DE102010038913A1

DE102010038913A1 - Treibstoffeinspritzvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102010038913A1
Application number: DE102010038913A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kariya-city Hirata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2011-03-10
Also published as: JP2011052670A; US20110060515A1; US8437944B2

Abstract

Ein Lernwert zum Korrigieren eines Basiseinspritzimpulses, so dass ein Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis ein Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis annähert, wird individuell für jede Einspritzablaufnummer, die gemäß einem Betriebszustand eines Motors (11) entschieden wird, berechnet. Daher gilt, dass auch wenn sich die Anzahl eines Auftretens einer unwirksamen Einspritzzeit mit der Einspritzablaufnummer ändert, und sich die unwirksame Einspritzzeit mit der Zeit ändert, der angemessene Lernwert für jede Einspritzablaufnummer berechnet werden kann. Wenn ein Einspritzvorgang von einer Einspritzeinrichtung (21) gemäß einem mit dem Lernwert korrigierten Einspritzimpuls durchgeführt wird, kann die Änderung der unwirksamen Einspritzzeit neutralisiert werden, und eine Genauigkeit einer Treibstoffeinspritzmenge kann verbessert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treibstoffeinspritzvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, die dazu fähig ist, die Ablaufnummerierung eines Einspritzvorgangs/von Einspritzvorgängen, der/die durch eine Einspritzeinrichtung gemäß einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird/werden, zu variieren.
Eine Treibstoffeinspritzvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, die dazu fähig ist, die Ablaufnummerierung eines Einspritzvorgangs/von Einspritzvorgängen gemäß einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine zu variieren, ist beispielsweise in dem Patentdokument 1 ( JP-A-H7-119507) beschrieben.
Die Treibstoffeinspritzvorrichtung gemäß Patentdokument 1 wird bei einem Direkt-Einspritzungs-Motor angewendet, der den Treibstoff direkt in eine Verbrennungskammer einspritzt. Die Treibstoffeinspritzvorrichtung startet den Treibstoffeinspritzvorgang ab einer letzteren Hälfte eines Verdichtungstaktes, um eine Schichtladungsverbrennung durchzuführen, wenn eine Motorlast niedrig ist. Die Treibstoffeinspritzvorrichtung startet den Treibstoffeinspritzvorgang ab einer früheren Hälfte eines Einlasstaktes, um eine homogene Verbrennung durchzuführen, wenn die Motorlast hoch ist.
In der Schichtladungsverbrennung, die durchgeführt wird, wenn die Motorlast niedrig ist, wird der Treibstoff nur einmal ab der letzteren Hälfte des Verdichtungstaktes eingespritzt, wodurch ein Gasgemisch mit einer Konzentration, die eine geeignete Zündfähigkeit bereitstellt, nahe einer Zündkerze gebildet wird. Wenn ein Betriebszustand der Maschine beziehungsweise des Motors in einem Langsam-Dreh-Betriebsbereich liegt, in dem die homogene Verbrennung durchgeführt wird, d. h. wenn der Betriebszustand ein Hochlast-Niedrigdrehzahl-Betriebszustand ist, wird der Treibstoff zu mehrfachen Zeitpunkten von aufgeteilten Einspritzvorgängen eingespritzt, die ab der früheren Hälfte des Einlasstaktes durchgeführt werden. Demzufolge nimmt die Treibstoffeinspritzmenge, die pro Einspritzvorgang eingespritzt wird, ab. Als eine Folge wird der Treibstoff zerstäubt und effektiv verbreitet, und in der Verbrennungskammer wird ein homogenes Gasgemisch gebildet.
Die Treibstoffeinspritzvorrichtung weist gewöhnlich eine Verstärkerschaltung zum Erzeugen einer Hochspannung von einer Batteriespannung auf, um die Einspritzeinrichtung anzutreiben. Die erzeugte Hochspannung wird temporär in einer Ladungskapazität gespeichert. Die Hochspannung wird der Einspritzeinrichtung durch ein Schaltelement von einem Treibstoffeinspritzstartzeitpunkt zu einem Treibstoffeinspritzstoppzeitpunkt angelegt. Daher wird eine Menge des Treibstoffs entsprechend der Zeit der angelegten Hochspannung von der Einspritzeinrichtung eingespritzt.
Die Einspritzeinrichtung weist aufgrund der Zeit eine Verzögerung auf, wenn die Hochspannung an die Einspritzeinrichtung angelegt wird, bis sich eine Einspritzöffnung tatsächlich öffnet, und der Einspritzvorgang gestartet wird. Die Verzögerung ist eine unwirksame Einspritzzeit, in der der Treibstoff nicht von der Einspritzeinrichtung eingespritzt wird, obwohl die Hochspannung an der Einspritzeinrichtung angelegt ist.
Wenn die Ansteuer-beziehungsweise Antriebszeit der Einspritzeinrichtung äquivalent zu einer notwendigen Treibstoffeinspritzmenge einfach durch die Anzahl von Einspritzvorgängen aufgeteilt wird, und die Einspritzeinrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen Treibstoffeinspritzvorrichtung angetrieben wird, verschlechtert sich eine Genauigkeit der Treibstoffeinspritzmenge, weil sich die Anzahl eines Auftretens der unwirksamen Einspritzzeit zwischen dem einmaligen Einspritzvorgang und den zwei oder mehr Vorgängen eines Einspritzens unterscheidet. Als eine Gegenmaßnahme kann eine Korrektur durchgeführt werden, um die Antriebszeit der Einspritzeinrichtung um eine vorbestimmte unwirksame Einspritzzeit gemäß der Einspritzablaufnummer zu verlängern.
Wenn jedoch der Einspritzvorgang durch die Einspritzvorrichtung in zwei oder mehr Einspritzvorgänge aufgeteilt wird, werden die aufgeteilten Einspritzvorgänge in extrem kurzen Zeitintervallen durchgeführt. Daher wird die Einspritzeinrichtung angetrieben, während kontinuierlich die in der Ladungskapazität gespeicherte Hochspannung verbraucht wird. Das heißt, dass die Einspritzeinrichtung durch die in der Ladungskapazität gespeicherte Hochspannung bei dem ersten Einspritzvorgang angetrieben wird. Jedoch wurde bei dem zweiten oder späteren Einspritzvorgang die Spannung durch den vorhergehenden Einspritzvorgang beziehungsweise Vorgängen verbraucht, so dass die Einspritzeinrichtung durch die Spannung angetrieben wird, die sich gegenüber der Anfangshochspannung verkleinert hat.
Die vorstehend genannte unwirksame Einspritzzeit ändert sich mit dem Pegel der an die Einspritzeinrichtung angelegten Spannung. Daher unterscheidet sich eine Länge der unwirksamen Einspritzzeit zwischen dem ersten Einspritzvorgang und dem zweiten oder späteren Einspritzvorgang. Die unwirksame Einspritzzeit des zweiten oder späteren Einspritzvorgangs ist länger als die unwirksame Einspritzzeit des ersten Einspritzvorgangs. Darüber hinaus ist zu bedenken, dass sich die unwirksame Einspritzzeit von jedem der Einspritzablaufnummerierung mit der Zeit aufgrund eines Verschleißes der Ladungskapazität und der gleichen ändert. Daher gilt, dass auch wenn die Antriebszeit der Einspritzeinrichtung durch die vorbestimmte unwirksame Einspritzzeit gemäß der Einspritzablaufnummerierung korrigiert wird, es schwierig ist, ausreichend die Genauigkeit der Treibstoffeinspritzmenge zu verbessern.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, um eine Genauigkeit einer Treibstoffeinspritzmenge einer Treibstoffeinspritzvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, die dazu fähig ist, eine Treibstoffeinspritzablaufnummerierung einer Einspritzeinrichtung gemäß einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine zu variieren, ausreichend zu verbessern.
Gemäß einem ersten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Treibstoffeinspritzvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine eine Verstärkerschaltung, eine Einspritzeinrichtung, einen Luft-Treibstoff-Verhältnissensor, einen Betriebszustandabtastabschnitt, einen Treibstoffmengenberechnungsabschnitt, einen Einspritzablaufnummerentscheidungsabschnitt, einen Lernwertberechnungsabschnitt und einen Steuerabschnitt auf.
Die Verstärkerschaltung verstärkt eine Spannung einer in einem Fahrzeug angebrachten Batterie, und speichert die verstärkte Spannung temporär in einer Ladungskapazität. Die Einspritzeinrichtung wird durch die verstärkte Spannung angetrieben, die in der Ladungskapazität gespeichert ist und der Einspritzeinrichtung zum Einspritzen von Treibstoff in eine Verbrennungskammer der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird.
Der Luft-Treibstoff-Verhältnissensor ist an einem Auslasskanal der Verbrennungskraftmaschine zum Messen eines gegenwärtigen Luft-Treibstoff-Verhältnisses bereitgestellt.
Der Betriebszustandabtastabschnitt tastet einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine ab.
Der Treibstoffmengenberechnungsabschnitt berechnet eine von der Einspritzeinrichtung einzuspritzende Basistreibstoffmenge, so dass das Luft-Treibstoff-Verhältnis in der Verbrennungskraftmaschine mit einem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis gemäß einem Abtastergebnis des Betriebszustands Abtastabschnittes übereinstimmt.
Der Einspritzablaufnummer-(”injection time number”) entscheidungsabschnitt entscheidet, ob ein einmaliger Einspritzvorgang durchzuführen ist, oder mehrere Vorgänge von aufgeteilten Einspritzvorgängen durchzuführen sind, basierend auf dem Abtastergebnis des Betriebszustandsabtastabschnitts, wenn der Treibstoff in die Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird.
Der Lernwertberechnungsabschnitt berechnet einen Lernwert zum Korrigieren der Basistreibstoffmenge individuell für jede Einspritzablaufnummer, die durch den Einspritzablaufnummerentscheidungsabschnitt entschieden wurde, so dass das Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis annähert, basierend auf dem mit dem Luft-Treibstoff-Verhältnis-Sensor abgetasteten Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis und dem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis.
Der Steuerabschnitt berechnet eine korrigierte Treibstoffmenge durch Korrigieren der Basistreibstoffmenge, die durch den Treibstoffmengenberechnungsabschnitt berechnet wurde, mit einem Lernwert entsprechend der durch den Einspritzablaufnummerentscheidungsabschnitt entschiedenen Einspritzablaufnummer. Der Steuerabschnitt betreibt und steuert die Einspritzeinrichtung gemäß der durch den Einspritzablaufnummerentscheidungsabschnitt entschiedenen Einspritzablaufnummer, so dass die korrigierte Treibstoffmenge von der Einspritzeinrichtung eingespritzt wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Lernwert zum Korrigieren der Basistreibstoffmenge, so dass das Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis annähert, individuell für jede durch den Einspritzablaufnummerentscheidungsabschnitt entschiedene Einspritzablaufnummer berechnet. Das heißt, dass unterschiedliche Lernwerte für unterschiedliche Einspritzablaufnummern berechnet werden. Anschließend wird die korrigierte Treibstoffmenge durch Korrigieren der Basistreibstoffmenge durch Verwenden des Lernwerts berechnet, welcher der basierend auf dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine entschiedenen Einspritzablaufnummer entspricht. Die korrigierte Treibstoffmenge wird durch die Einspritzeinrichtung eingespritzt. Daher gilt, dass auch wenn sich die Anzahl eines Auftretens (d. h. Ereignisanzahl) der unwirksamen Einspritzzeit mit der Einspritzablaufnummer ändert, und sich die unwirksame Einwirkzeit mit der Zeit verändert, kann die Veränderung der unwirksamen Einspritzzeit neutralisiert werden, und eine Genauigkeit der Treibstoffeinspritzmenge kann durch Berechnen des angemessenen Lernwerts durch das Lernen und durch Durchführen des Einspritzvorgangs der mit dem Lernwert korrigierten Treibstoffmenge verbessert werden.
Gemäß einem zweiten exemplarischen Aspekts der vorliegenden Erfindung weist die Treibstoffeinspritzvorrichtung weiterhin einen Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerungsabschnitt zum Durchführen einer Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung (Regelung) zum Anpassen des Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnisses in der Verbrennungskraftmaschine auf das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis auf. Der Lernwertberechnungsabschnitt berechnet den Lernwert durch Verwenden eines Rückkopplungskorrekturbetrags zu dem Zeitpunkt, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durch den Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerungsabschnitt durchgeführt wird.
Wenn sich die unwirksame Einspritzzeit ändert, weicht die Ist-Treibstoffeinspritzmenge von einer Soll-Treibstoffeinspritzmenge ab. Die Abweichung der Treibstoffeinspritzmenge wird durch eine Differenz zwischen einem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis und dem Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis angegeben. Daher kann die korrigierte Treibstoffmenge, die durch Verwenden des Lernwerts berechnet wird, die Änderung der unwirksamen Einspritzzeit durch Berechnen des Lernwerts mit Verwenden des Rückkopplungskorrekturbetrags absorbieren, der zum Kompensieren der Differenz zwischen dem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis und dem Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis dient, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird.
Gemäß einem dritten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung berechnet der Lernwertberechnungsabschnitt einen Durchschnittswert des Rückkopplungskorrekturbetrags der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung, die durchgeführt wird, während die durch den Einspritzablaufnummerentscheidungsabschnitt entschiedene Einspritzablaufnummer als der Lernwert unverändert ist.
Daher kann ein Fehler in dem Lernwert reduziert werden.
Gemäß einem vierten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Treibstoffeinspritzvorrichtung weiterhin einen Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerungsabschnitt zum Durchführen einer Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung (Regelung) zum Anpassen des Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnisses der Verbrennungskraftmaschine auf das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis auf. Der Lernwertberechnungsabschnitt berechnet den Lernwert durch Verwenden einer Abweichung der Treibstoffmenge von der Basistreibstoffmenge zu dem Zeitpunkt, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durch den Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerungsabschnitt durchgeführte Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird.
Die Treibstoffmenge zum Zeitpunkt, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, wird durch Hinzufügen eines Rückführungssteuerbetrags zu der Basistreibstoffmenge erhalten, der zum Anpassen des Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnisses an das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis dient. Wenn sich die Treibstoffmenge von der Basistreibstoffmenge unterscheidet, kann beobachtet werden, dass die Treibstoffabweichung durch die Änderung der unwirksamen Einspritzzeit verursacht wird. Wenn daher der Lernwert durch Verwenden der unwirksamen Einspritzzeit berechnet wird, und die Antriebszeit der Einspritzeinrichtung durch den berechneten Lernwert erhöht oder vermindert wird, kann der Treibstoffeinspritzvorgang, der die Änderung der unwirksamen Einspritzzeit neutralisiert, durchgeführt werden.
Gemäß einem fünften exemplarischen Aspekt der vorliegenden Erfindung berechnet der Lernwertberechnungsabschnitt einen Mittelwert der Abweichung der Treibstoffmenge aus der Basistreibstoffmenge zu dem Zeitpunkt, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, während die durch den Einspritzablaufnummerentscheidungsabschnitt entschiedene Einspritzablaufnummer als der Lernwert unverändert ist.
Merkmale und Vorteile von Ausführungsbespielen sowie Methoden zum Ausführen und die Funktion der bezüglichen Teile werden anhand eines Studiums der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, der anhängenden Patentansprüche und der Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden, ersichtlich. In den Zeichnungen gilt:
1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines Verbrennungskraftmaschinensteuersystems mit einer Treibstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Schaltungsaufbaudiagramm, das eine Verstärkerschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ist ein Kennfeld zum Entscheiden einer Aufteilnummer eines Treibstoffeinspritzvorgangs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zum Berechnen eines Einspritzimpulses und zum Antreiben einer Einspritzeinrichtung mit dem Einspritzimpuls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zum Berechnen eines Lernwerts für jede Einspritzvorgangsaufteilungsnummer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt; und
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zum Berechnen eines Lernwerts für jede Einspritzvorgangsaufteilungsnummer gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird eine Treibstoffeinspritzvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines Verbrennungskraftmaschinensteuersystems mit einer Treibstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Luftsäuberungseinrichtung 13 an dem am weitesten stromabwärtigen Abschnitt einer Einlassleitung 12 eines Direkteinspritzmotors 11, der eine Verbrennungskraftmaschine darstellt, der Treibstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, bereitgestellt. Ein Luftmengenmesser 14, der eine Einlassluftmenge abtastet, ist stromabwärtig der Luftsäuberungseinrichtung 13 bereitgestellt. Ein Drosselventil 16, dessen Öffnungsgrad durch einen Motor 15 reguliert wird, und ein Drosselpositionssensor 17 zum Abtasten des Öffnungsgrades des Drosselventils 16 (Drosselöffnungsgrad) sind stromabwärtig des Luftmengenmessers 14 bereitgestellt.
Ein Ausgleichsbehälter 18 ist stromabwärtig des Drosselventils 16 bereitgestellt. Ein Einlassleitungsdrucksensor 19 zum Abtasten eines Einlassleitungsdrucks ist an dem Ausgleichsbehälter 18 bereitgestellt. Ein Einlassverteiler 20 zum Einbringen der Luft in jeden der Zylinder des Motors bzw. der Kraftmaschine 11 ist an dem Ausgleichsbehälter 18 bereitgestellt. Ein Luftdurchflusssteuerventil 31 zum Steuern einer Luftdurchflussintensität in den Zylinder (wie etwa eine Wirbelströmungsintensität und Drallstromintensität) ist in dem Einlassverteiler 20 jedes Zylinders bereitgestellt.
Eine Einspritzeinrichtung 21 zum Einspritzen des Treibstoffs direkt in den Zylinder (Verbrennungskammer) ist an einem oberen Abschnitt jedes Zylinders des Motors 11 befestigt. Eine Zündkerze 22 ist an einen Zylinderkopf des Motors 11 für jeden Zylinder fixiert. Ein Gasgemisch in dem Zylinder wird durch eine Funkenentladung jeder Zündkerze 22 gezündet. Ventilzeitpunktsvariiervorrichtungen 39, 40 sind an einem Einlassventil 37 bzw. einem Auslassventil 38 des Motors 11 bereitgestellt. Die Ventilzeitpunktsvariiervorrichtungen 39, 40 variieren Öffnungs- bzw. Schließ-Zeitpunkte der Ventile 37 bzw. 38.
Ein Klopfsensor 32 zum Abtasten eines Klopfens und ein Kühlmitteltemperatursensor 23 zum Abtasten einer Kühlmitteltemperatur sind an dem Zylinderblock des Motors 11 fixiert. Ein Kurbelwinkelsensor 24, der ein Impulssignal ausgibt, jedes Mal wenn eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle sich um einen vorbestimmten Kurbelwinkel dreht, ist nahe an einer Außenseite der Kurbelwelle bereitgestellt. Der Kurbelwinkel und die Motordrehzahl werden basierend auf dem Ausgabesignal des Kurbelwinkelsensors 24 abgetastet.
Ein stromaufwärtiger Katalysator 26 und ein stromabwärtiger Katalysator 27 zum Aufbereiten von Abgas sind an einer Auslassleitung 25 des Motors 11 bereitgestellt. Ein Abgassensor 28 (wie etwa ein Luft-Treibstoff-Verhältnissensor oder Sauerstoffsensor) zum Abtasten eines Luft-Treibstoff-Verhältnisses, eines fetten/mageren Zustands oder dergleichen des Abgases ist in der Auslassleitung 25 stromaufwärtig des stromaufwärtigen Katalysators 26 bereitgestellt. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird ein drei-Wege Katalysator zum Aufbereiten von CO, HC, NOx und dergleichen in dem Abgas bei dem Luft-Treibstoff-Verhältnis nahe dem theoretischen Luft-Treibstoff-Verhältnis als der stromaufwärtige Katalysator 26 verwendet. Ein NOx-Einschluss-Reduktionskatalysator wird als der stromabwärtige Katalysator 27 verwendet. Der NOx-Einschluss-Reduktionskatalysator 27 weist eine Charakteristik auf, dass der NOx-Einschluss-Reduktionskatalysator 27 NOx in dem Abgas einschließt, wenn das Luft-Treibstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, und der NOx-Einschluss-Reduktionskatalysator 27 reduziert, säubert und leitet das eingeschlossene NOx ab, wenn sich das Luft-Treibstoff-Verhältnis dem theoretischen Luft-Treibstoff-Verhältnis annähert, oder fett wird.
Eine EGR-Leitung 33 (”EGR” = Abgasrückführung) zum Rückführen eines Teils des Abgases zu einer Einlassseite ist zwischen einem Punkt der Auslassleitung 25 stromabwärtig des stromaufwärtigen Katalysators 26 und dem Ausgleichsbehälter 18 der Einlassleitung 13 verbunden. Ein EGR-Ventil 34 zum Steuern einer Abgasrückführmenge (EGR-Menge) ist in dem EGR-Rohr 33 bereitgestellt. Ein herabgedrückter Umfang eines Beschleunigers bzw. Fahrpedals 35 (d. h. Fahrpedalposition) wird mit einem Fahrpedalsensor 36 abgetastet.
Ausgaben der vorstehend beschriebenen verschiedenen Sensoren werden in eine Motorsteuereinheit 30 (ECU) eingegeben. Die ECU 30 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer. Die ECU 30 führt verschiedene Arten von in dem eingebauten ROM gespeicherten Motorsteuerprogrammen aus. Daher steuert die ECU 30 eine Treibstoffeinspritzmenge, eine Treibstoffeinspritzablaufnummer (”fuel injection time number”) und einen Treibstoffeinspritzzeitpunkt der Einspritzeinrichtung 21, einen Zündzeitpunkt der Zündkerze 22, und dergleichen, gemäß einem Motorbetriebszustand. Zu diesem Zeitpunkt führt die ECU 30 eine Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung zum Steuern der Treibstoffeinspritzmenge durch, so dass das Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis mit einem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis übereinstimmt.
Die ECU 30 weist eine Verstärkerschaltung auf, die eine Hochspannung zum Antreiben der Einspritzeinrichtung 21 erzeugt. Wie in 2 gezeigt ist, weist die Verstärkerschaltung eine mit einer Energiequelle verbundene Kapazität C1 auf. Die Kapazität C1 ist bereitgestellt, um Schwankungen einer Energiezufuhrspannung zu unterdrücken, wenn ein hoher Strom durch die Verstärkerschaltung fließt, die aus einem DC-DC-Wandler besteht.
Die Verstärkerschaltung besteht hauptsächlich aus einer Ladespule L1, einem Schaltelement Tr, einem Widerstand R, einer Gleichrichtdiode D1, einer Ladungskapazität C2, einer Steuerschaltung 10, und dergleichen. Die durch die Verstärkerschaltung verstärkte Spannung wird in der Ladungskapazität C2 gespeichert. Wenn eine Entladungsschaltung mit einem (nicht gezeigten) Schaltelement in einem Zustand eingeschaltet wird, in dem die Hochspannung in der Ladungskapazität C2 gespeichert ist, wird die Hochspannung von der Ladungskapazität C2 zu der Einspitzeinrichtung 21 durch die Entladungsschaltung angelegt, wodurch der große Strom an die Einspritzeinrichtung 21 fließt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Hochspannung an die Einspritzeinrichtung 21 von einem Treibstoffeinspritzstartzeitpunkt zu einem Treibstoffeinspritzstoppzeitpunkt angelegt, wodurch eine Menge des Treibstoffs entsprechend der Anlegezeit der Hochspannung von der Einspritzeinrichtung 21 eingespritzt wird.
Die Verstärkungsoperation der Verstärkerschaltung wird nachstehend kurz erläutert. Wenn die Steuerschaltung 10 das Schaltelement Tr schaltet, fließt der Strom durch die Ladungsspule L1, das Schaltelement Tr und den Widerstand R. Wenn basierend auf einer Klemmenspannung des Widerstands R bestimmt wird, dass ein Stromwert des durch den Widerstand R fließenden Stroms einen vorbestimmten Wert erreicht, schaltet die Steuerschaltung 10 das Schaltelement Tr aus. Demzufolge wird eine magnetische Energie, die in der Ladungsspule L1 durch den Strom, der angelegt wird, bis das Schaltelement Tr ausgeschaltet wird, gespeichert ist, als eine elektrische Energie entladen, wodurch die Ladungskapazität C2 durch die Gleichrichterdiode D1 geladen wird. Die Steuerschaltung 10 überwacht eine Spannung der Ladungskapazität C2 durch Verwenden einer (nicht gezeigten) Spannungsabtastschaltung. Die Steuerschaltung 10 steuert ein EIN/AUS des Schaltelements Tr, so dass die Spannung der Ladungskapazität C2 mit einer Sollspannung übereinstimmt.
In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gilt, dass wenn der Treibstoff von der Einspritzeinrichtung 21 eingespritzt wird, die ECU 30 bestimmt, ob ein einmaliger Einspritzvorgang durchzuführen ist, oder mehrfache Vorgänge von aufgeteilten Einspritzvorgängen basierend auf einer Last und einer Drehzahl des Motors 11 durchzuführen sind. Beispielsweise kann die ECU 30 die Einspritzablaufnummer der Einspritzung(en) gemäß einem in 3 gezeigten Kennfeld entscheiden.
Die Einspritzablaufnummer NS wird basierend auf der Motorlast, die basierend auf dem Einlassrohrdruck bestimmt wird, der Einlassluftmenge und der Fahrpedalposition und der Motordrehzahl Ne gemäß dem in 3 gezeigten Kennfeld entschieden. Insbesondere gilt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, dass die Einspritzablaufnummer NS in einem Bereich, in dem die Motordrehzahl Ne relativ hoch ist (3000 U/min oder mehr) auf 1 gesetzt ist (NS = 1). In einem solchen Bereich ist die Einlassmenge, die in die Verbrennungskammer des Motors 11 strömt, groß, und eine Einlassluftgeschwindigkeit ist hoch. Demzufolge gilt, dass auch wenn die Einspritzablaufnummer NS 1 ist, eine Ungleichheit zwischen Konzentrationen des Treibstoffs und der Luft weniger wahrscheinlich auftritt, und ein homogenes Gasgemisch erhalten werden kann. Daher wird die Einspritzablaufnummer NS in diesem Bereich auf 1 gestellt. In diesem Fall gilt, dass wenn die Last niedrig ist, der Treibstoffeinspritzvorgang vorzugsweise ab einem (einer letzteren Hälfte ”latter half” eines) Verdichtungstakt(es) gestartet werden, um eine Schichtladungsverbrennung durchzuführen. Wenn die Last hoch ist, sollte der Treibstoffeinspritzvorgang vorzugsweise ab einem (einer vorderen Hälfte ”former half” eines) Einlasstakt(es) durchgeführt werden, um eine homogene Verbrennung durchzuführen.
Die Einspritzablaufnummer NS wird gemäß der Last in einem Bereich, in dem die Motordrehzahl Ne relativ niedrig ist (niedriger als 3000 U/min), variiert. Insbesondere wird die Einspritzablaufnummer NS auf 1 eingestellt (NS = 1), wenn die Last niedrig ist, wird die Einspritzablaufnummer NS auf 2 eingestellt (N = 2), wenn eine mittlere Last vorliegt, und wird die Einspritzablaufnummer NS auf 3 eingestellt (N = 3), wenn die Last hoch ist. Eine notwendige Treibstoffeinspritzmenge erhöht sich, wenn sich die Last erhöht. Jedoch gilt in dem Bereich, in dem die Motordrehzahl Ne relativ niedrig ist, dass die Einlassmenge, die in die Verbrennungskammer des Motors 11 strömt, klein ist, und die Stromgeschwindigkeit der Einlassluft niedrig ist. Wenn daher eine große Menge des Treibstoffs auf einmal eingespritzt wird, werden der Treibstoff und die Luft nicht ausreichend gemischt, wodurch eine Ungleichheit der Konzentration auftreten kann. Daher wird eine Aufteilungszahl (d. h. Einspritzablaufnummer NS) zum Aufteilen des Treibstoffeinspritzvorgangs erhöht, wenn sich die Last erhöht. Ebenso gilt in diesem Fall, dass der Treibstoffeinspritzzeitpunkt vorzugsweise derart variiert werden sollte, dass die Schichtladungsverbrennung und die homogene Verbrennung gemäß dem Niveau der Last geschaltet werden.
In den vorstehend beschriebenen aufgeteilten Einspritzvorgängen wird die Treibstoffeinspritzmenge derart aufgeteilt, dass die Treibstoffmengen der entsprechenden Einspritzvorgänge einander gleichen. Alternativ können die Treibstoffmengen der entsprechenden Einspritzvorgänge gemäß vorbestimmten Verhältnissen, die sich voneinander unterscheiden, entschieden werden.
Wenn die Treibstoffeinspritzablaufnummer NS basierend auf dem Kennfeld von 3 entschieden wird, und die entschiedene Ablaufnummer NS der Treibstoffeinspritzvorgänge durch die Einspritzeinrichtung 21 durchgeführt werden, wird die durch die vorstehend genannte Verstärkerschaltung verstärkte Hochspannung an die Einspritzeinrichtung 21 angelegt, um die Einspritzeinrichtung 21 anzutreiben, ungeachtet der Einspritzablaufnummer NS.
Die Einspritzeinrichtung 21 weist eine Verzögerung als eine unwirksame Einspritzzeit auf, weil Zeit vergeht, wenn die Hochspannung an die Einspritzeinrichtung 21 angelegt wird, bis sich das Einspritzloch tatsächlich öffnet, und die Einspritzeinrichtung 21 den Einspritzvorgang startet. Daher unterscheidet sich die Anzahl eines Auftretens der unwirksamen Einspritzzeit zwischen einem einmaligen Einspritzvorgang und den zwei- oder mehrfachen Vorgängen der Einspritzeinrichtung.
Wenn weiterhin die Einspritzablaufnummer NS der Einspritzeinrichtung 21 auf 2 oder größer eingestellt ist, werden die aufgeteilten Einspritzvorgänge zu extrem kurzen Zeitintervallen durchgeführt. Daher wird die Einspritzeinrichtung 21 betrieben, während kontinuierlich die in der Ladungskapazität C2 gespeicherte Hochspannung verbraucht wird. Das heißt, dass die Einspritzeinrichtung 21 bei dem ersten Einspritzvorgang mit der in der Ladungskapazität C2 gespeicherten Hochspannung betrieben wird. Jedoch wurde in dem zweiten oder späteren Einspritzvorgang die Spannung für die vorhergehenden Einspritzvorgänge verbraucht, und die Spannung wurde von der Anfangshochspannung vermindert und der Einspritzeinrichtung 21 zugeführt, womit die Einspritzeinrichtung 21 betrieben wird. Die vorstehend genannte unwirksame Einspritzzeit ändert sich mit dem Pegel der an die Einspritzeinrichtung 21 angelegten Spannung. Daher unterscheidet sich die Länge der unwirksamen Einspritzzeit des ersten Einspritzvorgangs von der Länge der unwirksamen Einspritzzeit des zweiten oder späteren Einspritzvorgangs. Die unwirksame Einspritzzeit des zweiten oder späteren Einspritzvorgangs ist länger als die unwirksame Einspritzzeit des ersten Einspritzvorgangs.
Wenn sich darüber hinaus die Ladungskapazität C2 verschlechtert, und sich eine Kapazität, ein Leckstrom, oder dergleichen der Ladungskapazität C2 verändert, ändert sich die unwirksame Einspritzzeit jeder Einspritzablaufnummer NS. Das heißt, dass es denkbar ist, dass sich die unwirksame Einspritzzeit mir der Zeit aufgrund der Verschlechterung der Ladungskapazität C2 und dergleichen ändert.
Daher ist es notwendig, das Vermindern der Genauigkeit der Treibstoffeinspritzmenge zu verhindern, auch wenn sich die Anzahl eines Auftretens (d. h. Häufigkeit) der unwirksamen Einspritzzeit mit der Einspritzablaufnummer NS ändert, und sich die unwirksame Einspritzzeit mit der Zeit verändert. Daher werden in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel Lernwerte ADP1–ADP3 zum Korrigieren eines Basiseinspritzimpulses TP, so dass das Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis annähert, individuell für die entsprechenden entschiedenen Einspritzablaufnummern NS berechnet. Ein Einspritzimpuls TAU wird durch Korrigieren des Basiseinspritzimpulses TP mit Verwenden der Lernwerte ADP1–ADP3 berechnet, und die Einspritzeinrichtung 21 wird mit dem Einspritzimpuls TAU angetrieben. Daher kann die Änderung der unwirksamen Einspritzzeit neutralisiert werden, und die Genauigkeit einer Treibstoffeinspritzmenge kann verbessert werden.
Nachstehend wird eine Treibstoffeinspritzsteuerungsverarbeitung der Treibstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel detailliert basierend auf den Flussdiagrammen aus den 4 und 5 erläutert. 4 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zum Berechnen des Einspritzimpulses TAU zum Antreiben der Einspritzeinrichtung 21 und zum Antreiben der Einspritzeinrichtung 21 durch Verwenden des Einspritzimpulses TAU zeigt. 5 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zum Berechnen der Lernwerte ADP1–ADP3 für die entsprechenden Einspritzablaufnummern NS zeigt.
Zunächst werden in S110 (S bedeutet ”Schritt”) die verschiedenen Sensorausgaben, die den Betriebszustand des Motors 11 angeben, wie etwa die Motordrehzahl Ne, die Einlassluftmenge, der Einlassleitungsdruck, die Kühlmitteltemperatur und das Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis abgetastet. In dem folgenden S120 wird der Basiseinspritzimpuls TP entsprechend einer Basistreibstoffeinspritzmenge basierend auf dem in S110 abgetasteten Betriebszustand des Motors 11 berechnet. Daher wird in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die Treibstoffeinspritzmenge als der Einspritzimpuls berechnet, der den Treibstoffeinspritzzeitpunkt des Einspritzvorgangs von der Einspritzeinrichtung 21 entspricht.
Der Basiseinspritzimpuls TP wird basierend auf der Einlassluftmenge Qa und der Motordrehzahl Ne des Motors 11 derart berechnet, dass das Luft-Treibstoff-Verhältnis mit dem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis (theoretisches Luft-Treibstoff-Verhältnis) übereinstimmt. Insbesondere wird der Basiseinspritzimpuls TP durch eine folgende Formel unter Verwenden einer Konstanten k berechnet. TP = k × Qa/Ne
Das Vorstehende ist ein Beispiel des Berechnungsverfahrens des Basiseinspritzimpulses TP. Ein anderes existierendes Berechnungsverfahren kann ohne Veränderung angewendet werden.
In S130 wird die Aufteilungszahl NS (Einspritzablaufnummer) zu dem Zeitpunkt, wenn der Treibstoff eingespritzt wird, aus der Motordrehzahl Ne und der Motorlast durch Verwenden des in 3 gezeigten Kennfeldes berechnet. In dem folgenden S140 wird die Aufteilungszahl NS zwischen 1, 2 und 3 spezifiziert. Wenn die Aufteilungszahl NS (d. h. Einspritzablaufnummer) 1 beträgt, fährt der Prozess mit S150 fort, in dem der Lernwert ADP1 anstelle eines Lernwerts KG gesetzt wird. Der Lernwert ADP1 wird als ein Mittelwert eines Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB zu dem Zeitpunkt, wenn die Einspritzablaufnummer NS 1 ist, berechnet (wie später beschrieben wird). Wenn die Aufteilungszahl NS (d. h. Einspritzablaufnummer) 2 beträgt, fährt der Prozess mit S160 fort, in dem der Lernwert ADP2 anstelle des Lernwerts KG gesetzt wird. Der Lernwert ADP2 wird als ein Mittelwert des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB zu dem Zeitpunkt, wenn die Einspritzablaufnummer NS 2 ist, berechnet. Wenn die Aufteilungszahl NS (d. h. Einspritzablaufnummer) 3 beträgt, fährt der Prozess mit S170 fort, in dem der Lernwert ADP3 anstelle des Lernwerts KG gesetzt wird. Der Lernwert ADP3 wird dann als ein Mittelwert des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB berechnet, wenn die Einspritzablaufnummer NS 3 ist.
In S180 wird der Einspritzimpuls TAU zum Antreiben der Einspritzeinrichtung 21 berechnet. Insbesondere wird der Einspritzimpuls TAU durch Multiplizieren des Basiseinspritzimpulses TP mit einem Korrekturkoeffizienten K basierend auf der Kühlmitteltemperatur des Motors 11 und dergleichen, dem vorstehend genannten Lernwert KG und dem Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB berechnet.
Die ECU 30 führt eine Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durch, wenn eine vorbestimmte Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungsbedingung erfüllt ist, nachdem der Motor 11 gestartet ist. Insbesondere wird beispielsweise die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durchgeführt, wenn alle der folgenden Bedingungen (i) bis (iv) erfüllt sind.

Bedingung (i): Treibstoffabtrennung zum temporären Stoppen der Treibstoffzufuhr zu der Verbrennungskammer wird gegenwärtig nicht durchgeführt.
Bedingung (ii): Der gegenwärtige Lastzustand ist nicht ein Hochlastzustand, in dem die Treibstoffeinspritzmenge zu der Verbrennungskammer temporär erhöht wird.
Bedingung (iii): Die Kühlmitteltemperatur des Motors 11 ist größer oder gleich O Grad.
Bedingung (iv): Der Abgassensor 28 befindet sich in einem aktiven Zustand.

Wenn das durch den Abgassensor 28 abgetastete Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis von dem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis (theoretisches Luft-Treibstoff-Verhältnis) abweicht, wird der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizient λFB zum Anpassen des Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnisses auf das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis in der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung berechnet. Zum Beispiel wird der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizient λFB durch Hinzufügen von 1 zu einem Wert, der durch Teilen einer Differenz zwischen dem Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis und dem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis durch das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis erhalten wird, berechnet. Wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungsbedingung nicht erfüllt ist, wird der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizient λFB auf 1 gesetzt.
Wie vorstehend angemerkt wurde, wird die Treibstoffeinspritzmenge durch den Rückkopplungskorrekturbetrag durch Multiplizieren des Basiseinspritzimpulses TP mit dem Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB erhöht oder vermindert. Daher kann das in den Motor 11 eingebrachte Gasgemisch nahe dem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis beibehalten werden.
Wie vorstehend genannt gilt, dass wenn sich die Aufteilungszahl NS (Einspritzablaufnummer) unterscheidet, unterscheidet sich auch die Anzahl eines Auftretens der unwirksamen Einspritzzeit der Einspritzeinrichtung 21. Darüber hinaus ist die unwirksame Einspritzzeit des zweiten oder späteren Einspritzvorgangs länger als die unwirksame Einspritzzeit des ersten Einspritzvorgangs. Wenn daher der Einspritzimpuls TAU basierend auf der gleichen Formel berechnet wird, wenn sich die Aufteilungszahl NS unterscheidet, kann der Einspritzimpuls TAU nicht derart berechnet werden, dass die Abweichung von dem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis in den Fällen aller der Einspritzablaufnummern NS reduziert wird, hauptsächlich aufgrund der Differenz der unwirksamen Einspritzzeit. Daher gilt, dass auch wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, eine Wahrscheinlichkeit vorliegt, dass die Abweichung zwischen dem Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis und dem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis sich vergrößert, insbesondere wenn die Einspritzablaufnummer NS umgeschaltet wird.
Daher wird in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel der Basiseinspritzimpuls TP mit dem Lernwert KG multipliziert.
Der Lernwert KG wird basierend auf den Lernwerten ADP1–ADP3 eingestellt, wobei jeder davon als der Mittelwert des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB für jede Einspritzablaufnummer NS berechnet wird.
Auch wenn die Einspritzeinrichtung 21 mit dem Einspritzimpuls TAU mit der gleichen Länge betrieben wird, ändert sich die Ist-Treibstoff-Einspritzmenge, wenn sich unwirksame Einspritzzeit ändert. Die Änderung der Ist-Treibstoff-Einspritzmenge wird in der Differenz zwischen dem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis und dem Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis wiedergegeben. Wenn die Lernwerte ADP1–ADP3 durch Verwenden der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB der entsprechenden Einspritzablaufnummern NS in der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung berechnet werden, und wenn der Einspritzimpuls TAU durch die Multiplikation durch Verwenden des Lernwerts KG berechnet wird, der basierend auf den Lernwerten ADP1–ADP3 eingestellt ist, kompensiert der Einspritzimpuls TAU die Änderung der unwirksamen Einspritzzeit. Daher gilt, dass auch wenn sich die unwirksame Einspritzzeit ändert, die Änderung absorbiert werden kann.
In S190 wird die Einspritzeinrichtung 21 gemäß dem in S180 berechneten Einspritzimpuls TAU angetrieben. Dabei gilt, dass wenn die in S130 berechnete Aufteilungszahl NS 2 oder größer ist, der in S180 berechnete Einspritzimpuls TAU durch die Aufteilungszahl NS gleich aufgeteilt wird, oder zu vorbestimmten Verhältnissen gemäß der Aufteilungszahl NS aufgeteilt wird. Die aufgeteilten Einspritzvorgänge des Treibstoffs werden von der Einspritzeinrichtung 21 gemäß den aufgeteilten Einspritzimpulsen durchgeführt.
Als nächstes wird die Verarbeitung zum Berechnen der Lernwerte ADP1–ADP3 für die entsprechenden Einspritzablaufnummern NS basierend auf dem Flussdiagramm von 5 erläutert. Die in dem Flussdiagramm von 5 gezeigte Verarbeitung wird wiederholt bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel durchgeführt.
In S210 wird die Aufteilungszahl NS (Einspritzablaufnummer) zu dem Zeitpunkt, wenn der Treibstoff eingespritzt wird, auf die gleiche Weise wie in S130 berechnet. In dem folgenden S220 wird bestimmt, ob die Aufteilungszahl NS 1 ist.
Wenn die Aufteilungszahl NS 1 ist, fährt der Prozess mit S230 fort, in dem bestimmt ob die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) 2 oder 3 ist. Wenn in S230 bestimmt wird, dass die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) 2 oder 3 ist, um einen Integrationswert IFB und einen Integrationszeitpunkt CFB des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB, der berechnet wird, während die Aufteilungszahl 2 oder 3 ist, zu speichern, fährt der Prozess mit der Verarbeitung von S320 fort, ohne die Verarbeitung der nachstehend beschriebenen S240 und S250 durchzuführen.
Wenn in S230 bestimmt wird, dass die vorhergehende Aufteilungszahl NS weder 2 noch 3 ist, fährt der Prozess mit S240 fort. In S240 wird eine Integrationsverarbeitung des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB, der in der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung berechnet wird, durchgeführt. Das heißt, dass der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizient λFB zu der Variablen IFB, die den Integrationswert angibt, hinzugefügt wird, um die Variable IFB zu aktualisieren. In dem folgenden S250 wird der Zeitpunkt der Integration des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten λFB durch Verwenden eines Zählers CFB gezählt. Die Verarbeitung von S240 und S250 wird wiederholt durchgeführt, solange der Betriebszustand des Motors 11, in dem die Aufteilungszahl NS des Treibstoffseinspritzvorgangs 1 ist, andauert.
Wenn sich der Betriebszustand des Motors 11 ändert, und es in S220 bestimmt wird, dass die Aufteilungszahl NS nicht 1 ist, fährt der Prozess zu der Verarbeitung in S260 fort. In S260 wird bestimmt, ob die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) 1 ist. Wenn bestimmt wird, dass die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) 1 ist, fährt der Prozess mit S270 fort. In S270 wird der Lernwert ADP1 entsprechend der Aufteilungszahl NS (Einspritzablaufnummer), die 1 ist, durch Teilen des Integrationswerts IFB des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB durch den Integrationszeitpunkt CFB berechnet. In S280 wird der berechnete Lernwert ADP1 in einen nicht flüchtigen Speicher gespeichert.
In S290 werden beide der Variablen IFB, die den Integrationswert angibt, und der Zähler CFB, der den Integrationszeitpunkt angibt, auf 0 zurückgesetzt. Daher kann die Integration des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB und des Zählens des Integrationszeitpunktes in dem Fall der dieses Mal berechneten Aufteilungszahl NS durch Verwenden der Variablen IFB und des Zählers CFB durchgeführt werden. Die Variable und der Zähler können individuell für die entsprechende Aufteilungszahl NS vorbereitet werden.
Auf diese Weise wird der Lernwert ADP1 als der Mittelwert des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB in der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung, die durchgeführt wird, während die Aufteilungszahl NS 1 ist, berechnet. Daher kann ein Fehler in dem Lernwert ADP1 reduziert werden.
Wenn ein neuer Lernwert ADP1 in dem Zustand berechnet wird, in dem bereits ein Lernwert ADP1 berechnet und gespeichert wurde, wird ein Produkt des neuen und alten Lernwerts ADP1 als der neue Lernwert ADP1 gespeichert.
Eine Verarbeitung von S320 bis S390 berechnet den Lernwert ADP2 entsprechend der Aufteilungszahl NS, wenn die Aufteilungszahl NS 2 ist. Eine Verarbeitung von S420 bis S490 berechnet den Lernwert ADP3 entsprechend der Aufteilungszahl NS, wenn die Aufteilungszahl NS 3 ist. Jede Verarbeitung ist gleich der Verarbeitung von S220 bis S280, in der der Lernwert ADP1 entsprechend der Aufteilungszahl NS, die 1 ist, berechnet wird, und daher wird dies hier nicht detailliert erläutert.
Es sollte jedoch angemerkt sein, dass in S330 bestimmt wird, ob die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) 3 ist. Dies liegt daran, dass wenn die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) 1 ist, der Lernwert ADP1 entsprechend der Aufteilungszahl NS, die 1 ist, berechnet wurde, und die Variable IFB und der Zähler CFB durch die vorstehend beschriebene Verarbeitung von S260 bis S290 zurückgesetzt wurde. Wegen dem gleichen Grund gilt, dass wenn die Aufteilungszahl NS 3 ist, die Integration des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB (in S440) und das Zählen des Integrationszeitpunkts (in S450) durchgeführt werden, ohne den Wert der vorhergehenden Aufteilungszahl NS (I-1) zu bestimmen.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird eine Treibstoffeinspritzvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Gesamtaufbau des Verbrennungskraftmaschinensteuersystems mit der Treibstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist gleich dem ersten Ausführungsbeispiel und wird hier nicht detailliert erläutert.
In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird jeder der Lernwerte ADP1–ADP3 aus dem Mittelwert des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB für jede Treibstoffeinspritzaufteilanzahl NS berechnet. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird jeder der Lernwerte ADPP1–ADPP3 durch Verwenden eines Abweichungsimpulses EP berechnet, der eine Treibstoffabweichung der Treibstoffeinspritzmenge von einer Basistreibstoffeinspritzmenge zu dem Zeitpunkt, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung (Regelung) durchgeführt wird, berechnet wird.
Die Treibstoffeinspritzmenge zu dem Zeitpunkt, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, ist die Treibstoffmenge inklusive des Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturbetrags, der zum Anpassen des Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnisses auf das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis dient. Wenn sich die Treibstoffmenge von der Basistreibstoffeinspritzmenge unterscheidet, kann beobachtet werden, dass die Treibstoffabweichung durch die Änderung der unwirksamen Einspritzzeit der Einspritzeinrichtung 21 verursacht wird. Daher können die Lernwerte ADPP1–ADPP3 durch Verwenden der unwirksamen Einspritzzeit berechnet werden.
Jeder der Lernwerte ADPP1–ADPP3, die auf diese Weise berechnet werden, sind äquivalent der unwirksamen Einspritzzeit der Einspritzeinrichtung 21. Daher wird der Einspritzimpuls TAU durch Hinzufügen jedes der Lernwerte ADPP1–ADPP3 zu dem Basiseinspritzimpuls TP berechnet, anders als in dem Fall der Lernwerte ADP1–ADP3 des ersten Ausführungsbeispiels, in dem der Einspritzimpuls TAU durch Multiplizieren des Basiseinspritzimpulses TP mit jedem der Lernwerte ADP1–ADP3 berechnet wird.
Als nächstes wird eine Verarbeitung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Berechnen der Lernwerte ADPP1–ADPP3 für die entsprechenden Einspritzaufteilungszahlen NS (Einspritzablaufnummern) basierend auf einem Flussdiagramm von 6 erläutert. Die in dem Flussdiagramm von 6 gezeigte Verarbeitung wird zu jedem vorbestimmen Kurbelwinkel wiederholt durchgeführt.
Zunächst wird in S510 der Basiseinspritzimpuls TP berechnet. In dem folgenden S520 wird die Aufteilungszahl NS (Einspritzablaufnummer) zu dem Zeitpunkt, wenn der Treibstoff eingespritzt wird, berechnet. In dem folgenden S530 wird bestimmt, ob die Aufteilungszahl NS 1 ist.
Wenn die Aufteilungszahl NS 1 ist, fährt der Prozess mit S540 fort, in dem bestimmt wird, ob die vorherige Aufteilungszahl NS (I-1) 2 oder 3 ist. Wenn in S540 bestimmt wird, dass die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) 2 oder 3 ist, um einen Integrationswert IEP und einen Integrationszeitpunkt CFB der Impulsabweichung EP zu speichern, die berechnet werden, wenn die Aufteilungszahl NS 2 oder 3 ist, fährt der Prozess mit S630 fort, ohne die später erläuterte Verarbeitung von S550 bis S570 durchzuführen.
Wenn bestimmt wird, dass die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) weder 2 noch 3 ist, fährt der Prozess mit S550 fort. In S550 wird die Impulsabweichung EP durch Multiplizieren des Basiseinspritzimpulses TP mit einem Wert, der durch Subtrahieren von 1 von einem Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB, der in der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung berechnet wird, berechnet. Daher wird der Basiseinspritzimpuls TP äquivalent der Basistreibstoffeinspritzmenge von dem Impulsäquivalent der Treibstoffmenge inklusive dem Rückkopplungskorrekturbetrag subtrahiert, der durch Multiplizieren des Basiseinspritzimpulses TP mit dem Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB berechnet wird. Daher ist das vorstehende Berechnungsergebnis der Abweichungsimpuls EP, der die Treibstoffabweichung der Treibstoffeinspritzmenge von der Basistreibstoffeinspritzmenge zu dem Zeitpunkt, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, angibt.
In S560 wird die Integrationsverarbeitung der in S550 berechneten Impulsabweichung EP durchgeführt. Das heißt, dass die Variable IEP, die den Integrationswert angibt, durch Hinzufügen der Impulsabweichung EP zu der Variablen IEP aktualisiert wird. In dem folgenden S570 wird der Zeitpunkt der Integration der Impulsabweichung EP durch Verwenden des Zählers CFB gezählt.
Wenn sich der Betriebszustand des Motors 11 ändert, und in S530 bestimmt wird, dass die Aufteilungszahl NS nicht 1 ist, fährt der Prozess zu der Verarbeitung von S580 fort. In S580 wird bestimmt, ob die vorhergehende Aufteilungszahl NS(I-1) 1 ist. Wenn in S580 bestimmt wird, dass die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) 1 ist, fährt der Prozess mit S590 fort. In S590 wird der Lernwert ADPP1 entsprechend der Aufteilungszahl NS (Einspritzablaufnummer), die 1 ist, durch Teilen des Integrationswerts IEP des Abweichungsimpulses EP durch den Integrationszeitpunk CFB berechnet. Anschließend wird in S600 der berechnete Lernwert ADPP1 in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert.
Im S610 werden sowohl die Variable IEP, die den Integrationswert angibt, als auch der Zähler CFB, der den Integrationszeitpunkt angibt, auf 0 zurückgesetzt. Daher kann die Integration des Abweichungsimpulses EP und das Zählen des Integrationszeitpunktes in dem Fall, des zu diesem Zeitpunkt berechneten Aufteilungszahl NS durch Verwenden der Variablen IEP und des Zählers CFB durchgeführt werden.
Auf diese Weise wird der Lernwert ADPP1 als der Mittelwert der Impulsabweichung EP, die aus dem Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten λFB und dem Basiseinspritzimpuls TP in der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung, die durchgeführt wird, während die Aufteilungszahl NS 1 ist, berechnet wird, berechnet. Daher kann ein Fehler in dem Lernwert ADPP1 reduziert werden.
Wenn ein neuer Lernwert ADPP1 in dem Zustand berechnet wird, in dem der Lernwert ADPP1 bereits berechnet und gespeichert wurde, wird die Summe des neuen und alten Lernwerts ADPP1 als der neue Lernwert ADPP1 gespeichert.
Eine Verarbeitung von S630 bis S710 berechnet den Lernwert ADPP2 entsprechend der Aufteilungszahl NS, wenn die Aufteilungszahl NS 2 ist. Eine Verarbeitung von S730 bis S810 berechnet den Lernwert ADPP3 entsprechend der Aufteilungszahl NS, wenn die Aufteilungszahl NS 3 ist. Jede Verarbeitung ist gleich der Verarbeitung von S530 bis S600, in dem der Lernwert ADPP1 entsprechend der Aufteilungszahl NS, die 1 ist, berechnet wird, und daher wird diese hier nicht detailliert erläutert.
Es sei angemerkt, dass in S640 bestimmt wird, ob die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) 3 ist, wie in dem Fall des Flussdiagramms von 5. Dies liegt daran, dass wenn die vorhergehende Aufteilungszahl NS (I-1) 1 ist, der Lernwert ADPP1 entsprechend der Aufteilungszahl NS, die 1 ist, berechnet wurde, und die Variable IEP und der Zähler CFB durch die Verarbeitung der vorstehend beschriebenen S580 bis S610 zurückgesetzt wurden. Wegen dem gleichen Grund gilt, dass wenn die Aufteilungszahl NS 3 ist, die Berechnung der Impulsabweichung EP (in S750), die Integration der berechneten Impulsabweichung EP (in S760) und das Zählen des Integrationszeitpunkts (in S770) durchgeführt werden, ohne den Wert der vorhergehenden Aufteilungszahl NS (I-1) zu bestimmen.
Vorstehend wurden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise wie folgt modifiziert und implementiert werden.
Beispielsweise ist in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Maximalwert der Aufteilungszahl NS zu dem Zeitpunkt, wenn der Treibstoff eingespritzt wird, auf 3 eingestellt. Alternativ kann der Maximalwert auf 2, 4 oder größer eingestellt sein. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird bestimmt, dass ein Niedrig-Drehzahlbereich auftritt, wenn die Motordrehzahl Ne niedriger als 3000 U/min ist. Die Motordrehzahl Ne zum Bestimmen des Niedrig-Drehzahlbereichs kann beliebig einstellt sein.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern kann auf viele andere Weisen implementiert werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den anhängenden Patentansprüchen definiert ist.
Ein Lernwert zum Korrigieren eines Basiseinspritzimpulses, so dass ein Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis ein Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis annähert, wird individuell für jede Einspritzablaufnummer, die gemäß einem Betriebszustand eines Motors (11) entschieden wird, berechnet. Daher gilt, dass auch wenn sich die Anzahl eines Auftretens einer unwirksamen Einspritzzeit mit der Einspritzablaufnummer ändert, und sich die unwirksame Einspritzzeit mit der Zeit ändert, der angemessene Lernwert für jede Einspritzablaufnummer berechnet werden kann. Wenn ein Einspritzvorgang von einer Einspritzeinrichtung (21) gemäß einem mit dem Lernwert korrigierten Einspritzimpuls durchgeführt wird, kann die Änderung der unwirksamen Einspritzzeit neutralisiert werden, und eine Genauigkeit einer Treibstoffeinspritzmenge kann verbessert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 119507 A [0002]

Claims

Treibstoffeinspritzvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine (11), gekennzeichnet durch: eine Verstärkerschaltung, die eine Spannung einer in einem Fahrzeug angebrachten Batterie verstärkt, und die verstärkte Spannung in einer Ladungskapazität (C2) temporär speichert; eine Einspritzeinrichtung (21), die durch die verstärkte Spannung, die in der Ladungskapazität (C2) gespeichert ist und an die Einspritzeinrichtung (21) zum Einspritzen von Treibstoff in eine Verbrennungskammer der Verbrennungskraftmaschine (11) angelegt wird, angetrieben wird; einen Luft-Treibstoff-Verhältnissensor (28), der an einer Auslassleitung (25) der Verbrennungskraftmaschine (11) zum Messen eines Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnisses bereitgestellt ist; eine Betriebszustandabtasteinrichtung (S110) zum Abtasten eines Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine (11); eine Treibstoffmengenberechnungseinrichtung (S120) zum Berechnen einer von der Einspritzeinrichtung (21) einzuspritzenden Basistreibstoffmenge, so dass das Luft-Treibstoff-Verhältnis in der Verbrennungskraftmaschine (11) mit einem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis gemäß einem Abtastergebnis der Betriebszustandabtasteinrichtung (S110) übereinstimmt; eine Einspritzablaufnummerentscheidungseinrichtung (S130) zum Entscheiden, ob ein einmaliger Einspritzvorgang durchzuführen ist, oder ob ein Einspritzvorgang mehrere Male von aufgeteilten Einspritzvorgängen durchzuführen ist, basierend auf dem Abtastergebnis der Betriebszustandsabtasteinrichtung (S110), wenn der Treibstoff in die Verbrennungskraftmaschine (11) eingespritzt wird; eine Lernwertberechnungseinrichtung (S270, S370, S470, S590, S690, S790) zum Berechnen eines Lernwerts zum Korrigieren der Basistreibstoffmenge individuell für jede durch die Einspritzablaufnummerentscheidungseinrichtung (S130) entschiedene Einspritablaufnummer, so dass das Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis annähert, basierend auf dem mit dem Luft-Treibstoff-Verhältnissensor (28) abgetasteten Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnis und dem Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis; und eine Steuereinrichtung (S180, S190) zum Berechnen einer korrigierten Treibstoffmenge durch Korrigieren der Basistreibstoffmenge, die durch die Treibstoffmengenberechnungseinrichtung (S120) berechnet wurde, mit einem Lernwert entsprechend der durch die Einspritzablaufnummerentscheidungseinrichtung (S130) entschiedenen Einspritzablaufnummer, und zum Antreiben und Steuern der Einspritzeinrichtung (21) gemäß der durch die Einspritzablaufnummerentscheidungseinrichtung (S130) entschiedenen Einspritzablaufnummer, so dass die korrigierte Treibstoffmenge von der Einspritzeinrichtung (21) eingespritzt wird.
Treibstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin mit: einer Luft-Treibstoff-Verhältnis-Regelungseinrichtung zum Durchführen einer Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung zum Anpassen des Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnisses in der Verbrennungskraftmaschine (11) auf das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis, wobei die Lernwertberechnungseinrichtung (S270, S370, S470, S590, S690, S790) den Lernwert durch Verwenden eines Rückkopplungskorrekturbetrags zu dem Zeitpunkt, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durch die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Regelungseinrichtung durchgeführt wird, berechnet.
Treibstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Lernwertberechungseinrichtung (S270, S370, S470, S590, S690, S790) einen Mittelwert des Rückkopplungskorrekturbetrags der Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung berechnet, die durchgeführt wird, während die durch die Einspritzablaufnummerentscheidungseinrichtung (S130) entschiedene Einspritzablaufnummer als der Lernwert unverändert ist.
Treibstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin mit: einer Luft-Treibstoff-Verhältnis-Regelungseinrichtung zum Durchführen einer Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung zum Anpassen des Ist-Luft-Treibstoff-Verhältnisses der Verbrennungskraftmaschine (11) auf das Soll-Luft-Treibstoff-Verhältnis, wobei die Lernwertberechnungseinrichtung (S270, S370, S470, S590, S690, S790) den Lernwert durch Verwenden einer Abweichung der Treibstoffmenge von der Basistreibstoffmenge zu dem Zeitpunkt, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durch die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Regelungseinrichtung durchgeführt wird, berechnet.
Treibstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Lernwertberechnungseinrichtung (S270, S370, S470, S590, S690, S790) einen Mittelwert der Abweichung der Treibstoffmenge von der Basistreibstoffmenge zu dem Zeitpunkt, wenn die Luft-Treibstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, berechnet, während die durch die Einspritzablaufnummerentscheidungseinrichtung (S130) entschiedene Einspritzablaufnummer als der Lernwert unverändert ist.