DE19609677A1 - Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff für einen Motor - Google Patents
Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff für einen MotorInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ausspülvorrichtung, die Kraftstoff,
der in einem Kraftstofftank verdampft ist, zu einer Ansaugöffnung eines Motors führt, und
bezieht sich insbesondere auf die Verhinderung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisfehlers,
wenn eine solche Ausspülung stattfindet.
In der von dem japanischen Patentamt 1978 veröffentlichten Anmeldung Tokkai
Sho 53-19729 ist ein Ausspülmechanismus offengelegt, bei dem Kraftstoff, der in einem
Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugmotors verdampft ist, in einen Kanister abgesaugt wird
und dann von dem Kanister einer Ansaugöffnung des Motors zugeführt wird.
Wenn der Druck in dem Kraftstofftank über einen bestimmten Wert angestiegen ist,
führt dieser Ausspülmechanismus den in dem Kraftstofftank verdampften Kraftstoff in den
Kanister, in dem er von einem Adsorptionsmaterial, wie etwa Aktivkohle, adsorbiert wird.
Vorausgesetzt, daß die festgelegten Kraftfahrzeugbetriebsbedingungen erfüllt sind, wird
der adsorbierte Kraftstoff über eine Ausspülleitung als ein mit Luft vermischtes Gas zu der
Motoransaugöffnung geführt. Die Durchflußrate dieses Ausspülgases wird der Durch
flußrate der Luft in der Motoransaugöffnung angepaßt.
Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der dem Motor zugeführten Kraftstoffmischung
wird durch diese Ausspülung fetter gemacht, aber dies kann durch das Feststellen des Luft-
Kraftstoff-Verhaltnisses mittels eines Sensors und durch Steuern der darauf basierenden,
in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge, also durch eine sogenannte Rückkopplungs
steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, kompensiert werden. Jedoch ist diese Art von
Rückkopplungssteuerungsvorrichtung im allgemeinen so angeordnet, daß das Luft-
Kraftstoff-Verhältnis so gesteuert wird, daß es in der Nähe des theoretischen oder stöchio
metrischen Werts von 14,6 gehalten wird. Bei einem Fahrzeug mit einem Magermixmotor,
der bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis von zum Beispiel etwa 22 betrieben wird,
wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im allgemeinen mittels eines offenen Schleifenverfah
rens ohne Rückkopplungssteuerung gesteuert. Dies wird deswegen gemacht, weil die Sau
erstoffsensoren, die allgemein für die Detektion des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aus der
Sauerstoffkonzentration in den Auspuffgasen verwendet werden, Änderungen in dem Luft-
Kraftstoff-Verhältnis nur in der Nähe des stöchiometrischen Wertes feststellen können.
Wenn ein Sensor verwendet wird, der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis über einen relativ
breiten Bereich seiner Werte feststellen kann, ist es möglich, eine Rückkopplungssteuerung
auch in dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisbereich durchzuführen. Aber die Kosten
dieser Art von Sensoren sind ziemlich hoch.
In diesem Zusammenhang legt die von dem japanischen Patentamt 1986 veröffent
lichte Anmeldung Tokkai Sho 61-87935 eine Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerungsvor
richtung offen, die während des Motorbetriebs in der Nähe des stöchiometrischen Luft-
Kraftstoff-Verhältnisses eine Rückkopplungssteuerung für die Kraftstoffeinspritzmenge
durchführt und die während des Motorbetriebs mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhält
nis eine offene Schleifensteuerung für die Kraftstoffeinspritzmenge durchführt, indem sie
einen Korrekturkoeffizienten verwendet, der während der obigen Rückkopplungssteuerung
gelernt wird.
Diese Vorrichtung ist in der Lage, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem mageren
Betriebsbereich ziemlich genau zu steuern, ohne teuere Luft-Kraftstoff-Verhältnissensoren
mit einem weiten Meßbereich zu verwenden.
Jedoch verbleibt auch bei dieser Vorrichtung das Problem, daß sich das Luft-
Kraftstoff-Verhältnis anreichert, wenn der Motor bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Ver
hältnis arbeitet und das Ausspülen von verdampften Kraftstoff parallel dazu durchgeführt
wird.
Verglichen mit dem Betrieb in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-
Verhältnisses ist die für dieselbe Menge von angesogener Luft eingespritzte Kraftstoff
menge beim Betrieb mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis geringer. Da auf der
anderen Seite die Durchflußrate des Ausspülgases entsprechend der Ansaugluft-Durch
flußrate bestimmt wird, wie oben beschrieben, ändert sich die Durchflußrate des Ausspül
gases nicht, auch wenn sich die Motorbetriebsbedingungen von einem Betrieb in der Nähe
des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu einem Betrieb mit einem mageren
Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert haben. Als Ergebnis wird während des Magermixbe
triebs die dem Motor in der Form des Ausspülgases zugeführte Kraftstoffmenge relativ
bezüglich der eingespritzten Kraftstoffmenge erhöht. Wenn also der Korrektorkoeffizient,
der während des Motorbetriebs in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhält
nisses gelernt wurde, zur Steuerung des Betriebs mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Ver
hältnis verwendet wird, wird das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis in unerwünschter
Weise fetter als der Zielwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Eine solche Anreicherung
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses während des Magermixbetriebs führt zu einem un
erwünschten Einfluß auf die Fahrbarkeit des Fahrzeugs und auf die Zusammensetzung
seiner Auspuffgase.
Es ist möglich, diese Neigung zur Anreicherung durch Durchführung einer Rück
kopplungssteuerung des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch Verwendung von
Luft-Kraftstoff-Verhältnissensoren mit einem weiten Meßbereich zu kompensieren. Da
jedoch in diesem Fall der Korrekturbetrag, der durch eine Rückkopplungssteuerung er
zeugt wird, ziemlich groß sein kann, ist eine bestimmte Zeitperiode erforderlich, bevor das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis seinen Zielwert erreicht, wenn von dem Betrieb mit dem stöchio
metrischen zum Betrieb mit dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit der Luft-
Kraftstoff-Verhältnissteuerung in einem Motor, der mit einem anderen als dem stöchiome
trischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, zu erhöhen, während ein Ausspülen von
verdampften Kraftstoff stattfindet.
Diese und weitere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die in den beigefügten
Patentansprüchen definierte Ausspülvorrichtung gelöst.
Zum Lösen der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine Ausspülvor
richtung für verdampften Kraftstoff aus einem Kraftstofftank eines Motors zur Verfügung.
Der Motor wird durch die Verbrennung einer Mischung aus Luft, die über eine Ansaugöff
nung zugeführt wird, und aus Kraftstoff- der über eine Zuführvorrichtung von dem Kraft
stofftank zugeführt wird, betrieben und umfaßt einen Mechanismus zum Durchführen einer
offenen Schleifensteuerung der von dem Kraftstoffzuführmechanismus zugeführten Kraft
stoffmenge, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Mischung gleich einem ersten Zielwert
zu machen. Die Ausspülvorrichtung umfaßt einen Mechanismus zum Adsorbieren von in
dem Kraftstofftank verdampftem Kraftstoff, eine Ausspülleitung zum Zuführen eines Aus
spülgases zum Motor, welches eines Mischung von adsorbiertem Kraftstoff in dem Adsorp
tionsmechanismus und Luft ist, und einen Mechanismus zum Steuern der Durchflußrate des
Ausspülgases entsprechend einem Verhältnis zwischen dem ersten Zielwert und einem
vorgegebenen Wert.
In einem Motor, der außerdem einen Mechanismus zum Feststellen des Luft-
Kraftstoff-Verhältnisses, einen Mechanismus zum Durchführen einer Rückkopplungssteue
rung der über den Kraftstoffzuführmechanismus zugeführten Kraftstoffmenge zum Ein
stellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf im wesentlich einen zweiten Zielwert und
einen Mechanismus zum Lernen eines Steuerungsbetrags des Rückkopplungssteuerungs
mechanismus umfaßt, ist es vorzuziehen, daß der offene Schleifensteuerungsmechanismus
die Kraftstoffzuführmenge auf der Basis eines gelernten Steuerungsbetrags steuert, der von
dem Lernmechanismus gelernt wird, und daß der vorgegebene Wert gleich dem zweiten
Zielwert ist.
In diesem Fall ist es weiterhin vorzuziehen, daß der offenen Schleifensteuerungs
mechanismus die Kraftstofführmenge durch Erhöhen oder Erniedrigen des gelernten
Steuerungsbetrags entsprechend dem Verhältnis zwischen dem ersten Zielwert und dem
zweiten Zielwert bestimmt.
Es ist weiterhin vorzuziehen, daß der Lernmechanismus einen Mittelwert des Steue
rungsbetrags des Rückkopplungssteuerungsmechanismus lernt.
Es ist außerdem vorzuziehen, daß der Lernmechanismus getrennt die Steuerungs
beträge der Rückkopplungsmechanismus in einem ersten Zustand, wenn das Ausspülgas
dem Motor zugeführt wird, und in einem zweiten Zustand, wenn kein Ausspülgas dem
Motor zugeführt wird, lernt und daß der offene Schleifensteuerungsmechanismus beim
Zuführen von Ausspülgas die Kraftstoffzuführmenge auf der Basis des Steuerungsbetrags
steuert, der während des ersten Zustands gelernt wurde, und beim Nicht-Zuführen von
Ausspülgas die Kraftstoffzuführmenge auf der Basis des Steuerungsbetrags steuert, der
während des zweiten Zustands gelernt wurde.
Es weiterhin vorzuziehen, daß der Durchflußratensteuerungsmechanismus ein
Durchflußsteuerungsventil umfaßt, das in der Ausspülleitung angeordnet ist.
Es ist außerdem vorzuziehen, daß der Durchflußratensteuerungsmechanismus einen
Mechanismus zum Feststellen des Motorbetriebszustands, einen Mechanismus zum Be
rechnen eines Basissteuerungsbetrags entsprechend dem Motorbetriebszustand und einen
Mechanismus zum Berechnen einer Ausspülgasdurchflußrate auf der Basis eines Verhält
nisses zwischen dem ersten Zielwert und einem vorgegebenen Wert umfaßt.
In diesem Fall ist es weiterhin vorzuziehen, daß der Motorbetriebszustands-Detek
tionsmechanismus einen Mechanismus zum Feststellen der Luftansaugrate in der Ansaug
öffnung umfaßt und daß der Basissteuerungsbetrag-Berechnungsmechanismus den Basiss
teuerungsbetrag durch Multiplikation der Luftdurchflußrate mit einem vorgegebenen Koef
fizienten berechnet.
In diesem Fall ist es weiterhin vorzuziehen, daß der Motorbetriebszustands-Detek
tionsmechanismus einen Mechanismus zum Feststellen des Drucks in der Ansaugöffnung
umfaßt und daß der Basissteuerungsbetrag-Berechnungsmechanismus den vorgegebenen
Koeffizienten entsprechend diesem Druck ändert.
Bei einem Motor, der außerdem eine Drosselklappe zum Steuern der Durchflußrate
in der Ansaugöffnung umfaßt, ist es außerdem vorzuziehen- daß der
Motorbetriebszustands-Detektionsmechanismus einen Mechanismus zum Feststellen des
Öffnungsbetrags der Drosselklappe umfaßt und daß der Basissteuerungsbetrag-Berech
nungsmechanismus den Basissteuerungsbetrag durch Multiplikation des Drosselklappenöff
nungsbetrags mit einem konstanten Koeffizienten berechnet.
Die Details ebenso wie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnun
gen gezeigt.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm einer Ausspülvorrichtung für verdampften
Kraftstoff nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramin, das den Vorgang der Rückkopplungssteuerung des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das den Vorgang der offenen Schleifensteuerung des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das einen charakteristischen Abschnitt des Vorgangs
der offenen Schleifensteuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses entsprechend einem zwei
ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das einen charakteristischen Abschnitt des Vorgangs
der offenen Schleifensteuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses entsprechend einem drit
ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in Fig. 1 der Zeichnungen gezeigt, saugt ein wassergekühlter Mehrzylinder
motor 1 für ein Kraftfahrzeug Luft durch eine Ansaugöffnung 2 über einen Ansaugkrüm
mer 3 an. Eine Drosselklappe 4, die mit einem in den Zeichnungen nicht gezeigten Gaspe
dal verbunden ist, so daß sie von diesem betätigt wird, ist in der Ansaugöffnung 2 angeord
net, um die Durchflußrate Q von Luft durch die Ansaugöffnung 2 zu steuern. In dem An
saugkrümmer 3 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 5 für jeden Zylinder des Motors vorgesehen,
um Kraftstoff in diesen einzuspritzen. Kraftstoff wird unter Druck von einem Kraftstofftank
20 über eine in den Zeichnungen nicht gezeigte Kraftstoffpumpe zugeführt und über das
Kraftstoffeinspritzventil 5 in den Ansaugkrümmer 3 eingespritzt. Die Menge des von dem
Kraftstoffeinspritzventil 5 eingespritzten Kraftstoffs wird von einer Steuerungseinheit 6
gesteuert, die einen Mikrocomputer umfaßt.
Der Motor 1 umfaßt eine Ausspülvorrichtung 21 für verdampften Kraftstoff, die in
dem Kraftstofftank 20 verdampften Kraftstoff zur Ansaugöffnung 2 führt. Diese Ausspül
vorrichtung 21 für verdampften Kraftstoff umfaßt einen Behälter 22, der eine Menge an
Adsobermaterial 23 umfaßt, das den innerhalb des Kraftstofftanks 20 verdampften Kraft
stoff über eine Verdampfungskraftstoffleitung 26 adsorbiert, und eine Ausspülleitung 24,
die Kraftstoff, der von dem Adsorber 23 adsorbiert wurde, zur Ansaugöffnung 2 unterhalb
der Drosselklappe 4 führt. Die Leitung 26 umfaßt ein Sicherheitsventil 25, das sich öffnet,
wenn der Druck innerhalb des Kraftstofftanks 20 über einen vorgegebenen Wert steigt. Der
innerhalb des Kraftstofftanks 20 verdampfte Kraftstoff kommt über dieses Sicherheitsventil
25 in den Behälter 22. Ein elektromagnetisch betriebenes Durchflußsteuerungsventil 27 ist
innerhalb der Ausspülleitung 24 angeordnet. Die Öffnung dieses Durchflußsteuerungs
ventils 27 wird entsprechend dem Wert eines Steuerungssignals gesteuert, das von der
zuvor erwähnten Steuerungseinheit 6 ausgegeben wird.
Der Motor 1 umfaßt einen Luftdurchflußmesser 51, der die Luftdurchflußrate Q in
der Ansaugöffnung 2 oberhalb der Drosselklappe 4 feststellt, einen Drehzahlsensor 52, der
die Anzahl der Umdrehungen pro Sekunde N des Motors 1 feststellt, einen Kühlwasser
temperatursensor 53, der die Temperatur TW
des Kühlwassers des Motors 1 feststellt, und einen Sauerstoffsensor 54, der das Luft-
Kraftstoff-Verhältnis der dem Motor 1 zugeführten Kraftstoffmischung aus dem Betrag der
Sauerstoffkonzentration in den Auspuffgasen des Motors feststellt. Alle von diesen Senso
ren ausgegebenen Signale werden der Steuerungseinheit 6 zugeführt.
Entsprechend den Motorbetriebsbedingungen steuert die Steuerungseinheit 6 auf
der Basis der Ausgangssignale dieser Sensoren das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Kraft
stoffmischung auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder auf andere Luft-
Kraftstoff-Verhältnisse einschließlich des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, indem sie
die von dem Kraftstoffeinspritzventil 5 eingespritzte Kraftstoffmenge und den Öffnungs
winkel des Durchflußsteuerungsventil 27 in der Ausspülleitung 24 steuert.
Die Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf das stöchiometrische Verhält
nis wird durch einen Rückkopplungssteuerungsvorgang durchgeführt, wie er in Fig. 2
gezeigt ist. Und die Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf andere Zielverhältnisse
wird durch einen offenen Schleifensteuerungsvorgang durchgeführt, wie er in Fig. 3 gezeigt
ist.
In einem ersten S1 der Fig. 2 werden die von dem Durchflußmesser 51 festgestellte
Luftdurchflußrate Q, die von dem Drehzahlmesser 52 festgestellte Motordrehzahl N und
von dem Kühlwassertemperatursensor 53 festgestellte Temperatur TW
des Kühlwassers des Motors 1 eingelesen.
In einem Schritt S2 wird basierend auf der Luftdurchflußrate Q und der Motor
drehzahl N eine Basiskraftstoffeinspritzmenge Tp nach der folgenden Gleichung berechnet:
Tp=kQ/N,
wobei k eine Konstante ist.
In einem Schritt S3 wird basierend auf den Betriebszuständen des Motors, wie sie
von den einzelnen Detektoren festgestellt werden, entschieden, ob die Bedingungen zum
Durchführen einer Rückkopplungssteuerung auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Ver
hältnis zutreffen oder nicht.
Wenn diese Bedingungen zutreffen, geht der Ablauf zu einem Schritt S4, in dem
entschieden wird, ob die augenblicklichen Motorbetriebsbedingungen zum Durchführen
einer Ausspülung des Kraftstoffs, der sich aufgrund von Verdampfung im Kraftstofftank 20
in dem Behälter 22 angesammelt hat und dort gespeichert ist, geeignet sind oder nicht.
Wenn die Bedingungen zum Durchführen einer Ausspülung zutreffen, geht der
Ablauf zu einem Schritt S5, und ein Basisöffnungswinkel-Steuerungsbetrag EVPSST für
das Durchflußventil 27 wird von einer Tabelle abgelesen, die EVPSST als Funktion der
Motordrehzahl N und der Basiskraftstoffeinspritzmenge Tp angibt. Aus der obigen Glei
chung wird die Luftdurchflußrate Q aus der Motordrehzahl N und der Basiskraftstoffein
spritzmenge Tp bestimmt. Diese Tabelle spezifiziert den Basisöffnungswinkel-Steuerungs
betrag EVPSST solcherart, daß das Ausspülverhältnis, also das Verhältnis zwischen der
Ausspülgasdurchflußrate und der Luftdurchflußrate Q, auf ein Verhältnis gebracht wird,
das zum Beispiel 1% beträgt.
In einem Schritt S6 wird die Ausspüldurchflußrate durch das Durchflußsteuerungs
ventil 27 durch die Steuerung entsprechend dem Wert des Basisöffnungswinkel-Steue
rungsbetrags EVPSST gesteuert, der wie oben bestimmt wurde.
In einem Schritt S7 wird ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrektur
koeffizient auf der Basis der oben beschriebenen Ausspülung gelernt. Dieser Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturkoeffizient ist ein Koeffizient, mit dem die
zuvor beschriebene Basiskraftstoffeinspritzmenge Tp basierend auf dem von dem Sauer
stoffsensor 54 festgestellten Luft-Kraftstoff-Verhältnis multipliziert wird und je nach dem,
ob das von dem Sauerstoffsensor 54 festgestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer oder
fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, erhöht oder erniedrigt wird.
Das Lernen wird durch Mitteln des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturko
effizienten über ein vorgegebenes Abtastzeitinterval und durch Speichern des Ergebnisses
durchgeführt.
Konkret wird der Korrekturkoeffizient, wenn sich das festgestellte Luft-Kraftstoff-
Verhältnis von mager nach fett oder von fett nach mager ändert, mehrfach gemessen, und
der Mittelwert dieser gemessenen Werte wird als gelernter Wert gespeichert. Es kann auch
der Wert, der durch Addieren eines bestimmten Anteils der Abweichung zwischen einem
Standardwert (zum Beispiel 1) für den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient und
dem Mittelwert der Werte, die durch Messen erhalten wurden zu einem Anfangswert (zum
Beispiel 1) erhalten wurde, als gelernter Wert gespeichert werden. Diese gelernten Werte
werden als gelernte Werte für das Ausspülen bei jeder Motorbetriebsbedingung, wie sie
durch die Motordrehzahl N und die Motorlast, die durch die Basiskraftstoffeinspritzmenge
Tp gegeben wird, klassifiziert wird, gespeichert.
Wenn in Schritt S4 festgestellt wird, daß die Bedingungen zum Durchführen einer
Ausspülung nicht zutreffen, geht der Ablauf zu einem Schritt S8. In Schritt S8 wird der
Öffnungswinkel des Durchflußsteuerungsventils 27 auf Null eingestellt, so daß das Durch
flußsteuerungsventil 27 geschlossen ist und ein Ausspülen verhindert wird. Danach wird in
einem Schritt S9 der Vorgang des Lernens eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopp
lungskorrekturkoeffizienten für diesen Zustand, in dem keine Ausspülung durchgeführt
wird, durchgeführt. Dieser Vorgang zum Lernen dieses Koeffizienten ist derselbe wie in
dem oben beschriebenen Schritt S7, aber die gelernten Werte werden als gelernte Werte
ohne Ausspülung gespeichert.
Unter Verwendung des Koeffizienten αL, der wie oben beschrieben in Schritt S7
oder Schritt S9 gelernt wurde, wird in einem Schritt S10 unter Verwendung der folgenden
Gleichung die von dem Kraftstoffeinspritzventil 5 einzuspritzende Kraftstoffinenge Ti be
rechnet:
Ti = Tp·COEF·αL·α+Ts
wobei COEF verschiedene Korrekturkoeffizienten angibt, die in Abhängigkeit von
der Temperatur Tw des Motorkühlwassers usw. eingestellt werden, und a ein Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturkoeffizient ist, der entsprechend dem Aus
gangssignal des Sauerstoffsensors 54 erhöht oder erniedrigt wird. Ts ist ein wirkungsloser
Kraftstoffanteil, der der Antwortverzögerung des Kraftstoffeinspritzventils entspricht und
sich entsprechend der Spannung der Batterie ändert, die das Kraftstoffeinspritzventil be
treibt.
Ti wird als eine Impulsbreite berechnet. In einem abschließenden Schritt S 11 wird
die Rückkopplungssteuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch Ausgabe eines Im
pulssignals mit dieser Impulsbreite an das Kraftstoffeinspritzventil 5 durchgeführt.
Wenn in Schritt S3 festgestellt wird, daß die Bedingungen zum Durchführen einer
Rückkopplungssteuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nicht zutreffen, geht der Ablauf
der Steuerung zu einem Schritt S12 der Fig. 3 und zu den nachfolgenden Schritten, in
denen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch eine offene Schleife gesteuert wird.
In diesem Schritt S12 wird ein Zielwert für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend
auf der Motordrehzahl und der Basiskraftstoffeinspritzmenge Tp in einer Tabelle nach
geschaut und als Zielwert für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gespeichert.
Als nächstes wird in einem Schritt S13 genauso wie im zuvor beschriebenen Schritt
S4 entschieden, ob die Bedingungen zum Ausspülen zutreffen oder nicht.
Wenn die Bedingungen zum Ausspülen zutreffen, wird in einem Schritt S14 genau
so wie im zuvor beschriebenen Schritt S5 ein Basisöffnungswinkel-Steuerungsbetrag
EVPSST für das Durchflußratensteuerungsventil 27 ausgelesen.
In einem Schritt S15 wird auf der Basis der folgenden Gleichung eine Korrektur für
diesen Basisöffnungswinkel-Steuerungsbetrag durchgeführt:
EVPSST′ = EVPSST · DMR
wobei DMR ein Verhältnis von Kraftstoff-Luft-Verhältnissen ist, das nach folgen
der Gleichung bestimmt wird:
DMR = Ziel-Kraftstoff-Luft-Verhältnis/Basis-Kraftstoff-Luft-Verhältnis
Das Basis-Kraftstoff-Luft-Verhältnis ist der Kehrwert des Luft-Kraftstoff-Verhält
nisses genau vor dem Umschalten zu dem augenblicklichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, also
in anderen Worten in diesem Ausführungsbeispiel zu dem stöchiometrischen Luft-
Kraftstoff-Verhältnis. Das Ziel-Kraftstoff-Luft-Verhältnis ist der Kehrwert des augenblick
lichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Folglich wird durch Kompensation des Basisöffnungswinkels-Steuerungsbetrags
EVPSST durch dieses dem Ziel-Kraftstoff-Luft-Verhältnis proportionale Verhältnis DMR,
wenn das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, die
Durchflußrate des Ausspülgases durch eine entsprechende Korrektur verringert.
In einem Schritt S16 wird der Öffnungswinkelbetrag des Durchflußsteuerungs
ventils 27 durch einen dem Öffnungswinkel-Steuerungsbetrag EVPSST′ entsprechenden
Wert gesteuert.
In einem Schritt S17 wird ein gelernter Wert für den Luft-Kraftstoff-Verhältnis
Korrekturkoeffizient während Ausspülbedingen basierend auf der Motordrehzahl und der
Basiskraftstoffeinspritztmenge Tp von einer Tabelle ausgelesen. Diese Tabelle ist diejenige,
die durch die vorherigen Wiederholungen des Schritts 57 angelegt wurde.
Wenn in Schritt S13 festgestellt wird, daß die Bedingungen zum Durchführen des
Ausspülens im Augenblick nicht zutreffen, geht der Ablauf zu einem Schritt S18. In Schritt
S18 wird der Öffnungsbetrag des Durchflußsteuerungsventils 27 auf Null gesetzt, so daß
das Durchflußratensteuerungsventil 27 geschlossen ist und eine Ausspülung verhindert
wird. Dann wird in einem Schritt S19 ein gelernter Wert für den Luft-Kraftstoff-Verhältnis
Korrekturkoeffizienten für diesen Zustand, in dem keine Ausspülung durchgeführt wird,
aus einer Tabelle ausgelesen. Diese Tabelle ist diejenige, die beim Durchführen der vorheri
gen Wiederholungen des Schritts S9 angelegt wurde.
Nach dem Auslesen des gelernten Koeffizienten αL auf die oben dargestellte Weise
wird die Menge Ti des einzuspritzenden Kraftstoffs in einem Schritt S20 unter Verwen
dung folgender Gleichung berechnet:
Ti = Tp·COEF·DMR·αL·α+Ts
Im abschießenden Schritt S21 wird eine offene Schleifensteuerung des Luft-
Kraftstoff-Verhältnisses durch Ausgabe eines Impulssignals mit einer Impulsbreite, die der
berechneten Kraftstoffmenge Ti entspricht, an das Krafteinspritzventil 5 durchgeführt.
Auf diese Weise kann durch Berechnung der einzuspritzenden Kraftstoffinenge
unter Verwendung des Verhältnisses DMR und des gelernten Koeffizienten αL nicht nur
eine Kraftstoffeinspritzmenge, die dem zu erhaltenden Luft-Kraftstoff-Verhältnis ent
spricht, erhalten werden, sondern es gibt auch keine unerwünschte Anreicherung des Luft-
Kraftstoff-Verhältnisses durch das Ausspülgas, selbst wenn ein Umschalten von dem stö
chiometrischen Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu einem mageren Luft-
Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wurde, da die Durchflußrate des Ausspülgases auch um
dieses Verhältnis DMR korrigiert wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Gesamtmen
ge der Kraftstoffinischung einschließlich des Ausspülgases in der Nähe des Ziel-Luft-
Kraftstoff-Verhältnisses gehalten wird.
Die oben erwähnte Steuerung der Durchflußrate des Ausspülgases entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist auch für Motoren wirkungsvoll, in denen kein Lernen des
Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturkoeffizienten durchgeführt wird son
dern nur die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung auf das stöchiometrisch
Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wird.
Wenn ein Lernen durchgeführt wird, wird die Genauigkeit der gelernten Werte
erhöht, indem das Lernen getrennt für das Ausspülen und das Nicht-Ausspülen durchge
führt wird, wie es in dem obigen Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Aber die Steue
rung der Durchflußrate des Ausspülgases nach der vorliegenden Erfindung ist auch wir
kungsvoll, wenn das Lernen ohne Unterscheidung zwischen Ausspülen und Nicht-Aus
spülen durchgeführt wird.
Fig. 4 zeigt ein zweites, bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin
dung.
Ein einziger, hier gezeigter Schritt ist für den Schritt S5 in Fig. 2 als neuer Schritt
S105 und für den Schritt S14 in Fig. 3 als neuer Schritt S114 einzusetzen. Entsprechend
diesem zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt der Motor einen Drosselklappenöffnungs
sensor, der den Öffnungswinkel θ der Öffnungsklappe 4 feststellt. In den Schritten S105
und S114 wird der Basisöffnungswinkel-Steuerungsbeitrag EVPSST proportional zur Dros
selklappenöffnungsfläche f(θ) bestimmt, die aus dem Öffnungswinkel θ der Drosselklappe
4 erhalten wird. In der Gleichung in Fig. 4 ist k₁ eine Konstante.
Die Möglichkeit dieser Art von Einstellung ist verfügbar, da das Ausspülverhältnis,
das das Verhältnis zwischen der Durchflußrate des Ausspülgases und der Durchflußrate θ
der Ansaugluft ist, ungefahr gleich dem Verhältnis zwischen der Öffnungsfläche des Durch
flußsteuerungsventils 27 und derjenigen der Drosselklappe 4 ist. Folglich ist es entspre
chend diesem zweiten Ausführungsbeispiel möglich, den Basisöffnungswinkel-Steuerungs
betrag EVPSST nur aus dem Drosselklappenöffnungswinkel θ und nicht in Abhängigkeit
von zwei festgestellten Werten, nämlich der Motordrehzahl N und der Luftdurchflußrate
Q zu bestimmen.
Fig. 5 zeigt ein drittes, bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin
dung.
Ein einziger, hier gezeigter Schritt ist für den Schritt S5 in Fig. 2 als neuer Schritt
S205 und für den Schritt S14 in Fig. 3 als neuer Schritt S214 einzusetzen. Entsprechend
diesem zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt der Motor 1 einen Drucksensor, der den nega
tiven Druck PB in der Ansaugöffnung 2 an der Einmündung der Ausspülleitung 24 un
terhalb der Drosselklappe 4 mißt. Eine Tabelle des Basisöffnungswinkels-Steuerungsbe
trags EVPSST wird entsprechend der Luftdurchflußrate Q und dem Ansaugdruck PB
erzeugt, und in den Schritten S205 und S214 wird EVPSST aus dieser Tabelle ausgelesen.
Wie oben beschrieben, kann der Basisöffnungswinkelsteuerungsbetrag EVPSST für
das Durchflußsteuerungsventil 27 unter Verwendung verschiedener Parameter, die die
Motorbetriebszustände angeben eingestellt werden.
Folglich ist die vorliegende Erfindung, auch wenn sie anhand ihrer bevorzugten
Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben wurde, nicht als durch irgendwelche, viel
leicht zufällige Details dieser Ausführungsbeispiele oder der Zeichnungen eingeschränkt zu
betrachten, sondern allein durch den Wortlaut der beigefügten Patentansprüche.
Claims (11)
1. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (20)
eines Motors (1), der durch die Verbrennung einer Mischung aus Luft, die über eine An
saugöffnung (2) zugeführt wird, und aus Kraftstoff, der über eine Zuführvorrichtung (5)
von dem Kraftstofftank zugeführt (20) wird, betrieben wird, die eine Vorrichtung (S17,
S19, S20, S21) zum Durchführen einer offenen Schleifensteuerung der von der Kraftstoff
zuführvorrichtung (5) zugeführten Kraftstoffmenge umfaßt, um das Luft-Kraftstoff-Ver
hältnis der Mischung gleich einem ersten Zielwert zu machen, und die eine Vorrichtung
(22) zum Adsorbieren von in dem Kraftstofftank (20) verdampftem Kraftstoff und eine
Ausspülleitung (24) zum Zuführen eines Ausspülgases zum Motor (1), welches eines Mi
schung von adsorbiertem Kraftstoff in der Adsorptionsvorrichtung (22) und Luft ist, um
faßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausspülvorrichtung außerdem umfaßt:
eine Vorrichtung (27, 51, 52, S5, S6, S14, S15, S16) zum Steuern der Durchflußra te des Ausspülgases entsprechend einem Verhältnis zwischen dem ersten Zielwert und einem vorgegebenen Wert.
eine Vorrichtung (27, 51, 52, S5, S6, S14, S15, S16) zum Steuern der Durchflußra te des Ausspülgases entsprechend einem Verhältnis zwischen dem ersten Zielwert und einem vorgegebenen Wert.
2. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Motor (1) außerdem eine Vorrichtung (54) zum Feststellen des Luft-
Kraftstoff-Verhältnisses, eine Vorrichtung (S10, S11) zum Durchführen einer Rückkopp
lungssteuerung der über der Kraftstoffzuführvorrichtung (5) zugeführten Kraftstoffmenge
zum Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf im wesentlich einen zweiten Zielwert
und eine Vorrichtung (S7, S9) zum Lernen eines Steuerungsbetrags der Rückkopplungs
steuerungsvorrichtung (S10, S11) umfaßt, wobei die offene Schleifensteuerungsvorrich
tung (S17, S19, S20, S21) die Kraftstoffzuführmenge auf der Basis eines gelernten Steue
rungsbetrags steuert, der von der Lernvorrichtung (S7, S9) gelernt wird, und der vorgege
bene Wert gleich dem zweiten Zielwert ist.
3. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die offenen Schleifensteuerungsvorrichtung (S17, S19, S20, S21) die
Kraftstoffzuführmenge durch Erhöhen oder Erniedrigen des gelernten Steuerungsbetrags
entsprechend dem Verhältnis zwischen dem ersten Zielwert und dem zweiten Zielwert
bestimmt.
4. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Lernvorrichtung (S7, S9) einen Mittelwert des Steuerungsbetrags
der RÜckkopplungssteuerungsvorrichtung (S10, S11) lernt.
5. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Lernvorrichtung (S7, S9) getrennt die Steuerungsbeträge der Rück
kopplungsvorrichtung (S10, S11) in einem ersten Zustand, wenn das Ausspülgas dem
Motor (1) zugeführt wird, und in einem zweiten Zustand, wenn kein Ausspülgas dem Mo
tor (1) zugeführt wird, lernt und daß die offene Schleifensteuerungsvorrichtung (S17, S19,
S20, S21) beim Zuführen von Ausspülgas die Kraftstoffzuführmenge auf der Basis des
Steuerungsbetrags steuert, der während des ersten Zustands gelernt wurde, und beim
Nicht-Zuführen von Ausspülgas die Kraftstoffzuführmenge auf der Basis des Steuerungs
betrags steuert, der während des zweiten Zustands gelernt wurde.
6. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der zweite Zielwert dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis
entspricht, während der erste Zielwert einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, das
magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
7. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Durchflußratensteuerungsvorrichtung (27, 51, 52, S5, S6, S14, S15,
S16) ein Durchflußsteuerungsventil (27) umfaßt, das in der Ausspülleitung (24) angeordnet
ist.
8. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Durchflußratensteuerungsvorrichtung (27, 51, 52, S5, S6, S14, S15,
S16) eine Vorrichtung (51, 52) zum Feststellen des Motorbetriebszustands, eine Vorrich
tung (S5, S14) zum Berechnen eines Basissteuerungsbetrags entsprechend dem Motor
betriebszustand und eine Vorrichtung (S15) zum Berechnen einer Ausspülgasdurchflußrate
auf der Basis eines Verhältnisses zwischen dem ersten Zielwert und einem vorgegebenen
Wert umfaßt und daß die Durchflußratensteuerungsvorrichtung (27, 51, 52, S5, S6, S14,
S15, S16) die Durchflußrate des Ausspülgases derart steuert, daß sie gleich der berechne
ten Ausspülgasdurchflußrate ist.
9. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Motorbetriebszustands-Detektionsvorrichtung (51, 52) eine Vor
richtung (51) zum Feststellen der Luftansaugrate in der Ansaugöffnung (2) umfaßt und daß
die Basissteuerungsbetrag-Berechnungsvorrichtung (S5, S14) den Basissteuerungsbetrag
basierend auf der Luftdurchflußrate berechnet.
10. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Motorbetriebszustands-Detektionsvorrichtung (51, 52) eine Vor
richtung (51) zum Feststellen der Luftansaugrate in der Ansaugöffnung (2) und eine Vor
richtung (52) zum Feststellen des Drucks in der Ansaugöffnung (2) umfaßt und daß die
Basissteuerungsbetrag-Berechnungsvorrichtung (S5, S14) den Basissteuerungsbetrag auf
der Basis der Luftdurchflußrate und des Drucks berechnet.
11. Ausspülvorrichtung für verdampften Kraftstoff nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Motor (1) außerdem eine Drosselklappe (4) zum Steuern der Durch
flußrate in der Ansaugöffnung (2) umfaßt und daß die Motorbetriebszustands-Detektions
vorrichtung (51, 52) eine Vorrichtung zum Feststellen des Öffnungsbetrags der Drossel
klappe (4) umfaßt und daß die Basissteuerungsbetrag-Berechnungsvorrichtung (S5, S14)
den Basissteuerungsbetrag basierend auf dem Drosselklappenöffnungsbetrag berechnet.
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