DE4442043C2

DE4442043C2 - Behältersteuervorrichtung für Kraftstoffdampf und Steuerverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE4442043C2
Application number: DE4442043A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Nemoto
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2014-11-26
Also published as: JPH07151020A; DE4442043A1; US5445133A; JP2896298B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Behältersteuervorrichtung für Kraftstoffdampf und ein Steuerverfahren für eine Verbrennungskraft maschine und zwar auf eine Lernsteuerung für das Luft/Brennstoffverhältnis für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Kraftstoffverdampfungs-Sammelvorrichtung, wenn der gesammelte Kraft stoff in den Motor eingeführt wird.

In einer konventionellen Lernsteuerung für das Luft/Kraftstoffverhältnis, bei welcher der gesammelte Kraftstoff in den Motor eingeführt wird und die bekannt ist, wird die Lernsteuerung für das Luft/Kraftstoffverhältnis ausgeführt, nachdem das Einführen von Kraftstoffdampf zeitweilig unter brochen wird, wie es in der JP-A-63-129159 (1988) beschrieben ist.

Wenn jedoch das Einführen des Kraftstoffdampfes, welcher eine große Menge an Kraftstoffbestandteil enthält, unterbrochen wird, ändert sich das Verhältnis von Luft und Kraftstoff plötzlich, die dem Motor zugeführt werden, was Probleme verursacht, die z. B. ein Ausstoßen von schädlichen Gasen und eine Variation der abgegebenen Motorleistung verursacht.

Die EP 0 489 489 A2 beschreibt ein Steuersystem sowie ein Steuerverfahren für das Luft/Kraftstoffverhältnis einer Verbrennungskraftmaschine. Bei dem beschriebenen Steuerverfahren bzw. der beschriebenen Steuervorrichtung wird Kraftstoffdampf aus einem Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem einer Verbrennung im Motor zugeführt. Zunächst wird ein Gemisch aus Umge bungsluft und flüssigem Kraftstoff dem Luft/Kraftstoff-Einlaß zugeführt. Anschließend wird periodisch ein Dampfgemisch aus Kraftstoffdampf und Spülluft aus dem Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem dem Luft/Kraftstoff- Einlaß des Motors zugeführt, woran sich eine Luft/Kraftstoff-Messung der zugeführten Luft und des Kraftstoffdampfes und des flüssigen Kraftstoffes anschließt. In diesem Dampfgemisch wird anschließend der Kraftstoffdampf gehalt in Reaktion auf die Luft/Kraftstoff-Messung bestimmt. Des weiteren ist eine Spüleinrichtung mit dem Kraftstoffzufuhrsystem und dem Kraftstoff dampf-Wiedergewinnungssystem gekoppelt, um ein Dampfgemisch aus Kraft stoffdampf und Spülluft in den Luft/Kraftstoff-Einlaß des Motors zu liefern. Lerneinrichtungen, welche auf die Luft/Kraftstoff-Messung des Motorbetriebes zur Bestimmung des Kraftstoffdampfgehaltes in dem zugeführten Dampf gemisch ansprechen, arbeiten mit einer Rückkopplungseinrichtung zusammen, welche mit einem Abgas-Sauerstoff-Sensor für eine Luft/Kraftstoff-Messung gekoppelt ist. Die Zufuhreinrichtung unterbricht das Zuführen, wenn der Kraftstoffdampfgehalt unter einem vorbestimmten Wert liegt.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Behältersteuervorrichtung für Kraftstoffdampf und ein Steuerverfahren für eine Verbrennungskraft maschine zu schaffen, welche z. B. das Ausstoßen schädlichen Gases und die Variation der abgegebenen Leistung verhindert, wenn eine Lern steuerung für das Luft/Kraftstoffverhältnis ausgeführt wird, während die Kraftstoffdampfzufuhr zu dem Motor unterbrochen wird.

Dieses Ziel wird durch eine Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 erreicht sowie durch ein Kraftstoffeinspritz-Steuerverfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 3. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.

Danach wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Lernsteuerung für das Luft/Kraftstoff verhältnis ausgeführt, während die Zufuhr von Kraftstoffdampf nach Berechnen eines Luft/Kraftstoffverhältnisses des Kraftstoffdampfes auf der Basis einer Kraftstoffdampfanteilsrate und einer Rückkopplungskorrektur größe für das Luft/Kraftstoffverhältnis unterbrochen und bestätigt wird, daß das berechnete Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist.

Wenn nämlich das Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis einen fetten Zustand zeigt, was bedeutet, daß der Kraftstoffdampf eine große Menge an Kraftstoffbestandteil enthält, wird die Lernsteuerung für das Luft/ Kraftstoffverhältnis unterbunden bzw. verhindert.

Wenn das Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis einen Wert nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis zeigt, ist die Zufuhr von Kraftstoffdampf zeitweilig unterbrochen, während die Lernsteuerung für das Luft/Kraftstoffverhältnis ausgeführt wird. Da das Kraftstoffdampf- Luft/Kraftstoffverhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffver hältnis ist, wird in diesem Moment keine Leistungsvariation der Ver brennungskraftmaschine bewirkt, selbst wenn die Zufuhr von Kraftstoff dampf plötzlich unterbrochen wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels von Behälter steuervorrichtungen für Kraftstoffdampf bei einer elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung einer Verbren nungskraftmaschine gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Diagramm, das ein darstellendes Beispiel einer elektroni schen Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine zeigt, für die die vorliegende Erfin dung angewendet wird;

Fig. 3 ist ein Diagramm, das den inneren Aufbau einer Steuereinheit in der elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffein spritzung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß Fig. 2 zeigt;

Fig. 4 ist ein detailliertes Diagramm des Aufbaus eines Behältersteuer systems für Kraftstoffdampf in der elektronischen Steuervorrich tung für die Kraftstoffeinspritzung bei einer Verbrennungskraft maschine gemäß Fig. 2;

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zum Berechnen einer Kraftstoffdampfan teilsrate Kevp und einer Variationsgröße DKevp der Kraftstoff dampfanteilsrate, welches in der elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung gemäß Fig. 2 ausgeführt wird;

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm zum Berechnen einer Luftströmungsrate Qtvo, welche durch ein Drosselventil strömt, welches in der elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß Fig. 2 ausgeführt wird;

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zum Berechnen einer Behälterströmungs rate Qevp für Kraftstoffdampf, welches in der elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung bei einer Ver brennungskraftmaschine gemäß Fig. 2 ausgeführt wird;

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm zum Abschätzen eines Kraftstoffdampf- Luft/Kraftstoffverhältnisses AFevp, welches in der elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung bei einer Ver brennungskraftmaschine gemäß Fig. 2 ausgeführt wird;

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm zum Berechnen eines O₂-Rückkopplungs koeffizienten α, welches in der elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung bei einer Verbrennungskraftmaschi ne gemäß Fig. 2 ausgeführt wird;

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm zum Berechnen eines Lernkorrekturkoeffi zienten αm, welches in der elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung bei einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Fig. 2 ausgeführt wird; und

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritz zeitdauer in der elektronischen Steuervorrichtung für die Kraft stoffeinspritzung bei einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Fig. 2.

Nachfolgend wird eine elektronische Steuervorrichtung für die Kraftstoff einspritzung einschließlich einer Behältersteuervorrichtung für Kraftstoff dampf gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Gesamtaufbaus des Sy stems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher A eine Zufuhreinrichtung für gesammelten Kraftstoff darstellt, die den gesammel ten Kraftstoff einem Motor durch Steuerung einer Berechnungseinrich tungseinrichtung B für ein Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis zu führt. Die Berechnungseinrichtung B für das Kraftstoffdampf-Luft/Kraft stoffverhältnis führt ein Abschätzen eines Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoff verhältnisses AFevp in Abhängigkeit von einer Kraftstoffdampfanteilsrate aus, die durch eine Berechnungseinrichtung C für die Kraftstoffdampf anteilsrate und einen O₂-Rückkopplungskoeffizienten α bestimmt wird, der auf der Basis einer Ausgabe von der Rückkopplungseinrichtung D für das Luft/Kraftstoffverhältnis berechnet wird. Die Berechnungseinrichtung C für die Kraftstoffdampfanteilsrate bestimmt eine Kraftstoffdampfanteils rate Kevp in Abhängigkeit von einer Luftströmungsrate Qtvo, die durch die Drosselklappe strömt, und von einer Behälter-Kraftstoffdampfanteils rate Qevp. E stellt eine Lerneinrichtung für das Luft/Kraftstoffverhältnis dar, welche eine Berechnung eines Lernkorrekturkoeffizienten αm aus führt. F stellt eine Einspritzeinrichtung dar, die eine Kraftstoffeinspritzzeit auf der Basis von z. B. einer Motordrehzahl Ne, einer Einlaßluftströ mungsrate Qa und einem Lernkorrekturkoeffizienten αm berechnet, welcher durch die Lerneinrichtung E für das Luft/Kraftstoffverhältnis bestimmt wird, und steuert Kraftstoffeinspritzventile bzw. -düsen.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahr zeug, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, wobei Bezugs ziffer 1 einen Motor, 2 einen Luftfilter, 3 einen Ansaugstutzen, 4 eine Einlaßsammelleitung, 5 einen Drosselkörper, 6 eine Drosselklappe, 7 einen Luftströmungsmesser (AFM) zum Messen der Einlaßluftströmungs rate, 8 einen Drosselklappensensor, 9 einen Ansaug- bzw. Sammeltank, 10 ein Hilfsluftsteuerventil (ISC-Ventil), 11 eine Einlaßleitung, 12 ein Kraftstoffeinspritzventil (Einspritzdüse), 13 einen Kraftstofftank, 26 eine Kraftstoffpumpe, 14 einen Kraftstoffdämpfer, 15 einen Kraftstoffilter, 16 ein Kraftstoffdruckregelventil (Druckregelventil), 17 einen Nockenwinkel sensor, 18 eine Zündspule, 19 eine Zündvorrichtung, 20 einen Wasser temperatursensor, 21 eine Abgasleitung, 22 einen O₂-Sensor, 23 einen Vorstufenkatalysator, 24 einen Hauptkatalysator, 25 einen Schalldämpfer und 30 eine Steuereinheit darstellt.

Einlaßluft wird von dem Ansaugstutzen 3 des Luftfilters 2 eingeführt, strömt durch den Luftströmungsmesser 7, welcher die Einlaßluftströmungs rate mißt, und durch die Drosselklappe 6, welche die Einlaßluftströ mungsrate steuert, und wird zum Sammeltank 9 weitergeleitet. In dem Sammeltank 9 wird die Einlaßluft durch die Einlaßleitung 11 geteilt, welche direkt mit jeweiligen Zylindern des Motors 1 in Verbindung steht, und wird in die jeweiligen Zylinder des Motors 1 eingeführt. Zur selben Zeit wird ein Ausgangssignal, das eine erfaßte Einlaßluftströmungsrate von dem Luftströmungsmesser 7 darstellt, in die Steuereinheit 30 eingege ben.

Andererseits wird der Kraftstoff von dem Kraftstofftank 13 angesaugt und durch die Kraftstoffpumpe 26 druckgesteigert, strömt durch den Kraft stoffdämpfer 14 und durch den Kraftstoffilter 15 und wird dem Kraft stoffeinspritzventil 12 zugeführt, das an der Einlaßleitung 11 vorgesehen ist, und dort wird der Kraftstoff in Abhängigkeit von einem Einspritzsi gnal von der Steuereinheit 30 eingespritzt. In diesem Moment wird der Kraftstoffdruck, der auf das Kraftstoffeinspritzventil 12 wirkt, durch das Kraftstoffdruckregelventil 16 reguliert. Das Kraftstoffdruckregelventil 16 ist so angepaßt, daß es einen Unterdruck von der Einlaßleitung 11 zuführt und stets die Druckdifferenz zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Unterdruck in der Einlaßleitung 11 auf einem konstanten Wert hält.

Des weiteren ist der Drosselklappensensor 8, welcher den Öffnungsgrad der Drosselklappe 6 erfaßt, an dem Drosselkörper 5 montiert, während die Öffnungsgrade der Drosselklappe 6 repräsentierende Signale in die Steuereinheit 30 eingegeben werden. In ähnlicher Weise ist das ISC- Ventil 10 montiert, welches die Drosselklappe 6 umgeht, während die Luftströmungsrate, welche an der Drosselklappe 6 vorbeiströmt, durch ein Signal von der Steuereinheit 30 gesteuert wird, um so eine Leerlaufdreh zahl konstant zu halten. Des weiteren werden Referenzsignale zum Bestimmen von z. B. der Motordrehzahl und zum Steuern von z. B. Kraft stoffeinspritzzeitpunkt und Zündzeitpunkt durch den Nockenwinkelsensor 17 erzeugt und werden in die Steuereinheit 30 eingegeben. Die Tempera tur des Motors 1 wird durch den Wassertemperatursensor 20 erfaßt und wird in die Steuereinheit 30 eingegeben. Die Steuereinheit 30 berechnet eine optimale Kraftstoffmenge in Reaktion auf die Signale, die den Motorzustand darstellen, wie z. B. die von dem Luftströmungsmesser 7, dem Drosselklappensensor 8, dem Nockenwinkelsensor 17 und dem Wassertemperatursensor 20, und treibt bzw. aktiviert das Kraftstoffein spritzventil bzw. die Kraftstoffeinspritzdüse 12, um so Kraftstoff dem Motor zuzuführen. Die Steuereinheit 30 berechnet in gleicher Weise den Zündzeitpunkt und bewirkt eine Zufuhr von Strom zu der Zündvorrich tung 19, um eine Zündung über die Zündspule 18 auszuführen.

Einerseits strömt Kraftstoffdampf, der in dem Kraftstofftank 13 erzeugt wird, durch eine Leitung 46 und wird zeitweilig in einem Behälter 40 gesammelt. Der gesammelte Kraftstoff wird zusammen mit Frischluft, welche über eine Frischlufteinlaßöffnung 45 eingeführt wird, die an dem Behälter 40 vorgesehen ist, während des Motorbetriebes in den Sammel tank 9 über eine Leitung 47, ein Kraftstoffdampf-Behälterventil 41 und eine Leitung 48 eingeführt, dem Motor 1 zugeführt und dort verbrannt, so daß ein Ausstoßen des Kraftstoffdampfes ins Äußere unterdrückt wird. Des weiteren sind die den Unterdruck einführenden Durchgänge 49 und 50 mit einem Behälterabschaltventil 44 für Kraftstoffdampf über ein Kraftstoffdampf-Abschaltventil 43 verbunden, und wenn das Kraftstoff dampf-Abschaltventil 43 aktiviert wird, wird der Unterdruck an dem Behälterabschaltventil 44 für Kraftstoffdampf angelegt, um den Einlaß durchgang für den Kraftstoffdampf zu schließen.

Das Kraftstoffdampf-Behälterventil 41 und das Kraftstoffdampf-Abschalt ventil 43 sind so vorgesehen, daß die Steuereinheit 30 eine Steuerung der einzuführenden Kraftstoffdampfströmungsrate ausführt. Des weiteren wird die Kraftstoffdampfströmungsrate in einer solchen Weise gesteuert, daß eine Kraftstoffdampfanteilsrate proportional zu der Einlaßluftströ mungsrate in den Motor ist, wodurch ein nachteiliger Einfluß auf das O₂-Rückkopplungssteuersystem in der elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung vermieden wird.

Fig. 3 zeigt einen inneren Aufbau der Steuereinheit 30 in einem Aus führungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, in welcher eine MPU 60, ein RAM 61, ein ROM 62 und ein I/O-LSI 63, welcher die Ein gaben und Ausgaben steuert, jeweils über Busse 64, 65 und 66 verbun den sind, um so zwischen ihnen einen Datenaustausch zu ermöglichen. Die MPU 60 empfängt Signale, die den Motorbetriebszustand darstellen, von der I/O-LSI 63 über den Bus 66, ruft anschließend den Inhalt zur Verarbeitung ab, der in dem ROM 62 gespeichert ist, und führt vor bestimmte Prozeßoperationen aus, gibt danach Aktivierungssignale an die jeweiligen Betätigungseinrichtungen, wie z. B. die Einspritzdüse 12, die Zündvorrichtung 19 und das Hilfsluftsteuerventil 10 aus, und zwar wie derum über die I/O-LSI 63.

Es wird nun ein Verfahren erklärt zum Abschätzen des Kraftstoffdampf- Luft/Kraftstoffverhältnisses AFevp in der Berechnungseinheit B für das Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, unter Bezug auf Fig. 4 bis 9.

Das Luft/Kraftstoffverhältnis von Luft und Kraftstoff, die dem Motor 1 zugeführt werden, wird auf der Basis der folgenden Gleichung (1) be rechnet;

AFcyl = (Qtvo + qaevp)/(α × Qinj + qfevp) (1)

in welcher die oben genannten Bezugssymbole, welche in Fig. 4 ebenfalls angegeben sind, folgendes darstellen:
AFcyl: Luft/Kraftstoffverhältnis von Luft und Kraftstoff, welche dem Motor 1 zugeführt werden;
Qtvo: Luftströmungsrate in der Drosselklappe;
qaevp: Frischluftströmungsrate, die in den Behälter eingeführt wird;
α: O₂-Rückkopplungskoeffizient;
Qinj: Basiskraftstoffeinspritzmenge;
qfevp: Kraftstoffmenge, welche vom Behälter 40 entnommen wird.

Als nächstes wird eine Gleichung bezüglich α, welche zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff verhältnis benötigt wird, bestimmt, welche durch Ersetzen von AFcyl = 14,7 in Gleichung (1) erhalten wird;

α = 1 + Kevp × (AFevp - 14,7)/(AFevp + 1) (2)

in welcher die angegebenen Bezugssymbole, von denen ein Teil ebenfalls in Fig. 4 angegeben ist, folgendes bedeuten:
Qevp: Luft und Kraftstoffgemischmenge, die durch das Kraftstoffdampf behälterventil 41 strömt, wobei

Qevp = qaevp + qfevp (3)

Kevp: Kraftstoffdampfanteilsrate, wobei

Kevp = Qevp/Qtvo (4)

Aevp: Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis, wobei

AFevp = qfevp/qaevp (5)

Wie in der oben angegebenen Gleichung (4) angegeben, stellt die Kraft stoffdampfanteilsrate Kevp ein Verhältnis zwischen der Strömungsrate Qevp für das Luft-und-Kraftstoff-Gemisch, welches durch das Kraftstoff dampf-Behälterventil 41 und der Luftströmungsrate Qtvo strömt, welche durch die Drosselklappe strömt, und kann berechnet werden, wenn die jeweiligen Öffnungsgrade des Kraftstoffdampf-Behälterventils 41 und der Drosselklappe 6 bestimmt werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbei spiel wird der Drosselklappenöffnungsgrad auf der Basis der Ausgabe von dem Drosselklappensensor 8 bestimmt, während der Öffnungsgrad für das Behältersteuerventil für den Kraftstoffdampf auf der Basis des Ausgabe wertes von der Steuereinheit 30 bestimmt wird. Andererseits ist kon zipiert, das Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis AFevp gemäß der Gleichung (5) zu berechnen. Da es jedoch schwierig ist, die Kraftstoff menge qfevp zu messen, die aus dem Behälter 40 entnommen wird, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Gleichung (6) durch Modifizieren der oben genannten Gleichung (2) abgeleitet, während man annimmt, daß die aus dem Behälter entnommene Kraftstoffmenge efevp während eines stationären Motorbetriebszustandes entnommen wird;

AFevp = (14,7 × Kevp + α - 1)/(Kevp + 1 - α) (6)

Nachfolgend werden die Verarbeitungsschritte zum Bestimmen des Kraft stoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnisses AFevp erklärt.

Fig. 5 veranschaulicht ein Flußdiagramm zum Bestimmen der Kraftstoff dampfanteilsrate Kevp und der Variation DKevp der Kraftstoffdampf anteilsrate, welche in der Berechnungseinrichtung C für die Kraftstoff dampfanteilsrate berechnet werden, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist.

Zunächst wird in Schritt 300 die Luftströmungsrate Qtvo, welche durch die Drosselklappe strömt, gelesen, während in Schritt 301 die Behälter strömungsrate Qevp für den Kraftstoffdampf gelesen wird.

Fig. 6 veranschaulicht ein Flußdiagramm zum Berechnen der Luftströ mungsrate Qtvo, welche durch die Drosselklappe strömt, welche in Schritt 300 in Fig. 5 gelesen wird. Nun wird das in Fig. 6 veranschaulichte Flußdiagramm erklärt. In Schritt 200 wird zunächst der Drosselklappenöff nungsgrad TVO gelesen. Dann wird in Schritt 201 die Motordrehzahl gelesen. Anschließend wird die Luftströmungsrate Qtvo, welche durch die Drosselklappe strömt, aus dem Kennfeld für die Luftströmungsrate, welche durch die Drosselklappe strömt, gewonnen, welche zuvor in dem ROM 62 gespeichert ist. Das Kennfeld für die Luftströmungsrate, welche durch das Drosselventil strömt, ist durch eine Matrix von Motordrehzahl und Luftströmungsrate entsprechend dem Drosselklappenöffnungsgrad aufgebaut. Danach wird in Schritt 203 die gewonnene Luftströmungsrate Qtvo, welche durch das Drosselventil strömt, in dem RAM 61 gespei chert, um die Verarbeitung gemäß Fig. 6 zu vervollständigen.

Fig. 7 veranschaulicht ein Flußdiagramm zum Berechnen einer in Schritt 301 gemäß Fig. 5 zu lesenden Behälterströmungsrate Qevp für den Kraftstoffdampf. Nun wird das in Fig. 7 veranschaulichte Flußdiagramm erklärt. Zunächst wird in Schritt 100 eine Schrittnummer, welche einen Ausgabewert für das Kraftstoffdampf-Behälterventil 41 darstellt, eingele sen. Dann wird in Schritt 101 eine Kraftstoffdampfströmungsrate Qevp aus einer Tabelle für die Behälterventilströmungsrate für den Kraftstoff dampf auf der Basis der in Schritt 100 eingelesenen Schrittnummer gewonnen. Die Tabelle für die Behälterventilströmungsrate für den Kraftstoffdampf, welche die Kraftstoffdampfströmungsrate mit den jeweili gen Schrittnummern in Beziehung setzt, wird zuvor in dem ROM 62 gespeichert. Schließlich wird in Schritt 102 die gewonnene Kraftstoff dampfströmungsrate Qevp in einer vorbestimmten Adresse in dem RAM 61 gespeichert, um die Verarbeitungsschritte gemäß Fig. 7 zu vervoll ständigen.

Es sei nun zurückgekehrt zu Schritt 302 in Fig. 5, in welchem eine Kraftstoffdampfanteilsrate Kevp auf der Basis der Gleichung (4) unter Verwendung der bereits eingelesenen Luftströmungsrate Qtvo, welche durch die Drosselklappe strömt, und der Kraftstoffdampfströmungsrate Qevp berechnet wird. In Schritt 303 wird die zuvor berechnete Kraftstoff dampfanteilsrate Kevpold eingelesen, während in Schritt 304 eine Varia tion DKevp der Kraftstoffdampfanteilsrate auf der Basis der folgenden Gleichung (7) berechnet wird;

DKevp = Kevp - Kevpold (7)

Nachfolgend wird in Schritt 305 die Variation DKevp der Kraftstoff dampfanteilsrate mit einem vorbestimmten Wert CNTPG verglichen, welcher Daten zum Beurteilen darstellt, ob der Motor in einem instatio nären Zustand ist oder nicht, und wird im voraus in dem ROM 62 gespeichert. Wenn in Schritt 305 bestimmt wird, daß DKevp kleiner ist als CNTPG, wird ein Abschätzprozeßvorgang für das Kraftstoffdampf- Luft/Kraftstoffverhältnis in Schritt 306 gestartet, und wenn bestimmt wird, daß DKevp größer ist als CNTPG, schreitet die Prozeßverarbeitung zu Schritt 308, in welchem die berechnete Kraftstoffdampfanteilsrate Kevp in Schritt 302 in dem Ort von Kevpold gespeichert wird, um den Ver arbeitungsablauf zu vervollständigen bzw. zu beenden.

Fig. 8 veranschaulicht ein Flußdiagramm zum Ausführen einer Abschätz prozeßverarbeitung für das Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis AFevp, welche durch den Schritt 306 in Fig. 5 gestartet wird. Zunächst wird in Schritt 400 eine Kraftstoffdampfanteilsrate Kevp eingelesen, während in Schritt 401 αave eingelesen wird, was einen O₂-Rückkopplungskoeffizien ten darstellt, und zwar nach dem Unterziehen einer Glättungsverarbei tung. Der geglättete O₂-Rückkopplungskoeffizient αave wird später unter Bezug auf Fig. 9 erklärt, weshalb dessen Erklärung hier weggelassen ist. Anschließend wird in Schritt 402 ein Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffver hältnis AFevp auf der Basis der Gleichung (6) berechnet. Schließlich wird in Schritt 403 das berechnete Kraftstoff-Luft/Kraftstoffverhältnis AFevp der folgenden gewichteten Mittlungsprozeßverarbeitung ausgesetzt, um die momentane Prozeßverarbeitung zu vervollständigen.

Das berechnete Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis AFevp wird nämlich in Schritt 402 in ein Register A bewegt, dann wird das zuvor bestimmte Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis AFevpold in ein Register B eingelesen, eine vorbestimmte gewichtete Mittlungsrate, welche zuvor in dem ROM 62 gespeichert wird, wird in ein Register C eingele sen und ein Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis, welches einer gewichteten Mittlungsprozeßverarbeitung ausgesetzt wird, wird auf der Basis der folgenden Gleichung (8) bestimmt;

D = C × A + (1 - C) × B (8)

anschließend wird der Inhalt D in einem Ort für das Kraftstoffdampf- Luft/Kraftstoffverhältnis AFevp gespeichert, welches durch die gewichtete Mittlungsprozeßverarbeitung bestimmt wird.

Fig. 9 veranschaulicht ein Flußdiagramm zum Ausführen der Berechnung des O₂-Rückkopplungskoeffizienten α. Zunächst wird in Schritt 600 eine Ausgabe des O₂-Sensors eingelesen. Dann wird in Schritt 601 beurteilt, ob das momentane Luft/Kraftstoffverhältnis ein fettes oder ein mageres Gebiet im Kennfeld darstellt. Während eines Zustandes im fetten Gebiet weist die Ausgabe des O₂-Sensors etwa 0,8 V auf, im Gegensatz dazu weist während eines Zustandes im Magergebiet, dessen Ausgabe etwa 0,2 V auf, wobei die Ausgaben des O₂-Sensors ähnliche bzw. gleiche digitale Werte darstellen. Deshalb wird der Ausgabewert des O₂-Sensors mit einem vorbestimmten Wert z. B. von etwa 0,5 V verglichen, und wenn der Ausgabewert des O₂-Sensors größer als der vorbestimmte Wert ist, wird beurteilt, daß das momentane Luft/Kraftstoffverhältnis einen Zu stand im fetten Gebiet darstellt, und der Prozeß schreitet zu Schritt 602. Im gegensätzlichen Fall wird beurteilt, daß das momentane Luft/Kraftstoffverhältnis einen Zustand im Magergebiet darstellt, und der Prozeß schreitet zu Schritt 605. In Schritt 602 wird der vorherige Zustand bezüglich des Luft/Kraftstoffverhältnisses geprüft, und wenn der vorherige Zustand ein Zustand im Magergebiet war, was anzeigt, daß der Zustand zum gegenwärtigen Zeitpunkt sich von einem Zustand im Magergebiet zu einem Zustand im fetten Gebiet geändert hat, schreitet der Prozeß zu Schritt 603, in welchem eine Berechnung für eine Proportionalitätssteue rung auf der Basis der folgenden Steuergleichung (9) ausgeführt wird;

α = α - ARP (9)

wobei
ARP: eine proportionale Korrekturkomponente während eines Zustan des im fetten Gebiet darstellt, welche in dem ROM 62 gespei chert ist.

Wenn der vorherige Zustand ein Zustand im fetten Gebiet in Schritt 602 war, schreitet der Prozeß zu Schritt 604, in welchem eine Berechnung für eine Integrationssteuerung auf der Basis der folgenden Steuergleichung (10) ausgeführt wird;

α = α - ARI (10)

wobei
ARI: eine Integrationskorrekturkomponente während eines Zustandes im fetten Gebiet ist, welche in dem ROM 62 gespeichert ist.

Andererseits wird, wenn die Ausgabe von dem O₂-Sensor einen Wert anzeigt, der kleiner als der vorbestimmte Wert in Schritt 601 ist, beur teilt, daß das momentane Luft/Kraftstoffverhältnis einen Zustand im Magergebiet darstellt, und der Prozeß schreitet zu Schritt 605. In Schritt 605 wie in Schritt 602 wird der vorhergehende Zustand bezüglich des Luft/Kraftstoffverhältnisses geprüft, und wenn der vorherige Zustand ein Zustand im fetten Gebiet war, was anzeigt, daß der Zustand sich zum gegenwärtigen Zeitpunkt aus einem Zustand im fetten Gebiet in einen Zustand im Magergebiet geändert hat, schreitet der Prozeß zu Schritt 606, in welchem eine Berechnung für eine Proportionalitätssteuerung auf der Basis der folgenden Steuergleichung (11) ausgeführt wird;

α = α + ALP (11)

wobei
ALP: eine Proportionalitätskorrekturkomponente während eines Zustan des im Magergebiet ist, welche in dem ROM 62 gespeichert ist.

Wenn der vorherige Zustand ein Zustand im Magergebiet in Schritt 605 war, schreitet der Prozeß zu Schritt 607, in welchem eine Berechnung für eine Integrationssteuerung auf der Basis der folgenden Steuergleichung (12) ausgeführt wird;

α = α + ALI (12)

wobei
ALI: eine Integrationskorrekturkomponente während eines Zustandes im Magergebiet ist, welche in dem ROM 62 gespeichert ist.

Die O₂-Rückkopplungskoeffizienten, die in den oben genannten Prozeß verarbeitungen bestimmt werden, werden an zuvor bestimmten Orten in dem RAM 61 in Schritt 608 gespeichert.

Nachfolgend wird in Schritt 609 eine Glättungsverarbeitung für den O₂- Rückkopplungskoeffizienten α ausgeführt. Bei dem vorliegenden Aus führungsbeispiel wird eine gewichtete Mittlungsverarbeitung für die Glät tungsverarbeitung angewendet. Da die Schritte für die gewichtete Mitt lungsverarbeitung äquivalent jenen in Schritt 403 in Fig. 8 sind, wird deren Erklärung ausgelassen.

Fig. 10 veranschaulicht ein Flußdiagramm zum Ausführen einer Berech nung eines Lernkorrekturkoeffizienten αm, welche in der Lernsteuer einrichtung E gemäß Fig. 1 für das Luft/Kraftstoffverhältnis ausgeführt wird.

Zunächst wird in Schritt 700 ein Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis AFevp eingelesen. Dann fährt der Prozeß zu Schritt 701 fort, in welchem geprüft wird, ob das eingelesene Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis AFevp in einem vorbestimmten Bereich ist. Wenn das eingelesene Kraft stoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis AFevp außerhalb des vorbestimmten Bereiches ist, endet der Prozeß. Wenn das eingelesene Kraftstoffdampf- Luft/Kraftstoffverhältnis AFevp innerhalb des vorbestimmten Bereiches ist, wie z. B. zwischen 14,0 und 16,0, fährt der Prozeß zu Schritt 702 fort, in welchem das Kraftstoffdampfabschaltventil 43 eingeschaltet wird, um dadurch die Kraftstoffdampfzufuhr abzuschneiden bzw. zu unterbrechen. Dann fährt der Prozeß zu Schritt 703 fort, in welchem der gemittelte O₂-Rückkopplungskoeffizient αave eingelesen wird. Schließlich wird in Schritt 704 der Lernkorrekturkoeffizient αm erneuert, um die momenta nen Prozeßverarbeitungen zu vervollständigen bzw. beenden.

Fig. 11 veranschaulicht ein Flußdiagramm zum Ausführen einer Berech nung für die Kraftstoffeinspritzzeitdauer, das in der Kraftstoffeinspritz einrichtung F gemäß Fig. 1 ausgeführt wird. Zunächst wird in Schritt 800 eine Motordrehzahl Ne eingelesen, während in Schritt 801 eine Ein laßluftströmungsrate Qa, welche auf der Basis der Ausgabe von dem Luftströmungsmesser 7 berechnet wird, eingelesen. In Schritt 802 wird eine Basiskraftstoffeinspritzzeitdauer Tp auf der Basis der folgenden Gleichung (13) berechnet;

Tp = Kinj × Qa/Ne (13)

wobei
Kinj: ein Koeffizient für die Kraftstoffmengen-Einspritzvorrichtung ist.

Nachfolgend werden in Schritt 803 verschiedene Arten von Korrekturkoef fizienten COFF eingelesen, und in Schritt 804 eine Kraftstoffeinspritzzeit dauer Ti auf der Basis der folgenden Gleichung (14) berechnet wird;

Ti = Tp × COFF (14)

Dann wird in Schritt 805 der korrigierte O₂-Rückkopplungskoeffizient α eingelesen, und in Schritt 806 wird der Lernkorrekturkoeffizient αm eingelesen.

Schließlich wird eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzzeitdauer Te auf der Basis der folgenden Gleichung (15) berechnet;

Te = Ti × (α + αm) + Ts (15)

wobei

Ts: Totzeit der Einspritzdüsen.

Somit wird auf der Basis der resultierenden tatsächlichen Kraftstoffein spritzzeitbreite die Einspritzvorrichtung über die I/O-LSI 63 aktiviert, um Kraftstoff einzuspritzen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Kraftstoffdampf-Luft/Kraft stoffverhältnis geschätzt, und wenn der Motor in einem derartigen Be triebszustand ist, daß keine wesentliche Variation des Luft/Kraftstoff verhältnisses bewirkt wird, selbst wenn die Kraftstoffdampfzufuhr plötzlich unterbrochen wird, wird die Kraftstoffdampfzufuhr unterbrochen und die Lernsteuerung für das Luft/Kraftstoffverhältnis ausgeführt, wodurch eine Lernsteuerung für das Luft/Kraftstoffverhältnis ausgeführt wird, ohne daß eine Variation des Luft/Kraftstoffverhältnisses und eine Variation der abgegebenen Leistung bewirkt werden.

Claims

1. Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung (30) für eine Verbrennungskraftma schine (1), welche aufweist:
einen Behälter (40), der zeitweilig Kraftstoffdampf sammelt, welcher in einem Kraftstofftank (13) erzeugt wird;
eine Behältersteuereinrichtung (41, 43) für den Kraftstoffdampf, welche den gesammelten Kraftstoffdampf in die Verbrennungskraftmaschine (1) während deren Betriebs einführt;
eine Rückkopplungssteuereinrichtung für das Luft/Kraftstoffverhältnis, welche ein Luft/Kraftstoffverhältnis eines in die Verbrennungskraftma schine (1) eingeführten Luft-und-Kraftstoff-Gemisches steuert, indem ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Sensor verwendet wird; und
eine Lernsteuereinrichtung für das Luft/Kraftstoffverhältnis, welche einen Lernprozeß ausführt, so daß eine Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrektur von der Rückkopplungssteuereinrichtung für das Luft/Kraftstoffverhältnis sich auf einen vorbestimmten Wert einstellt, wobei die Behältersteuereinrich tung für den Kraftstoffdampf eine Berechnungseinrichtung für das Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis aufweist, welche das Kraftstoff dampf-Luft/Kraftstoffverhältnis des gesammelten Kraftstoffdampfes berechnet, der in die Verbrennungskraftmaschine (1) jedoch nicht während einer Zeit eingeführt wird, wenn das Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis, das durch die Berechnungseinrichtung für das Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoff verhältnis berechnet wurde, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist, wobei dann die Behältersteuereinrichtung für den Kraftstoffdampf die Zufuhr von gesammeltem Kraftstoffdampf zu der Verbrennungskraftma schine (1) unterbricht und die Lernsteuereinrichtung für das Luft/Kraft stoffverhältnis gestartet wird, um die Lernsteuerung für das Luft/Kraft stoffverhältnis auszuführen, und der vorbestimmte Bereich des Kraftstoff dampf-Luft/Kraftstoffverhältnisses zwischen 14,0 und 16,0 ist.

2. Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, bei welcher die durch die Berechnungseinrichtung für das Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis ausgeführte Berechnung des Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnisses unterbrochen wird, wenn die Variation der Kraftstoffdampfanteilsrate in dem Luft-und-Kraftstoff-Ge misch, welches der Verbrennungskraftmaschine (1) zugeführt wird, einen vorbestimmten Wert übersteigt.

3. Kraftstoffeinspritz-Steuerverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine, welches die Schritte aufweist:
zeitweiliges Sammeln von Kraftstoffdampf, welcher in einem Kraftstoff tank erzeugt wird, in einen Behälter;
Steuern der Zufuhr des gesammelten Kraftstoffdampfes zu der Ver brennungskraftmaschine während deren Betriebs;
Rückkopplungssteuern des Luft/Kraftstoffverhältnisses des dem der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft-und-Kraftstoff-Gemisches, indem ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Sensor angewendet wird;
Ausführen einer Lernsteuerung für das Luft/Kraftstoffverhältnis, so daß eine Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrektur, welche, durch den Rückkopp lungssteuerschritt ausgeführt wird, sich auf einen vorbestimmten Wert einstellt;
Berechnen eines Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnisses des gesam melten Kraftstoffdampfes, welcher der Verbrennungskraftmaschine zu geführt wird;
Unterbrechen der Zufuhr des gesammelten Kraftstoffdampfes zu der Verbrennungskraftmaschine nur während einer Zeitperiode, wenn das Kraftstoffdampf-Luft/Kraftstoffverhältnis, welches in dem Berech nungsschritt für das Kraftstoffdampf- Luft/Kraftstoffverhältnis bestimmt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zwischen 14,0 und 16,0 liegt; und
anschließendes Ausführen einer Lernsteuerung für das Luft/Kraftstoff verhältnis des der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luft-und-Kraft stoff-Gemisches.

4. Kraftstoffeinspritz-Steuerverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 3, welches des weiteren den Schritt aufweist:
Unterbrechen des Berechnungsschrittes für das Kraftstoffdampf-Luft/ Kraftstoffverhältnis, wenn eine Variation der Kraftstoffdampfanteilsrate in dem Luft-und-Kraftstoff-Gemisch, welches der Verbrennungskraftma schine zugeführt wird, einen vorbestimmten Wert übersteigt.