Diese Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungssystem für Verbrennungsmotoren mit
innerer Verbrennung und insbesondere auf ein Steuerungssystem, welches die Zufuhr
von Kraftstoff, welcher in ein Einlaßrohr eingespritzt wird, so steuert, daß die
Kraftstoffmenge, die an der Innenfläche des Einlaßrohres haftet, kompensiert wird.
Bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren der Art, bei welchen Kraftstoff in ein
Einlaßrohr eingespritzt wird, besteht das Problem, daß ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes
an der Innenfläche des Einlaßrohre haften bleibt, so daß eine erforderliche
Kraftstoffmenge nicht in die Verbrennungskammer gezogen werden kann. Um dieses Problem zu
lösen, wurde ein Kraftstoffzufuhr-Steuerungsverfahren vorgeschlagen, bei welchem eine
Kraftstoffmenge, die an der Innenfläche des Einlaßrohre haften bleibt, und eine, die in
die Verbrennungskammer gezogen wird durch Verdunsten von dem an dem Einlaßrohr
haftenden Kraftstoff, geschätzt wird, und eine Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit
der geschätzten Kraftstoffmengen festgestellt wird (japanische vorläufige
Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 61-126337).
Das Dokument GB-A-2228592 bezieht sich ebenfalls auf ein ähnliches System, bei
welchem eine Kraftstoffhaftmenge auf der Basis der eingespritzten Kraftstoffmenge und der
Kraftstoffhaftungs- und Verdunstungsrate geschätzt wird, wobei die Kraftstoffhaftrate
von der Drosselöffnung und der Kühlmitteltemperatur abgeleitet wird und die
Verdunstungsrate von der Kühlmitteltemperatur, der Einlaßluftmenge und der
Motorgeschwindigkeit abgeleitet werden.
Andererseits ist ein Kraftstoffeinspritzsystem bekannt, bei welchem Luft (sogenannte
Hilfs-Luft) den Kraftstoffeinspritzventilen durch Eingänge zugeführt wird, welche in deren
Nähe vorgesehen sind, um das Sprühen von Kraftstoff, welcher durch die
Kraftstoffeinspritzventile eingespritzt wird, zu unterstützen (z. B. japanische vorläufige
Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 55-9555).
Die oben vorgeschlagenen oder bekannten Systeme oder Verfahren sollen ihre jeweiligen
Probleme alleine lösen. Tatsächlich kann jedoch das Luft-Kraftstoffverhältnis eines einem
Verbrennungsmotor zugeführten Gemisches nicht akkurat auf einen Sollwert gesteuert
werden, wenn nicht alle Probleme gleichzeitig gelöst sind. Auf jeden Fall muß bei der
Lösung der obengenannten Probleme zumindest das Problem der Kraftstoffhaftung an der
Innenfläche des Einlaßrohres berücksichtigt werden. Eine alleinige Kombination von zwei
oder mehr der obengenannten Systeme oder Verfahren kann keine erfolgreiche
Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses ergeben.
Es ist ein Merkmal der Erfindung, das Luft-Kraftstoffverhältnis in Abhängigkeit der
Kraftstoffmenge, die an der Innenwand des Einlaßrohres haftet, sowie die Menge an
zusätzlicher Luft (Hilfs-Luft), die den Kraftstoffeinspritzventilen zugeführt wird, akkurat zu
steuern.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor mit
mindestens einer Verbrennungskammer und einem Einlaßdurchgang mit einer
Innenfläche bereit, wobei das Steuerungssystem aufweist:
eine Betriebsbedingung-Detektiereinrichtung zum Detektieren von Betriebsbedingungen
des Motors (1);
eine Kraftstoff-Haftmenge-Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Menge an haftendem
Kraftstoff, welcher an der Innenfläche des Einlaßdurchgangs haftet;
eine Kraftstoff-Abtragmenge-Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Menge an
abgetragenem Kraftstoff, welcher von dem an der Innenfläche des Einlaßdurchgangs haftenden
Kraftstoff verdunstet ist und in die Verbrennungskammer getragen wurde;
eine Kraftstoffzufuhrmenge-Feststelleinrichtung zum Feststellen einer
Kraftstoffzufuhrmenge, die dem Motor zugeführt werden soll, auf der Basis von durch die
Betriebsbedingung-Detektiereinrichtung detektierten Betriebsbedingungen des Motors, der von der
Kraftstoff-Haftmenge-Schätzeinrichtung geschätzten haftenden Kraftstoffmenge und der
von der Kraftstoff-Abtragmenge-Schätzeinrichtung geschätzten Kraftstoff-Abtragmenge;
und
eine Kraftstoffzufuhreinrichtung zum Zuführen der von der
Kraftstoffzufuhrmenge-Feststelleinrichtung festgestellten Kraftstoffzufuhrmenge in den Einlaßdurchgang;
dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer
Einspritzöffnung und eine zusätzliche Luftzufuhreinrichtung aufweist, um zusätzliche Luft an
die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einer Zone in der Nähe der Einspritzöffnung
zuzuführen;
und dadurch, daß das Steuersystem weiterhin eine
Kraftstoff-Schätzmenge-Korrektureinrichtung aufweist, um die von der Kraftstoff-Haftmenge-Schätzeinrichtung geschätzte
Kraftstoffhaftmenge und die von der Kraftstoff-Abtragmenge-Schätzeinrichtung
geschätzte Kraftstoff-Abtragmenge in Reaktion auf eine Menge der zusätzlichen Luft zu
korrigieren.
Vorzugsweise hat die Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Erwärmungseinrichtung, um den
durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoff zu erwärmen, wobei die
Kraftstoffschätzmenge-Korrektureinrichtung die haftende Kraftstoffmenge und die
abgetragene Kraftstoffmenge auf der Basis eines Betrags an Heizkalorien korrigiert, welcher
von der Erwärmungseinrichtung erzeugt wird.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nur beispielhaft in bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, welches die gesamte Anordnung eines Kraftstoffzufuhr-
Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Figur. 2 eine Ansicht im Querschnitt von wesentlichen Teilen eines
Kraftstoffeinspritzventils, welches in dem System der Fig. 1 vorgesehen ist;
Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Programms zum Berechnen einer
Kraftstoffeinspritzperiode Tout;
Fig. 4(a), (b) und (c) Tabellen zum Berechnen von Korrekturkoeffizienten zum
Korrigieren eines Direktzufuhrverhältnisses A und eines Abtragverhältnisses B;
Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Programms zum Berechnen einer
Einlaßrohr-Kraftstoffhaftmenge TWP(N);
Fig. 6 ein Schaubild des Verhältnisses zwischen der Motor-Kühlmitteltemperatur TW und
einer Erwärmungseinrichtungs-Energie PH;
Fig. 7 ein Schaubild, welches Übergangs-Eigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnisses
A/F zeigt; und
Fig. 8 ein Blockdiagramm, welches eine Variation eines Hilfsluft-Zufuhrsystems,
verwendet bei der Ausführungsform der Fig. 1, zeigt.
In bezug zuerst auf Fig. 1 ist die gesamte Anordnung eines Kraftstoffzufuhr-
Steuerungssystems eines Verbrennungsmotors gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen
Verbrennungsmotor für Fahrzeuge. Der Motor ist z. B. ein Vierzylindermotor. Ein Einlaßrohr 2 ist
mit dem Zylinderblock des Motors 1 verbunden, über welchem ein Drosselkörper 3
angeordnet ist, in welchem ein Drosselventil 301 untergebracht ist. Ein Drosselventilöffnungs-
(θTH) Sensor 4 ist mit dem Drosselventil 301 verbunden, um ein elektrisches Signal zu
erzeugen, welches die gemessene Drosselventilöffnung anzeigt und dieses einer
elektronischen Steuereinheit (im folgenden die "ECU" genannt) 5 zuführt.
Kraftstoffeinspritzventile 6, von welchen nur eines gezeigt ist, sind in das Innere des
Einlaßrohres 2 an Stellen zwischen dem Zylinderblock des Motors 1 und dem
Drosselventil 301 und direkt vor den entsprechenden, nicht gezeigten, Einlaßventilen eingeführt. Die
Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einem Kraftstofftank über eine nicht gezeigte
Kraftstoffpumpe verbunden und elektrisch mit der ECU 5 verbunden, so daß ihre
Ventilöffnungsperioden von Signalen von dieser gesteuert werden.
Ein Einlaßrohr-Absolutdruck-(PBA)-Sensor 10 ist in Verbindung mit dem Inneren des
Einlaßrohres 2 über eine Leitung 9 an einer Stelle direkt nach dem Drosselventil 301
vorgesehen, um der ECU 5 ein elektrisches Signal, welches den gemessenen Absolutdruck in
dem Einlaßrohr 2 anzeigt, zuzuführen.
Ein Motorkühlmitteltemperatur (TW) Sensor 11 ist in dem Zylinderblock des Motors 1
vorgesehen, um ein elektrisches Signal, welches die gemessene
Motorkühlmitteltemperatur TW anzeigt, der ECU 5 zuzuführen. Ein Motor-Drehzahl-(NE)-Sensor 12 ist
gegenüber einer nicht gezeigten Nockenwelle oder einer Kurbelwelle des Motors 1 angeordnet.
Der Motordrehzahlsensor 12 erzeugt einen Impuls als TDC-Signalimpuls bei jedem von
vorbestimmten Kurbelwinkeln, jedesmal, wenn die Kurbelwelle sich um 180 Grad dreht,
wobei der Impuls der ECU 5 zugeführt wird.
Ein O&sub2;-Sensor 13 als Abgas-Bestandteil-Konzentrationssensor ist in einem Auslaßrohr 14,
welches mit dem Zylinderblock des Motors 1 verbunden ist, angeordnet, um die
Konzentration an Sauerstoff, welcher in den von dem Motor 1 ausgestoßenen Abgasen
vorhanden ist, zu messen und ein elektrisches Signal, welches den detektierten Wert der
Sauerstoffkonzentration darstellt, der ECU 5 zuzuführen.
Ein Atmospährendrucksensor 20 ist mit der ECU 5 verbunden, um dieser ein Signal
zuzuführen, welches den gemessenen Atmosphärendruck anzeigt.
Jedes Kraftstoffeinspritzventil 6 ist mit einer Erwärmungseinrichtung zum Erwärmen von
eingespritzten Kraftstoff versehen und einer Luftkammer, welche Teil eines Hilfs-Luft-
Zufuhrsystems bildet (zusätzliche Luftzufuhreinrichtung), siehe Fig. 2. Die Luftkammer ist
mit dem Inneren des Einlaßrohres 2 an einer Stelle vor dem Drosselventil 301 über einen
Hilfs-Luftdurchgang 61 verbunden.
Quer über dem Hilfsluft-Durchgang 61 sind eine Leerlauf-Verstellschraube 63, ein
Hilfsluftmenge-Steuerungsventil 64 und ein Luftwärmer 65 angeordnet, welche gemeinsam
für alle Motorzylinder vorgesehen sind. Das Hilfsluftmenge-Steuerungsventil 64 ist durch
ein Solenoidventil gebildet, dessen Ventilöffnung linear variiert werden kann und welches
elektrisch mit der ECU 5 verbunden ist, um durch ein Steuersignal von der ECU 5
gesteuert zu werden.
Fig. 2 zeigt die innere Konstruktion des Kraftstoffeinspritzventils 6. In der Figur
bezeichnet das Bezugszeichen 601 ein Ventilelement, welches axial gleitend in einem
Ventilgehäuse 610 eingepaßt ist. Wenn sich das Ventilelement 601 nach oben bewegt, wie in der
Figur gezeigt ist, öffnet sich das Einspritzventil 6, so daß Kraftstoff in einen Durchgang
606 durch eine Düse 602 eingespritzt wird. Der Durchgang 606 mündet in das Einlaßrohr
2.
Eine Luftkammer 604 ist um das Ventilgehäuse 610 herum definiert und steht mit dem
Hilfsluft-Durchgang 61 über einen Einlaßdurchgang 603 in Verbindung.
Die Luftkammer 604 steht ebenfalls mit zwei Hilfsluft-Einspritzlöchern 605 in Verbindung,
durch welche Hilfsluft zu einer Zone in der Nähe der Düse 602 zugeführt wird.
Um den Durchgang 606 herum ist eine Erwärmungseinrichtung 608 gebildet, z. B. durch
eine Keramik-Erwärmungseinrichtung und ist elektrisch mit der ECU 5 mittels eines
Stromzufuhrdrahtes 609 verbunden. Die Erwärmungseinrichtung 608 ist an einer
Heißmanschette 611 gestützt. Elektrische Energie PH, welche der Erwärmungseinrichtung 608
zugeführt wird, d. h. Heizkalorien, die der Erwärmungseinrichtung 608 zugeführt werden,
wird so gesteuert, daß sie steigt, wenn die Motorkühlmitteltemperatur TW niedriger ist,
was in Fig. 6 gezeigt ist. Die Erwärmungseinrichtung 608 dient dazu, ein Sprühen des
eingespritzten Kraftstoffes selbst dann zu fördern, wenn die Motortemperatur niedrig ist.
Die ECU 5 weist auf: eine Eingangsschaltung, welche die Funktionen des Formens von
Wellenformen von Eingangssignalen von verschiedenen Sensoren, Verschieben der
Spannungspegel von Sensorausgangssignalen auf einen vorbestimmten Pegel, Konvertieren
von analogen Signalen von Analog-Ausgangssensoren in digitale Signale u. s. w., eine
zentrale Verarbeitungseinheit (im folgenden "die CPU"), welche Programme zum Steuern
der Kraftstoffeinspritzventile 64 usw. ausführt, eine Speichereinrichtung zum Speichern
von Kennfeldern und Tabellen, auf die unten Bezug genommen wird, und verschiedene
Betriebsprogramme, welche in der CPU ausgeführt werden, und zum Speichern von
Ergebnissen von Berechnungen derselben, usw. und eine Ausgangsschaltung, welche
Steuer- oder Antriebssignale an die Kraftstoffeinspritzventile 6, das
Hilfsluftmenge-Steuerventil 64 usw. ausgibt.
Die CPU arbeitet in Reaktion auf die obengenannten Signale von den Sensoren, um
Betriebsbedingungen festzustellen, unter welchen der Motor 1 arbeitet, wie ein
Luft-Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungssteuerbereich, in welchem die Kraftstoffzufuhr in Reaktion
auf die detektierte Sauerstoffkonzentration in den Abgasen gesteuert wird und
Steuerbereiche mit offenen Regelkreisen, und berechnet auf der Basis der festgestellten
Betriebsbedingungen die Ventilöffnungsperiode oder Kraftstoffeinspritzperiode Tout, über
welche hinweg die Einspritzventile 6 geöffnet sein sollen durch Verwendung des in Fig. 3
gezeigten Programmes synchron mit der Eingabe von TDC-Signalimpulsen an die ECU 5.
Die CPU liefert über die Ausgangsschaltung die Treibersignale auf der Basis der
Kraftstoffeinspritzperiode Tout, wie oben festgestellt, an die Kraftstoffeinspritzventile 6, um
diese über die Kraftstoffeinspritzperiode Tout hinweg zu öffnen. Die
Kraftstoffeinspritzperiode Tout ist proportional zu der Kraftstoffeinspritzmenge und wird deshalb im folgenden
als Kraftstoffeinspritzmenge bezeichnet.
Fig. 3 zeigt das Programm zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge Tout. Dieses
Programm wird bei Erzeugen jedes TDC-Signalimpulses und synchron zu diesem ausgeführt.
Bei einem Schritt S1 wird ein Direktzufuhrverhältnis A und ein Abtrag-Verhältnis B
berechnet. Das Direktzufuhrverhältnis A ist definiert als Verhältnis einer Kraftstoffmenge,
die direkt oder unmittelbar in eine Verbrennungskammer gezogen wird zu der gesamten
Kraftstoffmenge, die in einem Zyklus eingespritzt wird, wobei das Direktzuführverhältnis
eine Kraftstoffmenge beinhaltet, die von der Innenfläche des Einlaßrohrs 2 durch
Verdunstung etc. in demselben Zyklus abgetragen wurde. Das Abtragverhältnis B ist
definiert als ein Verhältnis einer von der Innenfläche des Einlaßrohres 2 durch Verdunstung
etc. abgetragenen Kraftstoffmenge, die in dem vorliegenden Zyklus in die
Verbrennungskammer gezogen wird, zu der gesamten Kraftstoffmenge, welche an der Innenfläche des
Einlaßrohres 2 in dem letzten oder direkt vorausgehenden Zyklus haftete. Das
Direktzufuhrverhältnis A und das Abtragverhältnis B werden jeweils von einem A-Kennfeld und
einem B-Kennfeld gelesen, welche entsprechend der Kühlmitteltemperatur TW und dem
Einlaßrohr-Absolutdruck PBA in Reaktion auf die detektierten TW- und PBA-Werte gesetzt
sind. Das Direktzufuhrverhältnis A und das Abtragverhältnis B können, falls erforderlich,
durch Interpolation berechnet werden.
Bei dem nächsten Schritt S2 werden erste, zweite und dritte Korrekturkoeffizienten KA1
bis KA3 und KB1 bis KB3, welche das Direktzufuhrverhältnis A und das Abtragverhältnis
B korrigieren, berechnet.
Die ersten Korrekturkoeffizienten KA1 und KB1 der Korrekturkoeffizienten KA1-3 und
KB1-3 für das Direktzufuhrverhältnis A und das Abtragverhäftnis B werden auf der Basis
der Hilfsluftmenge QA, gezeigt in Fig. 4(a) festgestellt. Die Hilfsluftmenge QA kann aus
dem atmosphärischen Druck PA und dem Einlaßrohr-Absolutdruck PBA berechnet
werden, da die Öffnungsfläche der Hilfsluft-Einspritzlöcher 605 des Kraftstoffeinspritzventils
6 immer konstant ist. Alternativ dazu kann die Hilfsluftmenge QA erhalten werden, indem
zuerst die Ventilöffnung des Hilfsluftmenge-Steuerventils 64 detektiert wird und dann die
Hilfsluftmenge QA von der detektierten Ventilöffnung und der Motordrehzahl NE und dem
Einlaßrohr-Absolutdruck PBA oder von einem Ventilöffnungs-Befehlswert für das
Steuerventil 64 und den NE und PBA-Werten berechnet wird.
Die zweiten Korrekturkoeffizienten KA2 und KB2 werden aus der elektrischen Energie PH
festgestellt, welche der Erwärmungseinrichtung 608 des Kraftstoffeinspritzventils 6,
gezeigt in Fig. 4(b) zugeführt wird.
Der Grund der Zunahme der ersten Korrekturkoeffizienten KA1 und KB1 mit
zunehmender Hilfsluftmenge QA besteht darin, daß, wenn die Hilfsluftmenge QA, die dem
Kraftstoffeinspritzventil 6 zugeführt wird, zunimmt, das Direkt-Zufuhrverhältnis A und das
Abtragverhältnis B anscheinend entsprechend zunehmen. Auch die zweiten
Korrekturkoeffizienten KA2 und KB2 sind ähnlich wie in Fig. 4(b) gezeigt gesetzt.
Die dritten Korrekturkoeffizienten KA3 und KB3 werden in Reaktion auf die Motordrehzahl
NE festgestellt, was in Fig. 4(c) gezeigt ist. Insbesondere gemäß Fig. 4(c) ist der
Korrekturkoeffizient KA3 zum Korrigieren des Direktzufuhrverhältnisses A so gesetzt, daß es
zunimmt, wenn die Motordrehzahl NE zunimmt. Der dritte Korrekturkoeffizient KB3 zum
Korrigieren des Abtragverhältnisses B ist ähnlich gesetzt.
Der Grund, weshalb die dritten Korrekturkoeffizienten KA3 und KB3 dergestalt
zunehmen, wenn die Motordrehzahl NE zunimmt, besteht darin, daß das Direktzufuhrverhältnis
A und das Abtragverhältnis B anscheinend zunehmen, wenn die
Einlaßluftstromgeschwindigkeit in dem Einlaßrohr mit einem Anstieg der Motordrehzahl NE zunimmt.
Danach werden bei einem Schritt S3 die korrigierten Werte Ae und Be des
Direktzufuhrverhältnisses und des Abtragverhältnisses durch Verwendung der folgenden Gleichungen
(1) und (2) berechnet:
Ae = A · KA1 · KA2 · KA3 ...(1)
Be = B · KB1 · KB2 · KB3 ...(2)
Weiterhin werden (1-Ae) und (1-Be) bei einem Schritt S4 berechnet, wo die dergestalt
berechneten Werte Ae, (1-Ae) und (1-Be) in einem RAM-Speicher der ECU 5 zur
Verwendung in einem in Fig. 5 gezeigten Programm gespeichert werden, was im folgenden durch
das zu Schritt S5 führende Programm beschrieben wird.
Bei Schritt S5 wird festgestellt, ob der Motor gerade gestartet wird oder nicht. Wenn die
Antwort bestätigend (JA) ist, wird die Kraftstoffeinspritzmenge Tout auf der Basis einer
Grundkraftstoffmenge Ti zur Verwendung bei Start des Motors berechnet, und dann wird
das Programm beendet. Wenn die Antwort auf die Frage des Schritts S5 negativ (NEIN)
ist d. h., wenn der Motor nicht gestartet wird, wird eine erforderliche Kraftstoffmenge
TCYL(N) für jeden Zylinder, welcher keinen zusätzlichen Korrekturterm Ttotal beinhaltet,
auf welchen später bezug genommen wird, durch Verwendung der folgenden Gleichung
(3) bei einem Schritt S6 berechnet.
TCYL(N) = TiM · Ktotal(N) ... (3)
wobei (N) eine dem Zylinder zugeordnete Nummer darstellt, für welche die erforderliche
Kraftstoffmenge Tcyl berechnet wird. TiM stellt eine Grund-Kraftstoffmenge dar, welche
angewandt werden soll, wenn der Motor unter normalen Betriebsbedingungen (anderen
als der Startbedingung) ist und wird in Reaktion auf die Drehzahl NE und den Einlaßrohr-
Absolutdruck PBA berechnet. Ktotal(N) stellt das Produkt aller Korrekturkoeffizienten
(z. B. ein Kühlmitteltemperatur-abhängiger Korrekturkoeffizient KTW und ein Magerungs-
Korrekturkoeffizient KLS) dar, welche auf der Basis der Motorbetriebs-Parametersignale
vor verschiedenen Sensoren unter Ausschluß eines
Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten KO2, welcher auf der Basis eines Ausgangssignals von dem O&sub2;-Sensor 13
berechnet wird, berechnet werden.
Bei einem Schritt S7 wird eine Verbrennungskammer-Kraftstoffzufuhrmenge TNET,
welche an die entsprechende Verbrennungskammer in dem vorliegenden Einspritzzyklus
geführt werden soll, durch Verwendung der folgenden Gleichung (4) berechnet:
TNET = Tcyl(N) + Ttotal - Be · TWP(N) ... (4)
wobei Ttotal die Summe aller additiven Korrekturterme (z. B. ein
Beschleunigungs-Kraftstoff-Zunahme-Korrekturterm TACC) ist, welcher auf der Basis der
Motorbetriebs-Parametersignale von verschiedenen Sensoren berechnet wird. Der Wert Ttotal beinhaltet
keinen Ineffektivzeit-Korrekturterm TV, auf den später bezug genommen wird. TWP(N)
stellt eine Einlaßrohr-Kraftstoffhaftmenge (geschätzter Wert) dar, welcher von dem
Programm von Fig. 5 berechnet wird. (Be · TWP(N)) entspricht einer Kraftstoffmenge, die
von dem Kraftstoff verdunstet, welcher an der Innenfläche des Einlaßrohres 2 haftet, und
in die Verbrennungskammer getragen wird. Eine Kraftstoffmenge entsprechend der von
der Einlaßrohr-Innenfläche abgetragenen Kraftstoffmenge muß nicht eingespritzt werden
und muß deshalb von dem Wert Tcyl(N) in der Gleichung (4) abgezogen werden.
Bei einem Schritt S8 wird festgestellt, ob der Wert TNET, berechnet durch Gleichung (4),
größer als ein Wert 0 ist oder nicht. Wenn die Antwort negativ (NEIN) ist, d. h., wenn
TNET ≤ 0, wird die Kraftstoffeinspritzmenge Tout auf 0 gesetzt, worauf das Programm
beendet wird. Wenn die Antwort bei Schritt S8 bestätigend (JA) ist, d. h., wenn TNET > 0,
wird der TOUT-Wert durch Verwendung der folgenden Gleichung (5) berechnet:
Tout = TNET(N)/Ae · KO2 + TV ... (5)
wobei KO2 der obengenannte Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient ist, welcher in
Reaktion auf ein Ausgangssignal von dem O&sub2;-Sensor 13 berechnet wird. T ist der
Ineffektivzeit-Korrekturterm.
Somit wird eine Kraftstoffmenge entsprechend TNET(N) · KO2 + Be · TWP(N) der
Verbrennungskammer zugeführt durch Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 6 über die
von der Gleichung (5) berechnete Zeitperiode Tout hinweg.
Fig. 5 zeigt das Programm zum Berechnen der Einlaßrohr-Kraftstoffhaftmenge TWP(N),
welches bei Erzeugen jedes Kurbelwinkelimpulses ausgeführt wird, welcher jedesmal
erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Winkel (z. B. 30 Grad)
dreht.
Bei einem Schritt S21 wird festgestellt, ob die vorliegende Ausführungsschleife dieses
Programmes in eine Zeitspanne nach Start der Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge
Tout fällt und bevor die Kraftstoffeinspritzung beendet wurde (im folgenden "Kraftstoff-
Steuerperiode"). Wenn die Antwort bestätigend (JA) ist, wird ein erstes Kennzeichen
FCTWP(N) bei einem Schritt S32 auf 0 gesetzt, worauf das Programm beendet wird.
Wenn die Antwort auf Schritt S21 negativ (NEIN) ist, d. h., wenn die vorliegende Schleife
nicht in der Einspritz-Steuerperiode liegt, wird bei einem Schritt S22 festgestellt, ob das
erste Kennzeichen FCTWP(N) gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort bestätigend (JA)
ist, d. h., wenn FCTWP(N) = 1, springt das Programm zu einem Schritt S31, wohingegen,
wenn die Antwort negativ (NEIN) ist, d. h., wenn FCTWP(N) = 0, wird bei einem Schritt
S23 festgestellt, ob der Motor unter Kraftstoffunterbrechung (die Kraftstoffzufuhr ist
unterbrochen) steht oder nicht.
Wenn die Kraftstoffzufuhr nicht unterbrochen ist, wird die Einlaßrohr-Kraftstoffhaftmenge
TWP(N) bei einem Schritt S24 durch Verwendung der folgenden Gleichung (6) berechnet,
dann wird ein zweites Kennzeichen FTWPR(N) auf einen Wert 0 gesetzt und das erste
Kennzeichen FCTWP(N) wird bei Schritten S30 und S31 auf einen Wert 1 gesetzt, worauf
das Programm beendet wird:
TWP(N) = (1-Be) · TWP(N) (n-1) + (1-Ae) · (Tout(N) - TV) ... (6)
wobei TWP(N) (n-1) einen Wert TWP(N) darstellt, welcher bei der letzten Gelegenheit
erhalten wurde und Tout(N) einen aktualisierten oder neuen Wert der
Kraftstoffeinspritzmenge Tout, welche von dem Programm der Fig. 3 berechnet wurde. Der erste
Term auf der rechten Seite entspricht einer Kraftstoffmenge, die an der Innenfläche des
Einlaßrohrs 2 bleibt, ohne in die Verbrennungskammer gezogen zu werden, von dem
zuvor an der Innenfläche des Einlaßrohres 2 haftenden Kraftstoff, und der zweite Term auf
der rechten Seite entspricht einer Kraftstoffmenge, die neu an der Innenfläche des
Einlaßrohre 2 haften bleibt, von dem neu eingespritzten Kraftstoff.
Wenn die Antwort bei Schritt S23 bestätigend (JA) ist, d. h., wenn die Kraftstoffzufuhr an
den Motor unterbrochen ist, wird bei einem Schritt S25 festgestellt, ob das zweite
Kennzeichen FTWPR(N) auf einen Wert 1 gesetzt wurde oder nicht. Wenn die Antwort
bestätigend (JA) ist, d. h., wenn FTWPR(N) = 1, springt das Programm zu dem Schritt S31.
Wenn die Antwort negativ (NEIN) ist, d. h., wenn FTWPR(N) = 0, wird die
Kraftstoffhaftmenge TWP(N) durch Verwendung der folgenden Gleichung (7) bei einem Schritt 26
berechnet und dann geht das Programm zu einem Schritt S27 weiter:
TWP(N) = (1-Be) · TWP(N)/n-1) ... (7)
Die Gleichung (7) entspricht der Gleichung (6), außer, daß der zweite Term auf der
rechten Seite weggelassen wurde. Der Grund hierfür besteht darin, daß kein neuer
Kraftstoff an der Einlaßrohr-Innenwand haftet aufgrund der Kraftstoffzufuhrunterbrechung.
Bei Schritt 27 wird festgestellt, ob der berechnete TWP(N)-Wert größer als ein sehr
kleiner vorbestimmter Wert TWPLG ist. Wenn die Antwort bestätigend (JA) ist, d. h., wenn
TWIP(N) > TWPLG, geht das Programm zu dem nächsten Schritt S30. Wenn die Antwort
bei dem Schritt S27 negativ (NEIN) ist, d. h., wenn TWP(N) < TWPLG, wird der TWP(N)-
Wert bei einem Schritt S28 auf einen Wert 0 gesetzt und dann wird das zweite
Kennzeichen FTWPR(N) bei Schritt S29 auf einen Wert 1 gesetzt, worauf das Programm zu dem
Schritt S31 weitergeht.
Gemäß dem oben beschriebenen Programm der Fig. 5 kann die
Einlaßrohr-Kraftstoffhaftmenge TWP(N) akkurat berechnet werden. Darüberhinaus kann eine entsprechende
Kraftstoffmenge der Verbrennungskammer jedes Zylinders zugeführt werden, welche die
Kraftstoffmenge reflektiert, die an der Innenfläche des Einlaßrohres 2 haftet sowie die
von der haftenden Menge abgetragene Kraftstoffmenge.
Weiterhin werden gemäß der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform das
Direktzufuhrverhältnis A und das Abtragverhältnis B durch die ersten Korrekturkoeffizienten
KA1 und KB1 korrigiert, die in Reaktion auf die Hilfsluftmenge festgestellt werden, und
durch die zweiten Korrekturkoeffizienten KA2 und KB2, welche in Reaktion auf den der
Erwärmungseinrichtung 608 zugeführten elektrischen Strom festgestellt werden. Somit
kann die Kraftstoffeinspritzmenge mit der Hilfsluftzufuhr und/oder Erwärmen durch die
Erwärmungseinrichtung berücksichtigt werden. Folglich ist es möglich, das
Luft-Kraftstoffverhältnis eines der Verbrennungskammer zugeführten Gemisches akkurat auf ein
gewünschtes Ventil zu steuern.
Dies wird weiter in bezug auf Fig. 7 beschrieben. Angenommen, daß wie in der Figur
gezeigt ist, das Luft-Kraftstoffverhältnis auf einen Wert von 14,7 gesteuert wird als ein
Sollwert von einem anfänglichen Zustand, in welchem das Luft-Kraftstoffverhältnis auf
der fetten Seite in bezug auf 14,7 ist. Wenn das Direktzufuhrverhältnis A und das
Abtragverhältnis B in Reaktion auf die Hilfsluftmenge korrigiert werden, ist die
vorübergehende Reaktion so wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 7 gezeigt, wenn die
Hilfsluftmenge klein ist, wohingegen sie so wie mit der gestrichelten Linie gezeigt, ist, wenn die
Hilfsluftmenge groß ist. Im Gegensatz dazu kann gemäß der bevorzugten
Ausführungs
form eine hervorragende vorübergehende Reaktion erhalten werden, was durch die
durchgezogene Linie gezeigt ist.
Fig. 8 zeigt die gesamte Anordnung eines weiteren Beispiels des Hilfsluft-Zufuhrsystems,
welches für die Erfindung angewandt werden kann. Die nicht in der Figur gezeigten
Elemente und Teile sind identisch mit denen der Fig. 1.
In Fig. 8 ist eine Drosselstelle 129 in dem Hilfsluftdurchgang 61 vorgesehen, und
Drucksensoren 127 und 128 sind in Verbindung mit dem Hilfsluftdurchgang 61 an einander
gegenüberliegenden Seiten der Drosselstelle 129 angeordnet. Die Drucksensoren 127,
128 sind elektrisch mit der ECU 5 verbunden, um dieser Signale zuzuführen, welche die
entsprechenden Druckwerte anzeigen. Über dem Hilfsluftdurchgang 61 nach den
Drucksensoren 127, 128 (auf der Kraftstoffeinspritzventil-Seite) ist eine Luftpumpe 126
vorgesehen, welche elektrisch oder mechanisch von der ECU 5 in Reaktion auf
Betriebsbedingungen des Motors angetrieben ist. Durch Vorsehen einer Luftpumpe 126 kann die
Hilfsluft-Menge besser in Reaktion auf die Motorbetriebsbedingungen unabhängig von der
Druckdifferenz zwischen dem Atmosphärendruck (PA) und dem Einlaßrohr-Absolutdruck
PBA gesteuert werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Hilfsluftmenge QA auf der Basis des
Öffnungsfläche der Drosselstelle 129 und der Druckwerte, gemessen von den Drucksensoren 127,
128 berechnet.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform werden die
Einlaßrohr-Kraftstoffhaftmenge und Kraftstoffabtragmenge in Reaktion auf die Hilfsluftmenge, die einer Zone
in der Nähe der Kraftstoffeinspritzöffnung des Kraftstoffeinspritzventils zugeführt wird,
korrigiert, und die Kraftstoffeinspritzmenge kann mit der Hilfsluftzufuhr sowie der
Einlaßrohr-Kraftstoffhaftmenge berechnet werden, wobei es möglich ist, das
Luft-Kraftstoffverhältnis eines den Motorzylindern zugeführten Gemisches auf einen Sollwert
ackurat zu steuern.
Weiterhin werden gemäß der bevorzugten Ausführungsform die
Einlaßrohr-Kraftstoffhaftmenge und die Kraftstoffabtragmenge in Reaktion auf den Betrag an Heizkalorien
korrigiert, wodurch es möglich ist, das Luft-Kraftstoffverhältnis akkurater zu steuern.