasrohr nach dem Start des Kraftstoffabschaltbetriebs bezieht; gekennzeichnet durch einen Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis, der auf der Grundlage der Informationen bezüglich des Drucks des Abgases bestimmt, ob in den Atmosphärenkorrekturmodus einzutreten ist oder nicht, wobei der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis unterbindet, dass der Korrekturfaktor in dem Atmosphärenkorrekturmodus bestimmt wird, wenn der Druck des Abgases, der durch die Information dargestellt wird, größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, wobei der vorgegebene Schwellwert ein Atmosphärendruckniveau ist, das im Voraus um einen atmosphärischen Druck ausgewählt wird.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Abgasdruckinformationsbezugsschaltkreis eine Menge Einlassluft, die in die Brennkraftmaschine (10) geladen wird, als die Information bezüglich des Drucks des Abgases in dem Abgasrohr (24) bestimmt, und wobei der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis unterbindet, dass in den Atmosphärenkorrekturmodus eingetreten wird, wenn die Menge der Einlassluft größer als ein vorgegebener Wert ist.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) bezieht und unterbindet, dass der Korrekturfaktor in dem Atmosphärenkorrekturmodus bestimmt wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis eine Position eines Gangs eines mit der Brennkraftmaschine (10) verbundenen Getriebes abfragt und unterbindet, dass der Korrekturfaktor in dem Atmosphärenkorrekturmodus bestimmt wird, wenn die abgefragte Position ein niedrigerer Gang als eine vorgegebene Schaltposition des Getriebes ist.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Brennkraftmaschine (10) mit einem Luftdurchflussratenregulator ausgestattet ist, der arbeitet, um eine Durchflussrate der Einlassluft zu regulieren, die in die Brennkraftmaschine (10) geladen wird, und wobei der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis gestattet, dass der Korrekturfaktor bestimmt wird, wenn der Luftdurchflussratenregulator vollständig geschlossen ist.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis bestimmt, ob der Druck des Abgases nach dem Start des Kraftstoffabschaltbetriebs in einen stabilen Zustand versetzt ist oder nicht, und gestattet, dass der Korrekturfaktor bestimmt wird, wenn der Druck des Abgases als in dem stabilen Zustand befindlich bestimmt wird.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 6, wobei der Korrekturmodusausführbestimmungsschaltkreis eine Rate einer Änderung einer Menge von Einlassluft berechnet, die in die Brennkraftmaschine (10) geladen wird, und bestimmt, dass der Druck des Abgases in einen instabilen Zustand versetzt ist, wenn die Rate der Änderung größer als ein vorgegebener Wert ist.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Sensorausgangssignalkorrekturschaltkreis das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors (32), das nach dem Start des Kraftstoffabschaltbetriebs abgefragt wird, auf der Grundlage der Information bezüglich des Drucks des Abgases in dem Abgasrohr (24) korrigiert und den Korrekturfaktor bestimmt, der eine Abweichung des korrigierten Ausgangssignals des Sauerstoffsensors (32) von dem Referenzwert ausgleicht.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 8, wobei der Sensorausgangssignalkorrekturschaltkreis ein Kennfeld hat, das eine Beziehung zwischen einem Korrekturfaktor und dem Druck des Abgases darstellt, und wobei der Sensorausgangssignalkorrekturschaltkreis das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors (32), das nach dem Start des Kraftstoffabschaltbetriebs abgefragt wird, unter Verwendung des Korrekturfaktors korrigiert, der durch Durchsuchen in dem Kennfeld bezogen wird.
Korrekturgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Korrekturfaktorbestimmungsschaltkreis den Korrekturfaktor als gelernten Wert in einem Sicherungsspeicher speichert.