DE2817872C2 - Verfahren zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine durch Einstellung der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Brennstoffmenge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung des Luft/Brennstoffverhältnisses bei einer Brennkraftmaschine durch Einstellung der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Brennstoffmenge in Abhängigkeit von Maschinenzustandssignalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekanntermaßen (DE-OS 24 42 229) kann bei einer Regelung dieser Art das Luft/Brennstoffverhältnis des Ansauggemisches einer Brennkraftmaschine innerhalb eines vorgegebenen meist stöchiometrischen Bereiches gehalten werden, indem zunächst eine Brennstoff-Einspritzgrundmenge auf der Basis von verschiedenen, Betriebszustände bzw. Betriebsparameter der Brennkraftmaschine bezeichnenden Maschinenzustandssignalen, wie z. B. einem Ansaugluftmengensignal, einem Ansaugdrucksignal, einem Maschinendrehzahlsignal und dergleichen, ermittelt und sodann in Abhängigkeit vom integrierten Meßsignal einer die Abgaszusammensetzung ermittelnden Abgassonde in Form einer Sauerstoffsonde korrigiert wird. Auf diese Weise ist eine optimale Abgasreinigung durch einen im Abgassystem der Brennkraftmaschine angeordneten katalytischen Dreifach-Umsetzer erzielbar, da ein solcher Dreifach- Umsetzer, der gleichzeitig die drei maßgeblichen Abgasschadstoffe CO, HC und NO_x verringert, den höchsten Reinigungswirkungsgrad innerhalb eines relativ engen, z. B. durch Luftzahlwerte von i = 0,95 bis 1,05 gegebenen Bereiches in der Nähe des stöchiometrischen Luft/ Brennstoff-Verhältnisses aufweist. Aufgrund der Ansprechverzögerung der Abgas-Sauerstoffsonde und der zwischen Ansaug- und Abgassystem im Regelkreis zwangsläufig auftretenden Totzeit ist jedoch insbesondere bei Übergangsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine, wie z. B. Beschleunigung und Verzögerung, keine genaue Regelung möglich, da hierbei die Brennstoff-Einspritzmenge häufig den Wert der in alleiniger Abhängigkeit von den Maschinenzustandssignalen berechneten, also unkorrigierten Einspritzgrundmenge annimmt. Dies hat zur Folge, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis des aufbereiteten Ansauggemisches leicht aus dem stöchiometrischen Verhältnisbereich auswandern kann, wodurch sich die Reinigungswirkung des katalytischen Dreifach-Umsetzers entsprechend vcrringert.

Weiterhin ist es aus der US-PS 40 36 186 bekannt, bei einer solchen in Verbindung mit einem elektronisch gesteuerten Vergaser erfolgenden Regelung einen vom

Ausgangssignal der Abgassonde gesteuerten Schrittmotor zur Korrektur des im Vergaser aufbereiteten Luft/ Brennstoff-Verhältnisses des Ansauggemisches einzusetzen, wobei die Steuergeschwindigkeit des Schrittmotors dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßt werden kann. Obwohl hierdurch eine gewisse Verbesserung in bezug auf das Ansprechverhalten des Regelkreises erzielbar ist, hat diese Maßnahme auf die weiterhin verzögerungs- und totzeitabhängige Auswertung der Betriebsparameter-Meßsignale und hierbei insbesondere auf die Auswertung des Ausgangssignals der Abgassonde keinen Einfluß.

Darüberhinaus ist aus der US-PS 39 27 304 ein Verfahren zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine durch taktimpulsgesteuerte Einstellung der Einspritzzeit der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Brennstoffmenge in Abhängigkeit von zumindest einem Maschinenzustandssignal wie dem Ausgangssignal eines Ansaugluft-Durchflußmeßgerätes bekannt, bei dem zusätzlich die Frequenz der Taktimpulse und/oder die Ansprechempfindlichkeit im Nullbereich des Ansaugluft-Durchflußmeßgeräts durch Rückkopplung des Ausgarigssignals einer Abgassonde über zugehörige Stellmotoren korrigiert werden kann. Auf diese Weise ist jedoch lediglich ein Nullpunktabgleich des Ansaugluft-Durchflußmeßgerätes in Verbindung mit einer hier in Form einer zusätzlichen Zähifrequenzsteuerung der Taktimpulse erfolgenden Korrektur einer betriebsparameterabhängig ermittelten Brennstoff-Einspritzgrundmenge erzielbar, die aufgrund der direkten Abhängigkeit von dem insbesondere bei Übergangsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine stark schwankenden Ausgangssignal der Abgassonde für eine innerhalb eines engen Verhältniswertbereichs angestrebte Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Ansauggemischs einer Brennkraftmaschine relativ ungenau ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine durch Einstellung der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Brennstoffmenge in Abhängigkeit von Maschinenzustandssignalen derart auszugestalten, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches auch bei Übergangsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine innerhalb eines vorgegebenen Bereiches regelbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindungsgemäß wird somit ein dem Mittelwert eines Luft/Brennstoff-Verhältnis-Korrektursignals entsprechendes Mittelwertsignal gebildet und der Wert von zumindest einem Maschinenzustandssignal in Abhängigkeit von der Größe dieses Mittelwertsignels immer dann, wenn das Mittelwertsignal um sinen bestimmten Betrag von einem vorgegebenen Wert abweicht, derart korrigiert, daß der Wert des Mittelwertsignals unter kontinuierlicher Annäherung wieder ungefähr gleich dem einem gewünschten Luft/Brennstoff-Verhältnis entsprechenden, vorgegebenen Wert wird.

Auf diese Weise kann der aus dem integrierten Ausgangssignal einer Abgas-Sauerstoffsonde gebildete Mittelwert stets in der Nähe eines vorgegebenen Wertes gehalten und das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches damit auch bei Übergangsbetriebszuständen einer Brennkraftmaschine zuverlässig korrigiert und vorzugsweise innerhalb eines im wesentlichen stöehiometrischen Verhältniswertebereichs geregelt werden.

In den Unleransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben,
üs zeigt

Fig.1 eine schematische Darstellung eines Regelkreises zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine durch Einstellung der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Brennstoffmenge in Abhängigkeit von Maschinenzustandssignalen,

F i g. 2a und 2b eine Schnittansicht und eine perspektivische Ansicht eines Luft-Durchflußmengenmeßfühlers des Regelkreises gemäß F i g. 1,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers gemäß den F i g. 2a und 2b,

F i g. 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Steuerschaltung des Regelkreises gemäß Fig. i.

Fig. 5 ein detailliertes Blockschaltbild einer Treibersteuerschaltung gemäß F i g. 4,

F i g. 6a und 6b Signalverläufe an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4,

Fig. 7 und 8 Schaubilder von Übergangskennünien des Luft/Brennstoff-Verhältnisses,

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der elektronischen Steuerschaltung,

Fig. 10 ein Schaubild, in dem Daten der ermittelten Ansaugluftmenge über in einem Digitalrechner abgespeicherten korrigierten Ansaugluftmengendaten aufgetragen sind, und

Fig. 11a und 11b jeweils Ablaufdiagramme des im Digitalrechner gemäß F i g. 9 abgespeicherten Programms.

Es wird zunächst auf F i g. 1 eingegangen, die in schematischer Darstellung eine Brennkraftmaschine veranschaulicht, bei der das Regelverfahren Anwendung findet. Die Bezugszahl 1 bezeichnet hierbei einen Zylinder der Brennkraftmaschine, in welchem ein Kolben 2 angeordnet ist. Mit dem Kolben 2 ist eine Kurbelwelle 3 über eine Pleuelstange 4 verbunden. Ein Luft-Durchflußmengenmeßfühler 6 ist in einer Ansaugleitung 5 der Brennkraftmaschine angebracht. Ein Brennstoffeinspritzventil 8 ist in einem Ansaugkanal 7 angeordnet, der stromab mit der Ansaugleitung 5 verbunden ist. Eine Abgas-Sauerstoffsonde 10 ist in einer Abgasleitung 9 der Brennkraftmaschine angeordnet, wobei stromab der Abgas-Sauerstoffsonde 10 ein katalytischer Dreifach-Umsetzer 11 in der Abgasleitung 9 angebracht ist. Ein Unterbrecherkontaktnocken 12 ist über einen (nicht dargestellten) Untersetzungsgetriebemechanismus mit der Kurbelwelle 3 verbunden und derart angeordnet, daß er Unterbrecherkontakte 14 öffnet oder schließt, die mit einer Primärwicklung 13 einer Zündspule elektrisch in Reihe geschaltet sind. Ein Ausgangsanschluß des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6, ein Endanschluß einer (nicht dargestellten) Erregerspule des Brennstoffeinspritzventils 8, ein Ausgangsanschluß der Abgas-Sauerstoffsonde 10 und ein Endanschluß der Primärwicklung 13 der Zündspule sind jeweils mit einer elektronischen Steuerschaltung 15 elektrisch verbunden.

Der Luft-Durchflußinengenmeßfühler 6 ermittelt die in die Brennkraftmaschine angesaugte Luftmenge und führt außerdem eine Korrektur des hierbei gebildeten

Signals durch. Der Meßfühler 6 weist den in den F i g. 2a, 2b und 3 dargestellten Aufbau auf, der nachstehend näher beschrieben wird.

In einem Gehäuse des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 befindet sich ein Ansaugluftkanal 20, in dem eine Durchflußmengen-Meßplatte 21 angeordnet ist. Die Meßplatte 21 ist an einer drehbar vom Gehäuse gehaltenen Drehachse 22 befestigt. Zwischen der Drehachse 22 und dem Gehäuse ist eine Spiralfeder 23 angeordnet, von der die Durchflußmengen-Meßplatte 21 gemäß Fig. 2a in Uhrzeigerrichtung gedruckt wird, so daß, wenn die Ansaugluft in Pfeilrichtung in den Ansaugluftkanal 20 strömt, die Durchflußmengen-Meßplatte 21 in F i g. 2a in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird und sich die Winkelstellung der Drehachse 22 in Abhängigkeit von Änderungen der Ansaugluftmenge ändert. Durch diese Bewegung der Meßplatte 21 in Gegenuhrzeigerrichtung gleitet ein mit der Drehachse 22 verbundener Abgreifrotor 24 auf einem festen Schiebewiderstand bzw. Stellwiderstand 25. Hierdurch ändert sich der Wert des elektrischen Widerstandes zwischen einem Endanschluß des festen Stellwiderstandes 25 und dem Abgreifrotor 24, so daß eine der Ansaugluftmenge umgekehrt proportionale Klemmenspannung abgegriffen werden kann. In den Fig. 2a und 2b bezeichnen die Bezugszahl 26 eine Dämpfungskammer und die Bezugszahl 29 eine Dämpferplatte. Wie in F i g. 3 dargestellt ist, ist ein Regelwiderstand 27 dem festen Stellwiderstand 25 parallel geschaltet. Dieser Regelwiderstand 27 besteht aus mehreren Potentiometern, die jeweils durch einen Schrittmotor angetrieben werden. Wie im einzelnen in Fig. 3 dargestellt ist, sind mehrere (drei gemäß F i g. 3) Potentiometer 27a, 27b und 27c dem Stellwiderstand 25 parallel geschaltet, wobei jeweils die Antriebswellen von Schrittmotoren 28a, 286 und 28c mit den jeweiligen Drehachsen der Potentiometerabgriffe verbunden sind. Dementsprechend wird der zwischen einem Endanschluß 25a des Stellwiderstandes 25 und dem Ausgangsanschluß 24a des Abgreifrotors 24 auftretende Widerstand in Abhängigkeit von der Drehstellung eines jeden Schrittmotors korrigiert.

Der Brennstoff wird dem Brennstoff-Einspritzventil 8 mit einem vorgegebenen Druck von einem (nicht dargestellten) Brennstoff-Zufuhrsystem zugeführt. In die Ansaugleitung 7 gelangt eine Brennstoffmenge, die der Dauer entspricht, während der die Erregerspule 8a des Brennstoff-Einspritzventils 8 erregt ist.

Die Abgas-Sauerstoffsonde 10 weist zum Beispiel Zirkonoxyd als Sauerstoffionenleiter auf und erzeugt bei einem unterstöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis bzw. einem fetten Brennstoffzustand der Abgase eine Ausgangsspannung von ungefähr 1 V, während bei einem überstöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis bzw. einem mageren Brennstoffzustand der Abgase eine Ausgangsspannung von ungefähr 0,1 bis 0,2 V erzeugt wird.

In F i g. 4 ist ein detailliertes Blockschaltbild dargestellt, das den Aufbau der elektronischen Steuerschaltung 15 veranschaulicht. Die elektronische Steuerschaltung 15 weist drei Hauptschaltungen auf, nämlich eine Einspritzgrunddauer-Einstellschaltung, eine Luft/ Brennstoff-Verhältniskorrektur-Einstellschaltung und eine Einspritzgrunddauer-Korrekturschaltung. Die Einspritzgrunddauer-Einstellschaltung erzeugt Impulse, deren Dauer in Abhängigkeit von Maschinenzustandssignalen entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine bestimmt wird. Die Luft/Brennstoff-Verhältniskorrektur-Einstellschaltung korrigiert die Dauer dieser Impulse in Abhängigkeit vom ermittelten Lull/ Brennstoff-Verhältnis. Die Einspritzgrunddauer-Korrekturschaltung korrigiert den Wert von zumindest einem der Maschinenzustandssignale in Abhängigkeit von einem Signal, das von der Luft/Brennstoff-Verhältniskorrektur-Einstellschaltung abgegeben wird.

Der Aufbau der Einspritzgrunddauer-Einstellschaltung ist zum Beispiel aus den Japanischen Offenlegungsschriften 47-9 751 und 49-67 016 bekannt. Aufbau und ίο Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung werden nachstehend kurz beschrieben.

Wie Fig.4 zu entnehmen ist, weist die Einspritzgrunddauer-Einstellschaltung ein mit den Unterbrecherkontakten 14 verbundenes Flip-Flop 40, eine über einen Eingang mit dem Ausgang des Flip-Flops 40 verbundene erste Aufladungs-Entladungsschaltung 41 und eine mit dem Ausgang der ersten Aufladungs-Entladungsschaltung 41 verbundene erste Impulsgeneratorschaltung 42 auf.

Wenn sich die Unterbrecherkontakte 14 entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine öffnen und schließen, wird ein Signal mit dem in F i g. 6a-(A) dargestellten Verlauf dem Flip-Flop 40 zugeführt, das bei Anliegen dieses Eingangssignals entsprechende Setz- und Rückstelloperationen wiederholt und eine Ausgangsspannung erzeugt, wie sie in Fig.6a-(B) dargestellt ist, das heißt, die Frequenz der Ausgangsimpulse des Flip-Flops 40 ist der Maschinendrehzahl N pro Minute direkt proportional, so daß die Dauer der Ausgangsimpul.se des Flip-Flops 40 der Maschinendrehzahl N pro Minute umgekehrt proportional ist. Die erste Aufladungs-Entladungsschaltung 41 weist einen Lade- und Entladekondensator auf. Wenn das Eingangssignal der Schaltung 41 einen hohen Wert aufweist, erfolgt ein Aufladevorgang des Kondensators mit einem bestimmten Ladestrom. Der Ausgangsspannungswert der Aufladungs-Entladungsschaltung 41 zum Zeitpunkt des Abschlusses des Aufladevorganges entspricht daher der Dauer des vom Flip-Flop 40 erzeugten Ausgangsimpulses, d. h., der Ausgangsspannungswert ist der Maschinendrehzahl N pro Minute umgekehrt proportional, wie dies in F i g. 6a-(C) dargestellt ist. Wenn das Eingangssignal der Aufladungs-Entladungsschaltung 41 auf einen niedrigen Wert übergeht, führt die Schaltung 41 einen Entladungs-Vorgang durch. Der Ausgangsanschluß des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 ist mit dem anderen Eingang der Aufladungs-Entladungsschaltung 41 verbunden, wodurch der Wert des Entladungsstromes während des vorstehend beschriebenen Entladungsvorganges von der Ausgangsspannung des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 gesteuert wird. Dies erfolgt derart, daß bei einer großen Ansaugluftmenge Q der Brennkraftmaschine aufgrund der dann in der vorstehend beschriebenen Weise erfolgenden Verkleinerung des Ausgangsspannungswertes des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 der Entladungsstrom verringert wird und dementsprechend in diesem Falle der Ausgangsspannungswert der ersten Aufladungs-Entladungsschaltung 41 allmählich abfällt, wie dies durch die durchgezogene Linie in Fig. 6a-(C) dargestellt ist. Wenn dagegen die Ansaugluftmenge Q der Brennkraftmaschine klein ist, steigt der Entladungsstrom an und der Ausgangsspannungswert der ersten Aufladungs-Entladungsschaltung 41 fällt abrupt ab, wie dies durch die gestrichelte Linie in F i g. 6a-

(C) dargestellt ist.

Die Ausgangsspannung der ersten Aufladungs-Entladungsschaltung 41 wird der ersten Impulsgeneratorschaitung 42 zugeführt, die einen Impuls mit einer Im-

pulsdauer t\ erzeugt, die gleich der Zeitdauer zwischen der Beendigung des Aufladungsvorganges und der Beendigung des Entladungsvorganges in der Aufiadungs-Entladungsschaltung 41 ist. In Fig.6a-(D) ist der Verlauf dieses Ausgangsimpulses der ersten Impulsgeneratorschaltung 42 dargestellt. Der Ausgangsspannungswert der ersten Aufladungs-Entladungsschaltung 41 ist zum Zeitpunkt der Beendigung des Aufladungsvorganges der Maschinendrehzahl N pro Minute umgekehrt proportional, während der Entladungsstrom der An- to saugluftmenge Qdtr Brennkraftmaschine proportional ist. Die Impulsdauer t\ des Ausgangsimpulses der Impulsgeneratorschaltung 42 läßt sich daher durch t\ ~ <?//Vausdrücken.

Nachstehend werden nun Aufbau und Wirkungsweise der Luft/Brennstoff-Verhältniskorrektur-Einstellschaltung beschrieben. Diese Schaltungsanordnung zur Einstellung einer Luft/Brennstoff-Verhältniskorrektur umfaßt einen mit dem Ausgangsanschluß der Abgas-Sauerstoffsonde 10 verbundenen Vergleicher 43, einen mit dem Ausgang des Vergleichers 43 verbundenen Integrator 44, eine zweite Aufladungs-Entladungsschaltung 46, die mit einem Eingang über einen Inverter 45 mit dem Ausgang des Integrators 44 und einem anderen Eingang mit dem Ausgang der vorstehend beschriebenen ersten Impulsgeneratorschaltung 42 verbunden ist, eine mit dem Ausgang der zweiten Aufladungs-Entladungsschaltung 46 verbundene zweite Impulsgeneratorschaltung 47 und ein mit den Ausgängen der ersten Impulsgeneratorschaltung 42 und der zweiten Impulsgeneratorschaltung 47 verbundenes ODER-Glied. Der Ausgang des ODER-Glieds 48 ist zur Steuerung der Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 8 mit der Basis eines Sckalttransistors 49 verbunden, der mit der Erregerspule 8a des Brennstoffeinspritzventils 8 in Reihe geschaltet ist.

Die den in Fig.6b-(H) dargestellten Verlauf aufweisende Ausgangsspannung Va der Abgas-Sauerstoffsonde 10 wird dem einen Operationsverstärker OP\ aufweisenden Vergleicher 43 zugeführt und nach Inversion mit einer Normalspannung VZj von ungefähr 0,45 V verglichen. Die Ausgangsspannung Vc des Vergleichers 43 weist daher den in F i g. 6b-(I) dargestellten Verlauf auf. Diese Ausgangsspannung Vc des Vergleichers 43 wird dem einen Operationsverstärker OP2 aufweisenden Integrator 44 zugeführt und dort integriert. Das Ausgangssignai des Integrators 44 wird sodann von einem einen Operationsverstärker OP3 aufweisenden Inverter 45 invertiert. Die Ausgangsspannung Vd des Inverters

45 weist daher den in Fig. 6b-(J) dargestellten Verlauf auf. Diese Ausgangsspannung, die das Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignal Vd darstellt, wird der zweiten Aufladungs-Entladungsschaltung 46 zugeführt. Ferner wird der zweiten Aufladungs-Entladungsschaltung

46 der in F i g. 6a-(D) dargestellte Ausgangsimpuls der ersten Impulsgeneratorschaltung 42 zugeführt. Die zweite Aufladungs-Entladungsschaltung 46 weist einen Lade- und Entladekondensator auf, der bei einem hohen Wert des Eingangssignals der Schaltung 46 mit einem bestimmten Ladestrom aufgeladen wird. Die Ausgangsspannung der zweiten Aufladungs-Entladungsschaltung 46 weist somit zum Zeitpunkt der Beendigung des Aufladungsvorganges einen der Impulsdauer fi des Ausgangsimpulses der ersten Impulsgeneratorschaltung 42 proportionalen Wert auf, d. h, den Wert von Q/N, wie dies in Fig.6a-(E) dargestellt ist Wenn sich der Wert des von der ersten Impulsgeneratorschaltung 42 erhaltenen Eingangssignals ändert und auf einen niedrigen Wert übergeht, führt die zweite Aufladungs-Entladungsschaltung 46 einen Entladungsvorgang durch. Der Entladungsstrom wird bei diesem Entladungsvorgang derart gesteuert, daß er dem Wert der vom Inverter 45 zugeführten Spannung umgekehrt proportional ist. Im einzelnen erfolgt dies derart, daß bei einem hohen Wert der vom Inverter 45 zugeführten Spannung der Ausgangsspannungswert der zweiten Aufladungs-Entladungsschaltung 46 allmählich kleiner wird, wie dies in F i g. 6a-(E) durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, während bei einem niedrigen Wert der vom Inverter 45 zugeführten Spannung der Entladungsstrom groß wird und der Ausgangsspannungswert der zweiten Aufladungs-Entladungsschaltung 46 abrupt abfällt, wie dies in F i g. 6a-(E) durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist.

Die Ausgangsspannung der zweiten Aufladungs-Entladungsschaltung 46 wird der zweiten Impulsgeneratorschaltung 47 zugeführt, wodurch der in Fig. 6a-(F) dargestellte Impuls erzeugt wird, der eine Impulsdauer h aufweist die gleich der Zeitdauer zwischen der Beendigung des Aufladungsvorganges und der Beendigung des Entladungsvorganges der zweiten Aufladungs-Entladungsschaltung 46 ist, das heißt, die Impulsdauer t₂ entspricht dem Wert der Ausgangsspannung des Inverters 45. Die beiden Ausgangsspannungen der ersten Impulsgeneratorschaltung 42 und der zweiten Impulsgeneratorschaltung 47 werden gleichzeitig dem ODER-Glied 48 zugeführt, so daß eine logische Summe dieser beiden anliegenden Ausgangsspannungen erhalten werden kann. Die Impulsdauer T des Ausgangsimpulses des ODER-Gliedes 48 wird daher durch Γ= i, +1₂ ausgedrückt, wie dies in F i g. 6a-(G) veranschaulicht ist. Wenn somit das Luft/Brennstoff-Verhältnis im überstöchiometrischen bzw. mageren Bereich liegt, da die Ausgangsspannung des Inverters 45 eine positive Steigung aufweist, wie dies in F i g. 6b-(J) dargestellt ist, steigt die Impulsdauer Γ allmählich an, während im entgegengesetzten Falle, wenn das Luft/Brennstoff-Verhältnis im unterstöchiometrischen bzw. fetten Bereich liegt, die Impulsdauer T allmählich abnimmt. Wenn der Ausgangsimpuls des ODER-Gliedes 48 der Basis des Schalttransistors 49 zugeführt wird, wird die Erregerspule Sa erregt und damit das Brennstoffeinspritzventil 8 für eine der Impulsdauer T entsprechende Zeitdauer geöffnet und dadurch der Brennkraftmaschine Brennstoff zugeführt.

Wenn die Brennstoff-Einspritzregelvorrichtung der Brennkraftmaschine lediglich aus der vorstehend beschriebenen Einspritzgrunddauer-Einstellschaltung und der Luft/Brennstoff-Verhältniskorrektur-Einstellschaltung besteht, treten im normalen stationären Dauerbetriebszustand der Brennkraftmaschine keine Störungen oder Schwierigkeiten auf, da auch bei einer Abweichung des entsprechend der aus der Ansaugluftmenge und der Drehzahl der Brennkraftmaschine berechneten Brennstoff-Einspritzgrundmenge gebildeten Luft/Brennstoff-Verhältnisses vom stöchiometrischen Verhältniswert das entsprechend der korrigierten Brennstoff-Einspritzmenge geregelte und damit korrigierte Luft/Brennstoff-Verhältnis im wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis ist Wenn sich jedoch die Brennkraftmaschine in einem Übergangsbetriebszustand befindet, besteht die Gefahr, daß das korrigierte Luft/Brennstoff-Verhältnis stark vom stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis abweicht. Diese unerwünschte Erscheinung wird nachstehend näher beschrieben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird angenommen.

daß die Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine im Bereich X den Wert Qi und im Bereich Y den Wert Q₂ aufweist und daß das Luft/Brennstoff-Grundverhältnis im Bereich Vgleich dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis ist, jedoch das Luft/Brennstoff-Grundverhältnis im Bereich X vom stöchiometrischen Luft/ Brennstoff-Verhältnis zum Beispiel zum überstöchiometrischen Bereich hin abweicht und diese Abweichung durch das von der Luft/Brennstoff-Verhältniskorrektur-Einstellschaltung zugeführte Luft/Brennstoff-Verhältniskorrektursignal kompensiert wird. Wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine abrupt vom Bereich X in den Bereich Y übergeht, erhöht sich die Brennstoffmenge im Anfangszustand des Betriebes im Bereich Y, obwohl eine solche Erhöhung der Brennstoffmenge aufgrund der Ansprechverzögerung der Abgas-Sauerstoffsonde 10, der Totzeit der Gemisch-Regelstrecke der Brennkraftmaschine und dergleichen unnötig ist. Dementsprechend geht in einem solchen Falle das Luft/Brennstoff-Verhältnis sprungartig in den unterstöchiometrischen Bereich über, wie dies in F i g. 7 durch eine gestrichelte Linie b dargestellt ist. Wenn dagegen das Luft/Brennstoff-Grundverhältnis im Bereich X zum unterstöchiometrischen Bereich hin abweicht, wie dies in F i g. 7 durch eine durchgezogene Linie a dargestellt ist, geht das Luft/Brennstoff-Verhältnis Sprungart in den überstöchiometrischen Bereich über. Wie F i g. 8 zu entnehmen ist, ist der Sprung des Luft/ Brennstoff-Verhältnisses innerhalb beider Bereiche um so höher, je größer die Abweichung des Luft/Brennstoff-Grundverhältnisses vom stöchiometrischen Luft/ Brennstoff-Verhältnis ist.

Die nachstehend beschriebene Einspritzgrunddauer-Korrekturschaltung ist zur Verhinderung des Auftretens dieser nachteiligen Erscheinung vorgesehen, indem das Luft/Brennstoff-Grundverhältnis dahingehend geregelt wird, daß die vorstehend beschriebene Abweichung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses auf einen praktisch vernachlässigbar kleinen Wert verringert wird. Aufbau und Wirkungsweise dieser Einspritzgrunddauer-Korrekturschaltung werden nachstehend näher beschrieben.

Wie F i g. 4 zu entnehmen ist, ist der Ausgang des Vergleichers 43 mit dem Eingang einer von der negativen Flanke ihrer Eingangsspannung getriggerten monostabilen Kippstufe 50 sowie mit dem Eingang einer von der positiven Flanke ihrer Eingangsspannung getriggerten monostabilen Kippstufe 51 verbunden. Die Ausgangsspannungen Ve und Wdieser monostabilen Kippstufen 50 und 51 weisen daher jeweils einen Verlauf auf, wie er in den Fig.6b-(K) bzw. 6b-(L) dargestellt ist. Zwischen dem Inverter 45 und einem Ladekondensator 54 ist ein Schalttransistor 52 angeordnet, während zwischen dem Inverter 45 und einem Ladekondensator 55 ein Schalttransistor 53 angeordnet ist. Wenn die Schalttransistoren 52 und 53 aufgrund der von den monostabilen Kippstufen 50 und 51 zugeführten Impulse Ve und Vf leitend werden, werden daher die Kondensatoren 54 und 55 jeweils auf einen Spannungswert aufgeladen, der gleich dem Ausgangsspannungswert des Inverters 45 ist

Hierbei wird die Klemmenspannung des Kondensators 54 zum Zeitpunkt des Überganges des Luft/Brennstoff-Verhältnisses vom überstöchiometrischen in den unterstöchiometrischen Bereich zur Ausgangsspannung des Inverters 45, d. h. zu dem (in F i g. 6b-(J) dargestellten) Luft/Brennstoff-Verhältniskorrektursignal Vg, während die Klemmenspannung des Kondensators 55 zum Zeitpunkt des Überganges des Luft/Brennstoff-Verhältnisses vom unterstöchiometrischen in den überstöchiometrischen Bereich zu dem (in F i g. 6b-(|) dargestellten) Luft/Brennstoff-Verhältniskorrektursignal Vh wird. Die Klemmenspannungen der Kondensatoren 54 und 55 werden einer Summierschaltung 58 über eine Pufferschaltung 56 mit einem Operationsverstärker OPa bzw. eine Pufferschaltung 57 mit einem Operationsverstärker OP5 zugeführt. Die Summierschaltung 58 ist eine übliche Schaltungsanordnung, die aus einem Operationsverstärker OP₆ u. dgl. besteht. Der Eingang der Summierschaltung 58 ist mit den Pufferschaltungen 56 und 57 verbunden, während der Ausgang der Summierschaltung 58 mit dem Eingang eines üblichen lnverterverstärkers 59 verbunden ist, der einen Operationsverstärker OPi und Widerstände R 1 und R 2 aufweist. Das Verhältnis der Widerstandswerte des Eingangswiderstandes R 1 und des Rückkopplungswiderstandes R 2 des Inverterverstärkers 59 ist auf den Wert 2 :1 eingestellt. Dementsprechend wird die Ausgangsspannung Vi des Inverterverstärkers 59 durch

Vi=(Vg+ Vh)Il

ausgedrückt. Der Ausgang des Inverterverstärkers 59 ist mit dem Eingang eines einen Operationsverstärker OPs aufweisenden Vergleichers 60 sowie dem Eingang eines einen Operationsverstärker OPg aufweisenden Vergleichers 61 verbunden. Die Vergleicher 60 und 61 und ein mit den Ausgängen der Vergleicher 60 und 61 verbundenes ODER-Glied 62 bilden zusammen eine sog. Signalfenster-Vergleicherschaltung. Wie in F i g. 6b-(M) dargestellt ist, wird der Vergleicher 60 mit einer oberen Bezugsspannung Vj und einer unteren Bezugsspannung Vk beaufschlagt. Wenn die Eingangssignalspannung Vi ansteigt und größer als die obere Bezugsspannung Vj wird, gibt der Vergleicher 60 ein Ausgangssignal Vlhohen Wertes ab, wie dies in F i g. 6b-(N) dargestellt ist. Fällt die Eingangssignalspannung Vi ab und wird kleiner als die untere Bezugsspannung Vk, erzeugt der Vergleicher 61 ein Ausgangssignal Vn hohen Wertes, wie dies in Fig.6b-(O) dargestellt ist. Die Ausgangsspannung Vn des ODER-Glieds 62 wird daher auf einen hohen Wert angehoben, wenn Vi< Vk oder Vj< Vi ist, wie dies den F i g. 6b-(M) und 6b-(P) zu entnehmen ist.

Der Ausgang des ODER-Glieds 62 ist mit dem Steuersignaleingang eines Schalttransistors 63 verbunden, der daher im Falle von Vk< Vi< Vjdurchgeschaltet ist, während er im Falle von Vi< Vk oder Vj< Vi sperrt. Der Steuersignaleingang des Schalttransistors 63 ist über ein UND-Glied 64 mit dem Ausgang eines Impulsgenerators 65 sowie dem Ausgang einer monostabilen Kippstufe 66 verbunden. Der Eingang der monostabilen Kippstufe 66 ist mit den Ausgängen der vorstehend beschriebenen monostabilen Kippstufen 50 und 51 über ein ODER-Glied 67 verbunden. Bei jeder Inversion der Ausgangsspannung Vc des Vergleichers 43 wird somit eine Impulsspannung mit einer vorgegebenen Impulsdauer von der monostabilen Kippstufe 66 abgegeben, so daß eine EIN-AUS-Steuerung des UND-Glieds 64 erfolgt. Somit wird bei jeder Inversion des Ausgangssignals der Abgas-Sauerstoffsonde 10 eine vorgegebene Anzahl von Ausgangsimpulsen des Impulsgenerators 65 dem Schalttransistor 63 zugeführt. Wenn die Ausgangsspannung Vi des Inverterverstärkers 59 den Wert Vi< Vk oder V/< Vi aufweist, werden die zugeführten Ausgangsimpulse über den Schalttransistor 63 weitergeleitet. Der Ausgang des Schalttransistors 63 ist über

einen Schaktransistor 68 mit einem Impulseingang 69a einer Schrittmotor-Antriebssteuerschaltung 69 verbunden. Der Steuersignaleingang des Schalttransistors 68 ist mit dem Ausgang einer aus einer Differenzierschaltung 70 und einem Vergleicher 71 bestehenden Diskriminatorschaltung zur Feststellung des normalen Dauerbetriebszustandes der Brennkraftmaschine verbunden. Der Eingang dieser Diskriminatorschaltung ist mit dem Ausgangsanschluß des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 verbunden. Die Diskriminatorschaltung ermittelt einen normalen Dauerbetriebszustand der Brennkraftmaschine, indem Änderungen der Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine mittels der Differenzierschaltung 70 erfaßt werden und mittels des Vergleichers 7t festgestellt wird, daß die erfaßte Änderung kleiner als der vorgegebene Wert ist. Nur während eines normalen Dauerbetriebszustandes der Brennkraftmaschine gibt die Diskriminatorschaltung eine Ausgangsspannung hohen Wertes zum Durchschalten des Schalttransistors 68 und zur Zuführung der Ausgangsimpulse des Schalttransistors 63 zu der Schrittmotor-Antriebssteuerschaltung 69 ab.

Ein Steuersignaleingang 69b der Schrittmotor-Antriebssteuerschaltung 69 ist mit dem Ausgangsanschluß des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 verbunden, während Drehrichtungssignaleingänge 69c und 69d der Schrittmotor-Antriebssteuerschaltung 69 jeweils mit dem Ausgang des Vergleichers 60 bzw. des Vergleichers 61 verbunden sind. In Fig.5 ist in Form eines Blockschaltbildes ein Teil der Schrittmotor-Antriebssteuerschaltung 69 im einzelnen veranschaulicht Nachstehend wird näher auf Aufbau und Wirkungsweise der Schrittmotor-Antriebssteuerschaltung 69 unter Bezugnahme auf F i g. 5 eingegangen.

Der in der vorstehend beschriebenen Weise mit dem Ausgangsanschluß des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 verbundene Steuersignaleingang 69b ist außerdem mit einer sog. Signalfenster-Vergleicherschaltung 80a verbunden. Diese Vergleicherschaltung 80a mit zwei vorgegebenen Bezugsspannungen erzeugt ein Signal hohen Wertes, wenn das Eingangssignal einen zwischen den beiden vorgegebenen Bezugsspannungen liegenden Wert aufweist. Obwohl in F i g. 5 im einzelnen nicht dargestellt, ist für jeden der Schrittmotoren 28a bis 28e jeweils eine Vergleicherschaltung 80a bis 8Oe mit verschiedenen vorgegebenen Bezugsspannungen vorgesehen. Die Ausgänge der Vergleicherichaltungen 80a bis 8Oe sind mit jeweiligen Steuersignaleingängen von Schalttransistoren 81a bis 81 e für die jeweiligen Schrittmotoren 28a bis 28e verbunden. Die anderen Eingänge der Schalttransistoren 81a bis 81 e sind mit dem Impulseingang 69a verbunden. Die Ausgänge der Schalttransistoren 81a bis 81 e sind mit den jeweiligen Eingängen von Treiberschaltungen 82a bis 82e für die jeweiligen Schrittmotoren 28a bis 28e verbunden. In Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 leitet somit ein spezifischer Schalttransistor der Schalttransistoren 81a bis 81 e, so daß der vorstehend beschriebene Impuls der entsprechenden Treiberschaltung zum Antrieb des mit ihr verbundenen Schrittmotors zugeführt wird. Hierdurch wird das entsprechende Potentiometer des Regelwiderstandes 27 des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 gesteuert. Die Treiberschaltungen 82a bis 82e wirken jeweils als übliche Antriebsschaltung für einen Schrittmotor. Die Drehrichtung des Schrittmotors wird in Abhängigkeit von einem Signal gesteuert, das über die Drehrichtungssignaleingänge 69c und 69c/jeweils von dem Vergleicher 60 bzw. dem Vergleicher 61 zugeführt wird. Hierbei wird im Falle von Vj < Vi bei einem im überstöchiometrischen Bereich liegenden Luft/Brennstoff-Grundverhältnis der Regelwiderstand 27 derart gesteuert, daß die Ausgangsspannung des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 abfällt, während im Falle von Vi< Vk bei einem im unterstöchiometrischen Bereich liegenden Luft/Brennstoff-Grundverhältnis der Regelwiderstand 27 derart gesteuert wird, daß die Ausgangsspannung des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 6 ansteigt. Da hierdurch das Luft/Brennstoff-Grundverhältnis automatisch derart geregelt wird, daß der Verhältniswert im wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis ist, kann ein sprungartiges Abweichen des Luft/Brennstoff-Verhältnisses bei einem Übergangsbetriebszustand der Brennkraftmaschine unabhängig von den Kennwerten und Eigenschaften der Abgas-Sauerstoffsonde 10 und der Brennkraftmaschine verhindert werden, so daß die Abgasreinigungswirkung beträcht-Hch verbessert werden kann. Darüber hinaus kann auch bei Fehlfunktionen oder einem Ausfall der Abgas-Sauerstoffsonde 10 eine Verringerung der Abgasreinigungswirkung verhindert werden, da das Luft/Brennstoff-Grundverhältnis bereits korrigiert worden ist.

Die Regelung läßt sich jedoch nicht nur wie im Falle des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels auf analoge Weise, sondern auch in digitaler Form realisieren. Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Regelung beschrieben, bei dem eine elek- tronische Steuerschaltung digitaler Bauart unter Verwendung eines Digitalrechners Anwendung findet.

F i g. 9 stellt ein Blockschaltbild dar, das diese beim zweiten Ausführungsbeispiel der Regelung verwendete Steuerschaltung veranschaulicht. In F i g. 9 bezeichnet die Bezugszahl 90 einen Taktimpulsgenerator, der mit einem Eingang einer logischen Produktschaltung verbunden ist, welche bei diesem Ausführungsbeispiel ein NAND-Glied 91 ist. Der andere Eingang des NAND-Glieds ist mit dem Ausgang eines Flip-Flops 92 verbunden, das von einer von der Primärwicklung 13 der Zündspule erhaltenen Eingangsspannung angesteuert wird. Der Ausgang des NAND-Glieds 91 ist mit einem Taktimpulseingang eines voreinstellbaren Binärzählers 93 verbunden. Die Impulsdauer des Ausgangsimpulses des Flip-Flops 92 ist wie im Falle des Flip-Flops 40 beim ersten Ausführungsbeispiei der Regelung der Maschinendrehzahl A/pro Minute umgekehrt proportional. Die Anzahl der über das NAND-Glied 91 dem Binärzähler 93 zugeführten und dadurch gezählten Taktimpulse ist somit der Maschinendrehzahl N pro Minute umgekehrt proportional. Der Ausgang des Binärzählers 93 ist mit einer Datensammelleitung 94 eines digitalen Mikrorechners 95 verbunden. Ein Luft-Durchflußmengenmeßfühler 96, der mit der Ausnahme, daß der Regelwiderstand und die Schrittmotoren entfallen sind, den gleichen Aufbau wie der Luft-Durchflußmengenmeßfühler 6 des ersten Ausführungsbeispiels aufweist, ist mit seinem Ausgangsanschluß über einen Analog-Digital-Umsetzer 97 mit der Datensammelleitung 94 des Mikrorechners 95 verbunden. Aufbau und Wirkungsweise der Abgas-Sauerstoffsonde 10, des Vergleichers 43, der mittels einer negativen Signalflanke triggerbaren monostabilen Kippstufe 50, der mittels einer positiven Signalflanke triggerbaren monostabilen Kippstufe 51 sowie des ODER-Glieds 67 sind die gleichen wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist jedoch der Ausgang des ODER-Glieds 67 mit einem ersten Unterbrechungsimpuls-Eingang des

Mikrorechners 95 verbunden. Der Ausgang des Vergleichers 43 ist mit der Datensammelleitung 94 des Mikrorechners 95 verbunden. Der Ausgang eines Triggerimpulsgenerators 98 zur erzeugung von Impulsen mit einer viel höheren Impulsfolgefrequenz als die Frequenz der Ausgangssignale der Abgas-Sauerstoffsonde 10 ist mit einem zweiten Unterbrechungsimpuls-Eingang des Mikrorechners 95 verbunden. Die Datensammelleitung 94 des Mikrorechners 95 ist Ober eine Zwischenspeicherschaltung 99 mit einem Dateneingang eines Abwärtszählers 100 verbunden. Ein Taktimpulseingang des Abwärtszählers 100 ist mit dem Taktimpulsgenerator 90 verbunden. Der Ausgang eines magnetischen Signalgebers 101 ist mit einem Freigabesignaleingang des Abwärtszählers 100 verbunden. Der magnetische Signalgeber 101 ist in Randnähe einer Kurbelwellendrehwinkel-Detektorscheibe 102 angeordnet, die mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist und entsprechend gedreht wird. Wenn einer von mehreren, am Rand der Scheibe 102 ausgebildeten Vorsprüngen den Nahbereich des magnetischen Signalgebers 101 durchläuft, wird jeweils eine Impulsspannung erzeugt, das heißt, der magnetische Signalgeber !01 erzeugt einen Impuls für jeweils einen vorgegebenen Kurbelwellen-Drehwinkel. Der Ausgang des Abwärtszählers 100 ist mit der Basis eines Schalttransistors 49 zur Betätigung einer Erregerspule 8a eines Brennstoff-Einspritzventils 8 verbunden, das den gleichen Aufbau wie beim ersten Ausführungsbeispiel aufweist.

Der Mikrorechner 95 ist eine übliche Ausführungsform und weist einen Mikroprozessor (CPU) 95a, einen Festwertspeicher (ROM) 95Z>, einen Speicher mit direktem bzw. wahlfreiem Zugriff (RAM) 95c, usw. auf. Im Festwertspeicher 95b ist ein vorgegebenes Programm abgespeichert. Der Speicher 95c mit direktem bzw. wahlfreiem Zugriff umfaßt einen Direktzugriffsspeicher 1 zur Abspeicherung des Mittelwertes der Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignale zum Zeitpunkt einer Inversion des Ausgangssignals der Abgas-Sauerstoffsonde 10, einen Direktzugriffsspeicher 2 zur Abspeicherung von Korrekturdaten der Ansaugluftmenge, die den Ausgangsdaten des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 96 entsprechen, wie dies in F i g. 10 dargestellt ist, einen Direktzugriffsspeicher 3 zur Abspeicherung des Wertes des Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignals, einen Direktzugriffsspeicher 4 zur Abspeicherung von Daten, die den Werten der als Daten im Direktzugriffsspeicher 3 abgespeicherten Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignale zum Zeitpunkt eines Übergangs des Ausgangssignals der Abgas-Sauerstoffsonde 10 vom überstöchiometrischen zum unterstöchiometrischen Bereich entsprechen, und einen Direktzugriffsspeicher 5 zur Abspeicherung von Daten, die den Werten der ebenfalls als Daten im Direktzugriffsspeicher 3 abgespeicherten Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignale zum Zeitpunkt eines Übergangs des Ausgangssignals der Abgas-Sauerstoffsonde 10 vom unterstöchiometrischen zum überstöchiometrischen Bereich entsprechen.

Der Mikrorechner 95 führt seine Operationen entsprechend dem im Festwertspeicher 956 abgespeicherten Programm durch und ist hier derart zusammengestellt und geschaltet, daß der Operationsablauf entsprechend einem Unterbrechungsverarbeitungsprogramm bzw. Eingriffsprogramm durchgeführt wird. Die Ablaufsteuerung bzw. der Programmablauf werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme gemäß den Fig. llaund 11 b beschrieben.

Wenn ein zweiter Unterbrechungsimpuls vom Triggerimpulsgenerator 98 zugeführt wird, erzeugt der Mi krorechner 95 ein Unterbrechungssignal und führt ein< Unterbrechungsverarbeitungsoperation gemäß dem ir Fig. lla dargestellten Programm durch. Hierbei frag der Mikrorechner 95 zunächst vom Analog-Digital-Um setzer 97 die die Ansaugluftmenge Q der Brennkraf tma schine betreffenden Ausgangsdaten des Luft-Durch flußmengenmeßfühlers 96 und sodann vom Binärzählei 93 den Kehrwert l/N der Maschinendrehzahl N prc

ίο Minute ab. Sodann werden die die Ansaugluftmenge Q der vorhergehenden Operation betreffenden Ausgangsdaten des Luft-Durchfiußmengenmeßfühlers 96 ausgelesen und eine Subtraktion zwischen den Daten der Ansaugluftmenge Q und den vorhergehenden Daten der Ansaugluftmenge Q' durchgeführt Wenn die sich als Ergebnis dieser Subtraktion ergebende Änderung AQ der Ansaugluftmenge einen ersten vorgegebenen Werl überschreitet, weil sich die Brennkraftmaschine nicht im normalen Dauerbetriebszustand befindet, wird eine Interpolation der Ansaugluftmenge Q auf der Basis der Daten des Direktzugriffsspeichers 2 durchgeführt. Liegi die Änderung AQ der Ansaugluftmenge unterhalb des ersten vorgegebenen Wertes, wird der im Direktzugriffsspeicher 1 abgespeicherte Mittelwert der sich zum Zeitpunkt einer 1. .version des Ausgangssignals der Abgas-Sauerstoffsonde 10 ergebenden Werte der Luft/ Brennstoffverhältnis-Korrektursignale mit einem zweiten vorgegebenen Wert verglichen. Wenn der Mittelwert größer als der zweite vorgegebene Wert ist, wird die Relation zwischen den Ausgangsdaten des Luft-Durchflußmengenmeßfühlers 96 und den im Direktzugriffsspeicher 2 abgespeicherten Ansaugluftmengendaten, d. h. den Korrekturdaten, korrigiert, so daß das Luft/Brennstoff-Grundverhältnis gleich dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis wird. Sodann wird eine Interpolation der Ansaugluftmenge Q auf der Basis der im Direktzugriffsspeicher 2 abgespeicherten korrigierten Daten durchgeführt. Wenn der Mittelwert der Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignale kleiner als der zweite vorgegebene Wert ist, wird festgestellt, daß das Luft/Brennstoff-Grundverhältnis im wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis ist und es erfolgt eine Interpolation der Ansaugluftmenge Q ohne jede Korrektur der im Direkt-Zugriffsspeicher 2 abgespeicherten Daten. Daraufhin wird eine Berechnung von fi = Q/N enisprechend der Einspritzgrundmenge durchgeführt. Sodann erfolgt auf der Basis des von der Abgas-Sauerstoffsonde 10 abgegebenen Signals und wiederum auf der Basis des vom Vergleicher 43 abgegebenen Signals ein Unterscheidungsvorgang zur Feststellung, ob das Luft/Brennstoff-Verhältnis im unterstöchiometrischen oder überstöchiometrischen Bereich liegt. Wenn das Luft/Brennstoff-Verhältnis im überstöchiometrischen Bereich liegt, wird die Berechung von T—1\ + ti durchgeführt, während bei einem im unterstöchiometrischen Bereich liegenden Luft/Brennstoff-Verhältnis die Berechnung von T= t\ — f2 erfolgt. Hierbei bezeichnet f2 den Wert des im Direktzugriffsspeicher 3 abgespeicherten Luft/Brenn-Stoffverhältnis-Korrektursignals, der, wie nachstehend noch näher beschrieben wird, bei jeder Inversion des von der Abgas-Sauerstoffsonde 10 abgegebenen Signals auf den Wert Null gelöscht wird. In diesem zweiten Unterbrechungsverarbeitungsprogramm wird ein bestimmter Wert λ zu <2 nach der Berechnung von T hinzuaddiert und sodann wieder im Direktzugriffsspeicher 3 abgespeichert. Diese Addition des Wertes α entspricht dem Integrationsvorgang bei der vorstehend be-

schriebenen Steuerschaltung analoger Bauart Sodann wird das Ergebnis der Berechnung von T in die Zwischenspeicherschaltung 99 eingespeichert

Wenn der erste Unterbrechuiigsimpuls vom ODER-Glied 67 abgegeben wird, erzeugt der Mikrorechner 95 ein Unterbrechungssignal und führt einen ersten Unterbrechungsprozeß gemäß dem in Fig. 11b dargestellten Programm durch. Hierbei wird der Wert des im Direktzugriffsspeicher abgespeicherten Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignals ausgelesen und in dem Direktzugriffsspeicher 4 sowie dem Direktzugriffsspeicher 5 abgespeichert Da dieses erste Unterbrechungssignal bei jeder Inversion des Ausgangssignals der Abgas-Sauerstoffsonde 10 erzeugt wird, bezeichnet dieser Wert des Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignals einen Wert zum Zeitpunkt einer Inversion des Ausgangssignals der Abgas-Sauerstoffsonde 10. Der Wert ί2.·ι von <2 zum Zeitpunkt des Überganges des Luft/ Brennstoff-Verhältnisses vom überstöchiometrischen zum unterstöchiometrischen Bereich wird im Direktzugriffsspeicher 4 abgespeichert, während der Wert kb von f2 zum Zeitpunkt des Überganges des Luft/Brennstoff-Verhältnisses vom unterstöchiometrischen zum überstöchiometrischen Bereich im Direktzugriffsspeicher 5 abgespeichert wird.

Sodann erfolgt die Berechnung des Ausdrucks (ha+hb)l2. Das Ergebnis dieser Berechnung wird im Direktzugriffsspeicher 1 abgespeichert. Danach wird der im Direktzugriffsspeicher 3 abgespeicherte Wert h gelöscht.

Die der Zwischenspeicherschaltung 99 zugeführten und die Brennstoff-Einspritzmenge betreffenden Daten von T= t\ + f2 werden ohne Verzögerung dem Abwärtszähler 100 zugeführt und in ein Zeitmaß umgesetzt, das heißt, wenn ein Impuls dem Abwärtszähler 100 vom magnetischen Signalgeber 101 bei einer vorgegebenen Winkelstellung der Kurbelwelle zugeführt wird, beginnt der Abwärtszähler 100 die Anzahl der vom Taktimpulsgenerator 90 zugeführten Taktimpulse zu zählen und erzeugt gleichzeitig Signale hohen Wertes an seinem Ausgang so daß der Schalttransistor 49 durchgeschaltet und die Erregerspule 8a zur Brennstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine erregt wird. Wenn der Zählwert des Abwärtszählers 100 einen mit den Eingangsdaten übereinstimmenden Wert erreicht wird der Schaltti ansistor 49 gesperrt und die Brennstoffzufuhr beendet.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel das Luft/ Brennstoff-Verhältnis ständig derart geregelt, daß es im wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis ist, so daß ein Sprungverhalten des Luft/Brennstoff-Verhältnisses bei einem Übergangsbetriebszustand der Brennkraftmaschine unabhängig von den charakteristischen Eigenschaften der Abgas-Sauerstoffsonde 10 und der Brennkraftmaschine verhindert werden kann. Die Abgasreinigungswirkung läßt sich daher beträchtlich verbessern. Darüber hinaus läßt sich sogar bei einer Fehlfunktion oder einem Ausfall der Abgas-Sauerstoff sonde 10 eine Verringerung der Abgasreinigungswirkung und eine Verschlechterung der Betriebseigenschaften der Brennkraftmaschine verhindern, da das Luft/Brennstoff-Grundverhältnis vorher korrigiert worden ist.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Regelung finden Signale für die Ansaugluftmenge und die Drehzahl der Brennkraftmaschine als den Betriebszustand der Brennkraftmaschine bezeichnende Maschinenzustandssignale Verwendung. Stattdessen können jedoch auch Signale für den Unterdruck in der Ansaugleitung und die Drehzahl als Maschinenzustandssignale verwendet werden.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine durch Einstellung der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Brennstoffmenge in Abhängigkeit von Maschinenzustandssignalen, wobei Betriebszustände der Brennkraftmaschine zur Bildung der Maschinenzustandssignale und Einstellung der eingespritzten Brennstoffmenge erfaßt werden, die Abgaszusammensetzung mit Hilfe einer Abgas-Sauerstoffsonde ermittelt und durch ein die Abgaszusammensetzung kennzeichnendes, von der Abgas-Sauerstoffsonde abgegebenes Signal angezeigt, durch zeitliche Integration dieses Signals ein Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignal erzeugt und die durch die Maschinenzustandssignale eingestellte Brennstoffmenge für die Einspritzung in die Brennkraftmaschine entsprechend dem Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignal korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Mittelwert des Luft/ Brennstoffverhältnis-Korrektursignals entsprechendes Mittelwertsignal gebildet wird und daß der Wert von zumindest einem der Maschinenzustandssignale in Abhängigkeit von der Größe dieses Mittelwertsignals immer dann, wenn das Mittelwertsignal um einen bestimmten Betrag von einem vorgegebenen Wert abweicht, derart korrigiert wird, daß der Wert des Mittelwertsignals unter kontinuierlicher Annäherung wieder ungefähr gleich dem vorgegebenen Wert wird, der einem gewünschten Luft/Brennstoff-Verhältnis entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert des Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignals ein aus dem Maximalwert und dem Minimalwert des Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignals gebildeter Mittelwert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Abgaszusammensetzung jeweils in Abhängigkeit von der Konzentration einer im Abgas enthaltenen vorgegebenen Komponente zwei verschiedene elektrische Spannungspegel gebildet werden und daß das Mittelwertsignal einem Mittelwert des Luft/Brennstoffverhältnis-Korrektursignals zu einem Zeitpunkt entspricht, bei dem einer der beiden Spannungspegel auf den jeweils anderen Spannungspegel übergeht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenzustandssignale ein die Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine bezeichnendes Signal und ein die Maschinendrehzahl bezeichnendes Signal umfassen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur des Wertes von zumindest einem der Maschinenzustandssignale die Korrektur des die Ansaugluftmenge bezeichnenden Signalwertes umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Maschinenzustandssignal ein elektrisches Signal ist und daß die Korrektur des Wertes dieses zumindest einen Maschinenzustandssignals die Korrektur eines Signalspannungswertes mittels einer mechanischen Spannungskorrektureinrichtung umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Spannungskorrektureinrichtung mindestens einen Regelwiderstand und mindestens einen Schrittmotor zur Verstellung des Regelwiderstands entsprechend dem erzeugten Mittelwertsignal aufweist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur des Wertes von zumindest einem der Maschinenzustandssignale mittels eines Digitalrechners erfolgt, der derart programmiert ist, daß der Wert von im Digitalrechner abgespeicherten Daten entsprechend dem Mittelwertsignal korrigiert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur des Wertes von zumindest einem der Maschinenzustandssignale ausgeführt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine im Normalbetriebszustand befindet.