DE19935968A1 - Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors - Google Patents

Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors

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Abstract

Es wird eine Komponente zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis für eine Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors mit einem Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis geschaffen. Die Komponente zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis kann eine zeitliche Verzögerung bei der Erfassung eines von dem Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis erfaßten Luft-/Kraftstoffverhältnisses in bezug auf den Zeitpunkt bewältigen, zu dem dem Motor das Gasgemisch mit dem Luft-/Kraftstoffverhältnis zugeführt wird. DOLLAR A Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist eine erfindungsgemäße Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur Ausgabe eines dem Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases entsprechenden Signals und eine Komponente zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur Steuerunng der Menge des dem Motor zugeführten Kraftstoffs auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Sensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis umfaßt, wobei die Komponente zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis den Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage eines nicht linearen Berechnungselements berechnet. DOLLAR A Als genaues Merkmal weist das nicht lineare Berechnungselement eine ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors mit einer Einrichtung zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis und insbesondere eine Steuer­ einheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors mit einer Einrichtung zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis, die eine zeitliche Verzö­ gerung bei der Erfassung eines von einem Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis erfaßten Luft-/Kraftstoff­ verhältnisses bewältigt.
Wenn von einem Sensor für das Luft-/Kraftstoffverhält­ nis eine Sauerstoffkonzentration im Abgas eines Motors erfaßt wird und das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor zuzu­ führenden Gasgemischs durch eine Rückführung des erfaßten Werts auf einen vorgegebenen Wert, beispielsweise auf einen Wert nahe dem theoretischen Luft-/Kraftstoffverhältnis, ge­ steuert wird, wird die Reaktion der Steuerung der Korrektur des Luft-/Kraftstoffverhältnisses durch Berechnen eines Kor­ rekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis unter Berücksichtigung einer zeitlichen Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem von einer Injektionseinrichtung Kraftstoff eingespritzt und verbrannt wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die Sauerstoffkonzentration erfaßt wird, verbessert. Eine derartige Technik ist beispielsweise in der japanischen Pa­ tentoffenlegungsschrift Nr. 5-288105 offenbart. Als Einrich­ tung zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems der zeitlichen Verzögerung werden eine Technik zur Verbesserung der Reaktion der Steuerung bei einem normalen Betrieb durch Korrigieren eines vorab eingestellten Luft-/Kraftstoff-Ver­ hältnisses unter Verwendung eines Modells einer Totzeit und einer zeitlichen Verzögerungskonstante erster Ordnung und ei­ ne Technik zur Verbesserung der Reaktion der Steuerung bei einem Übergangsbetrieb durch Korrigieren eines Parameters für die Steuerung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses, der den Öff­ nungsgrad einer Drossel verändert, vorgeschlagen.
Ferner wird in der japanischen Patentoffenlegungs­ schrift Nr. 8-74624 eine Technik zur Lösung des Problems der zeitlichen Verzögerung der Reaktion der Korrektur des Luft-/Kraftstoffverhältnisses vorgeschlagen. Die Technik besteht darin, daß bei einer Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis eines Motors bei der Berechnung eines Korrektur­ koeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zum Einstel­ len einer dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge das Problem der zeitlichen Verzögerung der Reaktion bei der Korrektur des Luft-/Kraftstoffverhältnisses durch Ausführen einer PI-Steue­ rung (einer Proportionalsteuerung und einer Integralsteue­ rung) auf der Grundlage eines von einem O2-Sensor erfaßten Werts der Sauerstoffkonzentration, d. h. durch Ausführen einer Proportionalsteuerung (einer proportionalen Korrektur) auf der Grundlage des erfaßten Werts und anschließendes Ausführen einer Integralsteuerung (Integralkorrektur) durch Steigern des der verstrichenen Zeit entsprechenden Integralkoeffizien­ ten, gelöst wird.
Die vorstehend zuerst beschriebene herkömmliche Technik hat die Nachteile, daß eine große Anzahl an Personalstunden für die Abgleicharbeit, wie eine Modelleinstellung und eine Teilung unter Parametern beim Ausführen einer konstanten Ab­ gleicharbeit für jedes einzustellende System, erforderlich ist und daß ein Fehler schwer zu korrigieren ist, wenn der Fehler in dem Modell aufgrund einer Verschlechterung im Laufe der Zeit erzeugt wird.
Die vorstehend zuletzt beschriebene herkömmliche Tech­ nik hat den Nachteil, daß durch das Verfahren bei einer PI- Steuerung auf der Grundlage eines von einem Weitbereichssen­ sor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis erfaßten Werts des Luft-/Kraftstoffverhältnisses (eines linear erfaßten Werts) kein Korrekturkoeffizient für das Luft-/Kraftstoffverhältnis berechnet werden kann, da das Verfahren eine PI-Steuerung (eine Proportionalsteuerung und eine Integralsteuerung) auf der Grundlage eines von einem O2-Sensor erfaßten Werts (eines erfaßten EIN-/AUS-Werts) der Sauerstoffkonzentration ist.
Daher treten die folgenden Probleme auf, selbst wenn die PI-Steuerung auf der Grundlage des von dem O2-Sensor er­ faßten Werts des Luft-/Kraftstoffverhältnisses für eine den Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis verwen­ dende Einrichtung zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis angewendet wird. Dies be­ deutet, daß beim Ausführen der Steuerung des Luft-/Kraft­ stoffverhältnisses durch eine PI-Steuerung eine zeitliche Verzögerung auftritt, wie in Fig. 8(b) durch eine gestrichel­ te Linie dargestellt, da der Ausgang des Weitbereichssensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis in bezug auf die Verände­ rung des dem Motor zugeführten Luft-/Kraftstoffverhältnisses eine zeitliche Verzögerung aufweist und für die Amplitude des Ausgangs ein Durchschnittswert ermittelt wird, so daß diese klein wird, wie in Fig. 8(a) dargestellt. Dadurch kann kein geeigneter Korrekturkoeffizient für das Luft-/Kraftstoffver­ hältnis berechnet werden, die Reaktion der Steuerung der Kor­ rektur des Luft-/Kraftstoffverhältnusses wird verschlechtert, und es treten Probleme hinsichtlich der Motorleistung und der Abgasreinigung auf. Es kann davon ausgegangen werden, daß ein Mittel zur Lösung der zeitlichen Verzögerung bei der Steue­ rung die Steigerung einer Steuerungsverstärkung ist. In die­ sem Fall kann jedoch ein Problem, wie eine Steigerung eines Überschwingens oder das Auftreten einer Schwingung, auftre­ ten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung dient der Lösung der vorste­ hend beschriebenen Probleme, und eine Aufgabe der vorliegen­ den Erfindung ist das Schaffen einer Einrichtung zur Berech­ nung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis, durch die bei einer Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors mit dem Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eine zeitliche Verzögerung bei der Erfassung eines Luft-/Kraftstoffverhältnisses durch einen Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis in bezug auf den Zeitpunkt, zu dem einem Motor ein Gasgemisch mit dem Luft-/Kraftstoffverhältnis zugeführt wird, bewältigt werden kann.
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist eine erfindungsgemäße Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffver­ hältnis eines Motors dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur Ausgabe eines dem Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases ent­ sprechenden Signals und eine Einrichtung zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur Steuerung der Menge des dem Motor zugeführten Kraftstoffs auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Sensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis umfaßt, wobei die Einrichtung zur Be­ rechnung des Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis den Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraft­ stoffverhältnis auf der Grundlage eines nicht linearen Be­ rechnungselements berechnet.
Ein genaues Merkmal der erfindungsgemäßen Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors ist, daß das nicht lineare Berechnungselement eine EIN-/AUS-Kennlinie, ei­ ne Kennlinie für eine neutrale Zone, eine Sättigungskennlinie oder eine Kennlinie aufweist, die mehrere aus den vorstehend genannten Kennlinien ausgewählte Kennlinien kombiniert.
Ein weiteres genaues Merkmal der erfindungsgemäßen Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors ist, daß die Einrichtung zur Berechnung eines Korrekturkoef­ fizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eine Einrichtung zur Berechnung eines Soll-Luft-/Kraftstoffverhältnisses, eine Einrichtung zur Berechnung eines tatsächlichen Luft-/Kraft­ stoffverhältnisses auf der Grundlage des Ausgangssignals des Weitbereichssensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis, eine Einrichtung zur Berechnung einer Differenz zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnissen zum Vergleichen des Soll- Luft-/Kraftstoffverhältnisses mit dem tatsächlichen Luft-/Kraft­ stoffverhältnis und eine Steuereinrichtung zur Berechnung ei­ nes Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage der Differenz zwischen den Luft-/Kraft­ stoffverhältnissen umfaßt, wobei die Steuereinrichtung den Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage der Differenz zwischen den Luft-/Kraftstoffver­ hältnissen durch mindestens eine Steuerung unter einer Pro­ portionalsteuerung, einer Integralsteuerung und einer Diffe­ rentialsteuerung berechnet und der Korrekturkoeffizient für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zumindest entweder durch die proportionale Steuerung oder die Integralsteuerung auf der Grundlage eines nicht linearen Berechnungselements berechnet wird.
Durch die wie vorstehend beschrieben aufgebaute erfin­ dungsgemäße Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors können die Reaktion der Steuerung durch Ausfüh­ ren einer Steuerung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses durch Berechnen eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraft­ stoffverhältnis durch eine PID-Steuerung, wie ein Proportio­ nal-Differential-Steuersystem, auf der Grundlage der Diffe­ renz zwischen dem von dem Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur Ausgabe eines dem tatsächlichen Luft-/Kraftstoffverhältnis im Abgas des Motors entsprechen­ den, das tatsächliche Luft-/Kraftstoffverhältnis repräsentie­ renden Signals erfaßten tatsächlichen Luft-/Kraftstoffver­ hältnis und dem Soll-Luft-/Kraftstoffverhältnis und durch Be­ reitstellen der Proportionalkomponente und der Integralkompo­ nente durch die nicht linearen Berechnungselemente verbessert und ferner der Arbeitsaufwand bei der Abgleicharbeit verrin­ gert und durch Begrenzen der Anzahl der Parameter die Stabi­ lität des Steuersystems aufrecht erhalten werden.
Ein weiteres genaues Merkmal der erfindungsgemäßen Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors ist, daß die Einrichtung zur Berechnung eines Korrekturkoef­ fizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eine Einrichtung zur Korrektur des nicht linearen Berechnungselements aufweist und die Einrichtung zur Korrektur des nicht linearen Berech­ nungselements das nicht lineare Berechnungselement auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines stromabseitig eines Ka­ talysators angeordneten O2-Sensors oder einer zeitlichen Ver­ zögerung der Reaktion des Weitbereichssensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis korrigiert.
Durch den vorstehend beschriebenen Aufbau können eine Verschlechterung des Abgaszustands des von der Stromabseite eines Katalysators ausgestoßenen Abgases aufgrund einer Ver­ schlechterung des Katalysators minimiert und eine Verschlech­ terung des Abgaszustands durch eine fehlerhafte Einstellung des Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis aufgrund einer zeitlichen Verzögerung bei der Erfassung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses verhindert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 ist ein Diagramm, das den Gesamtaufbau eines Steuersystems für einen Motor mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Steuereinheit für das Luft-/Kraft­ stoffverhältnis eines Motors zeigt;
Fig. 2 ist ein Diagramm, das den inneren Aufbau der Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors gemäß Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Luft-/Kraftstoffverhältnis und einem Signal eines Sensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zeigt;
Fig. 4 ist ein Steuerungsblockdiagramm, das eine Ein­ richtung zur Berechnung eins Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis der Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors gemäß Fig. 1 zeigt;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Inhalte der Steuerung einer Einrichtung für eine PID-Steuerung mittels nicht linearer Berechnungselemente der Einrichtung zur Be­ rechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraft­ stoffverhältnis gemäß Fig. 4 zeigt;
Fig. 6 zeigt Diagramme, die ein lineares Berechnungse­ lement und nicht lineare Berechnungselemente einer proportio­ nalen Steuerung (einer P-Komponenten-Steuerung) der PID- Steuereinrichtung erläutern;
Fig. 7 zeigt Diagramme, die ein lineares Berechnungs­ element und ein nicht lineares Berechnungselement einer Inte­ gralsteuerung (I-Komponenten-Steuerung) der PID-Steuerein­ richtung erläutern;
Fig. 8 zeigt Übersichten, die die Beziehung zwischen dem einem Motor zugeführten Luft-/Kraftstoffverhältnis, dem erfaßten Luft-/Kraftstoffverhältnis und einer Korrektur des Luft-/Kraftstoffverhältnisses darstellen;
Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm der von der Einrichtung zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis gemäß Fig. 4 ausgeführten Steuerung; und
Fig. 10 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Einrichtung zur Berechnung eines Korrek­ turkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis einer er­ findungsgemäßen Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffver­ hältnis.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerein­ heit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Steuersystems eines Motors 1 mit der vorliegenden Ausführungsform einer Steuer­ einheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis. Gemäß Fig. 1 wird in den Motor 1 einzusaugende Luft durch einen Luftreiniger 2 eingelassen, passiert einen Luftstromsensor 3 zur Erfassung der Menge der angesaugten Luft und ferner einen Abschnitt ei­ nes Drosselventils 17 zur Steuerung der Menge der angesaugten Luft und gelangt dann in einen Kollektor 23. Die in den Kol­ lektor 23 eingesaugte Luft wird auf jedes der mit jedem der Zylinder 20 des Motors 1 verbundenen Einlaßrohre 21 verteilt, um zu einer Brennkammer 20a in dem Zylinder 20 geleitet zu werden. Das Drosselventil 17 kann durch einen nicht darge­ stellten Elektromotor gedreht werden. Das Abgas strömt nach der Verbrennung in der Brennkammer 20a zur Entfernung von schädlichen Komponenten aus dem Abgas durch ein Auspuffrohr 22 in einen Katalysator 13 und wird dann nach außen ausgesto­ ßen.
Auf der Lufteinlaßseite ist ein Sensor 4 für den Öff­ nungsgrad des Drosselventils angeordnet, in dem Zylinder 20 ist ein Sensor 5 für die Temperatur des Kühlwassers angeord­ net, in dem Auspuffrohr 22 ist ein Sensor 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis angeordnet, und stromabseitig des Kata­ lysators 13 ist ein O2-Sensor 24 angeordnet.
Ein erfaßter Wert von jedem der Sensoren, d. h. dem Luftstromsensor 3, dem Sensor 4 für den Öffnungsgrad des Drosselventils, dem Sensor 5 für die Temperatur des Kühlwas­ sers, dem Sensor 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis und dem O2-Sensor 24, wird in eine (nachstehend als ECU bezeichnete) Steuereinheit 7 eingegeben, und die ECU 7 führt eine Steue­ rung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des dem Motor 1 zuge­ führten Gasgemischs, eine Zündsteuerung und eine (nachstehend als ISC bezeichnete) Leerlaufsteuerung aus.
Andererseits wird Kraftstoff, wie Benzin oder derglei­ chen, von einer Kraftstoffpumpe 11 aus einem Kraftstofftank 14 gepumpt, von einem Kraftstoffdruckregler 12 auf einem vor­ ab eingestellten Druck gehalten und von einer Einspritzein­ richtung 21 über das Einlaßrohr 21 der Brennkammer 20a zuge­ führt. In dem Kraftstofftank 14 erzeugtes verdampftes Gas wird einmal in einen Kanister 15 aufgenommen und in einem normalen Betriebszustand in das Einlaßsystem des Motors abge­ leitet. Die abgeführte Menge wird von einem Abführsteuerven­ til 16 gesteuert.
Obwohl die Strömungsmenge der angesaugten Luft von dem Drosselventil 17 eingestellt wird, wird das Drosselventil 17 umgehende Luft durch ein ISC-Ventil 10 zur Steuerung der Drehzahl im Leerlauf eingestellt. Aus dem zugeführten Kraft­ stoff und der Luft wird ein Gasgemisch erzeugt, das in die Brennkammer 20a des Motors 1 strömt und von einer Zündkerze 9 gezündet wird, um verbrennt zu werden.
Der O2-Sensor 24 erfaßt, ob das Luft-/Kraftstoffver­ hältnis mager oder fett ist, und der Sensor 6 für das Luft- /Kraftstoffverhältnis gibt ein der Sauerstoffkonzentration im Abgas nach der Verbrennung entsprechendes Signal aus. Da die Sauerstoffkonzentration durch das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Gasgemischs bestimmt wird, kann das tatsäch­ liche Luft-/Kraftstoffverhältnis anhand eines Signals des Sensors 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis erfaßt werden.
Fig. 2 zeigt den inneren Aufbau der Steuereinheit (ECU) 7, wobei Signale 3a, 4a, 6a, 6a, 22a des Luftstromsensors 3, des Sensors 4 für den Öffnungsgrad des Drosselventils, des Sensors 5 für die Temperatur des Kühlwassers, des Sensors 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis und des O2-Sensors 24 so­ wie Signale eines Drehzahlsensors 18 und eines Zylinderunter­ scheidungssensors 19 in eine Eingangsschaltung 121 eingegeben werden. Eine CPU 120 in der Steuereinheit (ECU) 7 liest diese Eingangssignale und führt auf der Grundlage eines Programms und in einem ROM 25 gespeicherter Konstanten eine Berech­ nungsverarbeitung aus. Ferner werden ein Zündzeitpunkt und eine Impulsbreite für den Antrieb der Einspritzeinrichtung, die aus der Berechnungsverarbeitung resultieren, über einen I/O 122 an eine Zündausgangsschaltung 123 und eine Schaltung 124 zum Antreiben der Einspritzeinrichtung ausgegeben, um je­ weils eine Zündung und eine Kraftstoffeinspritzung auszufüh­ ren. Zum Speichern der Werte der Eingangssignale und der Be­ rechnungsergebnisse wird ein RAM 26 verwendet.
Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Luft-/Kraft­ stoffverhältnis und einem Signal des Sensors 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis. Der Sensor 6 für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis kann Luft-/Kraftstoffverhältnisse von einem fetten bis zu einem mageren weit und durchgehend erfassen und wird auch als Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhält­ nis bezeichnet. Das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführ­ ten Gasgemischs wird auf der Grundlage eines von dem Sensor 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis erfaßten tatsächlichen Luft-/Kraftstoffverhältnisses derart rückführgesteuert, daß das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Motors ein Soll-Luft-/Kraftstoffverhältnis wird.
Wenn der Katalysator 13 beispielsweise ein Dreiwegeka­ talysator ist, der die schädlichen Komponenten durch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion entfernt, muß das Luft-/Kraftstoffverhältnis zum Erzielen einer hinreichenden Effi­ zienz der Reinigung auf einem Wert nahe dem theoretischen Luft-/Kraftstoffverhältnis gehalten werden. Daher wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Gasgemischs auf der Grundlage des von dem Sensor 6 für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis erfaßten tatsächlichen Luft-/Kraftstoffverhält­ nisses derart rückführgesteuert, daß der Motor mit dem theo­ retischen Luft-/Kraftstoffverhältnis betrieben wird.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung der zeitlichen Verzögerung bei der Erfassung des Luft-/Kraftstoffverhält­ nisses von dem Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoff von der Ein­ spritzeinrichtung 8 eingespritzt und dem Motor 1 zugeführt wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem von dem Sensor 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis ein das Luft-/Kraftstoffverhältnis repräsentierendes Signal erzeugt wird. Die zeitliche Verzöge­ rung wird beispielsweise dadurch verursacht, daß ein Teil des von der Einspritzeinrichtung 8 eingespritzten Kraftstoffs an der Innenwand des Lufteinlaßrohrs 21 haften bleibt und dann allmählich in die Brennkammer 20a fließt. Ferner weist der Sensor 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis selbst eine zeit­ liche Verzögerung bei der Erfassung auf. Zudem wird das Si­ gnal des Sensors 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis im all­ gemeinen vor seiner Verwendung durch ein Hardware- oder Soft­ ware-Filter geleitet, und dieses Filter erzeugt ebenfalls ei­ ne zeitliche Verzögerung.
Die vorstehend beschriebene zeitliche Verzögerung kann beispielsweise durch eine zeitliche Verzögerung erster Ord­ nung oder eine zeitliche Verzögerung zweiter Ordnung angenä­ hert werden. Die weiteren zeitlichen Verzögerungen werden von der Zeitspanne, bis der von der Einspritzeinrichtung 8 einge­ spritzte Kraftstoff zum Einlaß der Brennkammer 20a transpor­ tiert ist, der Zeitspanne vom Eintritt des Kraftstoffs in die Brennkammer 20a zu ihrer Verbrennung zum Ausstoß des ver­ brannten Gases (bei einem Viertaktmotor in etwa 2 Umdrehungen der Kurbelwelle) und der Zeitspanne bestimmt, bis das aus der Brennkammer 20a ausgestoßene Abgas bis zu der Position trans­ portiert ist, an der der Sensor 6 für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis angeordnet ist.
Die zeitliche Verzögerung wird von dem Betriebszustand des Motors 1 beeinflußt. Sie hängt von den Positionen ab, an denen die Einspritzeinrichtung und der Sensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis angeordnet sind, und sie wird bei­ spielsweise auch von der Drehzahl und der Last des Motors oder der Menge der angesaugten Luft bestimmt. Ferner wird die zeitliche Verzögerung groß, wenn der Motor kalt ist. Dies kann beispielsweise anhand der Temperatur des Kühlwassers eingeschätzt werden. Überdies kann die zeitliche Verzögerung durch die Temperatur des Sensors 6 für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis selbst verändert werden. Da die zeitliche Verzöge­ rung durch die Eigenschaften des verwendeten Kraftstoffs ver­ ändert wird, ist es darüber hinaus vorzuziehen, einen Sensor zur Erfassung der Eigenschaften des Kraftstoffs vorzusehen, um die dem erfaßten Ergebnis entsprechende Veränderung der zeitlichen Verzögerung einzuschätzen. Da die zeitliche Verzö­ gerung groß wird, wenn Ablagerungen am Einlaßventil des Mo­ tors 1 haften, ist es ferner vorzuziehen, den Effekt bei­ spielsweise anhand einer gefahrenen Strecke oder eines sum­ mierten Werts der Menge des eingespritzten Kraftstoffs einzu­ schätzen.
Fig. 4 ist ein Steuerungsblockdiagramm, das den funk­ tionalen Aufbau der Einrichtung 31 zur Berechnung eines Kor­ rekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis der vorliegenden Ausführungsform der Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors gemäß Fig. 1 zeigt. Die die Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis bildende Einrichtung 31 zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis umfaßt eine Einrichtung 32 zur Berechnung des tatsächlichen Luft-/Kraftstoffverhältnis­ ses, eine Einrichtung 38 zur Berechnung eines Soll- Luft-/Kraftstoffverhältnisses, eine Einrichtung 33 zur Erfassung einer Differenz zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnissen und eine PID-Steuereinrichtung 34.
Die Einrichtung 32 zur Berechnung des tatsächlichen Luft-/Kraftstoffverhältnisses berechnet das tatsächliche Luft-/Kraftstoffverhältnis RAF auf der Grundlage eines Aus­ gangssignals des Sensors 6 für das Luft-/Kraftstoffverhält­ nis, und die Einrichtung 38 zur Berechnung des Soll- Luft-/Kraftstoffverhältnisses berechnet auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines Gaspedals oder dergleichen ein Soll- Luft-/Kraftstoffverhältnis. Die Einrichtung 33 zur Erfassung der Differenz zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnissen be­ rechnet anhand des Soll-Luft-/Kraftstoffverhältnisses und des tatsächlichen Luft-/Kraftstoffverhältnisses RAF die Differenz DAFR der Luft-/Kraftstoffverhältnisse. In der PID-Steuerein­ richtung 34 wird auf der Grundlage eines nicht linearen Be­ rechnungselements basierend auf der Differenz DAFR zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnisen eine PID-Steuerung zur Be­ rechnung eines Korrekturkoeffizienten LALP für das Luft-/Kraftstoffverhältnis ausgeführt. Bei der vorliegenden Aus­ führungsform der Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffver­ hältnis eines Motors wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Motors durch Einstellen der Menge des zugeführten Kraftstoffs auf der Grundlage des berechneten Korrekturfaktors LALP für das Luft-/Kraftstoffverhältnis gesteuert.
Fig. 5 ist ein Steuerungsblockdiagramm, das die Einzel­ heiten der PID-Steuereinrichtung 34 zeigt. Die PID-Steuerein­ richtung 34 umfaßt drei Steuereinrichtungen in Form einer Proportionalsteuerung (P-Steuerung) 34a, einer Integralsteue­ rung (I-Steuerung) 34b und einer Differentialsteuerung (D- Steuerung) 34c. Die PID-Steuereinrichtung 34 berechnet den vorstehend beschriebenen Korrekturkoeffizienten LALP für das Luft-/Kraftstoffverhältnis, der durch jeweiliges Berechnen von drei Werten durch die drei Steuereinrichtungen unter Ver­ wendung der Differenz DAFR zwischen den Luft-/Kraftstoffver­ hältnissen und Addieren der drei Werte erhalten wird.
Die berechneten Werte der drei Steuereinrichtungen, d. h. ein berechneter Wert LP für die Proportionalkomponente (P-Komponente), ein berechneter Wert LI für die Integralkom­ ponente (I-Komponente) und ein berechneter Wert LD für die Differentialkomponente (D-Komponente), werden wie folgt be­ rechnet, wobei die Differenz zwischen den Luft-/Kraftstoff­ verhältnissen DAFR und die Steuerungsergebnisse KP, KI und KD sind.
LPn ← KP.DAFRn (1)
ΔLIn ← KI.DAFRn (2)
LIn ← LIn-1.ΔLIn (2')
LDn ← KD.(DAFRn-DAFRn-1) (3).
Dann kann durch Addieren der berechneten Werte LPn, LIn, LDn der Korrekturkoeffizient LALP erhalten werden, d. h.
LALP ← LPn + LIn + LDn (4).
Bei der herkömmlichen PID-Steuerung wird ein berechne­ ter Wert LP der Proportionalkomponente (P-Komponente) anhand eines linearen Berechnungselements gemäß Fig. 6(a) erhalten, und ein Berechnungselement ΔLIn der Integralkomponente (I- Komponente) wird anhand eines linearen Berechnungselements gemäß Fig. 7(a) ermittelt. Bei der PID-Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch der berechnete Wert LP der Proportionalkomponente (P-Komponente) anhand der nicht linearen Berechnungselemente gemäß den Fig. 6(b)-(e) er­ mittelt, und das Berechnungselement ΔLIn der Integralkompo­ nente (I-Komponente) wird anhand eines nicht linearen Berech­ nungselements gemäß Fig. 7(b) ermittelt. Nachstehend erfolgt eine Beschreibung des Unterschieds zwischen der Ermittlung der berechneten Werte LP, LI anhand der linearen Berechnung­ selemente und der nicht linearen Berechnungselemente und ei­ nes Vorteils der PID-Steuerung auf der Grundlage der nicht linearen Berechnungselemente gemäß der vorliegenden Ausfüh­ rungsform.
Fig. 8 zeigt eine Veränderung des dem Motor zugeführten Luft-/Kraftstoffverhältnisses, einen Ausgang des Weitbe­ reichssensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis und einen Status bei der Korrektur des Luft-/Kraftstoffverhältnisses.
In Fig. 8(a) bis (d) zeigen fette durchgehende Linien die Veränderung des dem Motor zugeführten Luft-/Kraftstoff­ verhältnisses, und in Fig. 8(a) zeigt eine dünne durchgehende Linie den Ausgang des in dem Abgassystem angeordneten Weitbe­ reichssensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis. Der Ausgang des Weitbereichssensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis weist in bezug auf die Veränderung des dem Motor zugeführten Luft-/Kraftstoffverhältnisses eine zeitliche Verzögerung auf, und die für die Amplitude des Ausgangs wird ein Durchschnitt ermittelt, so daß sie, wie vorstehend beschrieben, klein wird.
Wenn die Steuerung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses durch die PID-Steuerung durch Eingabe des Ausgangs des Weit­ bereichssensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis ausgeführt wird, wird bei einer Berechnung des berechneten Werts LP für die Proportionalkomponente (P-Konponente) durch das lineare Berechnungselement gemäß Fig. 6(a) und einer Berechnung des berechneten Werts LI für die Integralkomponente (I-Komponen­ te) durch das lineare Berechnungselement gemäß Fig. 7(a) die in Fig. 8(b) durch eine gestrichelte Linie dargestellte Steuerung ausgeführt. (Obwohl das tatsächliche Ergebnis eine (durch eine Punkt-Strich-Linie dargestellte) Schwingungsform wird, die in bezug auf die Mittellinie zu der in Fig. 8(b) durch die gestrichelte Linie dargestellten Schwingungsform symmetrisch ist, ist die Steuerung in Fig. 8(b) durch eine gestrichelte Linie dargestellt, um die Phasendifferenz deut­ licher zu machen.) Es kann davon ausgegangen werden, daß ein Mittel zur Lösung der zeitlichen Verzögerung bei der Steue­ rung die Steigerung einer Steuerungsverstärkung entsprechend den Kennlinien gemäß Fig. 6(a) und Fig. 7(a) ist. Hierbei kann jedoch ein Problem wie eine Steigerung eines Überschwin­ gens oder das Auftreten einer Schwingung auftreten.
Durch Einführen der nicht linearen Berechnungselemente in die Steuerung der Proportionalkomponente (P-Komponente), wie in den Fig. 6(b), (e) dargestellt, kann die zeitliche Verzögerung bei der Steuerung ohne eine Steigerung der Steue­ rungsverstärkung korrigiert werden, wie in Fig. 8(d) durch eine Punkt-Strich-Linie dargestellt. Die Pfeile in Fig. 8(d) zeigen durch Einbeziehung des nicht linearen Berechnungsele­ ments gemäß Fig. 6(b) verbesserte Punkte bei der Verwendung der Steuerkonstante gemäß Fig. 8(b) als Basis (die gestri­ chelte Linie).
Fig. 6(c) und Fig. 7(b) sind nicht lineare Berechnung­ selemente mit Sättigungskennlinien in der P-Komponente und der I-Komponente der PID-Steuerung, die die Wirkung haben, das Auftreten eines Problems wie einer Schwingung des Steuer­ systems aufgrund einer großen Steuerungsverstärkung bei einem Abfallen der Differenz DAFR zwischen den Luft-/Kraftstoffver­ hältnissen in die Bereiche der Sättigungskennlinie zu verhin­ dern.
Fig. 6(d') zeigt ein nicht lineares Berechnungselement mit einer neutralen Zone in der P-Komponente der PID-Steue­ rung, die die Wirkung hat, eine durch die Wirkung der P- Komponente auf eine sehr geringe Differenz DAFR zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnissen verursachte, sehr geringe Schwankung in dem Luft-/Kraftstoffverhältnis zu verhindern. Fig. 6(e) ist ein nicht lineares Berechnungselement mit einer Hysteresekennlinie (einer Kennlinie, die mehrere aus der aus einer EIN-/AUS-Kennlinie, einer Kennlinie einer neutralen Zo­ ne und einer Sättigungskennlinie bestehenden Gruppe ausge­ wählte Kennlinien kombiniert), das einen Aufbau aufweist, durch den die Veränderung der P-Komponente bei einer Diffe­ renz zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnissen nahe Null (DAFR = 0) unter Verwendung der Kennlinie gemäß Fig. 6(b) als Basis unterdrückt wird. Das nicht lineare Berechnungselement mit einer Hysteresekennlinie hat die Wirkung, das Auftreten eines Nachlaufs des Luft-/Kraftstoffverhältnisses bei einer Differenz zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnissen nahe Null (DAFR = 0) zu verhindern, und es hat auch die Wirkung gemäß Fig. 8(d).
Ferner besteht die Wahrscheinlichkeit, daß die Effekti­ vität der Umwandlung durch einen Dreiwegekatalysator gestei­ gert wird, wenn beispielsweise das in den Dreiwegekatalysator eingegebene Luft-/Kraftstoffverhältnis in der Nähe des theo­ retischen Luft-/Kraftstoffverhältnisses gestört wird. Daher kann durch Einbeziehung eines in Fig. 6(b) bzw. Fig. 6(e) dargestellten, nicht linearen Berechnungselements die Lei­ stung der Katalysatoren durch Erzeugung der Störung maximal genutzt werden.
Fig. 9 ist ein Steuerungsblockdiagramm, das die durch die Einrichtung zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis der vorliegenden Ausfüh­ rungsform der Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhält­ nis eines Motors ausgeführte Verarbeitung zeigt.
Die Steuerungsverarbeitung wird zu jedem vorab einge­ stellten Zeitintervall (beispielsweise alle 10 ms) ausge­ führt, und zuerst wird in einem Schritt 101 ein Ausgangs­ signal LAF von dem Weitbereichssensor 6 für das Luft-/Kraft­ stoffverhältnis gelesen. Es ist vorzuziehen, daß die Verar­ beitung des Schritts 101 in einem schnelleren Zyklus (1 bis 2 ms) ausgeführt und das Signal gefiltert werden. Als nächstes wird in einem Schritt 102 entsprechend dem Ausgangssignal LAF ein tatsächliches Luft-/Kraftstoffverhältnis abgerufen. Hier­ bei wird die Kennlinie des in Fig. 3 dargestellten Weitbe­ reichssensors 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis im ROM 25 der EUC 7 gespeichert, und das tatsächliche Luft-/Kraftstoff­ verhältnis kann durch ein Abrufen der Tabelle erhalten wer­ den. In einem Schritt 102 wird unter Verwendung der Gleichung (Differenz DAFR zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnissen) = (tatsächliches Luft-/Kraftstoffverhältnis) - (Soll- Luft-/Kraftstoffverhältnis) anhand des tatsächlichen Luft-/Kraft­ stoffverhältnisses RAF und des Soll-Luft-/Kraftstoffverhält­ nisses die Differenz DAFR zwischen den Luft-/Kraftstoffver­ hältnissen berechnet. Dann wird in einem Schritt 104 auf der Grundlage des nicht linearen Berechnungselements anhand der Differenz DAFR zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnissen ein Korrekturkoeffizient LALP für das Luft-/Kraftstoffverhältnis berechnet, und damit ist der Ablauf der Verarbeitung abge­ schlossen.
Obwohl vorstehend eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und daß verschiedene Verände­ rungen und Modifikationen der Konstruktion erfolgen können, ohne daß von dem in den Ansprüchen beschriebenen Rahmen der Erfindung abgewichen würde.
Bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen werden beispielsweise die verschiedenen Arten von nicht linearen Be­ rechnungselementen hauptsächlich in die P-Komponentensteue­ rung der PID-Steuerung eingeführt. Es kann jedoch eine ähnli­ che Wirkung erzielt werden, indem verschiedene Arten von nicht linearen Berechnungselementen in die I-Komponenten­ steuerung eingeführt werden.
Ferner wird bei den vorstehend erwähnten Ausführungs­ formen der Korrekturkoeffizient für das Luft-/Kraftstoffver­ hältnis durch Ermitteln der berechneten Werte durch jeweili­ ges Ausführen von Berechnungen der Luft-/Kraftstoffverhält­ nisse unter Verwendung der drei Steuereinrichtungen, d. h. der Proportionalsteuerung (P-Steuerung), der Integralsteuerung (I-Steuerung) und der Differentialsteuerung (D-Steuerung), der PID-Steuerung und anschließendes Addieren der berechneten Werte berechnet. Es ist jedoch möglich, die berechneten Werte durch ein beliebiges der drei vorstehend erwähnten Steuermit­ tel oder durch zwei der drei vorstehend erwähnten Steuermit­ tel (beispielsweise eine PI-Steuerung oder dergleichen) und anschließendes Berechnen des Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage der berechneten Werte zu erhalten.
Überdies wird bei der vorstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsform der Korrekturkoeffizient für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis durch Verwenden der verschiedenen Arten von nicht linearen Berechnungselementen in der PID-Steuerung berechnet. Es ist jedoch möglich, den Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis unter Verwendung einer anderen Steuereinrichtung als der PID-Steuerung und die Verwendung der nicht linearen Berechnungselemente in der Steuereinrich­ tung zu berechnen.
Weiterhin ist es, wie in Fig. 1 dargestellt, durch Er­ fassen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses durch den stromab­ seitig des Katalysators 13 angeordneten O2-Sensor und Korri­ gieren des nicht linearen Erfassungselements der in Fig. 6 dargestellten P-Komponentensteuerung auf der Grundlage des erfaßten Werts möglich, eine für den Katalysator 13 optimier­ te Steuerung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses zu realisieren und eine durch einen Betrieb über einen langen Zeitraum ver­ ursachte zeitliche Verzögerung bei der Erfassung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses durch den Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zu korrigieren.
Fig. 10 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer weiteren Ausführungsform einer Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis eines Motors, die durch Hinzufügen einer Einrich­ tung zur Korrektur der vorstehend erwähnten nicht linearen Berechnungselemente zu dem Blockdiagramm der Einrichtung 31 zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis gemäß Fig. 4 konstruiert ist. Gemäß Fig. 10 bewertet und beurteilt eine Einrichtung 35 zur Erfas­ sung einer Verschlechterung des Katalysators eine Verschlech­ terung des Katalysators 13, d. h. der Umwandlungseffizienz des Katalysators 13, auf der Grundlage der erfaßten Werte des Weitbereichssensors 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis und des O2-Sensors und gibt das festgestellte Ergebnis an eine Einrichtung 37 zur Korrektur des nicht linearen Berechnungse­ lements aus. Die Einrichtung 37 zur Korrektur des nicht li­ nearen Berechnungselements korrigiert das nicht lineare Be­ rechnungselement auf der Grundlage des festgestellten Ergeb­ nisses. Durch die Korrektur wird der von der PID-Steuerein­ richtung zu berechnende Koeffizient für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis verändert, und dementsprechend ist es möglich, die durch die Verschlechterung des Katalysators 13 verursachte Verschlechterung des Abgaszustands des aus der Stromabseite des Katalysators 13 ausgestoßenen Abgases zu minimieren.
Andererseits bewertet eine Einrichtung 36 zur Bewertung einer zeitlichen Verzögerung der Reaktion eine zeitliche Ver­ zögerung der Reaktion des Weitbereichssensors 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis und gibt das festgestellte Ergebnis an die Einrichtung 37 zur Korrektur des nicht linearen Berech­ nungselements aus. Die Einrichtung 37 zur Korrektur des nicht linearen Berechnungselements korrigiert das nicht lineare Be­ rechnungselement auf der Grundlage des festgestellten Ergeb­ nisses. Durch die Korrektur wird der von der PID-Steuerein­ richtung zu berechnende Koeffizient für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis verändert, und dementsprechend ist es möglich, ei­ ne Verschlechterung des Zustands des Abgases aufgrund einer fehlerhaften Einstellung des Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zu verhindern. Da beispielsweise die Menge der Ablagerungen in einem Einlaßrohr eines Motors im allgemeinen zunimmt, wenn das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum betrieben wird, wird die Menge des an dem Einlaßrohr haftenden Kraftstoffs gesteigert, und die zeitliche Verzöge­ rung bei der Erfassung des von den Weitbereichssensor 6 für das Luft-/Kraftstoffverhältnis erfaßten Luft-/Kraftstoffver­ hältnis wird verursacht. Diese zeitliche Verzögerung kann durch Korrigieren des nicht linearen Berechnungselements kor­ rigiert werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß durch Verwendung des nicht linearen Berechnungselements bei einer Steuerung, wie dem PID-Steuersystem, bei der Berechnung des Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis durch die erfindungsgemäße Steuereinheit für das Luft-/Kraft­ stoffverhältnis des Motors die zeitliche Verzögerung bei der Erfassung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses durch den Weitbe­ reichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis in bezug auf den Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoff der Seite des Einlaß­ rohrs zugeführt wird, kompensiert werden kann. Daher können die Reaktion der Steuerung der Korrektur des Luft-/Kraft­ stoffverhältnisses verbessert und die Emissionen aus dem Mo­ tor verringert werden.

Claims (11)

1. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors mit einem Weitbereichssensor für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zur Ausgabe eines einem Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Abgases entsprechenden Si­ gnals und einer Berechnungskomponente zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoff­ verhältnis zur Steuerung einer Menge an dem Motor zuge­ führten Kraftstoff auf der Grundlage eines Ausgangs­ signals des Sensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis, wobei
die Berechnungskomponente den Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage eines nicht linearen Berechnungselements berechnet.
2. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors nach Anspruch 1, bei der das nicht lineare Be­ rechnungselement eine EIN-/AUS-Kennlinie aufweist.
3. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors nach Anspruch 1, bei der das nicht lineare Be­ rechnungselement eine Kennlinie für eine neutrale Zone aufweist.
4. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors nach Anspruch 1, bei der das nicht lineare Be­ rechnungselement eine Sättigungskennlinie aufweist.
5. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors nach Anspruch 1, bei der das nicht lineare Be­ rechnungselement eine Kennlinie aufweist, in der mehre­ re aus einer aus einer EIN-/AUS-Kennlinie, einer Kenn­ linie für eine neutrale Zone und einer Sättigungskenn­ linie bestehenden Gruppe ausgewählte Kennlinien kombi­ niert sind.
6. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors nach Anspruch 1, bei der
die Berechnungskomponente eine Komponente zur Berech­ nung eines Soll-Luft-/Kraftstoffverhältnisses, eine Komponente zur Berechnung eines tatsächlichen Luft-/Kraftstoffverhältnisses auf der Grundlage des Aus­ gangssignals des Weitbereichssensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis, eine Komponente zur Berechnung einer Differenz zwischen den Luft-/Kraftstoffverhält­ nissen durch Vergleichen des Soll-Luft-/Kraftstoffver­ hältnisses mit dem tatsächlichen Luft-/Kraftstoffver­ hältnis und eine Steuerkomponente zur Berechnung des Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhält­ nis auf der Grundlage der Differenz zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnissen umfaßt und
die Steuerkomponente den Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage der Diffe­ renz zwischen den Luft-/Kraftstoffverhältnissen durch mindestens eine Steuerung unter einer Proportional­ steuerung, einer Integralsteuerung und einer Differen­ tialsteuerung berechnet.
7. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors nach Anspruch 6, bei der bei der Berechnung des Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhält­ nis durch mehrere Steuerungen unter der Proportional­ steuerung, der Integralsteuerung und der Differential­ steuerung der Korrekturkoeffizient für das Luft-/Kraftstoffverhältnis durch Addieren der berechneten Werte der mehreren Steuerungen berechnet wird.
8. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors nach Anspruch 6, bei der der Korrekturkoeffizi­ ent für das Luft-/Kraftstoffverhältnis durch mindestens entweder die Proportionalsteuerung oder die Integral­ steuerung auf der Grundlage eines nicht linearen Be­ rechnungselements berechnet wird.
9. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors nach Anspruch 7, bei der der Korrekturkoeffizi­ ent für das Luft-/Kraftstoffverhältnis durch mindestens entweder die Proportionalsteuerung oder die Integral­ steuerung auf der Grundlage eines nicht linearen Be­ rechnungselements berechnet wird.
10. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors nach Anspruch 1, bei der die Komponente zur Be­ rechnung des Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eine Komponente zur Korrektur des nicht linearen Berechnungselements aufweist und die Komponente zur Korrektur des nicht linearen Berech­ nungselements das nicht lineare Berechnungselement auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines stromabseitig eines Katalysators angeordneten O2-Sensors korrigiert.
11. Steuereinheit für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eines Motors nach Anspruch 1, bei der die Komponente zur Be­ rechnung des Korrekturkoeffizienten für das Luft-/Kraftstoffverhältnis eine Komponente zur Korrektur des nicht linearen Berechnungselements aufweist und die Komponente zur Korrektur des nicht linearen Berechnungs­ elements das nicht lineare Berechnungselement auf der Grundlage einer zeitlichen Verzögerung der Reaktion des Weitbereichssensors für das Luft-/Kraftstoffverhältnis korrigiert.
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