DE3539395A1 - Verfahren und einrichtung zur adaption der gemischsteuerung bei brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs und einer Einrichtung nach der Gattung des Anspruchs. Die Erfindung baut auf der früheren Anmeldung P 35 05 965.6 der Anmelderin auf, bei der die adaptive Vorsteuerung sowohl strukturell bestimmte Bereiche eines Grundkennfeldes als auch über einen globalen Faktor jeden aus dem Kennfeld gewonnenen Steuerwert multiplikativ im Sinne einer Verschiebung aller Kennfeld-Stützstellen beeinflußt.

In der ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehenden Patentanmeldung P 34 08 215.9 wird vorgeschlagen, in einem Kennfeld gespeicherte und in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine angewählte Werte entsprechend einem Lernvorgang so zu verändern, daß nicht nur lediglich ein einziger vorgegebener Kennfeldwert, sondern auch die in seiner Umgebung liegenden jeweiligen Kennfeldwerte in Abhängigkeit zur Änderung des jeweils betroffenen Wertes zusätzlich modifiziert werden. Um im Bereich der Vorsteuerung ein Lernverfahren einführen zu können, benötigt man eine Istwertangabe über den tatsächlichen Betriebszustand der Brennkraftmaschine, wobei als Istwert üblicherweise der Regelfaktor oder die Stellgröße eines Lambda-Reglers ausgewertet wird. Diese Stellgröße des Lambda-Reglers beeinflußt daher im Sinne eines adaptiven Lernens des Vorsteuerbereichs (beispielsweise Einspritzzeit-Kennfeld mit Auswertung eines Drosselklappensignals und der Brennkraftmaschinendrehzahl) diesen Vorsteuerbereich und dient gleichzeitig als rückgeführter Istwert bei der aktuellen Regelung der Gemischsteuerung unter Zugrundelegung der gegebenenfalls durch adaptives Lernen veränderten Vorsteuerwerte aus dem Kennfeldbereich.

Im einzelnen kann dabei so vorgegangen werden, daß der vom Lambda-Regler herausgegebene Korrekturfaktor gemittelt, geeigneten Randbedingungen unterworfen und dann sowohl in ein das Grundkennfeld überlagerndes strukturelles Kennfeld (Strukturadaption) als auch in einen globalen Faktor (Globaladaption) eingearbeitet wird. Diese Einarbeitung erfolgt dann bei Verlassen eines um jede Kennfeld-Stützstelle definierten Einzugsbereichs (Adaptionsfläche).

Allgemein ist es in diesem Zusammenhang bekannt (DE-OS 28 47 021; GB-PS 20 34 930 B), Gemischzumeßsysteme so auszubilden, daß die Dosierung oder Zumessung des Kraftstoffs beispielsweise über sogenannte lernende Regelsysteme erfolgt. Ein solches lernendes Regelsystem enthält in einem permanent aktivem Schreib-Lese-Speicher beispielsweise Werte für die Einspritzung, die beim Betrieb der Maschine zur Verfügung stehen. Durch die Kennfelder ergibt sich eine schnell reagierende Vorsteuerung beispielsweise für die Einspritzmenge oder generell für die Kraftstoffzumessung oder auch für andere, möglichst schnell sich ändernden Betriebsbedingungen anzupassenden Betriebsparametern an der Brennkraftmaschine, etwa Zündzeitpunkt, Abgasrückführrate u. dgl. Um zu lernenden Regelsystemen zu gelangen, können die einzelnen Kennfeldwerte betriebskenngrößenabhängig korrigiert und in den jeweiligen Speicher eingeschrieben werden.

Die folgenden Ausführungen basieren auf den Erkenntnissen und dem Offenbarungsgehalt der früheren Anmeldung P 35 05 965.6. Der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung bezieht sich auf weitere Verbesserungen im Bereich der Strukturellen und Globalen Adaption bei solchen Kraftstoffzumeßsystemen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das adaptive Lernverfahren bei sich ändernden äußeren Bedingungen selbstanpassenden Kennfeldern für die Kraftstoffzufuhr bei Brennkraftmaschinen zu verbessern und sicherzustellen, daß die Korrektureinwirkung in gewünschter Weise auf die strukturelle und die globale Adaption verteilt wird und eine Bezugnahme auf das tatsächliche Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine (Frequenz der Stellgrößenschwingungen) auch im Ablauf des adaptiven Lernvorganges umfaßt.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen der Hauptansprüche 1 und 2 bzw. der Ansprüche 8 und 9 und hat den Vorteil, daß durch unterschiedliche Quantisierung der Faktoren für Strukturelle Adaption und Globale Adaption die Lernfähigkeit so aufgeteilt wird, daß bei vorausgesetzter stabiler Struktur im Motorbereich äußere, langsam verlaufende Betriebsänderungsbedingungen (beispielsweise sich verändernder Luftdruck) im wesentlichen durch den globalen Faktor kompensiert werden und nicht auf den strukturellen Bereich einwirken. Andererseits ermöglicht die Erfindung durch eine unterschiedliche Gewichtung zwischen Global- und Strukturadaption eine solche Aufteilung, daß dort, wo effektiv strukturell eine Korrektur erforderlich ist, diese auch durch den Strukturellen Faktor im jeweiligen Kennfeldbereich vorgenommen und zum geringeren Teil dem Globalen Faktor zugeschlagen wird.

Vorteilhaft ist schließlich, daß entsprechend einer Ausgestaltung etwa die Mitteilung der Stellgröße des Lambda- Reglers, die Bildung von Strukturellem und Globalem Faktor sowie weiterer Arbeitsabläufe im Raster der Sprünge der Stellgröße des Lambda-Reglers, also bezogen auf die Anzahl der Sondendurchgänge, abgestellt wird, so daß die Adaption dynamisch der Betriebsgröße λ angepaßt ist und nicht asynchron in einem beliebigen Zeitraster abläuft. Die Faktoren können daher optimal ermittelt werden.

Ferner ergibt sich durch diese Beziehung auf das Stellgrößen- Sprungraster des Lambda-Reglers die Auslegung der Adaption als selbsthemmend, da dann, wenn der Lambda- Regler an einen seiner Stellanschläge läuft, also keine Rastersprünge mehr erfolgen, auch nicht weiter adaptiert werden kann und jedenfalls zunächst die Stellgröße insoweit als unplausibel erkannt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 schematisiert ein Blockschaltbild des aktiven Lernbereichs mit Auswertung des Stellgrößenverlaufs des Lambda- Reglers und Aufteilung in Struktur- und Global-Adaption, Fig. 2 zeigt den Bereich einer Adaptionsfläche mit Ein- und Austrittszeitpunkt der Betriebskenngrößen und Fig. 3 in Form eines Diagramms den zeitlichen Ablauf der Lambda-Regler-Stellgröße.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die verschiedenen Formen und Varianten vorliegender Erfindung ergänzen die in der Hauptanmeldung ausführlich erläuterten Grundgedanken in mehrfacher Hinsicht, nämlich einmal Art und Aufteilung der Adaption auf ein strukturelles Kennfeld, welches das Grundkennfeld überlagert, und auf den Bereich des Globalen Faktors sowie die Beziehung der Faktorbildung, der Ermittlung der Stellgröße, der Zählung von Einschwingverzögerungen u. dgl. auf das Sprungverhalten der Lambda-Sonde (Stellgrößensprünge des Lambda-Reglers), so daß die Adaption dynamisch der Betriebskenngröße λ angepaßt wird.

Es ist zum Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich, den Gegenstand der Hauptanmeldung zu kennen, der hier, wie eingangs schon erwähnt, vorausgesetzt wird mit voll inhaltlicher Offenbarung der dortigen Ausführungen und Merkmale auch in dieser Anmeldung.

Ferner wird darauf hingewiesen, daß die in den Zeichnungen jeweils dargestellten, die Erfindung und deren verschiedene Aspekte anhand diskreter Schaltstufen oder Blöcke angebenden Mittel die Erfindung nicht einschränken, sondern insbesondere dazu dienen, funktionelle Grundwirkungen zu veranschaulichen und spezielle Funktionsabläufe in einer möglichen Realisierungsform anzugeben. Es versteht sich, daß die einzelnen Bausteine, Komponenten, Blöcke, Funktionen u. dgl. in analoger, digitaler oder auch hybrider Technik aufgebaut sein können oder auch, ganz oder teilweise zusammengefaßt, entsprechende Bereiche von programmgesteuerten digitalen Systemen oder von Programmen sein können, beispielsweise realisiert durch Mikroprozessoren, Mikrorechner, digitalen Logikschaltungen u. dgl. Da den Fachleuten jederzeit die Hilfe von Programmexperten zur Verfügung steht, die entsprechende Funktionsabläufe, Befehle und Wirkungen in eine geeignete Programmsprache umsetzen können, wird dieser Schritt als nicht mehr erläuterungsbedürftig angesehen und auf die zusätzliche Darstellung von Flußdiagrammen bei Anwendung etwa durch Mikroprozessoren als für das Verständnis vorliegender Erfindung entbehrlich ausgegangen. Die im folgenden angegebene Beschreibung der Erfindung ist daher lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel bezüglich des funktionellen Gesamt- und Zeitablaufs, der durch die jeweiligen besprochenen Blöcke erzielten Wirkungsweise und bezüglich des jeweiligen Zusammenwirkens der durch die einzelnen Komponenten dargestellten Teilfunktionen zu werten, wobei die Hinweise auf die Schaltungsblöcke aus Gründen eines besseren Verständnisses erfolgen.

Zunächst wird zur Abrundung und zum besseren Verständnis kurz auf einige grundlegende Beziehungen in einem z. Teil auch Ausführungen der Stammanmeldung wiederholenden Sinn eingegangen. Die Erfindung basiert darauf, daß für die Bildung der Einspritzzeit (oder einer sonstigen Angabe der einer Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffmenge bei Anwendung bei Vergasern o. dgl.) im Normalbetrieb (in diesem sind üblicherweise Startbedingungen, Notlauf, Schubabschaltung u. dgl. nicht eingeschlossen) ein Einspritzzeit-Kennfeld zugrundegelegt wird, das drehzahl-drosselklappenstellungsabhängig sein kann und beispielsweise über eine vorgegegebene Anzahl von Drehzahl- und Drosselklappen-Signal- Stützstellen aufgespannt ist. In numerischen Werten können beispielsweise 15 Drehzahl- und 15 Drosselklappen- Signalstützstellen vorgesehen sein. Dieses Grundeinspritz- Kennfeld kann dann beispielsweise auf ein spezielles Fahrzeug eines jeweiligen Fahrzeugtyps ausgelegt sein. Beispielsweise zur Anpassung an andere Fahrzeuge mit Abweichungen etwa im Motorbereich, beim Drosselklappenstützen u. dgl. wird diesem Grundkennfeld ein strukturelles Kennfeld überlagert, das, in numerischen Werten ausgedrückt, beispielsweise 8 Drehzahl- und 8 Drosselklappensignal- Stützstellen haben kann. Diese stellen eine Teilmenge aus den 15×15 Stützstellen des Einspritzzeit- Kennfeldes dar.

Zur Adaption von Randbedingungen, die sich multiplikativ auf die Gemischbildung insgesamt auswirken (hier kommen beispielsweise Umgebungs-Druckunterschiede durch Höhe, Temperatur, Alterung von Aggregaten o. dgl. in Frage), dient ferner ein sogenannter Globaler Faktor.

Die jeweilige Adaptionsfläche für den Lernvorgang, hier zunächst der strukturellen Adaption im Kennfeld, ist in Fig. 2 gezeigt und ergibt sich aus der Vereinbarung, daß, wie weiter vorn schon erwähnt, die 8×8 Stützstellen des strukturellen Adaptionskennfeldes eine Teilmenge aus den 15×15 Stützstellen des Grund-Kennfeldes sind, welches auch als Einspritzzeit-Kennfeld bezeichnet werden kann, wenn die Kraftstoffzuführung zur Brennkraftmaschine über elektromagnetisch betätigte Einspritzventile erfolgt. Da jede zweite Stützstelle des 15×15- Kennfeldes eine Stützstelle des 8×8-strukturellen Kennfeldes ist, ist eine gemeinsame Grund- und FSA-Stützstelle (FSA = Faktor für strukturelle Adaption) innerhalb des Kennfeldes von 8 Grundstützstellen umgeben, was durch die unterschiedliche Netzstruktur (einfach gekreuzte Linien für Grundstützstelle und doppelt gekreuzte Linien für kombinierte Grund- und FSA-Stützstelle) aus der Darstellung der Fig. 2 auch erkennbar ist. Diese 8 Grundstützstellen spannen die Adaptionsfläche 10 auf. Bei Eintritt der hier das Kennfeld definierenden Betriebskenngrößendrosselklappenposition oder -winkel DK und Drehzahl N in die Adaptionsfläche zum Zeitpunkt t = T 1 wird nach X Zündungen die begrenzte, vom Lambda-Regler 11 (s. Fig. 1) herausgegebene Stellgröße begrenzt und ohne Berücksichtigung der jeweiligen "Vorgeschichte" im globalen und strukturellen Anteil aufgeteilt. Dabei ist ein Lernzyklus definiert als der zwischen dem Eintrittszeitpunkt t = T 1 (Eintrittsstelle) und dem Austrittszeitpunkt t = T 2 (Austrittsstelle) liegenden Zeitraum.

Der Lernvorgang läuft daher wie folgt ab. Dem Lambda- Regler 11 wird an seinem Eingang das Ausgangssignal der Lambda-Sonde zugeführt; am Ausgang des Lambda-Reglers 11 ergibt sich eine normierte Lambda-Stellgröße Xr, die nach Passieren eines Begrenzungsblocks 12 zur Stellhubbegrenzung mit den Grenzwerten Xr′max und Xr′min als begrenzte, normierte Stellgröße Xr′ zum Tiefpaß 13 gelangt, der die begrenzte Stellgröße Xr′ des Lambda- Reglers einer Mittelung unterwirft. Es ergibt sich dann am Ausgang des Tiefpasses, der eine vorgegebene (auch rekursive) Tiefpaßformel umfassen kann, ein Tiefpaßausgangswert Ya, wobei der Ausgangswert des Tiefpasses Ya zum Zeitpunkt t = T 1 jeweils dem Eingangswert gleichgesetzt wird → Ya(t = T 1) = Xr′(t = T 1). Sind dann seit Eintritt in die Adaptionsfläche 10 entsprechend Fig. 2 mehr als X plus einer vorgegebenen Anzahl, beispielsweise etwa 32 Zündimpulse vergangen, dann wird der im Strukturbereich zu lernende Faktor FSA bei Austritt aus der Adaptionsfläche (Zeitpunkt t = T 2) in das Kennfeld übernommen, wobei sich dieser Faktor zum Zeitpunkt T 2 zusammensetzt aus dem Faktor zum Zeitpunkt t ≦ωτ T 1 und dem neuen Wert des Tiefpasses Ya zum Zeitpunkt T 2, sich also zu folgender Formel ergibt:

FSA(T 2) = FSA(t ≦ωτ T 1) + Ya(T 2).

Hierbei ist der Term FSA(t ≦ωτ T 1) der beim letzten Lernvorgang abgespeicherte Faktor für den strukturellen Bereich FSA.

Eine wesentliche erfinderische Maßnahme besteht in diesem Zusammenhang darin, daß pro Lernzyklus eine Verstellung des Faktors für den strukturellen Bereich nur um einen vorgegebenen prozentualen Wert, und zwar beim bevorzugten Ausführungsbeispiel lediglich um 3% zulässig ist, d. h. der Δ-Wert des FSA liegt in relativ grober Stufung nur bei 0,03 und daher, wie weiter unten noch erläutert wird, entscheidend unterschiedlich zum Δ-Wert des Faktors für die globale Adaption FGA. Es wird insgesamt aufmerksam gemacht auf die Darstellung der Fig. 1, wobei bisher nicht erläuterte Schalter oder Funktionsblöcke weiter unten noch in Verbindung mit ergänzenden Gesichtspunkten bei vorliegender Erfindung angegeben werden.

Der Lernvorgang, also die Bildung des Faktors für die globale Adaption FGA erfolgt wie bei der strukturellen Adaption innerhalb eines Lernzyklus (Zeit zwischen T 1 und T 2 in Fig. 2) und in etwa in der gleichen Weise, wobei lediglich die begrenzte und gefilterte Stellgröße Ya des Lambda-Reglers 11 nochmals gefiltert werden kann, mit einer entsprechenden Filterformel.

Der zu lernende Faktor FGA wird ebenfalls bei Austritt aus der Adaptionsfläche (t = T 2) gebildet zu

FGA(T 2) = FGA(T ≦ωτ T 1) + Zg(T 2),

wobei Zg(T 2) der zum Zeitpunkt T 2 am Ausgang des zweiten Filters anstehende Wert der Lambda-Regler-Stellgröße ist.

Globale sowie strukturelle Adaption sind verboten bei den Betriebszuständen abgeschaltete Lambda-Regelung, bei Warmlaufanreicherung, Start u. ä. für eine Adaption nicht auswertbare Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine.

Im Gegensatz zu der erlaubten Verstellung des Faktors der strukturellen Adaption FSA von beispielsweise 3% pro Lernzyklus ist für den globalen Faktor eine wesentlich feinere Stufung, beispielsweise lediglich 1/8 oder 1/16 der Auflösung des strukturellen Faktors FSA erlaubt, wie die beiden Stufungsblöcke 14 a und 14 b in Fig. 1 auch angeben. Durch diese unterschiedliche Stufung soll erreicht werden, daß bei vorausgesetzter stabiler Struktur im Brennkraftmaschinenbereich (beispielsweise Drosselklappenansaugstutzen verändert sich nicht, Brennkraftmaschine ist stabil) sich jedoch verändernden multiplikativ, also global eine Änderung bewirkenden Einflüssen, wie etwa allmähliche Luftdruckänderungen u. dgl., diese nicht dem strukturellen, sondern lediglich den globalen Faktor mitgeteilt werden. Dadurch, daß man die Stufung für mögliche Änderungen des strukturellen Faktors FSA wesentlich gröber, beispielsweise also mit den angegebenen 3%, ausführt als die Änderungen des globalen Faktors (Stufung beispielsweise 0,19%), können langsame Änderungen mit nur geringer Änderungsgeschwindigkeit (diese bleibt dann voraussichtlich unter 3% pro Lernzyklus) immer schon durch den globalen Faktor kompensiert, also aufgefangen werden, bevor die Änderungsschwelle (3%) beim strukturellen Faktor FSA erreicht wird. Als beispielhaft kann eine Fahrt über eine Paßhöhe angenommen werden, bei der sich mit zunehmender Höhe die Luftdichte langsam ändert und so über den Globalfaktor FGA eine adaptive Kompensation bewirkt wird.

Größere zu erwartende Änderungen können allerdings auftreten, wenn ein Fahrzeug beispielsweise bei bestimmter, auch extremer Tiefdruckwetterlage abgestellt und bei einer entsprechenden Hochdruckwetterlage wieder gestartet wird.

Zur Kompensation dieses ebenfalls nur multiplikativ einwirkenden Effektes, der dann jedoch schlagartig größer als beispielsweise die angegebenen 3% sein kann, ist entsprechend einer vorteilhaften Maßnahme vorliegender Erfindung nach Start für eine beschränkte Anzahl von Lernzyklen nur die Globale Adaption über den globalen Faktor FGA erlaubt. Man erkennt daher auch in der Darstellung der Fig. 1 einen hier als beispielhaft zu verstehenden Schalter 15, der die Verbindung zum Tiefpaß auftrennt und insofern ein Strukturverbot bildet. Erst wenn die multiplikative Abweichung kompensiert ist, wird auch die adaptive Kompensation bei evtl. sich verändernder Struktur zugelassen. Man erzielt hierdurch eine erheblich verbesserte Stabilität des Lernkennfeldes und vermeidet unnötiges "Atmen", auch mit dem Vorteil, daß bei beliebigem Abstellen der Brennkraftmaschine einwandfrei auswertbare Stützstellenpositionen im Kennfeldbereich (Struktur) für die nachfolgende Ingebrauchnahme vorliegen.

Demnach setzt sich die im Normalbetrieb ausgegebene Gesamteinspritzzeit t _i wie folgt zusammen:

t _i = FSA · FGA · π _i Fi · t _L ′ + t _-S .

In dieser Formel sind FSA und FGA die Faktoren für Strukturelle Adaption (aus 8α · 8N-Kennfeld mit α = Drosselklappenwinkel und N = Drehzahl) und für Globale Adaption, π _i Fi sind Faktoren aus anderen Funktionen zur Bildung von t _i , t _L ′ ist die Grundeinspritzzeit aus dem 15α · 15N-Kennfeld und t _S ist die Ventilverzugszeit.

Im strukturellen Kennfeld wird bei Ausgabe der Faktoren nicht interpoliert. Um den Sprung beim Übergang von einer Stützstelle auf die nächste zu kompensieren, wird die Stellgröße der Lambda-Regelung gegenläufig prozentual um den gleichen Betrag geändert, um den sich die an den beiden Stützstellen abgelegten Faktoren unterscheiden.

Eine weitere Ausgestaltung vorliegender Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei vorausgesetzter Konvergenz des Lernverfahrens pro Lernschritt (Lernzyklus) die volle Abweichung als Korrekturwert in die Lernfaktoren übernommen wird. Dabei wird die Abweichung so aufgeteilt, und zwar über dem Tiefpaß 13 in der Parallelverzweigung für Struktur- und Globaladaption nachgeschaltete Gewichtungsglieder 16 a, 16 b, daß der größere Teil der Abweichung dem strukturellen Faktor FSA und der kleinere Teil dem globalen Faktor FGA zugeschlagen wird. Durch die schwächere Gewichtung (k) des globalen Faktors läßt sich erreichen, daß strukturell bedingt Korrekturen, wenn sie (unvermeidbar) auch vom globalen Faktor aufgenommen werden, über diesen nicht zu stark auf die anderen Kennfeldpunkte (Struktur) ausstrahlen. Die durch die Gewichtungsblöcke 16 a, 16 b bewirkte unterschiedliche Aufteilung des Korrekturwerts sichert daher die Tendenz, strukturell bedingte Korrekturen im Faktor für die strukturelle Korrektur (und daher nur in einem bestimmten Kennfeldbereich) adaptiv vorzunehmen und sich auf das gesamte Kennfeld in gleicher Weise (multiplikativ) auswirkende Änderungen über den globalen Faktor zu erfassen. Diese Tendenz wird weiter verstärkt und unterstützt durch die weiter vorn schon erwähnte unterschiedliche Stufung (Δ-Werte für FSA und FGA pro Lernzyklus), ausgehend von der Annahme, daß globale Änderungen durch die Grobstufung in der Übernahmefähigkeit des strukturellen Faktors relativiert und unterdrückt werden.

Der in Fig. 1 noch am Ausgang des Tiefpasses 13 vorgesehene Unterbrecherschalter 17 dient der Realisierung des allgemeinen Adaptionsverbots.

Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die Adaption der Gemischsteuerung dynamisch zu verbessern, und zwar dadurch, daß beispielsweise die Mittelung (über den Tiefpaß 13) der Stellgröße X′r des Lambda-Reglers 11, die Bildung von strukturellem und globalem Faktor FSA und FGA sowie beispielsweise die Zählung der Einschwingverzögerung und der minimalen Mittelungsdauer im Raster der Sprünge der Stellgröße des Lambda-Reglers abläuft (s. Fig. 3), wobei die Anzahl dieser Durchgänge der Anzahl der Sondendurchgänge, die eine Betriebskenngröße (Istwert) der Brennkraftmaschine ist, entspricht.

Gegenüber einem bisher angewandten Zeitraster ergibt sich daher einmal die vorteilhafte Anpassung der Adaption dynamisch an die Betriebskenngröße λ, mit anderen Worten, die Adaption läuft nicht asynchron in einem Zeitraster ab. Durch die dynamische Anpassung können die jeweiligen Faktoren optimal ermittelt werden - ferner ergibt sich hierdurch eine selbsthemmende Ausbildung der Adaption, denn wenn der Regler an einen seiner Stellanschläge läuft, wird nicht weiter adaptiert, weil die Stellgröße keine Sprünge mehr durchführt und in diesem Fall als unplausibel angesehen wird.

Bei dieser Variante vorliegender Erfindung bleiben bei grundsätzlich gleicher Bildung der Faktoren die Verbote für Strukturelle und Globale Adaption erhalten und das zusätzliche Verbot für Strukturelle Adaption nach einem Start wird definiert für eine vorgebbare Zahl von x Lernzyklen des Globalfaktors FGA. Während dieser x Lernzyklen ergibt sich durch Öffnen des Schalters 15 ein Strukturverbot - die Gewichtung des Filterausgangs Ya wird für den Globalfaktor jedoch auch für diese Lernzyklen beibehalten.

Nach Ablauf der x Lernzyklen wird parallel, global und strukturell entsprechend der Gewichtung k und (k-1) adaptiert. Die Begrenzung auf die weiter vorn erwähnten 3% Korrektur pro FSA-Lernzyklus können jedoch entfallen, so daß um beliebige Vielfache von 3% pro Lernzyklus im strukturellen Faktor FSA verändert werden kann - die Änderungsstufen für den Globalfaktor FGA bleiben dabei stets um das 8fache oder 16fache feiner.

Wesentlich ist, daß, wie der Diagrammdarstellung der Fig. 3 entnommen werden kann, die Stellgröße des Lambda- Reglers 11 bei erlaubter Adaption (Struktur und/oder Global) jeweils mit dem Wert im Tiefpaß verarbeitet wird, der sich nach dem Sprung der Stellgröße ergibt, also zu den Sprungzeitpunkten t = i; i + 1; i + 2. . . . Nach Ablauf von n _s solcher Stellgrößensprünge, die auf einen Adaptionsflächenwechsel folgen, wird dann der Tiefpaß 13 gesetzt zu

Ya(i + n _s ) = Xr′(i + n _s ).

Mit anderen Worten, durch die Anzahl der ab Eintritt in eine jeweils neue Adaptionsfläche abgelaufenen Sprünge wird der Tiefpaß 13 freigegeben (auf Anfangswert gesetzt), wobei die weiteren Werte dann gemäß der im folgenden angegebenen rekursiven Tiefpaßformel ermittelt werden:

Die Rekursion erfolgt nach jedem Stellgrößensprung. Die Übernahme des mit obigen Gleichungen ermittelten Korrekturwertes zum Adaptionsfaktor (Bildung von FSA und FGA) wird erst dann erlaubt, wenn nochmals mindestens m _s Rekursionsschritte des Filters 13 abgeschlossen sind.

Sind dann die Bedingungen n ≧ n _s und m ≧ m _s zur Zeit t = T 2 (Adaptionsflächenwechsel) erfüllt, so wird der aktuelle Filterausgangswert Ya(j) über die Gewichtungsstufen k bzw. (1-k) und entsprechende Quantisierung bei 14 a und 14 b als Korrekturwert für die Neubildung der Faktoren FSA und FGA weiterverarbeitet, wie dies das Blockschaltbild der Fig. 1 zeigt. Hieraus erklären sich auch die in der Fig. 1 noch vorhandenen Schalter, nämlich einen ersten Schalter 18, der bei Erfüllung der Bedingung n ≧ n _s schließt und den Tiefpaß 13 mit dem Ausgang des Begrenzungsblocks (begrenzter Stellgröße des Lambda-Reglers) beaufschlagt - sowie des Schalters 19, der bei Erfüllung der Bedingung m ≧ m _s den Ausgangswert des Filters zur Parallelverarbeitung und Adaption weiterleitet.

Jeweils zum Zeitpunkt eines Adaptionsflächenwechsels werden n und m zu Null gesetzt; dabei wird im Diagrammverlauf der Fig. 3 davon ausgegangen, daß n _s = 4 ist.

Die folgende Tabelle gibt die einstellbaren Größen sowie deren als vorteilhaft erkannte Bereichsgrenzen an - sie ist nicht als einschränkend anzusehen.

Durch das Abstellen (Abzählen) von Sondendurchgängen oder Sprüngen am Stellwert des Lambda-Reglers wird die Adaption automatisch selbsthemmend, wenn der Regler an einen seiner Stellanschläge läuft. Es ist sinnvoll, aufgrund des großen wählbaren Stell- und Adaptionsbereichs diesen Fall als unplausibel zu bewerten und, jedenfalls als erste Möglichkeit, dann nicht mehr weiter zu adaptieren.

Alle in der Beschreibung und in den Ansprüchen angegebenen neuen Merkmale können allein oder in Kombination erfindungswesentlich sein.

Claims (11)

1. Verfahren zur Adaption der Gemischsteuerung bei Brennkraftmaschinen, wobei ein von Betriebsgrößen (Drosselklappenstellungswinkel DK, Drehzahl N) der Brennkraftmaschine aufgespanntes Kennfeld eine für die zuzuführende oder einzuspritzende Kraftstoffmenge maßgebende Vorsteuergröße herausgibt, die durch mindestens eine adaptiv veränderbare Korrekturgröße (Strukturelle Adaption, Globale Adaption) beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der strukturellen Faktoranpassung (Δ-Wert von FSA) auf einen vorgegebenen Wert (3%) pro FSA- Lernzyklus begrenzt wird, mit der Maßgabe einer um ein Vielfaches (1/8 bzw. 1/16) feineren Stufung (0,19%) der Adaptionskorrektur des globalen Faktors (FGA) derart, daß vor Erreichen der Änderungsschwelle beim strukturellen Faktor (FSA) langsame, auf Umwelteinflüsse zurückzuführende Änderungen mit nur geringer Änderungsgeschwindigkeit (≦λτ3% pro Lernzyklus) über den Globalfaktor (FGA) kompensiert werden.

2. Verfahren zur Adaption der Gemischsteuerung bei Brennkraftmaschinen, wobei ein von Betriebsgrößen (Drosselklappenstellungswinkel DK, Drehzahl N) der Brennkraftmaschine aufgespanntes Kennfeld eine für die zuzuführende oder einzuspritzende Kraftstoffmenge maßgebende Vorsteuergröße herausgibt, die durch mindestens eine adaptiv veränderbare Korrekturgröße (Strukturelle Adaption, Globale Adaption) beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption (struktureller Faktor FSA und/oder globaler Faktor FGA) dynamisch dadurch der Betriebs-Istkenngröße (λ) angepaßt wird, daß die Bildung von strukturellem und globalem Faktor (FSA, FGA), ferner vorzugsweise die Mitteilung der Stellgröße des Lambda- Reglers, Zählung der Einschwingverzögerung u. dgl. im Raster der Sprünge der Stellgröße (Xr) des Lambda- Reglers (11) abläuft und darauf bezogen ist, wobei die Stellgrößensprünge des Lambda-Reglers der Anzahl der Sondendurchgänge der Lambda-Sonde entsprechen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine vorgegebene Anzahl (x) von Lernzyklen (Wechsel der Adaptionsfläche) die strukturelle Adaption nach einem Start nicht erfolgt (Strukturverbot).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß pro Lernzyklus die volle Abweichung als Korrekturwert in die adaptiv lernenden Faktoren (FGA, FSA) mit der Maßgabe übernommen werden, daß die Abweichung so aufgeteilt wird, daß der größere Teil dem strukturellen Faktor (FSA) und der kleinere Teil dem globalen Faktor (FGA) zugeschlagen wird (unterschiedliche Gewichtung des beim Verlassen der Adaptionsfläche als Korrekturwert erfaßten Tiefpaßausgangswerts (Ya)).

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße des Lambda-Reglers (11) bei erlaubter Adaption (Struktur und/oder Global) jeweils mit dem Ausgangswert (Ya) des Tiefpasses (13) verarbeitet wird, der sich nach dem Sprung der Stellgröße (Xr′) ergibt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ablauf einer vorgegebenen Anzahl (n _s ) von Stellgrößensprüngen, die auf einem Adaptionsflächenwechsel gefolgt sind, der Anfangswert (Ya(i + n _s )) des Tiefpasses (13) auf einen vorgegebenen Wert (Xr′(i + n _s )) gesetzt und die weiteren Werte entsprechend einer rekursiven Tiefpaßformel ermittelt werden, wobei die Rekursion nach jedem Stellgrößensprung erfolgt, die Übernahme des vom Tiefpaß herausgegebenen Korrekturwertes zum jeweiligen Adaptionsfaktor (FSA, FGA) jedoch erst erfolgt, nachdem eine vorgegebene Anzahl (m _s ) von Rekursionsschritten des Filters (13) abgeschlossen sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte des Tiefpasses nach der rekursiven Tiefpaßformel ermittelt werden.

8. Einrichtung zur Adaption der Gemischsteuerung bei Brennkraftmaschinen, wobei ein von Betriebsgrößen (Drosselklappenstellungswinkel DK, Drehzahl N) der Brennkraftmaschine aufgespanntes Kennfeld eine für die zuzuführende oder einzuspritzende Kraftstoffmenge maßgebende Vorsteuergröße herausgibt, die durch mindestens eine adaptiv veränderbare Korrekturgröße (Strukturelle Adaption, Globale Adaption) beeinflußt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stufungsfunktionsblöcke (14 a, 14 b) vorgesehen sind, die eine Übernahme des gemittelten Stellgrößenwerts als Korrekturgröße zur adaptiven Faktorveränderung nur dann zulassen, wenn die Änderung einen vorgegebenen Δ-Wert (Δ-FSA = 3%; Δ-FGA = 0,19%) übersteigt mit der Möglichkeit der Begrenzung auf diesen Δ-Wert pro Lernzyklus.

9. Einrichtung zur Adaption der Gemischsteuerung bei Brennkraftmaschinen, wobei ein von Betriebsgrößen (Drosselklappenstellungswinkel DK, Drehzahl N) der Brennkraftmaschine aufgespanntes Kennfeld eine für die zuzuführende oder einzuspritzende Kraftstoffmenge maßgebende Vorsteuergröße herausgibt, die durch mindestens eine adaptiv veränderbare Korrekturgröße (Strukturelle Adaption, Globale Adaption) beeinflußt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zähl- und Schaltungsmittel (18, 19) vorgesehen sind, die unter dynamischer Anpassung der Adaption auf eine Betriebs- Istkenngröße (λ) die Weiterleitung der Stellgröße (Xr bzw. Xr′) zum deren Mittelung bewirkenden Tiefpaß (13) erst dann vornehmen, wenn eine vorgegebene Anzahl (n _s ) von Stellgrößensprüngen bzw. Sondendurchgängen abgelaufen ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übernahme des vom Tiefpaß ermittelten Korrekturwerts (Ya) zum Adaptionsfaktor (FSA, FGA) durch Zähler und Schaltermittel (19) erst dann freigegeben ist, wenn eine vorgegebene Anzahl (m _s ) von Rekursionsschritten des die Stellgröße des Lambda-Reglers (11) mittelnden Filters (13) abgeschlossen ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß Gewichtungsstufen (16 a, 16 b) vorgesehen sind, die die vom Tiefpaß (13) herausgegebene Korrekturgröße (Ya) unterschiedlich (Gewichtung k bzw. (k-1) den Änderungsstufungsblöcken (14 a, 14 b) für Strukturfaktor (FSA) und Globalfaktor (FGA) zuführen.