DE2829958C2

DE2829958C2 -

Info

Publication number: DE2829958C2
Application number: DE2829958A
Authority: DE
Inventors: Lauren Lee Bloomfield Hills Mich. Us Bowler; John Edmund Farmington Mich. Us Lahiff
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 1987-11-12
Also published as: CA1114045A; JPS6131291B2; US4130095A; JPS5420231A; SE7807722L; IT1105625B; IT7850250A0; FR2397529B1; FR2397529A1; AU529512B2; DE2829958A1; AU3622078A; GB1573897A; SE442424B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 3.

Ein Verfahren und eine Einrichtung dieser Art sind aus den DE-OS 24 57 436 und 24 57 461 bekannt. Es erfolgt hier eine Kennfeldsteuerung der Kraftstoffzufuhr einer Einspritz-Verbrennungskraftmaschine. Gesteuerte Größe ist die Einspritzdauer, für die charakteristische Werte in einem digital kodierten Kennfeld in Abhängigkeit vom Drosselklappenwinkel und der Motordrehzahl gespeichert sind. Unter entsprechenden Maschinenbetriebsbedingungen werden die Kennfelddaten in einem offenen Regelkreis zur Grobsteuerung der Einspritzdauer abgerufen. Die Feinsteuerung erfolgt in einem überlagerten geschlossenen Regelkreis anhand des Meßsignals eines Fühlers, der im Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine liegt und eine Erfassung der herrschenden Oxidations- Reduktions-Bedingungen ermöglicht. Das Meßsignal des Fühlers wird dazu verwendet, die tatsächliche Einspritzdauer bezüglich der sich aus dem Kennfeld ergebenden Werte zu modifizieren.

Bei den DE-OS 24 57 436 und 24 57 461 werden die gespeicherten Kennfelddaten ein für allemal fest vorgegeben. Eine laufende Anpassung an Änderungen der Maschineneinstellung, die sich über die Dauer des Betriebs unvermeidlich ergeben, erfolgt nicht. Die vorgenommene Modifizierung der sich aus den Kennfelddaten ergebenden Einspritzdauer anhand des Meßsignals eines im Abgaskanal vorgesehenen Fühlers berücksichtigt nicht die Ansprechverzögerung, die zwischen der Erfassung eines Verbrennungsergebnisses und der dafür kausalen, vorangegangenen Kraftstoffeinspritzung unvermeidlich liegt. Das Regelsystem der DE-OS 24 57 436 und 24 57 461 ist somit weder geeignet, bei der Zumessung des Kraftstoffs schnellen Änderungen der Betriebsbedingungen optimal zu folgen, noch langfristige Änderungen der Maschineneinstellung auszugleichen.

Aus der nachveröffentlichten DE-OS 26 33 617 ist ein Verfahren zur Regelung der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, bei dem eine Kennfeldsteuerung einen Annäherungswert für deren Einspritzdauer liefert. Der Annäherungswert wird durch eine Langzeitregelung insbesondere anhand des Signals einer Lambdasonde korrigiert, die Oxidations-Reduktions-Bedingungen im Abgas erfaßt. Die Korrektur erfolgt wie bei dem vorbehandelten Stand der Technik in Echtzeit, und die gespeicherten Kennfelddaten bleiben ein für allemal so, wie sie gespeichert sind.

Bei einem aus der nachveröffentlichten DE-OS 28 17 941 bekannten Verfahren zur Regelung der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine wird ein die Einspritzdauer steuerndes Kennfeld anhand des Eichsignals einer Meßsonde korrigiert, die Abweichungen von einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis erfaßt. Das Kraftstoffdurchsatz-Zeitintervall, das zwischen dem Kraftstoffzumessungsvorgang und dem Zeitpunkt vergeht an dem das Verbrennungsergebnis im Abgas erfaßt wird, findet dabei keine Berücksichtigung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung der genannten Art anzugeben, bei dem bzw. bei der auch bei langfristigen Änderungen der Einstellung der Verbrennungskraftmaschine und bei sich schnell ändernden Maschinenbetriebsbedingungen ein optimales Verbrennungsergebnis, d. h. hoher Wirkungsgrad und geringer Schadstoffanteil im Abgas, erhalten wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das in Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren und die in Anspruch 3 gekennzeichnete Einrichtung.

Die in der Folge beschriebene, bevorzugte Ausführungsform bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffzufuhr einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, bei der ein katalytischer Dreiwege-Konverter im Auspuffkanal der Maschine arbeitet, um die Abgasbestandteile bestimmten Oxidations- und Reduktionsbedingungen entsprechend umzuwandeln. Ein Kraftstoffzumessungs-Regelsignal mit offenem Regelkreis wird aufgrund der Maschinenleistung und -drehzahl und gegebenenfalls anderer Parameter erzeugt und hat einen Wert, der so festgelegt ist, daß aufgrund der vorgenommenen Kraftstoffzumessung ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis entsteht, bei dem der katalytische Konverter eine optimale Umwandlungsleistung hat. Dieses Kraftstoffzumessungs-Regelsignal im offenen Regelkreis ergibt sich aus Kennfelddaten, die von einem Hauptspeicher an einer Adresse abgerufen werden, die der Maschinenleistung und der Drehzahl und gegebenenfalls anderen Parametern entspricht. Ein Abgasfühler spricht auf die Oxidations- und Reduktions-Bedingungen im Auspuffkanal an und liefert so eine Information hinsichtlich des Grads, zu dem die gewünschten Oxidations- und Reduktions-Bedingungen erreicht sind. Dieses Ansprechen ist gegenüber der kausal vorausgehenden Kraftstoffzumessung zeitlich um ein Zeitintervall verschoben, welches wiederum teilweise von den Maschinenbetriebsbedingungen abhängt. Es wird nun eine Anpassung der im offenen Regelkreis verwendeten Kennfelddaten aufgrund der detektierten Abgasbedingungen in einem überlagerten geschlossenen Regelkreis vorgenommen, um eine Kraftstoffzumessung und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erhalten, die den Werten stärker angenähert sind, bei welchen der katalytische Konverter die optimale Wandlungsleistung hat.

Vorzugsweise werden wenigstens die Maschinenleistung und die Drehzahl wiederholt abgetastet. Zugleich kann auch der dann anstehende Kennfelddatenwert abgerufen werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform erfolgt dies mit Intervallen, die wesentlich kürzer sind als die Ansprechverzögerung (z. B. Abtasten mit 40 ms-Intervallen), so daß im wesentlichen alle Maschinenbetriebspunkte einer kurzzeitig zurückliegenden Betriebsphase erfaßt werden. Eine Anzahl von diesen abgetasteten Werten werden an zeitbezogenen Adressen in einem Kurzzeitspeicher gespeichert, um den Ablauf des Maschinenbetriebs über eine Zeit festzuhalten, welche wenigstens alle möglichen Werte der Ansprechverzögerung umfaßt. Wenn also der Ansprechverzögerung zwischen 0,3 und 1,5 Sekunden schwanken kann, so deckt der festgehaltene Betriebsablauf jederzeit die vorherige Zeit von 0,3 bis 1,5 Sekunden ab und bei einer bevorzugten Ausführungsform die ganze vorherige Zeit bis 1,5 Sekunden. Bei nachfolgenden Zeiten, vorzugsweise mit den gleichen Zeitintervallen, unter denen die Abtastungen vorgenommen werden, wird der mit dem Abgasfühler detektierte Abgaszustand abgetastet und es werden die Maschinenbedingungen (z. B. Drehzahl und Leistung), die zur Errechnung der Ansprechverzögerung nötig sind, abgetastet, worauf die Ansprechverzögerung berechnet wird. Die berechnete Ansprechverzögerung bezeichnet eine Adresse in dem Kurzzeitspeicher, von der die frühere Maschinenleistung und -drehzahl, die für den detektierten Abgaszustand ursächlich waren, abgerufen wird. Der frühere Kennfelddatenwert wird dann bestimmt, indem ein entsprechend zuvor gespeicherter Wert an der gleichen Adresse zusammen mit weiteren Daten, die der Kurzzeitspeicher enthält, abgerufen wird. Der Kennfelddatenwert kann aber auch dem Hauptspeicher an der durch Maschinendrehzahl und -leistung bestimmten Adresse entnommen werden. Diese abgerufene Information wird dann in Verbindung mit den detektierten Abgasbedingungen benutzt, um einen neuen Kennfelddatenwert zu errechnen, der so bestimmt wird, daß die Kraftstoffzumessung gegebenenfalls in dem erforderlichen Umfang korrigiert wird. Der neue Kennfelddatenwert dann in den Hauptspeicher an der Adresse eingegeben, die den abgerufenen Leistungs- und Drehzahlbedingungen und gegebenenfalls weiteren Bedingungen zugeordnet ist. Dieser auf den neuesten Stand gebrachte Kennfelddatenwert steht dann zwecks Abruf und Maschinenregelung zur Verfügung, wenn die Maschine das nächste Mal unter entsprechenden Leistungs- und Drehzahlbedingungen arbeitet. Das Auf-den- neuesten-Stand-bringen des Kennfelds ist der Regelung der Kraftstoffzufuhr in einem geschlossenen Regelkreis überlagert, und die Regelkreise sind so koordiniert, daß keiner mit der Wirkung des anderen in Konflikt gerät.

Wie jedoch noch beschrieben wird, wirken beide zusammen, um eine wirksame Arbeitsweise herbeizuführen, bei der jeder dazu beiträgt, daß das gewünschte Luft-Kraftstoff-Verhältnis erzielt wird, um optimale Oxidations- und Reduktionsbedingungen im Abgas zu erreichen, die bis zu einem Grade vorliegen, der mit einem Regelkreis allein nicht erreichbar ist.

Die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen im einzelnen dargelegt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Kraftfahrzeuges, wobei die Antriebsmaschine, die Kraftstoffzuleitungsanlage, eine Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffzufuhr und zugehörige Fühler in durchgehenden Linien dargestellt sind,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kurbelwellenachse der Maschine gemäß der Fig. 1, wobei die Gasströmungswege bei Betrieb der Maschine durch Pfeile dargestellt sind,

Fig. 3 ein Diagramm, das die maschinenbetriebsbedingte Ansprechverzögerung eines Abgasfühlers bei einer Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses darstellt,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch die bevorzugte Ausführungsform eines Maschinendrehzahlfühlers,

Fig. 5 ein Diagramm, teilweise in Blockform, der Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffzufuhr,

Fig. 6 ein Diagramm der bevorzugten Ausführungsform eines Befehlssignalgenerators zur Steuerung dieser Einrichtung,

Fig. 7 ein Blockdiagramm, das den Regelteil mit offenem Regelkreis der Einrichtung gemäß Fig. 5 darstellt,

Fig. 8 ein Schaltbild einer Ausführungsform des Teiles einer Signalaufbereitungsschaltung gemäß Fig. 5, welches eine Sauerstoffühler- Ausgangsspannung und ein Sauerstoffühler- Temperatursignal abgibt,

Fig. 9 ein Diagramm einer Mittelwertschaltung, die bei der Einrichtung gemäß Fig. 6 verwendet wird,

Fig. 10 ein Blockdiagramm eines Teiles des Einspritzimpulsberechners gemäß der Fig. 6, welcher ein Einspritzdauersignal abgibt,

Fig. 11 ein Diagramm, das die Funktion veranschaulicht, die bei der schaubildlich in der Fig. 9 dargestellten Schaltung zur Bestimmung der Luftmenge pro Zylinder der Maschine abläuft,

Fig. 12 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Sauerstoff-Regelschaltung mit geschlossenem Regelkreis, die bei einer Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffzufuhr der in Fig. 1 dargestellten Art eingesetzt werden kann,

Fig. 13 ein Blockdiagramm des Systems zur Bestimmung der Ansprechverzögerung bei einer Einrichtung der in der Fig. 1 dargestellten Art,

Fig. 14 ein Diagramm, das eine der Maschinendrehzahl zugeordnete Komponente der Ansprechverzögerung veranschaulicht,

Fig. 15 ein Diagramm, das eine dem absoluten Ansaugdruck zugeordnete Komponente der Ansprechverzögerung zeigt,

Fig. 16 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung zur Anpassung von Kennfelddaten der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffzufuhr und

Fig. 17 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Mit der Kraftstoffregeleinrichtung gemäß der Erfindung wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch geregelt, das einer Verbrennungskraftmaschine 100 eines Kraftwagens 102 zugeführt wird. Die Erfindung kann bei jedem Luft-Kraftstoff-Zuführgerät, beispielsweise einem Vergaser, angewendet werden, jedoch arbeitet die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem Paar magnetbetätigten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 104 und 106, die, wie am besten aus der Fig. 2 ersichtlich ist, unmittelbar über einem Paar von Saugkanälen 108 und 110 montiert sind, die zur Ansaugleitung der Maschine 100 führen, Kraftstoff gelangt über eine nicht dargestellte Kraftstoffleitung, die unter einem konstanten Druck, beispielsweise 0,77 kg/cm², gehalten wird, zu den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 104 und 106. Kraftstoff unter dem geregelten Druck wird so lange in die Saugkanäle 108 und 110 eingespritzt, wie die jeweiligen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 104 und 106 erregt werden, so daß der gesamte Kraftstoffstrom von der Anzahl und der Dauer der an die Einspritzeinrichtungen angelegten Erregungsimpulse bestimmt wird.

Gemäß der Fig. 1 wird Luft während des Betriebes der Maschine 100 durch ein Luftfilter 162 und die Saugkanäle 108 und 110 in die Ansaugleitung gesaugt. Das von dieser Luft und dem in die Saugkanäle eingespritzten Kraftstoff gebildete Kraftstoffgemisch wird in die jeweiligen Zylinder der Maschine gesaugt und verbrannt.

Die Nebenprodukte der Verbrennung strömen in das Auspuffrohr, dann durch einen katalytischen Konverter 170 und schließlich durch ein Auspuffrohr 174 ins Freie. Der katalytische Konverter 170 ist ein Dreiwegetyp, bei dem Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide gleichzeitig umgewandelt werden, wenn das Luft-Kraftstoffgemisch, das dem katalytischen Konverter zugeführt wird, ein einem engen Bereich nahe dem stöchiometrischen Verhältnis gehalten wird. Dabei ist das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Sauerstoff derart, daß beide bei perfekter Verbrennung völlig verbraucht werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Einspritzeinrichtungen abwechselnd von dem Kraftstoffregler 178 erregt, wobei eine der Einspritzeinrichtungen 104 und 106 so erregt wird, daß je Maschinenumdrehung einer Acht-Zylinder- Maschine einmal bei jedem Ansaugtakt für insgesamt vier Einspritzimpulse Kraftstoff abgegeben wird. Die Einspritzung wird mittels eines vom Verteiler 185, Fig. 5, abgegebenen Signales zeitlich festgelegt. Der Verteiler hat ein Sternrad, das für jede Einspritzung einen Impuls erzeugt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Luftzufuhr zur Maschine 100 vom Verdichtungsverhälntnis und der Maschinendrehzahl bestimmt, und die zur Erzielung der Stöchiometrie erforderliche Luftmenge wird durch den Luftstrom eingestellt. Der Kraftstoffregler 178 erhält eine Drehzahleingabe in Form von Impulsen, deren Frequenz proportional zur Drehzahl eines Drehzahlfühlers 179 (vgl. Fig. 4) ist, der im Gehäuse 180 des Getriebes angebracht ist und die Zähne am Zahnkranz 181 fühlt, der mit dem Schwungrad 182 dreht. Der absolute Druck im Ansaugrohr und folglich die Luftdichte im Zylinder wird vom Kraftstoffregler 178 mittels eines Rohres 183 gemessen, durch das der Absolutdruck im Ansaugrohr zu einem Druckfühler geleitet wird, der die Form eines Dehnungsmessers haben kann, der im Kraftstoffregler 178 enthalten ist. Der Kraftstoffregler 178 ist so ausgelegt, daß er in einem offenen Regelkreis auf den absoluten Druck im Ansaugrohr und die Maschinendrehzahl anspricht, um die Dauer jeder Ansaugung zu bestimmen, die zu einer Kraftstoffzuteilung führen würde, die im allgemeinen ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff- Gemisch bedingt, bei dem eine maximale Umwandlungsleistung des katalytischen Konverters 170 erzielt wird.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Kraftstoffregler 178 einen geschlossenen Regelkreis, der (nach einer Ansprechverzögerung T) einen Abgasbestandteil abfühlt, der für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine 100 zugeführten Gemisches repräsentativ ist, und der die Dauer der Erregung der Einspritzeinrichtung genauer einstellt, so daß das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Gemisch noch genauer erreicht wird. In dieser Hinsicht arbeitet die bevorzugte Ausführungsform mit einem ersten Sauerstoffühler 184, Fig. 5, der in der Auspuffleitung vor dem katalytischen Konverter 170 vorgesehen ist, und mit einem zweiten Sauerstoffühler 186, der in der Auspuffleitung hinter dem katalytischen Konverter 170 liegt. Der Einfluß dieses geschlossenen Regelkreises ist begrenzt, und primär wird mit dem offenen Regelkreis geregelt. Bei dem in der Folge beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der geschlossene Regelkreis einen Korrekturbereich von etwa ± 25% und eine integrale Komponente, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit einer Rate von etwa 0,9 Luft-Kraftstoff-Verhältnissen pro Sekunde varriert.

Bei den Sauerstoffühlern 184 und 186 handelt es sich vorzugsweise um Zirkonoxid-Typen, die, wenn sie von den Abgasen der Maschine auf eine Betriebstemperatur von etwa 370° erhitzt werden, eine Ausgangsspannung erzeugen, die plötzlich von einem relativ hohen Wert, bei denen das Luft-Kraftstoff- Verhältnis geringer als das stöchiometrische ist, zu einem relativ geringen Wert, bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als das stöchiometrische ist, wechselt. Derartige Fühler sind der Technik wohlbekannt. Der geschlossene Regelkreis im Kraftstoffregler 178 spricht auf die Ausgangssignale der Sauerstoffühler 184 und 186 an und stellt die Kraftstoffzuteilung der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 104 und 106 so ein, daß ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis genauer erreicht wird.

Die Gründe für die Ansprechverzögerung T zwischen einer veränderten Kraftstoffanforderung und der Erfassung des Verbrennungsergebnisses Sauerstoffühler 184 und 186 sind in Fig. 2 und Fig. 3 veranschaulicht. Die letztere zeigt das Ansprechen des Fühlers auf eine stufenartige Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das an die Saugkanäle 108 und 110 bei der Zeit t₁ von einem Wert, der größer als das stöchiometrische Verhältnis ist, zu einem Wert, der geringer als das stöchiometrische Verhältnis ist, wechselt. Zum Zeitpunkt t₁ befindet sich die Ausgangsspannung des Sauerstoffühlers 184 auf ihrem niedrigen Pegel, der ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Saugkanal 108 oder 110 anzeigt. Das fette Gemisch wird bei der Zeit t₁ eingeführt. Das magere Gemisch strömt durch das Ansaugrohr 188 zu einem Einlaßventilkanal 190. Das Gemisch tritt während des Ansaughubes des Kolbens 192 in den Zylinder 191 ein, wenn das Einlaßventil geöffnet ist. Danach führt der Kolben einen Verdichtungshub und einen Verbrennungshub aus. Es folgt ein Auspufftakt, wobei das Auslaßventil 194 geöffnet ist und die Verbrennungsgase in die Auspuffleitung 196 austreten. Aus der Auspuffleitung 196 strömen die Auspuffgase durch die Auspuffrohre, beispielsweise ein Rohr 198, und schließlich zum Sauerstoffühler 184, wo sie zum Zeitpunkt t₂ ankommen. Die Ausgangsspannung geht dann auf einen hohen Wert über, der einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch entspricht.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß ein veränderter Kraftstoffbedarf an den Saugleitungen 108 und 110 nicht unmittelbar von dem Sauerstoffühler 184 gefühlt wird. Die Ansprechverzögerung T ist von komplexer Beschaffenheit und verändert sich zumindest mit der Drehzahl der Maschine 100 und dem Ansaugdruck. Die Ansprechverzögerung T kann von Maschine zu Maschine unterschiedlich sein, liegt aber normalerweise in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 Sekunden.

Wenn die anfänglichen und später sich entwickelnden Fehler bei der Abstimmung des offenen Regelkreises des Kraftstoffreglers 178 im wesentlichen ausgeschaltet werden, können die Fehler der Luft-Kraftstoff-Verhältnisregelung, die dem geschlossenen Regelkreis wegen der Ansprechverzögerung des Systems anhaften, beträchtlich vermindert und sogar im wesentlichen überwunden werden. Beispielsweise werden die Fehler, die mit der Einteilung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aufgrund von Bedingungen, die zuvor existieren, auf ein Mindestmaß vermindert. Außerdem kann bei der Konstruktion des Reglers für den geschlossenen Regelkreis dessen Leistung auf der Basis einer relativ korrekten Kalibrierung des offenen Kreises optimiert werden, um die Amplitude des Grenzkreises und somit die Größe der Abweichungen des Luft-Kraftstoff-Gemisches von einem gewünschten Wert zu verringern. Gemäß den Prinzipien dieser Erfindung enthält der Kraftstoffregler 178 eine Regelfunktion zum Beeinflussen der Kalibrierung, womit der Fehler während des Betriebes der Maschine aus der Kalibrierung des offenen Regelkreises ausgeschaltet wird.

In Fig. 5 erhält eine Signalaufbereitungsschaltung 200 die Ausgangsspannungssignale der Sauerstoffühler 184 und 186, die Geschwindigkeit des Drehzahlfühlers 179, den Ausgang eines Maschinen-Kühlmittel-Temperaturfühlers 202, der die Form eines Thermistorfühlers haben kann, und den Ausgang eines Ansaugdruck-Fühlers 204. Letzterer Fühler kann als Dehnungsmesser ausgebildet sein, der auf den absoluten Druck im Ansaugraum anspricht, mit dem er über das Rohr 183 verbunden ist. Die Signalaufbereitungsschaltung 200 spricht auf die entsprechenden Eingänge an, um die folgenden Spannungssignale zu bilden: Eine Spannung O 2 V 1, die die Ausgangsspannung des Sauerstoffühlers 184 vor dem katalytischen Konverter darstellt, eine Spannung O 2 V 2, die der Ausgangsspannung des Sauerstoffühlers 186 hinter dem katalytischen Konverter entspricht, ein Drehzahlsignal SPD, das aus einer Reihe Rechteckwellenimpulsen mit einer Frequenz besteht, die der Frequenz des Ausgangssignales des Drehzahlfühlers 179 entspricht, ein Spannungssignal TEMP, das einen Wert hat, der der Temperatur des Kühlmittels der Maschine 100 entspricht, ein Spannungssignal O 2 T 1, das die Temperatur des Sauerstoffühlers 184 darstellt, und ein Spannungssignal O 2 T 2, das der Temperatur des Sauerstoffühlers 186 entspricht.

Signalaufbereitungsschaltung (Fig. 8)

Die Signalaufbereitungsschaltung 200 gibt das Signal ab, das sich auf den Spannungsausgang und die Temperatur eines der Sauerstoffühler 184 und 186 bezieht. Die Ausgangsspannung des Sauerstoffühlers ist mit dem negativen Eingang eines Funktionsverstärkers 206 über einen Koppelwiderstand 208 verbunden. Der positive Eingang des Funktionsverstärkers 206 ist geerdet. Rückkopplungsfilter mit einem Kondensator 210, der mit einem Widerstand 212 parallelgeschaltet ist, sind zwischen den Ausgang des Funktionsverstärkers 206 und dessen negativen Eingang geschaltet, um ein Tiefpaß zu bilden.

Der Ausgang des Funktionsverstärkers 206 ist mit einem bistabilen Multivibrator verbunden, der einen Funktionsverstärker 214 enthält. Der Signalweg vom Funktionsverstärker 206 zum Funktionsverstärker 214 geht über einen Widerstand 216. Der positive Eingang des Funktionsverstärkers 214 ist geerdet. Ein Rückkopplungskondensator 218 ist zwischen dem Ausgang des Verstärkers 214 und dessen negativem Eingang mit einem Rückkopplungswiderstand 220 parallelgeschaltet, wodurch wiederum eine lineare Leistung und ein gewisser zeitlicher Verzögerungseffekt erzielt werden. Eine Amplitudenverkleinerung wird mit einem Rheostaten 221 erzielt, das zwischen Spannung B+ und Erde geschaltet ist, wobei der Ausgang des Rheostaten 221 über einen Widerstand 222 an den Eingang des Funktionsverstärkers 214 angeschlossen ist. Die Ausgangsspannung des Funktionsverstärkers 214 umfaßt eine der Ausgangsspannungen O 2 V 1 und O 2 V 2.

Die Sauerstoffühler 184 und 186 liefern, wenn sie von Zirconoxidtyp sind, eine nutzbare Ausgangsspannung, die dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Abgase entspricht, wenn sie von den Auspuffgasen oder anderen Einrichtungen auf ihre Betriebstemperatur erhitzt werden, die normalerweise 370°C betragen kann. Diese Arten von Sauerstoffühlern haben einen Scheinwiderstand, der im umgekehrten Verhältnis zu ihrer Temperatur steht, so daß der Scheinwiderstand des Fühlers genutzt werden kann, um festzustellen, ob der Fühler seine Betriebstemperatur erreicht hat. Beispielsweise kann ein typischer Zirconoxid-Sauerstoffühler einen Scheinwiderstand von vielen M Ω haben, wenn er kalt ist, und einen Scheinwiderstand von 12 kΩ bei einer Betriebstemperatur von 370°C.

Die Schaltung gemäß der Fig. 8 nutzt das Verhältnis zwischen dem Scheinwiderstand des Zirconoxid-Sauerstoffühlers und seiner Temperatur aus, um ein Signal herzustellen, welches anzeigt, ob der Sauerstoffühler sich auf oder unter seiner Betriebstemperatur befindet. Die Schaltung enthält einen Widerstand 224 und einen Kondensator 226, die mit dem Sauerstoffühler in Reihe geschaltet sind. Eine Rechteckwellensignal CLK1 wird über die Reihenschaltung des Widerstandes 224, des Kondensators 226 und des Sauerstoffühlers angelegt, welche einen Spannungsteiler bilden, der an der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 224 und dem Kondensator 226 eine pulsierende Spannung liefert, deren Spitzenwert durch den Scheinwiderstand des Sauerstoffühlers moduliert wird. Die Spitzenamplitude dieser pulsierenden Spannung ist deshalb im wesentlichen proportional zum Widerstand des Sauerstoffühlers und folglich im wesentlichen umgekehrt proportional zu seiner Temperatur. Diese Spannung ist mit dem negativen Eingang eines Funktionsverstärkers 228 über die parallele Verbindung eines Widerstandes 230 und einer Diode 231 verbunden. Der Funktionsverstärker enthält einen Rückkopplungskondensator 232, der mit zwei rückgekoppelten Zenerdioden 234 und 236 parallelgeschaltet ist. Die letzteren begrenzen die Rückkopplungsspannung im Funktionsverstärker 228. Eine Bezugsspannung, die mit einem zwischen die Speisespannung B+ und Erde geschalteten Potentiometer 238 bereitgestellt wird, liegt am positiven Eingang des Funktionsverstärkers 228 an. Der Widerstand 230, die Diode 231 und der Kondensator 232 bilden einen Spitzendetektor, der am negativen Eingang des Funktionsverstärkers 228 eine Spannung liefert, die einen Wert hat, der im wesentlichen gleich dem Spitzenspannungsausgang des Spannungsteilers ist, der vom Widerstand 224 und dem Sauerstoffühler gebildet wird, wodurch die Temperatur des Sauerstoffühlers dargestellt wird. Der Wert der Bezugsspannung wird durch die Stellung der beweglichen Klemme des Potentiometers 238 bestimmt, die auf den gleichen Wert wie die Spannung gebracht wird, die an die negative Klemme des Verstärkers 228 angelegt wird, wenn der Sauerstoffühler die Betriebstemperatur erreicht, die bei der bevorzugten Ausführungsform 370°C beträgt.

Wenn der Sauerstoffühler von den Abgasen der Verbrennungskraftmaschine 100 erhitzt wird, fällt sein Widerstand mit steigender Temperatur. Wenn die Temperatur des Sauerstoffühlers unter 370°C liegt, ist die festgestellte Spitzenspannung an der negativen Klemme des Funktionsverstärkers 228 größer als die Bezugspannung an der positiven Klemme, so daß der Funktionsverstärker 228 eine konstante Ausgangsspannung auf niedrigem Pegel liefert. Wenn die Fühler-Betriebstemperatur von 370°C erreicht wird, ist der festgestellte Spitzenspannungseingang für den Funktionsverstärker 228 geringer als die Bezugsspannung, die vom Potentiometer 238 geliefert wird, und der Funktionsverstärker 228 wird gesättigt, um eine konstante, hohe Ausgangsspannung zu liefern.

Am Ausgang des Funktionsverstärkers 228 steht daher ein Spannungssignal an, das einen konstanten, niedrigen Wert hat, wenn der Sauerstoffühler kalt ist, und einen konstanten, hohen Wert, wenn der Sauerstoffühler heiß ist.

Die Frequenz des Rechteckwellensignals CLK 1 wird so gewählt, daß sie größer ist als die Abschaltfrequenz des Tiefpasses, der vom Funktionsverstärker 206 und den Rückkopplungselementen 210 und 212 gebildet wird, so daß der Ausgang des Funktionsverstärkers 206, der dem Ausgang des Sauerstoffühlers entspricht, nicht von der über den Sauerstoffühler gelegten Komponente beeinflußt wird, die sich aus dem Signal CLK1 ergibt. Bei der bevorzugten Ausführungsform hat das Signal CLK 1 eine Frequenz von 1000 Hz.

Gemäß der Fig. 5 sind die übrigen Teile der Signalaufbereitungsschaltung 200 im allgemeinen konventionell aufgebaut. Beispielsweise kann der Ausgang des Drehzahlfühlers 179 zu einem Rechteckverstärker geleitet werden, der in der Schaltung 200 enthalten ist und das Rechteckwellensignal SPD an einen Einspritzregelkreis 240 abgibt, der eine Frequenz hat, welche der Drehzahl der Maschine 100 entspricht. Die Teile der Signalaufbereitungsschaltung, die am Temperaturfühler 202 angeschlossen sind, können einen Spannungsteiler oder eine Brückenschaltung enthalten. Der Widerstand des Temperaturfühlers 202 bildet einen Zweig der Schaltung, deren Spannungsausgang zum Einspritzregelkreis dem Widerstand des Fühlers und folglich der Temperatur des Kühlmittels entspricht. Alternativ könnte der Widerstand des Temperaturfühlers 202 den Rückkopplungszuwachs- Regelwiderstand eines Verstärkers innerhalb der Schaltung 200 bilden, so daß deren Ausgang die Temperatur des Kühlmittels darstellt. Der Ausgang des Fühlers für den Ansaugdruck kann beispielsweise zu einem Signalaufbereitungsverstärker geschickt werden, der das dem Ansaugdruck entsprechende Spannungssignal MAP liefert, das an den Einspritzregelkreis 240 geschickt wird.

Einspritzregelkreis (Fig. 5)

Der Einspritzregelkreis 240 arbeitet derart, daß abwechselnd die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 104 und 106 derart arbeiten, daß bei jedem Ansaugtakt Kraftstoff an die Maschine 100 abgegeben wird. Bei einer 8-Zylinder-Maschine ergeben sich vier Einspritzimpulse je Umdrehung der Maschine. Wie früher ausgeführt, wird die zeitliche Einstellung des Einspritzvorganges durch den Impulsausgang des Verteilers 185 bestimmt.

Die Dauer jedes Einspritzvorganges, um ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erzielen, wird anfangs im offenen Regelkreis und gemäß einer offenen Eichung bestimmt. In dieser Hinsicht spricht der Einspritzregelkreis 240 auf die den Ansaugdruck darstellende Spannung MAP an, um allgemein die Luftmenge zu bestimmen, die in jeden Zylinder während jedes Ansaugtaktes entsprechend dem Ausdruck (X) · (MAP) eintritt, wobei X eine Konstante ist, die das Zylindervolumen und den volumetrischen Wirkungsgrad berücksichtigt. Ein Erregerspannungsimpuls wird bei jeder Einspritzung geliefert. Die Zeitdauer des Impulses entspricht dem Begriff (X) · (MAP) und der Kraftstoffmenge der Einspritzeinrichtung. Der Einspritzregelkreis kann zusätzlich Korrekturelemente enthalten, die auf die Maschinentemperatur, die Ansauglufttemperatur, die Maschinendrehzahl und andere Faktoren ansprechen, wie es in der Technik üblich ist.

Jedoch weicht die tatsächliche Luftmenge, die in den Zylinder eintritt, von einem Wert ab, der aufgrund des absoluten Druckes im Ansaugraum und eines konstanten volumetrischen Wirkungsgrades berechnet wird. Dies beruht darauf, daß der volumetrische Wirkungsgrad einer Maschine über ihren Betriebsbereich beträchtlich schwankt, und auf anderen Faktoren.

Um diese und andere noch zu beschreibende Faktoren auszugleichen, enthält der Einspritzregelkreis 240 einen Einstellfaktor, der bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Prozentsatz ist, wobei 0 gleich 100%, ein Minuswert weniger als 100% und ein Pluswert ein höherer Prozentsatz als 100% ist. Der Wert des Einstellfaktors hängt von den Betriebsparametern der Maschine ab. Der Einstellfaktor variiert die sonstwie bestimmte Dauer des Einspritzspannungsimpulses hinsichtlich Betrag und Richtung, um das gewünschte, nahezu stöchiometrische Luft- Kraftstoff-Verhältnis besser zu erzielen. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Wert des Einstellfaktors bestimmt von den unmittelbaren Werten der Maschinendrehzahl und des Ansaugdruckes im Ansaugraum. Gegebenenfalls kann der Einstellfaktor zusätzlich den Wert der Maschinen-Kühlmittel-Temperatur und andere einschlägige Parameter nutzen, die sich auf die benötigte Kraftstoffmenge auswirken.

Der Einstellfaktor ist für jeden Satz von Maschinenbetriebsbedingungen, die den Einstellfaktor bestimmen, (z. B. Maschinendrehzahl, MAP), in Form eines Einstellfaktor-Kennfelds in einem Speicher 244 mit direktem Zugriff (RAM) gespeichert, der beispielsweise eine 16 × 16-Matrix mit 256 adressierbaren Wortspeicherstellen sein kann. Jeder Speicherplatz ist als Funktion einer spezifischen Kombination von Ansaugdruck und Maschinendrehzahl (beispielsweise) adressierbar und enthält ein gespeichertes Wort, das den Wert des Einstellfaktors für die bestimmte Kombination von Maschinenbetriebsparametern darstellt. Der Einspritzregelkreis 240 adressiert den Kennfeldspeicher 244 wiederholt aufgrund abgetasteter Werte der Maschinendrehzahl und des Ansaugdruckes mit der Adresse, die von diesen Parametern definiert wird, findet den gespeicherten Einstellfaktor wieder und stellt den bestimmten Wert der Einspritzdauer hinsichtlich Betrag und Richtung gemäß dem so wiedergefundenen Einstellfaktor ein.

Die anfangs bei jeder Speicherstelle in dem Kennfeldspeicher 244 gespeicherten Einstellfaktoren werden als Funktion der Eigenschaften eines bestimmten Maschinentyps bestimmt. Alle oder ein Teil der gespeicherten Faktoren können für eine bestimmte Maschine falsch sein und werden auf jeden Fall durch Veränderungen im Laufe der Zeit falsch. Somit können Herstelltoleranzen zu unterschiedlichen Ventilöffnungs- und Schließzeiten, Änderungen des Verdichtungsverhältnisses, EGR-Wertbetriebsschwankungen und Änderungen des Gegendruckes führen, wodurch der anfangs gespeicherte Einstellfaktor unrichtig wird. Herstellungstoleranzen bei den Fühlern wie dem Ansaugdruckfühler 204 haben eine ähnliche Wirkung. Außerdem ändern sich die Eigenschaften einer Maschine in jedem Betriebspunkt in unvorhersehbarer Weise während ihrer gesamten Lebensdauer als Ergebnis von Abnutzung, Ansammlung von Ablagerungen und anderen Veränderungen. Die anfangs gespeicherten Einstellfaktoren müssen daher von Zeit zu Zeit auf den neuesten Stand gebracht werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung spricht ein geschlossener Sauerstoff-Regelkreis 246 auf die Sauerstoffühlerspannungen O 2 V 1 und O 2 V 2 an, die ein detektiertes Luft-Kraftstoff-Verhältnis darstellen, um ein Signal des geschlossenen Regelkreises herzustellen, das integrale plus proportionale Komponenten enthält, die aufgrund der festgestellten Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom stöchiometrischen Verhältnis erzeugt werden. Dieses Signal des geschlossenen Regelkreises wird von dem Einspritzregelkreis genutzt, um die bestimmte Einspritzdauer in einem Sinn und einer Richtung zu verstellen, um den festgestellten Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Fehler zu korrigieren. Es ist eine Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung vorgesehen, welche durch Änderung der Einstellfaktoren die Fehler der Kalibrierung des offenen Regelkreises ausschaltet, welche von allen möglichen Quellen einschließlich Herstelltoleranzen der Maschine und der Fühler und Materialveränderungen während der Lebensdauer der Maschine herrühren. Die Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung arbeitet dabei mit Regelgrößen, die von dem geschlossenen Sauerstoff-Regelkreis 246 herkommen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform tastet die Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung verschiedene Betriebsparameter einschließlich der von den Maschinenparametern bestimmten Adresse ab, die zuletzt von dem Einspritzregelkreis 240 beim Adressieren des Kennfeldspeichers 244 verwendet wurden, nämlich den Einstellfaktor, der von der Einspritzregelschaltung benutzt wird und gewisse Parameter innerhalb des geschlossenen Regelkreises 246, und zwar in Intervallen, die wesentlich geringer als die Ansprechverzögerung sind, z. B. 40 ms, und dies führt dazu, daß diese Daten in einer Folgespeicherstelle eines Kurzzeitspeichers (RAM) 250 mit direktem Zugriff gespeichert werden. Der Kurzzeitspeicher 250 enthält dann den jüngst zurückliegenden Ablauf des Maschinenbetriebes. Die Anzahl von Speicherstellen im Kurzzeitspeicher 250 ist derart, daß der gespeicherte Ablauf einen Zeitraum abdeckt, der wenigstens gleich der maximalen maschinenbedingten Ansprechverzögerung entspricht. Wenn beispielsweise die maximale Ansprechverzögerung 1,5 Sekunden beträgt und das Abtestintervall sich auf 40 ms beläuft, wären wenigstens 38 Speicherstellen erforderlich.

Die Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung tastet wiederholt den Luft-Kraftstoff-Verhältnisfaktor, der vom Ausgang des Sauerstoffühlers 184 und dem geschlossenen Sauerstoff-Regelkreis 246 bestimmt wird, einmal bei jedem Abtastschritt ab, der im Kurzzeitspeicher 250 verwendet wird, und setzt durch Bestimmung der Ansprechverzögerung T den zeitlichen Fehler zu den zuvor bestehenden Maschinenbetriebsfehlern und den zugeordneten Einstellfaktoren in Beziehung, die im Kurzzeitspeicher 250 gespeichert sind, welcher auf dem ermittelten Fehler beruhte. Ein neuer Einstellfaktor wird dann errechnet und im Kennfeldspeicher 244 gespeichert, der von den zuvor bestehenden Maschinenbetriebsparametern adressiert werden kann. Der überprüfte Einstellfaktor unterscheidet sich von dem ersetzten Einstellfaktor in dem Sinne, daß der Kalibrierfehler des offenen Regelkreises am zuvor bestehenden Maschinenbetriebspunkt verringert wird und dieser revidierte Einstellfaktor dann zum Abstimmen der Einspritzdauer zu Verfügung steht, wenn die Maschine das nächste Mal diesen Betriebspunkt erreicht.

Bei dem System gemäß Fig. 5 ist ein Takt- und Folgeregler 252 vorgesehen, der Folgebefehlsignale erzeugt, welche bewirken, daß der Einspritzregelkreis 240, der geschlossene Sauerstoffregelkreis und die Regelschaltung 248 zur Erfassung der Eichung ihre Funktionen in einer folgemäßigen und zyklischen Weise ausführen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bewirkt der Takt- und Folgeregler 252, daß der Einspritzregelkreis 240 den Maschinenbetriebspunkt abtastet und die erforderliche Einspritzdauer auf einer 10 ms-Basis in zyklischer Form bestimmt und, daß die Regelschaltung zur Beeinflussung der Kalibrierung ihre Funktion auf einer zyklischen 40 ms-Basis erfüllt.

Befehlssignalerzeugung (Fig. 6)

Die Fig. 6 zeigt eine Form des Takt- und Folgereglers 252 gemäß der Fig. 5, der Folgebefehlssignale abgibt, um die Arbeitsweise des Einspritzregelkreises 240, des geschlossenen Sauerstoffregelkreises 246 und der Regelschaltung 248 zur Erfassung der Eichung zu steuern.

Hochfrequenz-Rechteck-Zeitimpulse CLK 0 werden von einem Zeitgeber 254 erzeugt. Ein Teller 256 teilt die Frequenz der Impulse CLK 0 in einen Niederfrequenz-Rechteckwellen-Impuls CLK 1, der beispielsweise eine Frequenz von 1 kHz hat. Dieses Taktsignal kann wie vorstehend beschrieben in der Meßschaltung gemäß Fig. 10 zur Messung des Sauerstoffühler-Scheinwiderstandes verwendet werden. Die Taktimpulse CLK 1 werden weiter aufgeteilt von einem Teiler 258, dessen Ausgang aus Rechteckwellen- Taktimpulsen CLK 2 besteht, die bei der bevorzugten Ausführungsform eine Frequenz von 100 Hz und eine Periode von 10 ms haben.

Die Taktimpulse CLK 2 werden von einem Zähler 260 gezählt, dessen Nettozähler, die in der Folge als Indexzahl bezeichnet wird, mit dem Eingang einer Torschaltung 262 gekoppelt ist. Der Ausgang der Torschaltung 262 ist mit dem Dateneingang eines torgesteuerten Speichers 264 verbunden, der eine Eingangszahl abtastet und speichert, die an ihn angelegt wird, wenn ein Impuls an seinen Steuereingang angelegt wird.

Die gespeicherte Zahl im torgesteuerten Speicher 264 wird mit dem positiven Eingang eines Vergleichsschalters 266 gekoppelt, der von einem Bezugsgenerator 267 an seinem negativen Eingang eine Bezugsindexzahl (drei bei der bevorzugten Ausführungsform) empfängt. Der Ausgang des Vergleichschalters 266 ist eine logische 1-Stufe, wenn sein positiver Eingang einer Zahl entspricht, die größer als die an seinen negativen Eingang angelegte Bezugszahl ist. Wenn die an seinen positiven Eingang angelegte Zahl ebenso groß oder kleiner ist als die Bezugszahl, ist der Ausgang des Vergleichsschalters 266 eine digitale, logische 0-Stufe.

Der logische Stufenausgang des Vergleichsschalters 266 ist mit einem Eingang einer UND-Schaltung 268 gekoppelt und mit dem Eingang einer UND-Schaltung 270 über einen Inverter 272.

Ein bistabiler Multivibrator 274 wird von den Taktimpulsen CLK 2 jeweils auf 10 ms gestellt. Der Q-Ausgang des Multivibrators 274 und der Hochfrequenz-Taktimpuls CLK 0 sind mit den entsprechenden Eingängen der UND-Schaltungen 268 und 270 gekoppelt. Der Ausgang der UND-Schaltung 270 ist mit dem Takteingang eines Folgeimpulsgenerators 276 und der Ausgang der UND-Schaltung 268 mit dem Taktimpuls eines Folgeimpulsgenerators 278 gekoppelt. Die Folgeimpulsgeneratoren 276 und 278 sind wohlbekannte Schieberegister, die einen Folgeimpulsausgang herstellen und die Inverter enthalten können, um den logischen 1-Impuls zu erzielen, welcher folgeweise durch ihre Ausgangsleitungen aufgrund von Zeitimpulsen, die an ihre Takteingänge angelegt werden, verschoben wird. Jeder logische 1-Impuls, der von den Impulsgeneratoren 276 und 278 geliefert wird, ist ein einziges Systembefehlssignal.

Der Folgeimpulsgenerator 276 wird derart gesteuert, daß er eine Reihe von Folgebefehlssignalen 1 bis 41 jeweils pro 10 ms erzeugt. Der Folgeimpulsgenerator 278 wird so gesteuert, daß er Folgebefehlssignale 42 bis 81 jeweils pro 40 ms erzeugt.

Vorausgesetzt, daß die Steuerung der Torschaltung 262 ein kontinuierliche 1-Stufe, der Zähler 260 zurückgestellt ist, der Speicher 264 eine Zahl enthält, die gleich oder geringer ist als drei, und der Multivibrator 274 zurückgestellt ist, werden die Folgebefehlssignale wie folgt erzeugt: Nach Auftreten eines Taktimpulses CLK 2 wird der Zähler 260 weitergeschaltet, um eine Indexzahl Eins zu erzielen, und der Multivibrator 274 wird so eingestellt, daß der Q-Ausgang sich zu einer logischen 1-Stufe verschiebt. Da der Ausgang des Vergleichsschalters 266 eine logische 0-Stufe ist, wird die UND-Schaltung 268 abgeschaltet. Der Eingang zur UND-Schaltung 270 vom Inverter 272 ist jedoch eine logische 1-Stufe, so daß nach dem Auftreten jedes der Taktimpulse CLK 0 die UND-Schaltung einen Taktimpuls liefert, um den Folgeimpulsgenerator 276 weiterzuschalten, welcher die Folgebefehlssignale 1 bis 40 mit der Frequenz der Taktimpulse CLK 0 erzeugt. Das Befehlssignal 40 schaltet den torgesteuerten Speicher 264 ein, um die Indexnummer am Zähler 260 abzutasten, der damit über die Torschaltung 262 verbunden ist. Da die Indexzahl jedoch Eins ist, bleibt der Ausgang des Vergleichsschalters 266 eine digitale logische 0, so daß der Taktimpuls den Folgeimpulsgenerator 276 weiterschaltet, welcher das Befehlssignal 41 erzeugt. Das Befehlssignal 41 ist mit dem Rückstelleingang des Multivibrators 274 gekoppelt, welcher rückgestellt wird, um die UND-Schaltung 270 abzuschalten, damit das Weiterschalten des Folgeimpulsgenerators 276 beendet wird. Es werden keine weiteren Befehlssignale erzeugt, bis der nächste Taktimpuls CLK 2 wieder den Zähler 260 weiterschaltet und den Multivibrator 274 einstellt, worauf die Folge erneut wiederholt wird.

Wenn der vierte Taktimpuls CLK 2 erzeugt wird, so daß die vom Zähler gelieferte Indexzahl Vier ist, wird der Ausgang des Vergleichsschalters 266 auf eine logische 1-Stufe verschoben, wenn das Befehlssignal 40 den torgesteuerten Speicher 264 einschaltet, um die Indexzahl abzutasten. Die UND-Schaltung 270 wird deshalb ausgeschaltet, und die UND-Schaltung 268 wird eingeschaltet, um Taktimpulse abzugeben an den Folgeimpulsgenerator 278, und zwar mit der Frequenz der TaktimpulseCLK 0. Der Folgeimpulsgenerator 278 erzeugt daher die Befehlssignale 42 bis 81. Das erste Befehlssignal 42, das vom Folgeimpulsgenerator 278 geliefert wird, stellt die Indexzahl des Zählers 260 auf Null zurück, und das letzte Befehlssignal 81, das vom Folgeimpulsgenerator 278 abgegeben wird, schaltet den torgesteuerten Speicher 264 ein, damit der Zähler 260 abgetastet wird, woraus resultiert, daß der Ausgang des Vergleichsschalters 266 sich auf eine logische 0 verschiebt, um wiederum die UND-Schaltung 270 einzuschalten. Danach werden Taktimpulse CLK 0 an den Takteingang des Folgeimpulsgenerators 276 abgegeben, welcher das verbleibende Befehlssignal 41 erzeugt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wiederholen sich die Folgebefehlssignale, die von dem Folgeimpulsgenerator 276 geliefert werden, alle 10 ms und steuern den Einspritzregelkreis 240 und Teile des geschlossenen Sauerstoff-Regelkreises 246. Die Folgebefehlssignale, die von dem Folgeimpulsgenerator 278 geliefert werden, wiederholen sich alle 40 ms und regeln die Regelschaltung 248 zum Erfassen der Eichung und einen Teil der geschlossenen Sauerstoff-Regelschaltung 246.

Außerfunktionsetzen der Regelschaltung zum Beeinflußen der Kalibrierung (Fig. 6)

Bei bestimmten Betriebsbedingungen des Fahrzeuges kann es wünschenswert sein, die Regelschaft 248 zum Beeinflussen der Kalibrierung außer Funktion zu setzen. Beispielsweise bei kaltem Betrieb, Beschleunigung, Verzögerung oder Wiederanlassen einer kalten Maschine kann es wünschenswert sein, die Maschine mit einem anderen als dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu betreiben. Während dieser Zeiten, zu denen die Einspritzregelschaltung 240 gemäß Fig. 1 ein anderes Luft-Kraftstoff- Verhältnis als das stöchiometrische vorsieht, arbeitet die Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung derart, daß die Einstellfaktoren in dem Kennfeldspeicher 244 gemäß der Abweichung des Luft-Kraftstoff-Gemisches gegenüber dem stöchiometrischen Verhältnis eingestellt werden. Wenn danach die Einspritzregelschaltung 240 wiederum ein stöchiometrisches Verhältnis vorsieht, wären die neu gespeicherten Einstellfaktoren falsch. Zusätzlich kann es in solchen Fahrzeugen, die einen Kraftstoffdampffang, beispielsweise einen Aktivkohlebehälter, haben, wünschenswert sein, die Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung während Zeiten auszuschalten, in denen die Kraftstoffdämpfe zum Ansaugraum der Maschine entfernt werden, wodurch das Luft-Kraftstoff-Gemisch fetter wird, so daß die Regelschaltung 248, wäre sie in Betrieb, die Abstimmfaktoren in dem Kennfeldspeicher 244 in kraftstoffverringernder Richtung einstellen würde, auch wenn die zuvor vorgesehenen Einstellfaktoren richtig gewesen sein mögen. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das Fahrzeug einen typischen (nicht dargestellten) Aktivkohlebehälter auf, bei dem die Dampfbeseitigung im allgemeinen am stärksten ist, wenn die Maschine angelassen wird oder wenn das Fahrzeug unter extremen Wärmebedingungen arbeitet. Um eine Kalibrierung während dieser Zeiten zu verhindern, kann die entsprechende Regelschaltung ausgeschaltet werden, wenn die Kühlmitteltemperatur der Maschine beispielsweise geringer als 82°C oder größer als 90°C ist. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Dampfbeseitigung wahlweise geregelt werden. Bei dieser Ausführungsform kann das die Beseitigung steuernde Signal auch verwendet werden, um die Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung außer Funktion zu setzen.

Um die Regelschaltung 248 während der vorgenannten Bedingungen außer Funktion zu setzen, ist eine Schaltung vorgesehen, mit der die Torschaltung 262, Fig. 6, ausgeschaltet wird, so daß der Folgeimpulsgenerator 278 daran gehindert wird, die Befehlssignale zu erzeugen, die die Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung steuern. Diese Schaltung enthält eine ODER-Schaltung 280, die von der Einspritzregelschaltung 240 zu den Zeiten, in denen ein anderes Luft-Kraftstoff-Verhältnis als das stöchiometrische vorgesehen ist, ein Abschaltsignal DA empfängt. Die ODER-Schaltung 280 empfängt außerdem ein Signal, das eine von einem Inverter 281 umgekehrte Form des Temperatursignals O 2 T 2 des Sauerstoffühlers 186 ist. Dieses Signal ist eine logische 1-Stufe, wenn die Temperatur des Sauerstoffühlers 186 unterhalb der Betriebstemperatur liegt. Zusätzlich überwacht ein Temperaturschalter 287 die Kühlmitteltemperatur, die dem Ausgangssignal TEMP des Temperaturfühlers 202 (Fig. 5) entspricht, und er gibt eine logische 1-Stufe an die Torschaltung 280 ab, wenn die Kühlmitteltemperatur unterhalb beispielsweise 82°C oder oberhalb beispielsweise 90°C liegt. Der Temperaturschalter 287 kann von zwei Komparatoren gebildet sein, die in der Technik wohlbekannt sind und von denen jeder das Temperatursignal TEMP mit einem Bezugssignal vergleicht, das der Temperatur 82 bzw. 90°C entspricht, um die oben beschriebene, logische 1-Stufe herzustellen. Der Ausgang der ODER-Schaltung 280 ist eine logische 1-Stufe während der Periode eines Ausschaltsignales DA, wenn der Sauerstoffühler 186 unterhalb seiner Betriebstemperatur liegt, oder während der Periode, in der der Kraftstoffdampffang entleert wird. Der Ausgang der ODER-Schaltung 280 wird benutzt, um den Betrieb der Regelschaltung 248 zur Erfassung der Eichung auszuschalten, bis der Fühler 186 hinter dem katalytischen Konverter seine Betriebstemperatur erreicht, zu jeder Zeit, zu der ein anderes Luft-Kraftstoff-Verhältnis als das stöchiometrische vorgesehen ist und während der Beseitigung von Kraftstoffdampf. Dies wird dadurch erzielt, daß der Ausgang der ODER-Schaltung 280 mit dem Einschalteingang der Torschaltung 262 über einen Inverter 282 gekoppelt wird, damit die Torschaltung während des Ausschaltsignales DA oder wenn sich das Signal O 2 T 2 in seiner niedrigen Stufe befindet, ausgeschaltet wird. Zusätzlich können Signale wie das vorstehend beschriebene zur Beseitigung des Kraftstoffdampfes mit der ODER-Schaltung 280 gekoppelt werden, um den Betrieb der Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung auszuschalten.

In der Zeit, in der die Torschaltung 262 ausgeschaltet ist, schaltet die ODER-Schaltung 280 eine Torschaltung 248 ein, um eine künstliche Indexzahl zu koppeln, die in einer Schaltung 285 der Dateneingabe des torgesteuerten Speichers 264 gespeichert ist. Diese Bezugsindexzahl hat einen Wert, der geringer oder gleich der Bezugszahl ist, die vom Bezugszahlgenerator 267 geliefert wird, so daß, wenn der torgesteuerte Speicher 264 durch die Befehlssignale 40 oder 81 eingeschaltet ist, um die Indexzahl abzutasten, der Vergleichsschalter 266 einen logischen 0-Ausgang abgibt, um die UND-Schaltung 268 auszuschalten. Auf diese Weise wird, solange die ODER-Schaltung 280 die logische 1-Stufe liefert, der Folgeimpulsgenerator 278 daran gehindert, Folgebefehlssignale zu erzeugen. Jedoch arbeitet der Folgeimpulsgenerator 276 weiterhin so, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 104 und 106 geregelt werden. Wenn der Ausgang der ODER-Schaltung 280 sich wieder zu einer logischen 0-Stufe verschiebt, wird die Torschaltung 284 ausgeschaltet, die Torschaltung 262 eingeschaltet und der Zähler 260 durch den Ausgang eines monostabilen Multivibrators 283 zurückgestellt, welcher vom Übergang von der logischen 0-Stufe zur logischen 1-Stufe angesteuert wird. Danach arbeitet der Folgeimpulsgenerator 278 jeweils 40 ms, wie vorstehend beschrieben.

Im allgemeinen entwickelt die Schaltung gemäß Fig. 6 Folgeimpulse 1 bis 41 alle 10 ms für drei aufeinanderfolgende Intervalle. Bei dem vierten Intervall von 10 ms werden die Impulse 1 bis 40, 42 bis 81 und 41 folgeweise erzeugt. Der Zyklus wird alle 40 ms wiederholt.

Einspritzregelkreis (Fig. 7)

Der Folgeimpulsgenerator 276, Fig. 6, steuert zuerst den Einspritzregelkreis 240, um abzutasten und die verschiedenen analogen Spannungen zu halten. In dieser Hinsicht enthält der Einspritzregelkreis, Fig. 9, eine Multiplexschaltung 286, die die analogen Schaltungssignale MAP, O 2 V 1, TEMP, O 2 T 1, O 2 T 2 und O 2 V 2 empfängt. Die Multiplexschaltung 286 wird angewiesen, eine ausgewählte der analogen Spannungen zum Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 288 als Funktion eines binären Kodes zu senden, der von einem Zähler 290 geliefert wird. Der Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 288 ist mit den jeweiligen Eingängen einer Anzahl torgesteuerter Speicher 292, 294, 296, 298, 300 und 301 verbunden, die jeweils einem der Dateneingänge der Multiplexschaltung 286 zugeordnet sind.

Die Befehlssignale 1 bis 18 steuern die Abtast- und Haltefolge. In dieser Hinsicht sind die Befehlssignale 1, 4, 7, 10, 13 und 16 mit den entsprechenden Eingängen einer ODER-Schaltung 302 gekoppelt, deren Ausgang mit dem Takteingang des Zählers 290 gekoppelt ist. Außerdem sind die Befehlssignale 2, 5, 8, 11, 14 und 17 mit den entsprechenden Eingängen einer ODER-Schaltung 304 gekoppelt, deren Ausgang mit dem Einschalteingang des Analog-Digital-Wandlers 288 verbunden ist. Die Befehlssignale 3, 6, 9, 12, 15 und 18 sind mit den entsprechenden Einschalteingängen der torgesteuerten Speicher 292 bis 301 gekoppelt.

Vorausgesetzt, daß sich der Zähler 290 in seinem Rückstellzustand befindet, schaltet das Befehlssignal 1 den Zähler 290 weiter, um einen binären Kode herzustellen, der verursacht, daß die Multiplexschaltung 286 das Analogsignal MAP, das dem Ansaugdruck im Ansaugraum entspricht, mit dem Eingang des Analog-Digital-Wandlers 288 verbindet. Das Befehlssignal 2 schaltet den Analog-Digital-Wandler 288 ein, damit das Signal in ein digitales Wort umgewandelt wird, das der Größe des Ansaugdruckes im Ansaugraum entspricht. Auf die gleiche Weise werden die übrigen analogen Spannungen in entsprechende digitale Wörter umgewandelt und in den torgesteuerten Speichern 294 bis 301 gespeichert. Im Anschluß an das Befehlssignal 18 stellt ein Befehlssignal 19 den Zähler 290 zurück, so daß die Schaltung wieder in einem Zustand ist, in dem die Werte des Eingangs zu den Multiplexschaltungen 286 abgetastet und gehalten werden, wenn die Befehlssignale 1 bis 18 wieder abgegeben werden.

Da der Ansaugdruck im Ansaugraum sich je nach Öffnen und Schließen der Einlassventile verändert, arbeitet die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem durchschnittlichen Ansaugdruck, um den von der Fahrzeugmaschine benötigten Kraftstoff zu bestimmen. Außerdem wird - was im Zusammenhang mit der Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung behandelt wird - der Durchschnittswert der Ausgangsspannung O 2 V 1 des Sauerstoffühlers 184 genutzt.

Im Anschluß an die Abtast- und Haltefolgen steuert der Folgeimpulsgenerator 276 zunächst zwei Mittelwertschaltungen 306 und 307, um den Mittelwert des Ausganges des torgesteuerten Speichers 292 zu bestimmen, der dem Wert des Ansaugdruckes im Ansaugraum entspricht. Außerdem bestimmen sie den Mittelwert des Ausganges des torgesteuerten Speichers 294, der der Größe der Spannung O 2 V 2 entspricht. Die Mittelwertschaltungen 306 und 308 können zwar mit jeder beliebigen Technik arbeiten, jedoch kann jeweils die in Fig. 9 dargestellte Form einer Mittelwertschaltung eingesetzt werden. Zwecks Veranschaulichung wird davon ausgegangen, daß die Mittelwertschaltung gemäß Fig. 9 die Mittelwertschaltung 306 ist, die einen Ausgang liefert, der dem durchschnittlichen Ansaugdruck MAP AVE im Ansaugraum entspricht.

Mittelwertschaltung (Fig. 9)

Die Mittelwertschaltung genügt im allgemeinen dem Ausdruck NEUE SUMME/KONSTANTE, wo die neue Summe gleich der alten Summe plus dem neuen Wert des Parameters, der gemittelt wird, minus alter Mittelwert ist und wo die Konstante der Zeitkonstante der Mittelwertschaltung entspricht. Ein Addierer empfängt den Ausgang des torgesteuerten Speichers 292, Fig. 7, der dem letzten abgetasteten Wert des Ansaugdruckes im Ansaugraum entspricht, und subtrahiert davon den alten Mittelwert des alten Ansaugdruckes MAP AVE am Ausgang eines torgesteuerten Speichers 312, der während der zuvor aufgerufenen Mittelwertbestimmung bestimmt wurde. Diese Differenz wird von einem torgesteuerten Speicher 313 gespeichert, wenn dieser von dem Befehlssignal 20 eingeschaltet wird. Die gespeicherte Differenz wird mittels eines Addierers 316 zum Ausgang eines torgesteuerten Speichers 314 addiert. Der Ausgang des Speichers 314 enthält den zuvor summierten Wert am Ausgang des Addierers 316. Der Ausgang des Addierers 316 wird durch eine Bezugszahl (die Konstante im vorangegangenen Ausgang) dividiert, die von einem Bezugszahlgenerator 317 in einem Teiler 318 geliefert wird. Bei dieser Ausführungsform gibt der Bezugszahlgenerator 317 die Bezugszahl 4 an den Teiler 318 ab. Dieser Mittelwert wird dann in den torgesteuerten Speicher 312 mittels des Befehlssignals 21 geschickt. Das nächste Befehlssignal 22 schaltet den torgesteuerten Speicher 314 ein, um den Ausgang des Addierers 316 zu speichern, so daß die Schaltung dann in dem Zustand ist, in dem ein neuer Durchschnittswert des Ansaugdruckes im Ansaugraum geliefert wird, wenn die nächste Mittelwertroutine wiederum vom Folgeimpulsgenerator 276 aufgerufen wird.

In ähnlicher Weise veranlassen die Abtastimpulse 23, 24 und 25, daß die Mittelwertschaltung 308 einen Mittelwert der Ausgangsspannung O 2 V 1 des Sauerstoffühlers 184 erzeugt. Bei dieser Ausführungsform ist die Zeitkonstante der Mittelwertschaltung 308 die gleiche wie die Zeitkonstante der Mittelwertschaltung 306.

Ein Paar Vergleichsschalter 320 und 322 vergleichen die Ausgänge der torgeschalteten Speicher 298 und 300 mit einer Bezugszahl, die von einem Bezugszahlgenerator 323 abgegeben wird und zwischen den kleinsten und größten Ausgangswerten des Funktionsverstärkers 228 in Fig. 8 liegt, um eine logisches Signal abzugeben, das sich plötzlich verändert, wenn die entsprechenden Sauerstoffühler ihre Betriebstemperatur erreichen. In dieser Hinsicht verschieben sich die Spannungssignale O 2 T 1 und O 2 T 2 am Ausgang der Vergleichsschalter 320 und 322 von einer logischen Null-Stufe zu einer logischen 1-Stufe, wenn die entsprechenden Sauerstoffühler 184 und 186 die Betriebstemperatur von 370°C erreichen.

Einspritzimpulsdauer (Fig. 7, 10 und 11)

Ein digitales Wort, das der unmittelbaren Drehzahl der Maschine 100 entspricht, wird von einer Schaltung abgegeben, welche asynchrom mit den Befehlssignalen arbeitet, die vom Takt- und Folgeregler 252 abgegeben werden. Diese Schaltung enthält ein UND-Gatter 324, welche die Drehzahlimpulse SPD zum Takteingang eines Zählers 326 für eine spezifizierte Zeitdauer, beispielsweise 12 ms, heranführt. Am Ende der Zählperiode stellt die im Zähler 326 enthaltene Zählung die unmittelbare Drehzahl der Maschine 100 dar. Diese Zählung wird von einem torgesteuerten Speicher 328 gespeichert.

Der Zähler 326 und der torgesteuerte Speicher 328 werden mittels eines Folgeimpulsgenerators 330 gesteuert, der von den Taktimpulsen CLK 1 und einem Multivibrator 332 weitergeschaltet wird. Der Folgeimpulsgenerator 330 ist im wesentlichen identisch mit den Folgeimpulsgeneratoren 276 und 278, die jedoch nur eine Folge von beispielsweise fünfzehn Impulsen mit 1 ms Abstand erzeugen. Mit dem ersten Impuls wird der Multivibrator 332 gestellt, dessen Q-Ausgang sich zu einer logischen 1 verschiebt, um die Drehzahlimpulse durch die UND-Schaltung 324 zum Takteingang des Zählers 326 zu leiten. 12 ms später wird mit dem dreizehnten Impuls der Multivibrator 332 so gestellt, daß die UND-Schaltung 324 ausgeschaltet wird. Die Nettozählung im Zähler 326, die die Maschinendrehzahl darstellt, wird dann vom nächsten Impuls, der vom Folgeimpulsgenerator 330 abgegeben wird, in den torgesteuerten Speicher 328 geleitet. Danach stellt der letzte Impuls der Folge den Zähler 326 zurück. Die Folge wird dann wiederholt, damit kontinuierlich ein binäres Wort am Ausgang des torgesteuerten Speichers 328 abgegeben wird, das der unmittelbaren Drehzahl der Fahrzeugmaschine 100 entspricht.

Im Anschluß an die Mittelwertroutine zur Erzielung eines Mittelwertes für den Ansaugdruck im Ansaugraum und des Mittelwertes für die Fühlerspannung O 2 V 1 veranlaßt der Folgeimpulsgenerator als nächstes, daß ein Einspritzimpulsberechner 334 die Luftmenge bestimmt, die beim Ansaugtakt in jeden Zylinder der Maschine 100 gesaugt wird. Der Teil des Einspritzimpulsberechners 334, der die Luftmenge für jeden Ansaugtakt bestimmt, ist in der Fig. 10 dargestellt.

Die Einrichtung gemäß Fig. 10 bestimmt die Luftmenge, die bei jedem Ansaugtakt in den Zylinder eintritt, durch Anwendung der Funktionen, die von der Kurve gemäß Fig. 11 veranschaulicht werden. Fig. 11 zeigt die bei einem Ansaugtakt in den Zylinder eintretende Luftmenge über dem berechneten Mittelwert MAP AVE des Ansaugdruckes im Ansaugraum der Maschine 100. Während die tatsächliche Luftmenge, die bei jedem Ansaugtakt in den Zylinder eintritt, einer komplexen, nichtlinearen Kurve folgt, wird die nichtlineare Kurve durch zwei gerade Liniensegmente angenähert, die von den entsprechenden Funktionen f₁ = G + H · MAP AVE und f₂ = K + L · MAP AVE beschrieben werden, worin die Werte von G und K die Schnittwerte der y-Achse und die Werte von H und L die entsprechenden Neigungen der Liniensegmente darstellen.

Die Kurve gemäß Fig. 11 wird durch das System von Fig. 10 eingesetzt, welches einen Multiplikator 336 aufweist, der den Mittelwert des Ansaugdruckes aus der Mittelwertschaltung 306 gemäß Fig. 7 mit der Neigungskonstante H der Funktion f₁ multipliziert. Der resultierende Wert wird mit dem Schnittwert G der y-Achse der Funktion f₁ addiert. Der Ausgang des Addierers 338, der der angesaugten Luftmenge je Zylinder bei jedem Ansaugtakt über den Bereich des Kurvensegmentes, das von der Funktion f₁ definiert wird, entspricht, ist mit dem Eingang eines Gatters 340 verbunden.

Ein Multiplikator 342 multipliziert den Mittelwert des Ansaugdruckes mit der Neigungskonstante L der Funktion f₂. Der Ausgang des Multiplikators wird zum y-Schnittwert K der Funktion f₂ addiert. Der resultierende Wert, der der Luftmenge je Zylinder bei jedem Ansaugtakt über den Bereich des von der Funktion f₂ definierten Kurvensegmentes entspricht, ist mit dem Eingang eines Gatters 346 verbunden. Die jeweilige Funktion f₁ oder f₂ wird mittels eines Vergleichsschalters 348 ausgewählt, der den Mittelwert des Ansaugdruckes im Ansaugkasten mit einer Bezugszahl vergleicht, der von einem Bezugszahlgenerator 349 geliefert wird und gleich dem Mittelwert des Ansaugdruckes am Schnittpunkt der beiden geraden Liniensegmente ist. Wenn der Wert des Mittelwertes des Ansaugdruckes größer als die Bezugszahl ist, ist der Ausgang des Vergleichsschalters 348 eine logische 1-Stufe, welche das Gatter 346 einschaltet, um den Ausgang des Addierers 344 durchzulassen. Wenn der Durchschnittswert des Ansaugdruckes kleiner als der Bezugswert ist, schaltet der Ausgang des Vergleichsschalters 348 das Gatter 340 über einen Inverter 352 ein, um den Ausgang des Addierers 338 mit dem torgesteuerten Speicher 350 zu verbinden. Die bestimmte Luftmenge, die bei jedem Ansaugtakt in einen Zylinder der Maschine 100 eintritt, wird abgetastet und vom torgesteuerten Speicher 350 gespeichert, wenn der Steuerimpuls 26 vom Folgeimpulsgenerator 276 geliefert wird.

Der Ausgang des torgesteuerten Speichers 350, der die in jeden Zylinder eintretende Luftmenge darstellt, wird in einem Dividierer 354 durch einen Wert geteilt, der ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis darstellt, um die Kraftstoffmenge zu bestimmen, die zum Erreichen dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erforderlich ist. Bei normalem Betrieb der Maschine 100 ist das gewünschte Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das an den Dividierer 354 angelegt wird, ein Wert, der im allgemeinen ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis darstellt, und kann beispielsweise 14,7 sein. Jedoch kann es bei bestimmten Betriebsbedingungen der Maschine 100 wünschenswert sein, ein Luft-Kraftstoff-Gemisch vorzusehen, das sich von dem dem stöchiometrischen Verhältnis angenäherten Wert unterscheidet. Das gewünschte Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird von einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Planschaltung 356 (Fig. 7) gegeben, die normalerweise einen der Stöchiometrie entsprechenden Wert abgibt und welche auf die Maschinenkühlmitteltemperatur, die Maschinendrehzahl und den Mittelwert des Ansaugdruckes im Ansaugraum anspricht, um ein Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnis zu liefern, das sich vom stöchiometrischen Verhältnis unterscheidet, und um bei bestimmten Betriebsbedingungen, wie kaltem Maschinenbetrieb, gewissen Maschinenbeschleunigungsstufen, Maschinenverzögerung und Wiederanlassen bei warmer Maschine das Ausschaltsignal DA abzugeben. Das gewünschte planmäßige Luft-Kraftstoff-Verhältnis aus der Schatung 356 wird an den Dividierer 354 gemäß Fig. 10 geschickt. Wenn nichts anderes angeführt ist, wird bei der folgenden Beschreibung davon ausgegangen, daß der beim Dividierer 354 angewandte Luft-Kraftstoff-Verhältnisplan ein Wert von 14,7 ist, welcher im allgemeinen ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis darstellt.

Der Ausgang des Dividierers 354, der die bestimmte Kraftstoffmenge für jeden Einspritztakt darstellt, ist mit dem Eingang eines Dividierers 357 verbunden, welcher die erforderliche Kraftstoffmenge durch einen Wert teilt, der der Durchflußgeschwindigkeit jeder der Einspritzeinrichtungen 104 und 106 entspricht, um ein digitales Wort zu erzeugen, das im allgemeinen die Dauer jedes Einspritztaktes darstellt, um ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis herzustellen.

Gemäß Fig. 7 veranlaßt der Folgeimpulsgenerator 276 als nächstes, daß die Einrichtung den Einstellfaktor bei bestimmten Maschinenbetriebsparametern bestimmt, damit die Einspritzdauer am Ausgang des Dividierers 357 eingestellt wird und eine Einspritzdauer erreicht wird, die ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis genauer herstellt.

Der Einstellfaktor bei einem bestimmten Maschinenbetriebspunkt wird mittels eines Adressenkodierers 358 erhalten, der den Betriebspunkt der Maschine 100 dekodiert, wie er von dem Durchschnittswert des Ansaugdruckes und der Maschinendrehzahl dargestellt wird. Der Adressendekodierer 358 dekodiert die Werte des Mittelwertes des Ansaugdruckes und der Maschinendrehzahl und erzeugt eine Adresse, die verwendet wird, um den Speicherplatz in dem Kennfeldspeicher 244 zu adressieren, der das Wort enthält, welches den Einstellfaktor darstellt, der bei den gegenwärtigen Maschinenbetriebsbedingungen anwendbar ist. Die von Adressendekodierer 358 abgegebene Adresse wird an ein Gatter 359 gegeben, welches vom Q-Ausgang eines Multivibrators 360 eingeschaltet wird. Das Befehlssignal 27 stellt den Multivibrator 360, dessen Q-Ausgang sich zu einer logischen 1-Stufe verschiebt, derart ein, daß das Gatter 359 eingeschaltet wird, um die vom Dekodierer 358 abgegebene Adresse mit den Adresseneingangsdatenleitungen des Kennfeldspeichers 244 zu koppeln. Gleichzeitig weist der Q-Ausgang des Multivibrators 360 den Kennfeldspeicher 244 an, das Wort abzulesen, das an der vom Dekodierer 358 gelieferten Adresse den Einstellfaktor darstellt. Der Einstellfaktor an der adressierten Stelle wird somit wieder abgerufen und steht an den Datenzeilen des Kennfeldspeichers 244 an. Die Datenzeilen sind mit einem torgesteuerten Speicher 361 gekoppelt, welcher von den Befehlssignalen 28 eingeschaltet wird, um den abgerufenen Einstellfaktor zu speichern, der bei den gegenwärtigen Betriebsbedingungen anwendbar ist. Das Befehlssignal 29 stellt danach den Multivibrator 360 zurück, dessen Q-Ausgang sich zu einer logischen 0-Stufe verschiebt, um das Gatter 359 auszuschalten und den Ablesebefehl an den Kennfeldspeicher 244 zu beseitigen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform haben die Einstellfaktoren, die in dem Kennfeldspeicher 244 gespeichert sind, die Form von Indexzahlen, die prozentuale Einstellungen darstellen. Ein Einstellfaktor Null stellt 100% oder keine Abstimmung dar, ein positiver Einstellfaktor stellt einen höheren Prozentsatz als 100% dar, um eine Erhöhung der Kraftstoffzufuhr zu bewirken, und ein negativer Einstellfaktor stellt einen geringeren Prozentsatz als 100% dar, um eine Verringerung der Kraftstoffzufuhr zu bewirken. Bei einer Ausführungsform entspricht eine Veränderung des Einstellfaktors um eine ganze Zahl einer 0,25%igen Veränderung der Kraftstoffzufuhr. Dementsprechend würde ein Abstimmfaktor, der von der Zahl +40 dargestellt wird, 110% darstellen (eine erforderliche 10%ige Erhöhung der Kraftstoffmenge), während die Zahl -40 90% entsprechen würde (eine erforderliche 10%ige Verringerung der Kraftstoffmenge).

Der aus dem Kennfeldspeicher 244 abgerufene Einstellfaktor wird einer Mittelwertschaltung 362 überstellt, die wie die Mittelwertschaltung gemäß Fig. 11 aufgebaut ist, wobei jedoch der Bezugszahlgenerator 317 die Bezugszahl 2 enthält, so daß die Zeitkonstante der Mittelwertschaltung 362 geringer als die Zeitkonstanten der Mittelwertschaltungen 306 und 308 ist.

Die Mittelwertschaltung 362 spricht auf die Befehlssignale 30, 31 und 32 an, um den Einstellfaktor abzugeben, der vom Einspritzimpulsberechner 334 verwendet wird, um die Einspritzdauer zur Erzielung eines stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu bestimmen.

Der bei der bevorzugten Ausführungsform vom Einspritzimpulsrechner 334 verwendete Einstellfaktor ist ein mittlerer Einstellfaktor, so daß eine plötzliche Änderung der Einspritzdauer vermieden wird, die vom Berechner 334 bestimmt wird, falls die Abstimmfaktoren an in der Folge adressierten Stellen wesentlich verschieden sind. Es versteht sich jedoch, daß der Einstellfaktor je nach Wunsch mit oder ohne Mittelwertbestimmung verwendet werden kann.

In Fig. 10 ist der Einstellfaktor mit einem Multiplikator 364 gekoppelt, der die Einspritzdauer abstimmt, die vom Dividierer 357 in Größe und Richtung gemäß der prozentualen Veränderung bestimmt wird, die vom Einstellfaktor dargestellt wird, damit ein stöchiometrisches Luft- Kraftstoff-Verhältnis genauer erzielt wird. Der Wortausgang des Multiplikators 364 stellt die Bestimmung der Einspritzdauer dar, die erforderlich ist, um ein stöchiometrisches Luft- Kraftstoff-Verhältnis zu erzielen. Während die Einspritzdauer, die vom Ausgang des Multiplikators 364 dargestellt wird, wird dieser Wert bei der bevorzugten Ausführungsform von der Regelschaltung 246 mit geschlossenem Regelkreis eingestellt.

Kraftstoffregelung mit geschlossenem Regelkreis (Fig. 12)

Im Anschluß an die Bestimmung der Einspritzdauer im offenen Regelkreis durch die Schaltung gemäß Fig. 10 veranlaßt die Funktionsfolgeregelung gemäß Fig. 6, daß der geschlossene Sauerstoff-Regelkreis 246 gemäß Fig. 5 eine Kraftstoffeinstellung mit geschlossenem Regelkreis aus dem gemessenen Luft-Kraftstoffehler bestimmt, um die im offenen Regelkreis bestimmte Einspritzdauer anzupassen.

Gemäß Fig. 12 hat die geschlossene Kraftstoffregelung im allgemeinen die Form eines Regelsystems, wie es im US-Patent 39 39 654 beschrieben ist. Das geschlossene Kraftstoffregelsystem gemäß Fig. 12 weist einen integralen und proportionalen Regler auf, der auf das Ausgangssignal des im Abgasstrom liegenden Sauerstoffühlers 184 vor dem katalytischen Konverter 170 anspricht. Der Sauerstoffühler 186 hinter dem katalytischen Konverter regelt den Betriebspunkt des integralen und proportionalen Reglers. Die Einzelheiten der Ausführungsform des Reglers, der bei dieser Erfindung eingesetzt wird, können dem US-Patent 39 39 654 entnommen werden. Für die Beschreibung der vorliegenden Erfindung genügt der Hinweis, daß der Sauerstoffühler 186 hinter dem katalytischen Konverter 170 eine stärkere Empfindlichkeit auf eine Veränderung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zeigt und ein Signal abgibt, das verwendet werden kann, um das System im engen stöchiometrischen Bereich über eine Zeit ohne Verschiebung zu halten, während der vordere Sauerstoffühler 184 ein schnelleres Ansprechen bringt, da er nicht mit der Zeitverzögerung arbeitet, die vom katalytischen Konverter 170 eingebracht wird, wodurch ein vorübergehendes Herausfahren aus dem engen stöchiometrischen Bereich verhindert wird, bei dem sich eine maximale Konverterleistung ergibt und dazu beigetragen wird, daß der erforderliche Zuwachs in der Rückkopplungsschleife verringert wird, um die Stabilität des geschlossenen Regelkreises zu verbessern.

Gemäß Fig. 12 weist die geschlossene Regelschaltung einen Vergleichsschalter 366 auf, der die Ausgangsspannung O 2 V 1 des torgesteuerten Speichers 294 gemäß Fig. 7, die dem Ausgang des Sauerstoffühlers 184 entspricht, mit einer Bezugsstufe vergleicht, die von einem Addierer 368 geliefert wird. Der Bezugsstufenausgang des Addierers 368 entspricht dem Wert O 2 V 1, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch ist. Folglich ist der Ausgang des Vergleichsschalters 366 eine logische 1-Stufe, wenn das detektierte Luft-Kraftstoff- Verhältnis fetter als stöchiometrisch ist, und eine logische 0-Stufe, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer als stöchiometrisch ist.

Der Ausgang des Vergleichsschalters 366 ist mit dem Auf-Ab-Regeleingang eines Auf-Ab-Zählers 370 gekoppelt, der als Integrator arbeitet, welcher einen integralen Korrekturterm INT liefert. Der Auf-Ab-Zähler 370 wird von einem der Befehlssignale weitergeschaltet, die vom Folgeimpulsgenerator 278 alle 40 ms erzeugt werden, was im folgenden beschrieben wird. Wenn der Vergleichsschalter sich auf einer logischen 1-Stufe befindet, die einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, wird der Auf-Ab-Zähler 370 auf seine Rückwärtszählerarbeitsweise gestellt und zählt alle 40 ms aufgrund des vorstehenden Befehlsimpulses rückwärts. Bei der bevorzugten Ausführungsform stellt diese Zählrate einen integralen Regelterm am Ausgang der geschlossenen Regelschaltung her, der sich in Sägezahnart mit einer Rate verändert, welche einen Abstimmfaktor herstellt, die eine Veränderung von etwa 0,9 Luft-Kraftstoff-Verhältnis pro Sekunde bewirkt. Wenn sich der Ausgang des Vergleichsschalters umgekehrt auf der logischen 0-Stufe befindet, so wird der Auf-Ab-Zähler auf Vorwärtszählen gestellt und alle 40 ms einmal weitergeschaltet, um eine Sägezahnrate herzustellen, die einer Veränderung von etwa 0,9 Luft-Kraftstoff-Verhältnissen pro Sekunde entspricht.

Ein proportionaler Term wird auch in Form einer schrittweisen Veränderung aufgrund des Ausganges des Vergleichsschalters 366 hergestellt. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist, wird ein konstanter Wert vom integralen Term subtrahiert, und wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist, wird zum integralen Term ein konstanter Wert addiert. Auf diese Weise wird der proportionale Term in Form einer stufenweisen Veränderung im Abstimmfaktor im geschlossenen Kreis hergestellt. Der Wert dieser Stufe kann derart sein, daß eine stufenweise Veränderung von etwa 0,45 Luft-Kraftstoff-Verhältnissen entsteht, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch das stöchiometrische Verhältnis geht.

Es wurde festgestellt, daß ein Regler mit geschlossenem Regelkreis, der eine Leistung hat, mit der der proportionale Schritt von etwa 0,45 Luft-Kraftstoff-Verhältnis hergestellt wird, und daß ein integraler Term mit der Sägezahnrate von etwa 0,9 Luft-Kraftstoff-Verhältnissen je Sekunde bei der Beeinflussung der Kalibrierung zufriedenstellende Ergebnisse herbeiführen. Die jeweils gewünschten Leistungen können von System zu System unterschiedlich sein und in einem System als Funktion eines Betriebsparameters wie der Maschinendrehzahl variiert werden. Jedoch können bei jedem System die Leistungen des geschlossenen Regelkreis optimal aufgrund einer Kalibrierung im offenen Regelkreis ausgewählt werden, die nicht wesentlich von der gewünschten Kalibrierung abweicht, da Fehler, die anfangs bestehen oder anschließend im offenen Kreis auftreten, durch die Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung ausgeschaltet werden.

Um den integralen und proportionalen Term zu schaffen, ist ein proportionaler Bezugszahlgenerator 372 vorgesehen, der eine Konstante erzeugt, die sich auf die Hälfte der gewünschte stufenweisen Veränderung des proportionalen Terms beläuft. Diese Konstante ist mittels eines Gatters 374, von dem im Zusammenhang mit der folgenden Erörterung angenommen wird, daß es eingeschaltet ist, mit dem negativen Eingang eines Addierers 376 und dem positiven Eingang eines Addierers 378 verbunden. Der proportionale Term wird zum Integral-Term- Ausgang des Auf-Ab-Zählers 370 mittels des Addierers 378 addiert und vom Integral-Term-Ausgang des Auf-Ab-Zählers 370 mittels des Addierers 376 substrahiert. Der Ausgang des Addierers 376 oder 378 wird als eine Funktion des Ausganges des Vergleichsschalters 366 ausgewählt. In dieser Hinsicht wird der Ausgang des Vergleichsschalters 366 mit dem Einschalteingang eines Gatters 380 gekoppelt, welcher, wenn das gemessene Luft-Kraftstoff- Verhältnis magerer als stöchiometrisch ist, das Gatter 380 einschaltet, um den Ausgang des Addierers 376 mit dem Eingang eines torgesteuerten Speichers 382 zu koppeln. Der Ausgang des Vergleichsschalters 366 wird auch mit dem Einschalteingang eines Gatters 384 über einen Inverter 386 gekoppelt, welcher eingeschaltet wird, um den Ausgang des Addierers 378 mit dem torgesteuerten Speicher 382 zu koppeln, wenn das Luft- Kraftstoff-Verhältnis fetter als stöchiometrisch ist. Der torgesteuerte Speicher 382 tastet den Ausgang des Gatters 380 oder 384 aufgrund des Befehlssignales 33 alle 10 ms ab und hält ihn. Auf diese Weise wird, auch wenn der Auf-Ab-Zähler 370 nur alle 40 ms weitergeschaltet wird, der Ausgang des Vergleichsschalters 366 wirksam alle 10 ms gegenüber dem proportionalen Term abgetastet.

Eine Bezugszählung, die von einem Bezugszahlgenerator 388 vorgenommen wird, wird durch einen Addierer 390 von dem Wert abgezogen, der vom torgesteuerten Speicher 382 abgetastet wird. Der Bezugswert ist gleich der Größe des integralen und proportionalen Terms, der einen Korrekturterm Null im geschlossenen Regelkreis entspricht. Deshalb ist der Ausgang des Addierers 390 Null und stellt einen Korrekturterm dar, wenn der proportionale und integrale Term gleich dem Referenzwert ist.

Es können andere Werte gewählt werden, im vorliegenden Falle kann der Auf-Ab-Zähler 370 eine Zählkapazität von 0 bis 256 haben, und die Bezugszahl, die vom Bezugszahlgenerator 388 gegeben wird, ist 127, so daß die Zählung 127 im Auf-Ab-Zähler 370 einem Korrekturwert Null entspricht. Wie bei den im Kennfeldspeicher 244 gespeicherten Einstellfaktoren ist der Anpassungsfaktorausgang des Addierers 390 im geschlossenen Regelkreis bei der bevorzugten Ausführungsform eine Indexzahl, die einen Prozentsatz darstellt, wobei 0 100%, ein Minuswert ein Prozentsatz unter 100% und ein Pluswert ein Prozentsatz über 100% ist. Jede Zählung im Auf-Ab-Zähler 370 kann eine Veränderung von 0,25% in der zugeteilten Kraftstoffmenge darstellen.

Der Anpassungsfaktor im geschlossenen Regelkreis am Ausgang des Addierers ist mit einem Multiplikator 391 in Fig. 10 gekoppelt, wo er mit der im offenen Regelkreis bestimmten Einspritzdauer multipliziert wird, damit eine Einspritzdauer erzielt wird, welche in Größe und Richtung korrigiert wird, damit ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht wird. Wenn der Ausgang des Addierers 390 größer als 0 ist, wird die Einspritzdauer erhöht, um ein Erhöhung der Kraftstoffmenge zu erreichen, und wenn der Ausgang niedriger als 0 ist, wird die Einspritzdauer verringert, um eine verringerte Kraftstoffmenge zu erzielen. Der Einspritzdauerausgang des Multiplikators 391 wird aufgrund des Befehlssignals 34 abgetastet und in einem torgesteuerten Speicher 392 gespeichert. Dieser Wert, von einem Einspritzimpulsgenerator 393 (Fig. 7) zur Regelung der Erregung der Einspritzeinrichtungen 104 und 106 verwendet, ist wichtig.

Der Einspritzimpulsgenerator 393 kann jede bekannte Form zur Erzeugung eines zeitlich geregelten Impulses zur Erregung der Einspritzeinrichtung aufgrund einer digitalen Zahl haben. Beispielsweise kann der Generator 393 einen rückwärtszählenden Zähler aufweisen, der mit der digitalen Zahl beschickt wird, die die bestimmte Einspritzdauer darstellt, und zwar mittels jedes Impulses, der vom Verteiler 185 (Fig. 5) geliefert wird und der mit Hilfe der Taktimpulse CLK 1 rückwärtsgezählt wird bis Null, wobei der Erregerimpuls über die Zeit der Rückwärtszählperiode abgegeben wird. Der Wechsel zwischen den Einspritzeinrichtungen 104 und 106 kann von einem Multivibrator und logischen Gattern vorgenommen werden, die abwechselnd vom Multivibrator eingeschaltet werden, welche von den Impulsen angesteuert werden, die vom Verteiler 185 (Fig. 5) abgegeben werden.

Die Bezugsstufe, die vom Addierer 368 zum Vergleichsschalter 366, Fig. 12, geschickt wird, ist gleich der Summe einer von einem Bezugszahlgenerator 394 gelieferten Konstante, und eines Wertes, der aufgrund der Ausgangsspannung O 2 V 2 des Sauerstoffühlers 186 hinter dem katalytischen Konverter 170 abgegeben wird. Das Signal O 2 V 2 des torgesteuerten Speichers 301 in Fig. 7 wird mittels eines Vergleichsschalters 396, Fig. 12, mit der Bezugsstufe verglichen, die von einem Bezugszahlgenerator 395 abgegeben wird. Der Wert der Bezugszahl, die vom Bezugszahlgenerator 395 abgegeben wird, ist glei 60842 00070 552 001000280000000200012000285916073100040 0002002829958 00004 60723ch der O 2 V 2- Stufe, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das vom Sauerstoffühler 186 gefühlt wird, stöchiometrisch ist. Folglich ist der Ausgang des Vergleichsschalters 396 eine logische 1-Stufe, wenn das Luft-Kraftstoffgemisch fett ist, und eine logische 0-Stufe, wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch mager ist. Dieser Ausgang regelt den Vorwärts- und Rückwärtszählzustand eines Zwei- Byte-Auf-Ab-Zählers 398, der alle 10 ms vom Befehlssignal 35 weitergeschaltet wird. Der Zähler 398 wird auf seinen Rückwärtszählmodus eingestellt, wenn der Ausgang des Vergleichsschalters 396 hoch ist, und auf einen Vorwärtszählmodus, wenn der Ausgang des Vergleichsschalters 396 niedrig ist. Der Wert des hohen Byte (der positiv oder negativ sein kann) wird mit dem Addierer 368 zum Bezugswert addiert, der vom Bezugsgenerator 394 abgegeben wird, um die Bezugszahl für den Vergleichsschalter 366 herzustellen.

Jedes Byte im Auf-Ab-Zähler 398 besteht aus acht Bits, so daß das hohe Byte seinen Wert bei jeder 256ten Zählung nach oben oder unten verändert. Die Zeitkonstante des Auf-Ab-Zählers 398, der als Integrator arbeitet, ist wesentlich langsamer als die Zeitkonstante des Integrators, der vom Auf-Ab-Zähler 370 abgegeben wird, welcher alle 40 ms weitergeschaltet wird. In dieser Hinsicht kann der Auf-Ab-Zähler 398 bei der bevorzugten Ausführungsform den Spannungspegelbezug, der an den Vergleichsschalter 366 angelegt wird, auf eine Höchstrate einstellen, die gleichbedeutend ist mit 6 mV pro Sekunde in Beziehung zu den Ausgangsspannungen der Fühler 184 und 186.

Wie zuvor angeführt, ist es bei gewissen Betriebsbedingungen der Maschine 100 wünschenswert, mit anderen Luft-Kraftstoff-Verhältnissen als dem stöchiometrischen zu arbeiten, wie es von der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Planschaltung 356 gemäß der Fig. 7 bestimmt wird. Während dieses Zeitraumes und auch während der Zeit, in der der Fühler 184 unter seiner Betriebstemperatur ist, ist es wünschenswert, den geschlossenen Regelkreis gemäß Fig. 12 außer Funktion zu setzen, so daß dieser nicht auf Luft-Kraftstoff-Verhältnisabweichungen vom stöchiometrischen Verhältnis anspricht und auch nicht auf falsche, kalte Fühlersignale anspricht. Die Luft-Kraftstoff-Verhältnisplanschaltung 356 gemäß Fig. 7 gibt ein Ausschaltsignal DA jedesmal dann ab, wenn das von ihr bestimmte Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich von dem Wert unterscheidet, mit dem ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis im allgemeinen hergestellt wird. Das Ausschaltsignal DA und eine umgekehrte Form des Temperatursignales O 2 T 1 von einem Inverter 399 werden zum Eingang eines Inverters 400, Fig. 12, durch eine ODER-Schaltung 401 geschickt und schalten das Gatter 374 aus, wenn ein anderes Luft-Kraftstoff-Verhältnis als das stöchiometrische geplant ist und wenn sich der Fühler 184 unterhalb seiner Arbeitstemperatur befindet. Der Ausgang der ODER-Schaltung wird auch mit dem Einschalteingang eines Gatters 402 gekoppelt, welches vom Ausschaltsignal DA oder dem Temperatursignal O 2 T 1 eingeschaltet wird, wenn der Fühler kalt ist, um eine gespeicherte Zahl in einem vorgestellten Zahlengenerator 403 mit dem voreingestellten Eingang des Auf-Ab-Zählers 370 zu koppeln. Der Wert der eingegebenen Zahl wird gleich der Zahl gemacht, die vom Bezugszahlgenerator 388 erzeugt wird, so daß die integralen und proportionalen Terme, die vom torgesteuerten Speicher 382 aufgrund des Befehlssignales 33 abgetastet werden, gleich dem Bezugswert sind, der vom Bezugszahlgenerator 388 abgegeben wird. Unter diesen Bedingungen ist der Ausgang des Addierers 390, Fig. 12, ein Null-Wert, der einen Null-Abstimmwert für die Einspritzimpuls-Berechnungsschaltung gemäß Fig. 10 darstellt. Folglich ist der geschlossene Regelkreis unwirksam, und der Kraftstoffregler 178 arbeitet allein mit offenem Regelkreis.

Wie zuvor angegeben wurde, wird der Auf-Ab-Zähler 370 alle 40 ms von einem Befehlssignal 43 weitergeschaltet, das vom Folgeimpulsgenerator 278 gemäß Fig. 6 abgegeben wird. Vor der Erzeugung dieses Befehlssignals veranlaßt der Folgeimpulsgenerator 276 die Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung, daß die maschinenbetriebsbedingte Ansprechverzögerung als Funktion der Maschinenbetriebstemperatur ermittelt wird. Der Teil der Regelschaltung 248 zur Beeinflussung der Kalibrierung, der auf die Befehlsimpulse anspricht, die vom Folgeimpulsgenerator 276 erzeugt werden, um die Ansprechverzögerung zu bestimmen, ist in Fig. 13 dargestellt.

Ansprechverzögerung (Fig. 13 bis 15)

Die maschinenbetriebsbedingte Ansprechverzögerung, welche im Zusammenhang mit Fig. 2 veranschaulicht wurde, enthält eine Komponente, die eine Funktion der Maschinendrehzahl ist, und eine zweite Komponente, die eine Funktion des Ansaugdruckes im Ansaugraum ist. Das System gemäß Fig. 13 bestimmt die gesamte Ansprechverzögerung, indem zuerst die Verzögerung berechnet wird, der jedem dieser Parameter zugeordnet ist, und zwar der Maschinendrehzahl und dem Ansaugdruck, und summiert dann die beiden bestimmten Werte, um die gesamte Ansprechverzögerung zu ermitteln. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Ansprechverzögerung jedoch allein als Funktion der Maschinendrehzahl bestimmt werden, da diese den größten Teil der Ansprechverzögerung ausmacht.

Die Komponente der Ansprechverzögerung, welche eine Funktion der Maschinendrehzahl ist, wird durch die Kurve in Fig. 14 dargestellt, und die Komponente, die eine Funktion des Ansaugdruckes ist, wird durch die Kurve in Fig. 15 dargestellt. Die Kurven gemäß Fig. 14 und 15 werden experimentell bestimmt, und da die exakten Funktionen normalerweise kompliziert sind, nähert man sich ihnen möglichst genau an, wie es in den Figuren mit geraden Liniensegmenten dargestellt ist.

Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, wird die der Maschinendrehzahl zugeordnete Ansprechverzögerung durch eine Zwei- Segmenten-Kurve angenähert, die beim Leerlauf der Maschine beginnt. Die Kurve wird durch die Funktion f₃ = A - B · SPD über einen ersten Drehzahlbereich und die Funktion f₄ = C - D · SPD über einen zweiten Drehzahlbereich bestimmt. Die Konstanten A und C sind die Schnittwerte der y-Achse und die Konstanten B und D sind die Neigungswerte.

Die dem Ansaugdruck zugeordnete Ansprechverzögerung wird durch ein einziges Liniensegment dargestellt, das die Funktion F₅ = E - F · MAP AVE hat, wobei E der Schnittpunkt der y-Achse und F die Neigung ist.

In Fig. 13 wird die Maschinendrehzahl vom Ausgang des torgesteuerten Speichers 328 gemäß Fig. 7 mittels eines Multiplikators 404 mit der Neigungskonstante B multipliziert und mittels eines Multiplikators 405 mit der Neigungskonstante D multipliziert. Der Ausgang des Multiplikators 404 wird mittels eines Addierers vom Schnittpunktwert A subtrahiert, wobei der Ausgang des Addierers 406 ein digitales Wort ist, das die Funktion f₃ darstellt. Der Ausgang des Multiplikators 405 wird von der Schnittpunktkonstanten C mittels eines Addierers 407 subtrahiert, dessen Ausgang die Funktion f₄ darstellt. Die Ausgänge der Addierer 406 und 407 werden mit den entsprechenden Eingängen von Gattern 408 und 410 gekoppelt, die wahlweise als Funktion des Drehzahlbereiches der Maschine 100 geregelt werden. In dieser Hinsicht vergleicht ein Vergleichsschalter 412 die unmittelbare Maschinendrehzahl mit einem Bezugsdrehzahlsignal, das gleich der Maschinendrehzahl am Schnittpunkt der beiden geraden Liniensegmente gemäß Fig. 14 ist. Bei einer Ausführungsform kann diese Bezugsdrehzahl gleich 1200 U/min sein. Wenn die Maschinendrehzahl geringer als die Bezugsdrehzahl ist, ist der Ausgang des Vergleichsschalters 412 eine logische Null-Stufe, die das Gatter 408 über einen Inverter 414 einschaltet, um den Ausgang des Addierers 406 mit einem Addierer 416 zu koppeln. Wenn umgekehrt die Maschinendrehzahl grösser als die Bezugsdrehzahl ist, wird das Gatter 410 eingeschaltet, um den Ausgang des Addierers 407 mit dem Addierer 416 zu koppeln. Die digitale Zahl, die mit dem Addierer 416 entweder vom Gatter 408 oder vom Gatter 410 gekoppelt ist, stellt die Komponente der Ansprechverzögerung dar, der mit der Drehzahl der Maschine 100 in Beziehung steht.

Der dem Ansaugdruck im Ansaugraum zugeordnete Ansprechverzögerung wird von einem Multiplikator 418 geliefert, der den Ansaugdruck mit der Neigungskonstante F multipliziert und dessen Ausgang mittels eines Addierers von der Schnittpunktkonstanten E subtrahiert wird, dessen Ausgang die dem Ansaugdruck zugeordnete Ansprechverzögerung darstellt. Dieser Ausgang wird mit dem Addierer 416 gekoppelt, welcher einen Ausgang hat, der die Summe der Worte darstellt, die auf der Maschinendrehzahl und dem Ansaugdruck beruhen, und der somit die gesamte Ansprechverzögerung darstellt. Dieser wird abgetastet und von einem torgesteuerten Speicher 422 aufgrund des Befehlssignals 36 gespeichert.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung benutzt eine gemittelte Ansprechverzögerung T. Dies wird mit seiner Mittelwertschaltung 424 erreicht, welche die Form der in der Fig. 9 beschriebenen Mittelwertschaltung hat, bei der beispielsweise das Bezugszeichen 4 die Mittelwert-Zeitkonstante bestimmt und einen Ausgangsmittelwert aufgrund der Befehlssignale 37, 38 und 39 abgibt.

Beeinflussung der Kalibrierung (Fig. 16)

Im Anschluß an die Routine, mit der die Ansprechverzögerung bestimmt wird, erzeugt der Folgeimpulsgenerator 276 gemäß Fig. 6 das Befehlssignal 40, welches dazu führt, daß der torgesteuerte Speicher 264 den Indexzahlausgang des Zählers 260 abtastet. Wenn die Indexzahl kleiner als Vier ist, bleibt der Ausgang des Vergleichsschalters 266 eine logische Null, und der nächste Taktimpuls CLK 0 schaltet den Folgeimpulsgenerator 276 weiter, der sein letztes Befehlssignal 41 erzeugt, um den Multivibrator 274 zurückzustellen. Danach wird nach Auftreten des nächsten Taktimpulses CLK 2 der Multivibrator 274 wieder gestellt und der 10 ms-Zyklus, der früher im Zusammenhang mit den Befehlssignalen 1 bis 41 beschrieben wurde, wiederholt. Wenn jedoch die Indexzahl im Zähler 260 Vier ist, womit eine verstrichene Zeit von 40 ms dargestellt wird, verursacht die Abtastung seines Ausganges durch den torgesteuerten Speicher 264 aufgrund des Befehlssignales 40, daß sich der Vergleichsschalter 266 zu einer logischen 1-Stufe verschiebt, welche die UND-Schaltung 270 ausschaltet und die UND-Schaltung 268 einschaltet, um Taktimpulse mit der Frequenz der Taktsignale CLK0 an den Folgeimpulsgenerator 278 abzugeben.

Das erste Befehlssignal 42, das vom Folgeimpulsgenerator 278 erzeugt wird, stellt die Indexzahl im Zähler 260 auf Null zurück. Der nächste Befehlsimpuls 43 enthält den 40 ms-Taktimpuls, der früher im Zusammenhang mit der Weiterschaltung des Auf-Ab-Zählers 370 in der geschlossenen Sauerstoff- Regelschaltung gemäß Fig. 12 beschrieben wurde.

Im Anschluß an das Weiterschalten des integralen Reglers im geschlossenen Sauerstoff-Regelkreis veranlaßt der Folgeimpulsgenerator 278 die Regelschaltung 248 zum Beeinflussen der Kalibrierung, eine Regelroutine zum Beeinflussen der Kalibrierung vorzunehmen.

In Fig. 16 wird der Regelschaltung zum Beeinflussen der Kalibrierung zuerst vom Folgeimpulsgenerator 278 befohlen, die Stromwerte der Maschinenbetriebsparameter zu speichern. Diese Parameter sind die Adresse am Ausgang des Adressendekodierers 358, Fig. 7, der von bestehenden Werten von Maschinendrehzahl und Ansaugdruck bestimmt wird, der gemittelte Einstellfaktor am Ausgang der Mittelwertschaltung 362, Fig. 7, das Vorzeichen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Fehlers, wie er mit dem Zwei-Stufen-Ausgang des Vergleichsschalters 366 gemäß Fig. 12 dargestellt wird, und der integrale Korrekturterm- Ausgang INT des Zählers 370 im geschlossenen Regelkreis gemäß Fig. 12. Diese Parameter werden an bestimmten Speicherstellen im Kurzzeitspeicher 250 an zeitbezogenen Adressen gespeichert.

Das Speichern der jeweiligen Parameter wird mittels des Adressendekodierers 434, Fig. 16, vorgenommen, der eine Adresse aufgrund der Zählung in einem Zähler 436 erzeugt, welcher die Zeit in 40 ms-Zuwachsraten darstellt, und aufgrund des Ausganges eines Zählers, der die gespeicherten Parameter darstellt. Diese Adresse ist mit einer Schaltung gekoppelt, welche den Wert des eingegebenen Parameters in die Speicherstelle des Kurzzeitspeichers 250 einschreibt, welcher der Adresse entspricht.

Vorausgesetzt, der Zähler 438 ist zurückgestellt, wird der Datenwert des durchschnittlichen Einstellfaktors, der benutzt wird, um die Kraftstoff-Zufuhr zum Zeitpunkt J (die laufende Zeit) abzustimmen, im Kurzzeitspeicher 250 wie folgt gespeichert: Der Steuerimpuls 44 wird an eine ODER-Schaltung 440 abgegeben, deren Ausgang den Zähler 438 weiterschaltet. Der sich ergebende binäre Kode stellt einen Teil der Adresse im Kurzzeitspeicher 250 dar, der dem gegenwärtigen Mittelwertabstimmfaktor entspricht. Dieser Kode in Verbindung mit der Zählung im Zähler 436, welche der Strömungszeit J entspricht, wird vom Adressendekodierer 434 dekodiert, der die entsprechende Adresse an ein Gatter 442 weiterleitet. Der Befehlsimpuls 45 stellt dann einen Multivibrator 444 ein, dessen Q-Ausgang sich zu einer logischen 1-Stufe verschiebt, um das Gatter 442 einzuschalten, damit der Ausgang des Dekodierers 434 mit den Adressenleitungseingängen des Kurzzeitspeichers 250 gekoppelt wird.

Der Befehlsimpuls 46 wird mit einer ODER-Schaltung 446 gekoppelt, deren Ausgang ein Vier-Stufen-Schieberegister 448 (ähnlich den Folgeimpulsgeneratoren 276 und 278 gemäß Fig. 6) weiterschaltet, das Folgeausgänge A bis D herstellt. Der Ausgang A des Schieberegisters 448 verschiebt sich zu einer logischen 1-Stufe und schaltet ein Gatter 450 ein, um das mit Vorzeichen versehene Wort, das den Strömungsmittelwert- Abstimmfaktor am Ausgang der Mittelwertschaltung 362 (Fig. 7) darstellt, mit den Datenzeilen des Kurzspeichers 250 zu koppeln. Der Befehlsimpuls 47 wird als nächstes an eine ODER-Schaltung 452 angelegt, deren Ausgang mit dem Schreibbefehlseingang des Kurzzeitspeichers 250 gekoppelt wird, der dann das mit Vorzeichen versehene Wort schreibt, das dem Strömungsmittelwert-Abstimmfaktor an der Adressenstelle, die vom Adressendekodierer 434 gegeben wird, entspricht.

Der Steuerimpuls 48 schaltet dann den Zähler 438 weiter, dessen binärer Kode die Ausgangszählung des als Integrators wirkenden Auf-Ab-Zählers 370 (Fig. 12) darstellt. Der Ausgang des Adressenkodierers 434 ist dann die Adressenstelle im Kurzzeitspeicher 250, die dem Wert des integralen Terms im geschlossenen Regelkreis zum Zeitpunkt J entspricht. Der Steuerimpuls 49 schaltet dann das Schieberegister 448 weiter, dessen Ausgang A zu einer logischen 0-Stufe zurückkehrt und dessen Ausgang B sich zu einer logischen 1-Stufe verschiebt, um ein Gatter 454 einzuschalten, damit der Wert des integralen Terms mit den Datenzeilen des Kurzzeitspeichers 250 gekoppelt wird. Danach veranlaßt der Steuerimpuls 50, daß der Kurzzeitspeicher den Wert des integralen Terms INT an der Adressenstelle aufschreibt, die vom Dekodierer 434 gegeben wird.

Auf gleiche Weise veranlassen die Befehlsimpulse 51, 52 und 53, daß das Vorzeichen des Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Fehlers, der an einem Gatter 456 vom Vergleichsschalter 366 gemäß Fig. 12 angelegt ist, an der Speicherstelle im Kurzzeitspeicher 250 gespeichert wird, die der Zeit J entspricht, und die Befehlsimpulse 54, 55, 56 verursachen, daß die Strom-Abstimmfaktoradresse am Ausgang des Adressendekodierers 358 (Fig. 7) die an einem Gatter 458 angelegt ist, in der Speicherstelle des Kurzzeitspeichers 250 gespeichert wird, die der Zeit J entspricht. Das Befehlssignal 57 stellt dann den Multivibrator 444 zurück, dessen Q-Ausgang sich zu einem logischen 0-Zustand verschiebt, um den Dekodierer 434 vom Kurzzeitspeicher 250 zu trennen, und der Befehlsimpuls 58 stellt das Schieberegister 448 zurück, so daß alle seine Ausgangsleitungen eine logische 0-Stufe sind. Der Befehlsimpuls 59 stellt dann den Zähler 438 zurück.

Gemäß der nun folgenden Beschreibung wird der Zähler 436 so weitergeschaltet, daß seine Zählung eine Zeit darstellt, die gleich J + 40 ms ist. Dann werden nach dem Auftreten der Befehlssignale 44 bis 59 die Werte der Maschinenbetriebsparameter zum Zeitpunkt J + 40 ms bei entsprechenden zeitbezogenen Adressen im Kurzzeitspeicher 250 gespeichert. Diese Folge wird alle 40 ms wiederholt, so daß der Kurzzeitspeicher 250 an zeitbezogenen Folgespeicherstellen den zeitlichen Gang der Werte der Maschinenbetriebstemperatur enthält. Wie früher schon angeführt, wird dadurch jeweils der jüngstzurückliegende Zeitraum gedeckt, der wenigstens größer als die maximale maschinenbetriebsbedingte Ansprechverzögerung im geschlossenen Regelkreis ist.

Der Folgeimpulsgenerator 278 weist als nächstes die Regelschaltung zum Beeinflussen der Kalibrierung an, einen Wert des Einstellfaktors gemäß den festgestellten Fehlern des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses zu bestimmen. Um den von dem geschlossenen Sauerstoff-Regelkreis 246 gemessenen Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Fehler mit den Maschinenbetriebsparametern, die den gemessenen Fehler verursachen, in Beziehung zu bringen, bestimmt die Regelschaltung zum Beeinflussen der Kalibrierung gemäß Fig. 16 zuerst die Adressenstellen der Maschinenbetriebsparameter im Kurzzeitspeicher 250, die zu dem gemessenen Fehler führten. Der Zeitanteil dieser Adressen wird von einem Addierer 460 bestimmt, welcher den berechneten Wert der Ansprechverzögerung T (Fig. 13) von der Zeit J abzieht, die durch den Ausgangskode des Zählers 436 dargestellt wird. Die Zeit J - T im zeitlichen Gang des Maschinenbetriebes wird dann verwendet, um die Betriebsparameter zu bestimmen, die den laufenden Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Fehler verursachten.

Die ermittelte Zeit J - T im zeitlichen Gang des Maschinenbetriebes wird mittels des Befehlssignals 60 in einem torgesteuerten Speicher, Fig. 16, gespeichert. Der Ausgang des torgesteuerten Speichers 462 wird mit einem Eingang eines Adressendekodierers 464 gekoppelt.

Die Regelschaltung zum Beeinflussen der Kalibrierung wird dann so gesteuert, daß ein neuer Einstellfaktor im offenen Regelkreis bestimmt wird. Der eigentliche Einstellfaktor im offenen Regelkreis, der aus dem Kennfeldspeicher 244 (Fig. 7) aufgrund eines bestimmten Maschinenbetriebspunktes abgerufen wird, ist derart, daß er den Ausgang des Dividierers 357 (Fig. 10) so einstellt, daß sich das gewünschte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ohne zusätzliche Einstellung durch den Regler mit geschlossenem Kreis gemäß Fig. 12 ergibt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das gewünschte Verhältnis stöchiometrisch, so daß bei Verwendung des richtigen Abstimmwertes der Reglerausgang im geschlossenen Regelkreis, der sich bei der richtigen Einspritzdauer ergeben würde, gleich Null ist, was einer Zählung 127 am Ausgang des torgesteuerten Speichers 382 (Fig. 12) entspricht. Daher ist bei der bevorzugten Ausführungsform eine Komponente der Anpassung für den zum Zeitpunkt J - T durch die Maschinenbetriebsbedingungen bestimmten Einstellfaktor eine Funktion des Wertes des integralen Termausganges des Reglers mit geschlossenem Regelkreis zum Zeitpunkt J -T und hat eine Richtung, die dazu neigt, den integralen Korrekturterm auf Null zu reduzieren (127 Zählungen bei einer Ausführungsform). Wenn beispielsweise der integrale Term zum Zeitpunkt J - T eine Richtung hat, die die im offenen Regelkreis bestimmte Kraftstoffzufuhr erhöht, so kann ein Fehler der Kalibrierung im offenen Regelkreis zugeordnet werden, wenn um die Ansprechverzögerung später (Zeit J) das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als stöchiometrisch ist. Außerdem ist der Kalibrierfehler im offenen Regelkreis wenigstens gleich dem integralen Korrekturterm. In ähnlicher Weise kann ein Fehler der Kalibrierung im offenen Kreis zugeordnet werden, wenn der integrale Term zum Zeitpunkt J - T eine Richtung hat, bei der die Kraftstoffzufuhr niedriger als die stöchiometrische ist. Bei den beiden vorstehend genannten Bedingungen kann der integrale Korrekturwert (oder, wie im Falle der bevorzugten Ausführungsform, ein Teil desselben) zum Zeitpunkt J - T auf den Einstellfaktor übertragen werden, der zur Zeit J - T benutzt wird, so daß er, wenn dieser Einstellfaktor wieder vom Kennfeldspeicher abgerufen wird, zu einer im offenen Kreis bestimmten Kraftstoffmenge führt, die ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis genauer herstellt.

Zusätzlich wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine Anpassung des zum Zeitpunkt J - T benutzten Einstellfaktors vorgenommen, wenn die Messung des Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Fehlers zum Zeitpunkt J - T, zu dem die Bedingungen, die das gegenwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis verursachten, bestanden. Dieser Zustand zeigt an, daß die gesamte Korrektur der Kraftstoffmenge, die vom Einstellfaktor und dem geschlossenen Regelkreis vorgenommen wurde, nicht ausreichte, um den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Fehler auf Null zu reduzieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Größe dieser Einstellung von dem durchschnittlichen Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Fehler, wie er vom Sauerstoffühler 184 (Fig. 1) gemessen wurde, abhängig gemacht.

Gemäß dem Vorstehenden wird ein neuer Wert für den Einstellfaktor, der den Maschinenbedingungen zum Zeitpunkt J - T zugeordnet ist, entsprechend dem folgenden Ausdruck bestimmt:

wobei k₁ eine Konstante mit dem Wert des integralen Terms, der eine Integral-Term-Kraftstoffeinstellung Null darstellt, welche sich bei der vorliegenden Ausführungsform auf 127 Zählungen beläuft, k₂ eine Konstante, die eine tote Zone gibt und die Einstellfaktoranpassung auf einen Teil der integralen Termabstimmung begrenzt, wobei beide für Systemstabilität sorgen, k₃ eine Konstante mit dem Wert O 2 V 1 in stöchiometrischem Verhältnis und k₄ eine Konstante ist. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Werte von k₃ und k₄ gleich 8 bzw. 4 sein. Die Anpassung des Einstellfaktors des offenen Regelkreises gemäß dem integralen Term mit geschlossenem Regelkreis wird nur dann vorgenommen, wenn der Integrator im geschlossenen Regelkreis zum Zeitpunkt J - T die im offenen Regelkreis bestimmte Kraftstoffmenge reduziert oder das Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Zeitpunkt J fett ist oder wenn der Integrator zum Zeitpunkt J - T die im offenen Kreis bestimmte Kraftstoffmenge erhöht und das Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Zeitpunkt J mager ist. Außerdem wird die Anpassung des Einstellfaktors im offenen Regelkreis entsprechend dem mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnis nur vorgenommen, wenn die Messung des Luft-Kraftstoff-Fehlers zur gegenwärtigen Zeit J die gleiche ist wie die Messung des Fehlers zum Zeitpunkt J - T.

Der Ausdruck, mit dem ein neuer Einstellfaktor bestimmt wird, kann viele andere Formen annehmen. Beispielsweise kann die Einstellfaktoranpassung nur den Einstellfaktor-Mittelwert und den integralen Term des vorangehenden Ausdruckes enthalten, oder sie kann nur eine Konstante enthalten, die zum Einstellfaktor in der Adresse des Kennfeldspeichers 244, die von den Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt J - T bestimmt wird, addiert oder von ihm abgezogen werden. Außerdem kann, wenn die Einrichtung nicht mit einer Kraftstoff-Regelung im geschlossenen Regelkreis arbeitet, der zum Zeitpunkt J - T benutzte Einstellfaktor nur auf Basis des Vorzeichens des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Fehlers zur vorliegenden Zeit J angepaßt werden.

Um den vorangehenden Ausdruck zur Anpassung des Einstellfaktors in dem Kennfeldspeicher 244 an der Adresse anzuwenden, die den Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt J - T entspricht, so daß, wenn die Maschine wieder unter diesen Bedingungen arbeitet, mit der Kraftstoffregelung im offenen Regelkreis ein genaueres stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis erzielt wird, erhält die Schaltung gemäß der Fig. 16 zuerst den Befehl, den mittleren Einstellfaktor vom Kurzzeitspeicher 250 abzurufen, welcher zum Zeitpunkt J - T benutzt wurde. Der Befehlsimpuls 61 wird an eine ODER-Schaltung 466 geschickt, deren Ausgang einen zuvor zurückgestellten Zähler 468 weitergeschaltet. Der Adressendekodierer 464 spricht auf den binären Kode-Ausgang des Zählers 468 und den Ausgang des torgesteuerten Speichers 462 an, der der Zeit J - T entspricht, um die Adressenstelle im Kurzzeitspeicher 250 zu geben, bei der der zur Zeit J - T benutzte, mittlere Einstellfaktor gespeichert war. Der Befehlsimpuls 62 stellt dann einen Multivibrator 470, dessen Q-Ausgang ein Gatter 472 einschaltet, um den Adressenausgang des Adressendekodierers 464 mit den Adresseneingangsleitungen des Kurzzeitspeichers 250 zu koppeln. Zusätzlich wird der Q-Ausgang des Multivibrators 470 mit dem Lese-Eingang des Kurzzeitspeichers 250 gekoppelt, der mit seinen Datenleitungen das Wort koppelt, welches an der Adressenstelle gespeichert ist, die dem Adressenausgang des Adressendekodierers 464 entspricht. Dieses abgerufene Wort, welches der mittlere Einstellfaktor zum Zeitpunkt J - T war, wird anschließend nach Herstellung des Befehlsimpulses 63 in einem torgesteuerten Speicher 474 gespeichert. Der Ausgang des torgesteuerten Speichers 474, der dem zum Zeitpunkt J - T benutzten durchschnittlichen Einstellfaktor entspricht, wird an einen positiven Eingang eines Addierers 476 gegeben.

Die Schaltung gemäß Fig. 16 wird dann angewiesen, die Einstellung für den abgerufenen durchschnittlichen Einstellfaktor gemäß dem integralen Term im vorstehenden Ausdruck zu bestimmen.

Der Befehlsimpuls 64 schaltet den Zähler 468 weiter, dessen binärer Kode, der an den Adressendekodierer 464 gekoppelt ist, den Teil der Adressenstelle im Kurzzeitspeicher 250 darstellt, der dem Wert des integralen Terms INT. des Kraftstoffreglers mit geschlossenem Regelkreis entspricht. Der Ausgang des Adressendekodierers 464 ist deshalb eine Adresse, die die Speicherstelle im Kurzzeitspeicher 250 darstellt, die dem Wert des integralen Terms zum Zeitpunkt J - T entspricht. Diese Adresse wird mit den Adresseneingangsleitungen des Kurzzeitspeichers 250 über das eingeschaltete Gatter 472 verbunden. Der Kurzzeitspeicher 250 liefert dann das Wort, das den Wert des integralen Terms zum Zeitpunkt J - T darstellt, an seine Datenleitungen. Mit dem Befehlssignal 65 wird dann der abgerufene Wert des integralen Terms in einem torgesteuerten Speicher 478 gespeichert.

Der Ausgang des torgesteuerten Speichers 478 ist mit dem positiven Eingang eines Addierers 480 gekoppelt, der davon den Wert k₁ subtrahiert, der von einem Bezugszahlgenerator 482 geliefert wird. Der Wert des vom Bezugszahlgenerator 482 abgegebenen Bezugssignales stellt den Wert des integralen Terms dar, der für die im offenen Kreis bestimmte Kraftstoffgeschwindigkeit eine Kraftstoffkorrektur Null im geschlossenen Regelkreis herstellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist dieser Wert eine Zählung von 127. Der Ausgang des Addierers 480 ist eine mit Vorzeichen versehene Zahl, die die Kraftstoffmenge bezeichnet, die durch den integralen Korrekturterm zur Zeit J - T von der im offenen Regelkreis bestimmten Kraftstoffgeschwindigkeit subtrahiert wird. Der sich auf diesen integralen Korrekturterm beziehende Ausgang des Addierers 480 wird durch die Konstante k₂ dividiert, die von einem Bezugszahlgenerator 484 in einem Dividierer 486 abgegeben wird. Der Dividierer 486, der nur ganzzahlige Werte abgibt, stellt einen Wert der Anpassung dar, die am Einstellfaktor vorzunehmen ist, der zur Zeit J - T benutzt wird, wenn die zuvor im Zusammenhang mit der integralen Anpassungsgröße dargelegten Bedingungen erfüllt werden. Dieser Wert wird an den Eingang eines Gatters 488 abgegeben.

Um zu bestimmen, ob die Bedingungen für die Anpassung des mittleren Einstellfaktors bestehen, der zum Zeitpunkt J - T als Funktion des Wertes der Korrekturgröße im geschlossenen Regelkreis verwendet wurde, wird der mit Vorzeichen versehene Bit-Ausgang des Addierers 480, der darstellt, ob der integrale Term zum Zeitpunkt J - T Kraftstoff zu der im offenen Kreis bestimmten Kraftstoffmenge addierte oder von ihr subtrahierte, an den Eingang einer EXKLUSIV ODER-Schaltung 490 angelegt, die an einem zweiten Eingang den Signalausgang des Vergleichsschalters 366 gemäß Fig. 12 empfängt, der die gegenwärtige Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Fehlers darstellt. Zur Veranschaulichung wird davon ausgegangen, daß der mit Vorzeichen versehene Bit-Ausgang des Addierers 480 eine logische 1-Stufe ist, wenn der Ausgang des Addierers 480 positiv ist und den integralen Term darstellt, bei dem Kraftstoff zusätzlich zugeführt wird, und daß er eine logische 0-Stufe ist, wenn der Ausgang negativ ist und einen integralen Term darstellt, mit dem die Kraftstoffmenge vermindert wird. Der Ausgang der EXKLUSIV ODER-Schaltung 490 ist eine logische 1-Stufe, wenn der eine oder andere der beiden Eingänge, jedoch nicht beide, eine logische 1-Stufe ist. Folglich ist der Ausgang der EXKLUSIV ODER-Schaltung 490 eine logische 1-Stufe nur dann, wenn der integrale Term zur Zeit J - T eine Erhöhung der Kraftstoffmenge bedingt und das gemessene Luft-Kraftstoff-Gemisch zur Zeit J mager ist oder der integrale Term zur Zeit J - T die Kraftstoffmenge verminderte und das Luft-Kraftstoff-Gemisch zur Zeit J fett ist. Folglich ist der Ausgang der EXKLUSIV ODER-Schaltung eine logische 1-Stufe, wenn Bedingungen vorliegen, um de Einstellfaktoren als Funktion des integralen Terms bei J - T und einer logischen 0-Stufe einzustellen, wenn die Bedingungen bestehen, bei denen ein Fehler in der Kalibrierung im offenen Regelkreis nicht festgestellt werden kann.

Der Ausgang der EXKLUSIV ODER-Schaltung 490 ist mit einem Eingang einer UND-Schaltung 492 und mit einem Inverter 494 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang einer UND-Schaltung 496 gekoppelt ist. Der Befehlsimpuls 66 ist mit dem zweiten Eingang der UND-Schaltungen 492 und 496 gekoppelt. Wenn Bedingungen bestehen, bei denen der Einstellfaktor als Funktion des Wertes des integralen Terms INT. angepaßt werden kann, stellt der Ausgang der UND-Schaltung 492 nach Herstellung des Befehlsimpulses 66 einen Multivibrator 498, dessen Q-Ausgang das Gatter 488 einschaltet, um den Ausgang des Dividierers 486, der den Wert der integralen Korrektur darstellt, mit einem torgesteuerten Speicher 500 zu koppeln. Umgekehrt stellt, wenn die Bedingungen derart sind, daß eine Abstimmung des Einstellfaktors nicht als Funktion des integralen Terms zum Zeitpunkt J - T gemacht werden kann, der Ausgang der UND-Schaltung 496 einen Multivibrator 502, dessen Ausgang ein Gatter 504 einschaltet, damit der Ausgang eines Bezugszahlgenerators 506, der Null darstellt, mit dem Eingang des torgesteuerten Speichers gekoppelt wird.

Mit Hilfe des Befehlssignals 67 speichert der torgesteuerte Speicher entweder den Wert der integralen Termeinstellung, die vom Dividierer 486 geliefert wird, oder Null, was davon abhängt, ob die beschriebene Schaltung bestimmt, wenn die Bedingungen bestehen, so daß eine Korrektur als Funktion des Wertes des integralen Terms vorgenommen werden kann, der zum Zeitpunkt J - T bestand. Danach stellt das Befehlssignal 68 den zuvor gestellten Multivibrator 498 oder 502 zurück.

Der Ausgang des torgesteuerten Speichers 500 wird zu einem zweiten, positiven Eingang des Addierers 476 geschickt, welcher den Wert des mittleren Abstimmfaktors einstellt, der zum Zeitpunkt J - T bei der Bestimmung der Kraftstoffmenge im offenen Regelkreis benutzt werden, gemäß dem Wert des integralen Terms, der zum Zeitpunkt J - T bestand.

Ein Addierer 508 subtrahiert die Konstante k₃, die von einem Bezugszahlgenerator 510 abgegeben wurde, von einem durchschnittlichen O 2 V 1-Wert, der von der Mittelwertschaltung 308 gemäß der Fig. 7 abgegeben wurde. Der Ausgang des Addierers 508, der eine durchschnittliche, gemessene Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom stöchiometrischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis darstellt, wird durch die Konstante k₄ dividiert, die von einem Bezugszahlgenerator 512 in einem Dividierer 514 abgegeben wird. Der Ausgang des Dividierers 514 wird mit einer Grenzschaltung 516 gekoppelt, welche die Größe des Ausganges des Dividierers 514 begrenzt. Beispielsweise begrenzt bei der bevorzugten Ausführungsform die Grenzschaltung 516 den Ausgang des Dividierers 514 auf eine maximale Größe 2. Der Ausgang der Grenzschaltung 516 ist mit dem Eingang eines Gatters 518 gekoppelt. Wie zuvor angegeben, wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Ausgang des Dividierers 514, wie er von der Grenzschaltung 516 begrenzt wird, nur benutzt, falls sich das Vorzeichen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisfehlers gegenüber dem stöchiometrischen nicht über einen Zeitraum verändert hat, der gleich der bestimmten maschinenbetriebsbedingten Ansprechverzögerung T ist. Diese Bedingung wird mittels eines EXKLUSIV NOR-Gatters 520 bestimmt, welches das Vorzeichen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisfehlers gegenüber dem stöchiometrischen Verhältnis zum Zeitpunkt J, wie er vom Ausgang des Vergleichsschalters 366 gemäß Fig. 12 dargestellt wird, mit dem Vorzeichen des Luft-Kraftstoff-Fehlers zum Zeitpunkt J - T vergleicht, welches vom Kurzzeitspeicher 250 abgerufen wird.

Das Vorzeichen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Fehlers zum Zeitpunkt J - T wird nach Erzeugung des Befehlssignales 68 abgerufen, welches den Zähler 468 weiterschaltet, dessen Ausgang den Teil der Adressenstelle im Kurzzeitspeicher 250 darstellt, die dem Vorzeichen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Fehlers entspricht. Der Ausgang des Adressendekodierers 464 stellt dann die Adressenstelle dar, bei der das Vorzeichen des Sauerstoffehlers zum Zeitpunkt J - T gespeichert wird. Diese Adresse ist mit den Adresseneingangsleitungen des Kurzzeitspeichers 250 gekoppelt, dessen Datenleitungen das Vorzeichen des Sauerstoff-Fehlers zum Zeitpunkt J - T abgeben. Das EXKLUSIV NOR-Gatter 520 gibt einen logischen 1-Ausgang ab, falls die Vorzeichen des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses die gleichen sind. Der logische 1-Ausgang schaltet das Gatter 518 ein, damit der mit Vorzeichen versehene Ausgang der Grenzschaltung 516 mit einem negativen Eingang des Addierers 476 gekoppelt wird, welcher eine Anpassung des mittleren Einstellfaktors bewirkt, der bei der Bestimmung der Kraftstoffmenge im offenen Kreis zum Zeitpunkt J - T verwendet wird. Der resultierende Einstellfaktor, der bei den Betriebsbedingungen anwendbar ist, die zum Zeitpunkt J - T bestanden, wird nach Angabe des Befehlsimpulses 69 in einem torgesteuerten Speicher 522 gespeichert.

Der neue Einstellfaktor, der in dem Kennfeldspeicher 244 an der Adresse zu speichern ist, die den Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt J - T entspricht, ist bei der bevorzugten Ausführungsform ein Mittelwert aus dem neu berechneten Einstellfaktor, der am Ausgang des torgesteuerten Speichers 522 vorliegt, und aus dem gegenwärtigen Einstellfaktor, der an der Adressenstelle im RAM gespeichert ist, die von den zum Zeitpunkt J - T bestehenden Bedingungen bestimmt wird. Diese Mittelwertbildung wird vorgenommen, da die Maschine mehr als einmal während der Periode der Ansprechverzögerung mit denselben Betriebsbedingungen arbeiten kann. Unter diesen Bedingungen würde die zweite Bestimmung eines neuen Einstellfaktors nicht auf einem gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Fehler beruhen, der aus dem zuvor bestimmten Einstellfaktor bei solchen Betriebsbedingungen resultiert. Daher werden die unabhängig bestimmten Einstellfaktoren gemittelt.

Die vorstehend genannte Mittelwertbildung wird in der Fig. 16 vorgenommen, indem zuerst die Adressen des Kennfeldspeichers 244 abgerufen werden, die von den Betriebsbedingungen bestimmt werden, die zum Zeitpunkt J - T bestehen. Der Befehlsimpuls 70 schaltet den Zähler 468 weiter, dessen Ausgang in Verbindung mit dem Ausgang des torgesteuerten Speichers 462, der die Zeit J - T darstellt, von dem Adressendekodierer 464 dekodiert wird, um die Adresse der Speicherstelle im Kurzzeitspeicher 250 zu geben, bei dem die zum Zeitpunkt J - T verwandte Einstellfaktoradresse gespeichert ist. Die Einstellfaktoradresse an dieser Speicherstelle ist an den Datenleitungen des Kurzzeitspeichers 250 gegeben. Diese Adresse ist mit den Adresseneingängen des Kennfeldspeichers 244 mittels eines Gatters 524 gekoppelt, welches vom Q-Ausgang eines Multivibrators 526 nach Herstellung des Befehlssignales 71 eingestellt wird, welches den Multivibrator 526 stellt. Zusätzlich ist der Q-Ausgang des Multivibrators 526 mit dem Lese-Eingang des Kennfeldspeichers 244 gekoppelt, welcher an seinen Datenleitungen den Einstellfaktor liefert, der gegenwärtig an der Adressenstelle gespeichert ist, die von den Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt J - T bestimmt wird. Dieser Einstellfaktor wird mittels des Befehlssignales 72 in einem torgesteuerten Speicher 528 gespeichert. Danach stellt das Befehlssignal 73 den Multivibrator 526 zurück, um die den Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt J - T entsprechende Adresse von den Adressenleitungen des Kennfeldspeichers 244 zu trennen.

Der Ausgang des torgesteuerten Speichers 528 wird an den positiven Eingang eines Addierers 530 abgegeben, der außerdem an einem zweiten Eingang den Ausgang eines torgesteuerten Speichers 522 empfängt, der dem neu bestimmten Einstellfaktor für die Betriebsbedingungen entspricht, die zum Zeitpunkt J - T bestanden. Die Summe der beiden Werte wird in einem Dividierer 532 durch 2 dividiert, dessen Ausgang den neuen Einstellfaktor für die zum Zeitpunkt J - T gegebenen Betriebsbedingungen darstellt und welcher sich von dem ursprünglichen Einstellfaktor, der in dem Kennfeldspeicher 244 an der Adressenstelle gespeichert ist, die von den Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt J - T bestimmt wird, hinsichtlich Betrag und Richtung unterscheidet, damit der Fehler aus der Bestimmung der Kraftstoffmenge im offenen Regelkreis bei diesem Maschinenbetriebspunkt verringert wird. Der neu bestimmte Einstellfaktor wird in dem Kennfeldspeicher 244 an der Stelle gespeichert, die von den Betriebsbedingungen adressiert wird, die zum Zeitpunkt J - T bestanden, und zwar mittels der Befehlsimpulse 74, 75 und 76. Der Befehlsimpuls 74 stellt einen Multivibrator 534, dessen Ausgang ein Gatter 536 einschaltet, das den neu berechneten Einstellfaktor mit den Datenleitungen des Kennfeldspeichers 244 koppelt.

Der Steuerimpuls 75 stellt einen Multivibrator 538, dessen Q-Ausgang ein Gatter 540 einschaltet, damit die Adresse des Kennfeldspeichers 244, die von den Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt J - T bestimmt wird und an den Datenausgangsleitungen des Kurzzeitspeichers 250 vorliegt, mit den Adresseneingangsleitungen des Kennfeldspeichers 244 gekoppelt wird. Der Befehlsimpuls 76 wird danach an den Schreib-Eingang des Kennfeldspeichers 244 weitergeleitet, welcher den neu berechneten Einstellfaktor an der Adresse schreibt, die von den zuvor bestehenden Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt J - T bestimmt wird. Danach stellt der Befehlsimpuls 77 die Multivibratoren 534 und 538 zurück, stellt der Befehlsimpuls 78 den Multivibrator 470 zurück und der Befehlsimpuls 79 den Zähler 468 zurück, so daß in Fig. 6 dargestellte Regelsystem zum Beeinflussen der Kalibrierung wieder in den Zustand versetzt wird, in dem die Parameter während der nächsten Folge, die vom Folgeimpulsgenerator 278 gemäß Fig. 6 hergestellt wird, von Kurzzeitspeicher 250 abgerufen werden. Danach wird der Befehlsimpuls 80 erzeugt, der mit dem Taktimpuls des Zählers 436 gekoppelt wird, welcher um eine Zählung erhöht wird, so daß seine Zählung der Zeit J + 40 ms darstellt.

Der Einfluß des Systems zum Beeinflussen der Kalibrierung und folglich daß Ausmaß der Korrektur, der Einstellfaktoren im offenen Regelkreis kann begrenzt werden, indem Begrenzer am Ausgang des Dividierers 532 vorgesehen werden. Die Grenze der Größe der Korrektur des Einstellfaktors wird im allgemeinen so gewählt, daß man vorweggenommene anfänglich und anschließend sich entwickelnde Kalibrierfehler im offenen Regelkreis korrigiert. Zusätzlich zur Herstellung einer Form von sicherer Arbeitsweise bietet die Begrenzung der Erfassung der Eichung in Richtung eines mageren Gemisches eine alternative Lösung für das Ansprechen der Einrichtung auf die Entfernung von Kraftstoffdämpfen. Der maximale Einstellfaktor für diesen Fall kann so klein bemessen werden, daß das Erfassen der Eichung während des Zeitraumes der Beseitung einer Dampfansammlung die Maschinenleistung oder die Zusammensetzung der Abgase nicht ernstlich beeinträchtigt. Typisch für die Kapazität zur Erzielung der vorstehenden Eigenschaften können 5% in Richtung mageren Gemisches und 10% in Richtung fetten Gemisches sein.

Auf die vorstehend beschriebene Weise spricht die Regelschaltung zum Beeinflussen der Kalibrierung gemäß Fig. 16 auf gemessene Fehler des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses an und sie bestimmt einen neuen Einstellfaktor für den Speicherplatz in dem Kennfeldspeicher 244, der den Betriebsbedingungen entspricht, die zu den gemessenen Fehlern geführt haben. Wenn danach die Maschine 100 wieder unter denselben Betriebsbedingungen arbeitet, führt der neue Einstellfaktor zu einer Bestimmung der Einspritzdauer im offenen Regelkreis, womit ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff- Verhältnis genauer eingehalten wird. Die Einstellfaktoren in dem Kennfeldspeicher 244 werden kontinuierlich während des Betriebes der Maschine auf den neuesten Stand gebracht, so daß Kalibrierfehler im offenen Regelkreis, woraus sie auch resultieren, kontinuierlich in dynamischer Weise verringert werden. In dieser Hinsicht arbeitet das erfindungsgemäße Regelsystem selbst ohne direkte Steuerung der Kraftstoffzufuhr mit geschlossenem Regelkreis im wesentlichen als geschlossener Regelkreis im Hinblick auf die Abgase.

Wenn auch die Regelschaltung zum Beeinflussen der Kalibrierung den Kalibrierfehler mit der Zeit verringert, so kann sich doch eine zeitweilige Verschiebung des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses gegenüber dem stöchiometrischen ergeben, da eine bestimmte Zeit, die durch die Systemparameter festgelegt wird, erforderlich ist, um den Fehler in der Kalibrierung im offenen Regelkreis auf Null zu verringern. Wenn beispielsweise bei der Kalibrierung im offenen Regelkreis an einem bestimmten Maschinenbetriebspunkt ein Fehler besteht, so wird eine volle Anpassung des Einstellfaktors entsprechend dem jeweiligen Maschinenbetriebspunkt unter Besichtigung des gemessenen Fehlers bei jedem Beeinflussen der Kalibrierung nicht vorgenommen. Der am Einstellfaktor vorgenommene Grad der Veränderung wird von den Systemparametern bestimmt. Daher wird der an einem bestimmten Maschinenbetriebspunkt auftretende Kalibrierfehler aufgrund wiederholten Betriebes der Maschine an diesem bestimmten Betriebspunkt in Richtung Null verringert, wobei die Zeit, die erforderlich ist um den Kalibrierfehler auf Null zu verringern, von den Systemparametern abhängt.

Im Anschluß an das Befehlssignal 80 wird das Befehlssignal 81 erzeugt, welches den torgesteuerten Speicher 264 gemäß Fig. 6 einschaltet, um den Ausgang des Zählers 260 abzutasten. Da die Indexzahl des Zählers 260 zuvor durch das Befehlssignal 42 auf Null gestellt wurde, schaltet der Ausgang des Vergleichsschalters 266 die UND-Schaltung 268 aus. Mit der UND-Schaltung 270 wird dann der Folgeimpulsgenerator 276 nach Auftreten des nächsten Taktimpulses CLK 0 weitergeschaltet. Das resultierende erzeugte Befehlssignal 41 wird mit dem Rückstelleingang des Multivibrators 274 gekoppelt, welcher zurückgestellt wird, um die UND-Schaltung 270 auszuschalten. Nach Erzeugung des nächsten Taktimpulses CLK 2 erhält der Kraftstoffregler wieder den Befehl, seine verschiedenen Routinen in der früher beschriebenen Weise und Folge durchzuführen.

Es gibt viele mögliche Ausführungsformen, die bei der beschriebenen Erfindung denkbar sind. Beispielsweise kann die Reihenfolge der Funktionen gegenüber der beschriebenen beträchtlich variieren. So kann die Regelroutine zur Beeinflussung der Kalibrierung zeitlich vor oder asynchrom zu dem geschlossenen Regelkreis ablaufen, indem Befehlssignale verwendet werden, die unabhängig vom Systemtakt erzeugt werden. Zusätzlich können die Gleichungen und Verfahren zur Bestimmung bestimmter Parameter variieren. Während beispielsweise die Bestimmung der maschinenbetriebsbedingten Ansprechverzögerung T durch die Verwendung der laufenden Messungen von Maschinendrehzahl und der Messung des Ansaugdrucks beschrieben wurde, umfaßt die Erfindung die Bestimmung der Ansprechverzögerung kontinuierlich als Funktion der Maschinenbetriebsparameter, die über den Zeitraum der Ansprechverzögerung existieren, oder als Funktion der Maschinendrehzahl allein.

Alternative, vereinfachte Ausführungsform (Fig. 17)

Eine vereinfachte Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 17 schaubildlich dargestellt. Bei dieser Ausführungsform hat das Impulssignal 542, das von einem Drehzahlfühler 179, Fig. 4, abgegeben wird, eine geringe Anzahl von Impulsen je Kurbelwellenumdrehung. Diese Impulse werden an einen Rückwärtszähler 544 angelegt, welcher zu einer Zeit, die der Ansprechverzögerung angenähert ist, rückstellt. Wenn beispielsweise die Ansprechverzögerung etwa eine Sekunde bei 600 U/min Maschinendrehzahl beträgt, kann der Zähler 544 in etwa 10 Kurbelwellenumdrehungen rückwärtszählen. Ein 64-Stufen-Zähler 544 und sechs Impulse je Kurbelwellenumdrehung im Signal 542 würden beispielsweise eine Rückwärtszählung in etwa 10 Kurbelwellenumdrehungen und eine Ein-Sekunden-Zählzeit bei 60 U/min herbeiführen. Bei höheren Drehzahlen, beispielsweise 2400 U/min, wird die Zählzeit umgekehrt proportional zur Maschinendrehzahl verringert, jedoch ist auch die Ansprechverzögerung geringer, so daß der Zähler 544 während des Ansprechverzögerungsintervalls in etwa rückwärtszählt.

Der Zähler 544 hat zwei Ausgänge. Ein Ausgang ist der Rückstellausgang 546, der neben anderen Funktionen erregt wird, wenn die Zählung (Null-Zählung) vollendet ist, und der den Zähler zurückstellt, d. h. auf 64, damit von Neuem gezählt wird. Der zweite Ausgang ist eine niedrige Zählung, wie Zwei oder Vier, im Verhältnis zum Zählerstart, bezeichnet mit 548. Dies dient dazu, daß Zahlen wie weiter unten beschrieben, zwischen den Systemkomponenten übertragen werden.

Die Verbrennungskraftmaschine 550 hat Fühler, beispielsweise für den Ansaugdruck im Ansaugraum und für die Maschinendrehzahl, die Signalausgänge liefern, welche durch ein Gatter 551 zum Eingang eines Lese-Schreib-Adressenspeichers 552 geschickt werden. Der Kraftstoffregler 553 der Maschine hat einen Ausgang, der dem laufenden Kraftstoff-Einstellfaktor entspricht, welcher durch ein Gatter 554 in den Speicher 552 eingespeist wird.

Die Gatter 551 und 554 werden eingeschaltet zum Zeitpunkt jedes Rückstellimpulses am Rückstellausgang 546 und übertragen in aktiviertem Zustand die Adresse der dann bestehenden Betriebsbedingungen und des Einstellfaktors an den Lese-Schreib- Adressenspeicher 552. Zu diesen Zahlen gehören beispielsweise die Werte der Maschinendrehzahl und des Ansaugdruckes, welche die Adresse des Einstellfaktors definieren, der in einem Lese-Schreib-Einstellfaktorspeicher 556 gespeichert ist. Das Gatter 558 wird durch den verzögerten Impuls 548 des Zählers 544 eingeschaltet, damit die im Speicher 552 gespeicherten Zahlen an einen Zähler 560 übertragen werden, wodurch der Speicher 552 frei wird und einen neuen Satz Zahlen von der Maschine 550 und dem Kraftstoffregler 553 empfangen kann, wenn der nächste Rückstellimpuls am Rückstellausgang 546 auftritt. Zum Zeitpunkt des Rückstellimpulses am Rückstellausgang 546 wird das Gatter 564 eingeschaltet, um das Signal vom Sauerstoffühler 562, der im Auspuffkanal angeordnet ist, zum Einstellfaktorrechner 566 zu schicken. Das Gatter 568 wird gleichzeitig eingeschaltet durch den Impuls am Rückstellausgang 546, so daß die Adresseninformation für den Einstellfaktor, der Einstellfaktor und der Ausgang des Sauerstoffühlers 562 am Einstellfaktor- Rechner 566 zur Verfügung stehen. Beim nächsten Impuls am Ausgang 548 werden die Adresseninformation und der errechnete richtige Einstellfaktor über ein Gatter 570 zum Einstellfaktorspeicher 556 geschickt, um den gespeicherten Einstellfaktor an der ordnungsgemäßen Adresse auf den neuesten Stand zu bringen. Der auf den neuesten Stand gebrachte Einstellfaktor wird somit entsprechend der Adresse für den Abruf zur Verfügung gestellt, wenn die Maschine das nächste Mal mit den von dieser Adresse definierten Betriebsbedingungen arbeitet.

Das System gemäß Fig. 17 bietet einen hohen Vereinfachungsgrad. Beispielsweise kann die Einstellfaktorberechnung im Rechner 566 mit einer Zahl erfolgen, die nur einen positiven oder negativen Wert hat, und die nur vom Plus- oder Minus-Zustand des Sauerstoffühlers 562 bestimmt wird. Die resultierende Zahl, die im Rechner 566 gespeichert wird, kann ohne Veränderung auf den Speicher 556 übertragen werden, und zwar zusammen mit den notwendigen Adresseninformationen, und kann zu dem zuvor an dieser Adresse gespeicherten Einstellfaktor hinzuaddiert oder von ihm subtrahiert werden. Bei dieser Anordnung werden über einen Zeitraum die Einstellfaktoren Stufe für Stufe auf den neuesten Stand gebracht.

Die vorstehend beschriebene, vereinfachte Ausführung bietet nicht den Regelungsgrad, der mit der in den Fig. 1 bis 16 dargestellten Anordnung erreichbar ist. Jedoch wird sie wenigstens unter einigen Umständen eine genügend genaue Beeinflussung der Kalibrierung bieten, um einen wirkungsvollen Maschinenbetrieb zu erzielen.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffzufuhr ist für alle möglichen Typen von Verbrennungskraftmaschinen geeignet, insbesondere solchen mit Vergaser, Einspritzung, Drosselkörper-Einlaß gemäß Fig. 2 usw. Das Messen kann auf jede geeignete Weise erfolgen, beispielsweise durch Messen des Luftstroms bei Vergasern oder drehzahl- und dichteabhängige Zumessung bei Einspritzsystemen. Wie oben im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 16 beschrieben wurde, kann die Einrichtung gemäß der Fig. 17 auch eine herkömmliche Regelung mit geschlossenem Regelkreis enthalten.

In der vorstehenden Beschreibung der in den Fig. 1 bis 16 und Fig. 17 dargestellten Ausführungsformen wird von dem Kennfeldspeicher bzw. dem Einstellfaktorspeicher gesagt, daß die Einstellfaktoren an den verschiedenen Adressen, die er definiert, gespeichert werden. Auf Wunsch kann die gesamte Kraftstoff-Regelinformation bei einer solchen Adresse gespeichert werden. In diesem Falle wird die erforderliche Speicherkapazität etwas erhöht, aber die gesamte Kraftstoffregelinformation für jede Adresse kann dem Speicher entnommen und ohne weitere Berechnung der Kraftstoff-Regeleinrichtung zugeführt werden. Beispielsweise kann das System gemäß Fig. 17 auf die folgende Weise eingesetzt werden. Zuerst kann die Maschine gebaut und die volle Kraftstoffzumeßbedingung für jede Adresse (z. B. Drehzahl und Ansaugdruck im Ansaugraum) im Speicher 556 gespeichert werden. Dann kann die Maschine mit dem wie oben beschrieben aktivierten System gemäß der Fig. 17 betrieben werden, wobei die Kraftstoffzumeßbedingung an jeder Adresse des Speichers 556 (der jetzt als Speicher für die gesamte Kraftstoffregelinformation dient) in Übereinstimmung mit den Betriebsbedingungen der Maschine von Zeit zu Zeit auf den neuesten Stand gebracht werden kann. Während wahrscheinlich kein einzelnes Auf-den-neuesten-Stand-bringen bei dieser Einrichtung die volle, richtige Eichung mit sich bringt, kann erwartet werden, daß die Information über einen Zeitraum allmählich das Optimum erreicht und eine effektive Kraftstoffregelung mit sich bringt.

Selbstverständlich können andere Mittel zur Durchführung der Erfindung eingesetzt werden. Beispielsweise umfaßt die Erfindung die Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, ein oder mehrere Speicher mit direktem Zugriff und einen Programmspeicher, welcher verschiedene Eingangs- Ausgangs-Schaltungen und die zentrale Verarbeitungseinheit anweist, die Funktionen auszuführen, die bei der beschriebenen Ausführungsform ausgeführt wurden.

Claims

1. Verfahren zur Regelung der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem man

- vorbestimmte Maschinenbetriebsbedingungen erfaßt,
- die zuzumessende Kraftstoffmenge in einem offenen Regelkreis anhand von gespeicherten Kennfelddaten bestimmt,
- wobei die Kennfelddaten den in Abhängigkeit von den erfaßten Maschinenbetriebsbedingungen zuzuführenden Kraftstoffmengen entsprechen,
- in einem dem offenen Regelkreis überlagerten geschlossenen Regelkreis die Oxidations- und Reduktionsbedingungen im Abgas erfaßt und eine Regelabweichung feststellt,

dadurch gekennzeichnet, daß man

- das Kraftstoffdurchsatz-Zeitintervall (T) bestimmt, das zwischen der Zumessung der Kraftstoffmenge und der Erfassung des Verbrennungsergebnisses im Abgas vergeht, und
- die Kennfelddaten unter Berücksichtigung des Kraftstoffdurchsatz- Zeitintervalls (T) entsprechend den erfaßten Oxidations- und Reduktionsbedingungen im Sinne einer Verminderung der Regelabweichung laufend anpaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

- die Kennfelddaten an Adressen eines Speichers (244) speichert, die bestimmten Maschinenbetriebsbedingungen zugeordnet sind,
- Kraftstoff anhand der bei Eintreten der Maschinenbetriebsbedingungen an entsprechender Adresse vorgefundenen Daten im wesentlichen kontinuierlich zuführt,
- die Oxidations- und Reduktionsbedingungen an einem katalytischen Konverter (170) der Verbrennungskraftmaschine (100, 550) abtastet, und
- anhand dieser Abtastung diejenigen Kennfelddaten im Sinn der gewünschten Oxidations- und Reduktionsbedingungen ändert, die den um das Kraftstoffdurchsatz-Zeitintervall (T) früher aufgetretenen Maschinenbetriebsbedingungen zugeordnet sind.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Regelung der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine (100, 550) mit Abtastmitteln (179, 202, 204) zur laufenden Erfassung bestimmter Maschinenbetriebsbedingungen in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen, mit einem Speicher (244), der an den Maschinenbetriebsbedingungen zugeordneten Adressen Kennfelddaten enthält, anhand derer eine Vorrichtung zur Zumessung von Kraftstoff für den Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine (100, 550) steuerbar ist, und mit einem an einem vorbestimmten Punkt im Abgaskanal (196) der Verbrennungskraftmaschine (100, 550) liegenden Fühler (184, 186, 562), der ein Oxidations- und Reduktionsbedingungen des Abgases charakterisierendes Meßsignal liefert, anhand dessen die aus den Kennfelddaten sich ergebende Kraftstoffzufuhr modifizierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Kurzzeitspeicher (250) hat, in dem die zeitlich zurückliegenden Maschinenbetriebsbedingungen wenigstens über die Dauer eines Kraftstoffdurchsatz-Zeitintervalls (T) abgelegt werden, das zwischen der Zumessung des Kraftstoffs und der Erfassung des Verbrennungsergebnisses im Abgas vergeht und seinerseits von den Maschinenbetriebsbedingungen abhängt, und daß sie eine Regelschaltung (248) hat, der das Meßsignal des Fühlers (182, 186, 562) überstellt wird und die aus dem Kurzzeitspeicher (250) diejenigen Maschinenbetriebsbedingungen abruft, die um das Kraftstoffdurchsatz- Zeitintervall (T) früher geherrscht haben, und diesen Maschinenbetriebsbedingungen zugeordnete neue Kennfelddaten für bessere Oxidations- und Reduktionsbedingungen erstellt, welche die alten Kennfelddaten im Speicher (244) ersetzen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgaskanal (196) der Verbrennungskraftmaschine (100, 550) ein katalytischer Dreiwege-Konverter (170) liegt und daß die angestrebten Oxidations- und Reduktionsbedingungen im wesentlichen stöchiometrisch sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu den vorgenannten Maschinenbetriebsbedingungen die Maschinendrehzahl gehört.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu den vorgenannten Maschinenbetriebsbedingungen der Ansaugdruck am Einlaß zum Verbrennungsraum gehört.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Maschinenbetriebsbedingungen zur Ermittlung des Kraftstoffdurchsatz-Zeitintervalls (T) der Ansaugdruck am Einlaß zum Verbrennungsraum und die Maschinendrehzahl herangezogen werden, wobei das errechnete Kraftstoffdurchsatz-Zeitintervall (T) eine erste Komponente umgekehrt proportional zum Ansaugdruck und eine zweite Komponente umgekehrt proportional zur Maschinendrehzahl hat.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel (179, 202, 204) die Maschinenbetriebsbedingungen in Abtastintervallen speichern die deutlich kleiner sind als das kürzeste zu erwartende Kraftstoffdurchsatz-Intervall (T), wozu der Kurzzeitspeicher (250) wenigstens eine Anzahl von Speicherplätzen hat, die gleich dem Quotienten aus dem maximalen Kraftstoffdurchsatz-Zeitintervall (T) und dem Abtastintervall ist, und daß die Ersetzung der alten Kennfelddaten im Speicher (244) an der denjenigen Maschinenbetriebsbedingungen zugeordneten Adresse erfolgt, die dem Kurzzeitspeicher (250) entsprechend dem jeweiligen Kraftstoffdurchsatz-Zeitintervall (T) entnommen werden.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Meßsignal des Fühlers (182, 186, 562) eine Abweichung der Ist-Werte der Oxidations- und Reduktionsbedingungen von vorgegebenen Sollwerten für die Oxidations- und Reduktionsbedingungen abgeleitet und in einem geschlossenen Regelkreis (246) ausgewertet wird, um die gespeicherten (244) Kennfelddaten so zu ändern, daß bei Wiedereintritt der entsprechenden Betriebsbedingungen den Sollwerten besser entsprechende Oxidations- und Reduktionsbedingungen erreicht werden.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal in dem geschlossenen Regelkreis (246) eine integrale Komponente enthält, die eine durch Beeinflussung der Kennfelddaten sich ergebende Änderungsrate des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses um einen Faktor von etwa 0,9 pro Sekunde bewirkt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Maschinendrehzahlfühler (179) vorhanden ist, der Drehzahlimpulse mit einer von der Maschinendrehzahl abhängigen Frequenz abgibt, und daß ein Zähler wiederholt eine vorgegebene Anzahl Drehzahlimpulse zählt, wobei die dafür benötigte Zeit im wesentlichen gleich dem Kraftstoffdurchsatz-Zeitintervall (T) ist und zu dessen Ermittlung herangezogen wird.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche₃ bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftstoffdampffang vorgesehen ist, in dem die Kraftstoffdämpfe gesammelt und während bestimmter Betriebsperioden in den Verbrennungsraum entlassen werden, was zu einem niedrigen Luft- Kraftstoff-Verhältnis führt, als sich aus den gespeicherten Kennfelddaten (244) ergibt, und daß die Anpassung der Kennfelddaten in diesen Betriebsperioden unterdrückt wird.