DE3713790A1 - Verfahren zum regeln des luft/kraftstoff-verhaeltnisses eines einer brennkraftmaschine gelieferten kraftstoffgemisches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine gelieferten Kraftstoff­ gemisches.

Um die Menge an Schadstoffen im Abgas zu verringern und den Kraft­ stoffverbrauch einer Brennkraftmaschine zu verbessern ist es üblich, einen Sauerstoffkonzentrationssensor zu verwenden, der die Sauerstoffkonzentration im Abgas der Maschine wahrnimmt, und eine Regelung mit Rückführung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des der Maschine gelieferten Gemisches durchzuführen, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einem Sollwert zu halten. Diese Regelung mit Rückführung erfolgt nach Maßgabe des Ausgangssignals vom Sauerstoffkonzentrationssensor.

Eine Art eines Sauerstoffkonzentrationssensors, die für eine derartige Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verwandt werden kann, dient dazu, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das sich proportional zur Sauerstoffkonzentration im Abgas der Maschine ändert. Ein derartiger Sauerstoffkonzentrationssensor ist beispielsweise in der JP-OS 52-72 286 beschrieben und besteht aus einem sauerstoffleitenden festen elektrolytischen Element, das in Form einer flachen Platte mit Elektroden auf beiden Hauptflächen ausgebildet ist, wobei eine dieser Elektrodenflächen einen Teil einer Gasaufnahmekammer bildet. Die Gas­ aufnahmekammer steht mit dem zu messenden Gas, d. h. mit dem Abgas über eine Einlaßöffnung in Verbindung. Bei einem derartigen Sauerstoff­ konzentrationssensor arbeiten das sauerstoffionenleitende feste elektrolytische Element und seine Elektroden als Sauerstoffpumpelement. Dadurch, daß ein Strom zwischen den Elektroden fließen gelassen wird, derart, daß die Elektrode in der Gasaufnahmekammer die negative Elektrode wird, wird das Sauerstoffgas in der Gasaufnahmekammer neben dieser negativen Elektrode ionisiert und strömt das Sauerstoffgas durch das feste elektrolytische Element zur positiven Elektrode, um dadurch von dieser Außenfläche des Sensorelementes als gasförmiger Sauerstoff abgegeben zu werden. Der zwischen den Elektroden fließende Strom ist ein Grenzstromwert, der im wesentlichen konstant, d. h. im wesentlichen von Änderungen in der anliegenden Spannung unbeeinflußt und proportional zur Sauerstoffkonzentration im gemessenen Gas ist. Durch eine Aufnahme der Stärke dieses Grenzstromes ist es somit möglich, die Sauerstoff­ konzentration im zu messenden Gas zu bestimmen. Wenn jedoch ein derartiger Sauerstoffkonzentrationssensor dazu benutzt wird, das Luft/Kraftstoff- Verhältnis des einer Brennkraftmaschine gelieferten Gemisches über eine Messung der Sauerstoffkonzentration im Abgas der Maschine zu regeln, ist es nur möglich, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen Wert im armen Bereich relativ zum stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu regeln. Es ist nicht möglich, eine Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses derart auszuführen, daß ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis beibehalten wird, das im reichen Bereich liegt. Ein Sauerstoffkonzentrationssensor, der einen Ausgangssignalpegel liefert, der sich proportional zur Sauerstoffkonzentration im Maschinenabgas sowohl für den armen als auch den reichen Bereich des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ändert, ist in der JP-OS 59-192 955 beschrieben. Dieser Sensor besteht aus zwei sauerstoffionenleitenden festen elektrolytischen Elementen, von denen jedes in Form einer flachen Platte mit Elektroden ausgebildet ist. Die beiden gegenüberliegenden Elektrodenflächen, d. h. eine Fläche jedes festen elektrolytischen Elementes, bilden einen Teil einer Gasaufnahmekammer, die mit dem zu messenden Gas über eine Einlaßöffnung in Verbindung steht. Die andere Elektrode eines der festen elektrolytischen Elemente ist der Außenluft zugewandt. In diesem Sauerstoffkonzentrationssensor arbeiten eines der festen elektrolytischen Elemente und seine Elektroden Sauerstoffkonzentrationssensorelement. Das andere feste elektrolytische Element und seine Elektroden arbeiten als Sauerstoffpumpelement. Wenn die Spannung, die zwischen den Elektroden des Sauerstoffkonzentrationssensorelementes erzeugt wird, unter einem Bezugsspannungswert liegt, dann fließt der Strom zwischen den Elektroden des Sauerstoffpumpelementes derart, daß die Sauerstoffionen durch das Sauerstoffpumpelement zur Elektrode desjenigen Elementes strömen, das sich in der Gasaufnahmekammer befindet. Wenn die zwischen den Elektroden des Sensorelementes entwickelte Spannung unter dem Bezugsspannungswert liegt, dann fließt ein Strom zwischen den Elektroden des Pumpelementes derart, daß die Sauerstoffionen durch dieses Element zu derjenigen Sauerstoffpumpelektrode strömen, die sich auf der der Gasaufnahmekammer gegenüberliegenden Seite befindet. In dieser Weise wird ein Wert des Stromes zwischen den Elektroden des Sauerstoffpump­ elementes erhalten, der sich proportional zur Sauerstoffkonzentration des zu messenden Gases sowohl im reichen als auch im armen Bereich des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ändert.

Wenn ein derartiger Sauerstoffkonzentrationssensor, der ein Ausgangs­ signal liefert, das sich proportional zur Sauerstoffkonzentration ändert, zur Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verwandt wird, dann wird in derselben Weise wie bei dem bekannten Sauerstoffkonzen­ trationssensor, dessen Ausgangssignal nicht zur Sauerstoffkonzentration proportional ist, ein Grundwert für die Regelung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses nach Maßgabe der Maschinenarbeitsparameter bezüglich der Maschinenlast, beispielsweise bezüglich des Druckes im Ansaugrohr usw., gebildet. Eine Kompensation des Grundwertes bezüglich eines Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erfolgt nach Maßgabe des Ausgangssignals vom Sauerstoffkonzentrationssensor, um dadurch einen Ausgangswert abzuleiten, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine gelieferten Gemisches wird mit diesem Ausgangswert geregelt. Bei einem Sauerstoff­ konzentrationssensor, der ein Ausgangssignal erzeugt, das proportional zur Sauerstoffkonzentration ist, kann der Sauerstoffkonzentrationsgrad im Abgas der Maschine aus dem Ausgangssignal des Sensors erhalten werden. Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bei einem derartigen Sensor zu verwenden, um eine genauere Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu erzielen, als es mit bekannten Sauerstoffkonzentrationssensoren bisher der Fall war, die kein Ausgangssignal erzeugen, das proportional zur Sauerstoffkonzentration ist. Es war insbesondere bisher außerordentlich schwierig, ein hohes Maß an Genauigkeit der Regelung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses während eines Maschinenübergangsbetriebszustandes, beispiels­ weise bei einer Beschleunigung und Verzögerung, aufgrund der großen Schwankungen zu erreichen, die im Luft/Kraftstoff-Verhältnis als Folge der Verzögerungen im Ansprechvermögen der Regelung auftreten.

Durch die Erfindung soll ein Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine geschaffen werden, bei dem ein Sauerstoffkonzentrationssensor verwandt wird, der ein Ausgangssignal erzeugt, das sich proportional zur Sauerstoffkonzentration ändert, um dadurch einen höheren Grad an Genauigkeit der Regelung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses zu erzielen, als es bisher möglich war, sowie die Arbeit der Maschine zu verbessern und eine noch wirksamere Verringerung der Schadstoffe im Abgas während einer Beschleunigung oder Verzögerung der Maschine zu erreichen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses unter Verwendung eines Sauerstoffkonzentrationssensors, der die Sauerstoffkonzentration im Abgas der Maschine wahrnimmt, bei dem ein Grundwert I _i für die Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gemäß T _i einer Vielzahl von Maschinenarbeitsparametern bezüglich der Maschinenlast festgelegt wird und periodisch in bestimmten Zeitintervallen eine Folge von Arbeitsvorgängen ausgeführt wird, wird insbesondere das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches auf der Grundlage des Ausgangs­ signals des Sauerstoffkonzentrationssensors ermittelt, ein laufender erster Kompensationswert K _REF zum Kompensieren eines Fehlers des Grundwertes berechnet, wobei bei der Berechnung ein vorhergehender erster Kompensationswert verwandt wird, der während einer vorhergehenden Ausführung der Folge von Arbeitsvorgängen berechnet wurde, bei der der Arbeitsbereich der Maschine im wesentlichen gleich dem Arbeitsbereich während der Berechnung des laufenden ersten Kompensationswertes ist, wobei der Arbeitsbereich nach Maßgabe der Vielzahl von Maschinen­ arbeitsparametern bestimmt wird, wird eine Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das unter Verwendung des Ausgangssignals des Sauerstoffkonzentrationssensors bestimmt wurde, vom Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis berechnet und wird die Abweichung durch den laufenden ersten Kompensationswert und den vorhergehenden ersten Kompensations­ wert kompensiert, um einen zweiten Kompensationswert K₀₂ zu erhalten, wir ein Ausgangswert T _OUT berechnet, der bezüglich des Soll-Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses nach einem Verfahren bestimmt wird, bei dem der Grundwert durch den laufenden ersten Kompensationswert und den zweiten Kompensationswert kompensiert wird, und wird das Luft/Kraftstoff- Verhältnis des der Maschine gelieferten Gemisches nach Maßgabe des Ausgangswertes geregelt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses wird insbesondere dann, wenn eine Beschleunigung oder Verzögerung der Maschine wahrgenommen wird, ein Übergangskompensationswert nach Maßgabe der Stärke der Beschleunigung oder Verzögerung festgelegt und wird der Grundwert durch diesen Übergangskompensationswert kompensiert, um dadurch den Ausgangswert zu bestimmen. Wenn darüber hinaus eine Beschleunigung oder Verzögerung wahrgenommen wird, wird der Übergangskompensationswert mit einem zweiten Kompensationswert kompensiert, der nach Maßgabe der Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das aus dem Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentrationssensors ermittelt wird, vom Luft/Kraftstoff-Verhältnis erhalten wird.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine elektronische Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor, bei der ein Verfahren zum Feststellen eines abnormen Betriebszustandes gemäß der Erfindung angewandt werden kann,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung den inneren Aufbau einer Sauerstoffkonzentrationssensor­ einheit,

Fig. 3 in einem Blockschaltbild den inneren Aufbau einer elektronischen Steuereinheit ECU,

Fig. 4a und 4b, 5, 7 und 11-13 Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeit einer Zentraleinheit CPU,

Fig. 6 in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Ansaugluft­ temperatur T _A und der Temperatur T _W02,

Fig. 8 in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Maschinen­ drehzahl N _e und der Beschleunigungs/ Verzögerungs-Nachlaufzeit t _s ,

Fig. 9 in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl N _e und der Beschleunigungs/ Verzögerungsfortdauerzeit t _c und

Fig. 10 in einer schematischen Darstellung die Beziehung zwischen der Änderung im Grad der Drosselventilöffnung Δ R _th und den Konvergenzkoeffizienten C _AD , C _REFW und C _REFN .

In den Fig. 1 bis 3 ist eine elektronische Kraftstoffregelvorrichtung dargestellt, die nach einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses arbeitet. In dieser Vorrichtung ist eine Sauerstoffkonzentrationssensoreinheit 1 in einer Abgasleitung 3 einer Maschine 2 stromaufwärts von einem katalytischen Wandler 5 angeordnet. Die Eingänge und Ausgänge der Sauerstoffkonzentrationssensoreinheit 1 sind mit einer elektronischen Steuereinheit ECU 4 verbunden.

Ein Schutzgehäuse 11 der Sauerstoffkonzentrationssensoreinheit 1 enthält ein sauerstoffionenleitendes festes elektrolytisches Element 12 mit etwa rechteckiger Form, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Eine Gasaufnahmekammer 13 ist im Inneren des festen elektrolytischen Elementes 12 gebildet und steht über eine Einlaßöffnung 14 mit dem Abgas außerhalb des festen elektrolytischen Elementes 12 in Verbindung, das das zu messende Gas bildet. Die Einlaßöffnung 14 ist so angeordnet, daß das Abgas leicht vom Inneren der Abgasleitung in die Gasaufnahme­ kammer 13 strömt. Darüber hinaus ist eine Außenluftbezugskammer 15 im festen elektrolytischen Element 12 gebildet, in die die Außenluft ein­ geführt wird. Die Außenluftbezugskammer 15 ist von der Gasaufnahmekammer 13 durch einen Teil des festen elektrolytischen Elementes 12 getrennt, der als Trennwand dient. Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, sind Elektrodenpaare 17 a, 17 b und 16 a, 16 b jeweils an der Trennwand zwischen den Kammern 13 und 15 und an der Wand der Kammer 15 auf der der Kammer 13 gegenüberliegenden Seite dieser Kammer 15 vorgesehen. Das feste elektrolytische Element 12 arbeitet in Verbindung mit den Elektroden 16 a und 16 b als Sauerstoffpumpelement 18 und in Verbindung mit den Elektroden 17 a und 17 b als Sensorelement 19. Ein Heizelement 20 ist an der Außenfläche der Außenluftbezugskammer 15 angebracht.

Das sauerstoffionenleitende feste elektrolytische Element 12 besteht aus ZrO₂ (Zirkondioxid), während die Elektroden 16 a bis 17 b jeweils aus Platin bestehen.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, enthält die ECU 4 einen Sauerstoff­ konzentrationssensorteil, der aus einem Differentialverstärker 21, einer Bezugsspannungsquelle 22 und Widerständen 23 und 24 besteht. Die Elektrode 16 b des Sauerstoffpumpelementes 18 und die Elektrode 17 b des Sensorelementes 19 liegen jeweils an Masse. Die Elektrode 17 a des Sensorelementes 19 ist mit einem Eingang des Operationsverstärkers 21 verbunden, der eine Ausgangsspannung nach Maßgabe des Unterschiedes zwischen der Spannung zwischen den Elektroden 17 a und 17 b und der Ausgangsspannung der Bezugsspannungsquelle 22 erzeugt. Die Ausgangs­ spannung der Spannungsquelle 22 entspricht dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, d. h. 0,4 V. Der Ausgang des Operations­ verstärkers 21 ist über den Stromaufnahmewiderstand 23 mit der Elektrode 16 a des Sauerstoffpumpelementes 18 verbunden. Die Anschlüsse des Stromaufnahmewiderstandes 23 bilden die Ausgänge des Sauerstoff­ konzentrationssensors und sind mit der Steuerschaltung 25 verbunden, die als Mikroprozessor ausgebildet ist.

Ein Drosselventilöffnungssensor 31, der eine Ausgangsspannung nach Maßgabe des Öffnungsgrades des Drosselventils 26 erzeugt und in Form eines Potentiometers ausgebildet sein kann, ist mit der Steuerschaltung 25 verbunden, mit der gleichfalls ein Absolutdrucksensor 32 verbunden ist, der im Ansaugrohr 27 an einer Stelle stromabwärts vom Drosselventil 26 angeordnet ist und eine Ausgangsspannung erzeugt, deren Pegel sich nach Maßgabe des Absolutdruckes im Ansaugrohr 27 ändert. Ein Wasser­ temperatursensor 33, der eine Ausgangsspannung erzeugt, deren Höhe sich nach Maßgabe der Temperatur des Maschinenkühlwassers ändert, ein Ansauglufttemperatursensor 34, der nahe an einer Luftansaugöffnung 28 angebracht ist und ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Pegel nach Maßgabe der Temperatur der angesaugten Luft bestimmt ist, und ein Kurbelwellenwinkelsensor 35, der Signalimpulse synchron mit der Drehung der nicht dargestellten Kurbelwelle der Maschine 2 erzeugt, sowie ein Einspritzer 36, der am Ansaugrohr 27 in der Nähe der nicht darge­ stellten Ansaugventile der Maschine 2 angebracht ist, sind gleichfalls mit der Steuerschaltung 25 verbunden.

Die Steuerschaltung 25 enthält einen Analog/Digital-Wandler 40, an dem die Spannung über dem Stromaufnahmewiderstand 23 als Differential­ eingangssignal liegt und der diese Spannung in ein digitales Signal umwandelt. Die Steuerschaltung 25 enthält auch eine Pegelumwandlungs­ schaltung 41, die eine Pegelumwandlung jedes der Ausgangssignale des Drosselventilöffnungssensors 31, des Absolutdrucksensors 32 und des Wassertemperatursensors 33 durchführt. Die sich ergebenden in ihrem Pegel umgewandelten Signale von der Pegelumwandlungsschaltung 41 liegen an den Eingängen eines Multiplexers 42. Die Steuerschaltung 25 enthält gleichfalls einen Analog/Digital-Wandler 43, der die Ausgangssignale vom Multiplexer 42 in eine digitale Form umwandelt, eine wellenformende Schaltung 44, die eine Wellenformung des Ausgangssignals vom Kurbel­ wellenwinkelsensor 34 durchführt, um Signalimpulse für den oberen Totpunkt als Ausgangssignale zu liefern, und einen Zähler 45, der die Anzahl der Taktimpulse, die von einer nicht dargestellten Taktimpuls­ generatorschaltung erzeugt werden, während jedes Zeitintervalls zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen für den oberen Totpunkt von der wellen­ formenden Schaltung 44 zählt. Die Steuerschaltung 25 enthält weiterhin eine Treiberschaltung 46 a zum Betreiben des Einspritzers 36, eine Zentraleinheit CPU 47 zum Ausführen der digitalen Rechenvorgänge nach Maßgabe eines Programms, einen Festspeicher ROM 48, in dem die verschiedenen Programme und Daten gespeichert sind, und einen Speicher mit direktem Zugriff RAM 49. Die Analog/Digital-Wandler 40 und 43, der Multiplexer 42, der Zähler 45, die Treiberschaltungen 46 a, 46 b, die CPU 47, der ROM 48 und der RAM 49 sind miteinander über eine Eingangs/ Ausgangssammelleitung 50 verbunden. Das Signal für den oberen Totpunkt wird von der wellenformenden Schaltung 44 der CPU 47 geliefert. Die Steuerschaltung 25 enthält weiterhin eine Heizstromversorgungsschaltung 51, die beispielsweise ein Schaltelement enthalten kann, das auf einen Heizstromversorgungsbefehl von der CPU 47 anspricht, um eine Spannung an die Anschlüsse des Heizelementes 20 zu legen und dadurch das Heiz­ element mit Strom zu versorgen, so daß das Heizelement 20 Wärme erzeugt. Der RAM 49 ist ein nicht löschbarer Sicherheitsspeicher, dessen Inhalt nicht gelöscht wird, wenn der nicht dargestellte Maschinen­ zündschalter ausgeschaltet wird.

Daten, die den Pumpstromwert I _P wiedergeben, der dem Strom entspricht, der durch das Sauerstoffpumpelement 18 fließt, und die vom Analog/Digital-Wandler 40 übertragen werden, werden zusammen mit Daten, die den Öffnungsgrad der Ventilöffnung R _th wiedergeben, Daten, die den Absolutdruck P _BA im Ansaugrohr wiedergeben, und Daten, die die Kühlwassertemperatur T _W und die Ansauglufttemperatur T _A wiedergeben, und die jeweils durch den Analog/Digital-Wandler 43 gewählt und übertragen werden, der CPU 47 über die Eingabe/Ausgabe-Sammelleitung 50 übertragen. Darüber hinaus wird ein Zählwert vom Zähler 45, der während jeder Periode der Impulse für den oberen Totpunkt erreicht wird, der CPU 47 über die Eingabe/ Ausgabe-Sammelleitung 50 geliefert. Die CPU 47 liest diese Daten nach Maßgabe eines Arbeitsprogrammes ein, das im ROM 48 gespeichert ist und berechnet ein Kraftstoffeinspritzzeitintervall T _OUT für den Einspritzer 36 auf der Grundlage der Daten nach Maßgabe einer Kraftstoff­ einspritzmenge für die Maschine 2, die aus bestimmten Gleichungen ermittelt wird. Diese Berechnung erfolgt mittels eines Kraftstoff­ versorgungsprogrammes, das synchron mit dem Signal für den oberen Totpunkt ausgeführt wird. Der Einspritzer 36 wird dann durch die Treiberschaltung 46 für die Dauer des Kraftstoffeinspritzzeitintervalls T _OUT betätigt, um die Maschine mit Kraftstoff zu versorgen.

Das Kraftstoffeinspritzzeitintervall T _OUT kann beispielsweise aus der folgenden Gleichung erhalten werden:

T _OUT = T _i × K₀₂ × K _REF × K _WOT × K _TW + T _ACC + -T _DEC (1)

In der obigen Gleichung ist T _i ein Grundwert für die Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, der eine Grundeinspritzzeit darstellt und dadurch bestimmt wird, daß eine im ROM 48 gespeicherte Datenliste nach Maßgabe der Maschinendrehzahl N _e und des Absolutdruckes P _BA im Ansaugrohr durchgesucht wird. K₀₂ ist Rückkopplungskompensations­ koeffizient für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, der nach Maßgabe des Ausgangssignalpegels vom Sauerstoffkonzentrationssensor festgelegt wird. K _REF ist ein automatischer Kompensationskoeffizient für die Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, der dadurch bestimmt wird, daß eine im RAM 49 gespeicherte Datenliste nach Maßgabe der Maschinen­ drehzahl N _e und des Absolutdruckes P _BA im Ansaugrohr durchgesucht wird. K _WOT ist ein Kraftstoffmengenzunahmekompensationskoeffizient, der dann angewandt wird, wenn die Maschine unter hoher Last arbeitet. K _TW ist ein Kühlwassertemperaturkoeffizient. T _ACC ist ein Beschleunigungs­ zunahmewert und T _DEC ist ein Verzögerungsabnahmewert. T _I , K₀₂, K _REF , K _W02, K _TW , T _ACC und T _DEC werden jeweils über ein Unterprogramm eines Kraftstoffversorgungsprogramms festgelegt.

Wenn der Pumpstrom zum Sauerstoffpumpelement zu fließen beginnt und das Kraftstoff/Luft-Verhältnis des der Maschine 2 gelieferten Gemisches zu diesem Zeitpunkt im armen Bereich liegt, dann wird die Spannung zwischen den Elektroden 17 a und 17 b des Sensorelementes 19 unter der Ausgangsspannung von der Bezugsspannungsquelle 22 liegen, so daß der Ausgangsspannungspegel vom Differentialverstärker 21 positiv sein wird. Diese positive Spannung liegt an der Reihenschaltung aus dem Widerstand 23 und dem Sauerstoffpumpelement 18. Dadurch fließt ein Pumpstrom von der Elektrode 16 a zur Elektrode 16 b des Sauerstoffpumpelementes 18, so daß der Sauerstoff in der Gasaufnahmekammer 13 durch die Elektrode 16 b ionisiert wird und durch das Innere des Sauerstoffpumpelementes 18 von der Elektrode 16 b fließt, um von der Elektrode 16 a als gasförmiger Sauerstoff abgegeben zu werden. Dadurch wird Sauerstoff aus dem Inneren der Gasaufnahmekammer 13 abgezogen.

Als Folge dieses Abziehens von Sauerstoff aus der Gasaufnahmekammer 13 wird ein Unterschied in der Sauerstoffkonzentration zwischen dem Abgas in der Gasaufnahmekammer 13 und der Außenluft in der Außenluft­ bezugskammer 15 auftreten. Dadurch wird eine Spannung V _S zwischen den Elektroden 17 a und 17 b des Sensorelementes 19 mit einer Höhe erzeugt, die durch diesen Unterschied in der Sauerstoffkonzentration bestimmt ist, wobei die Spannung V _S am invertierenden Eingang des Differential­ verstärkers 21 liegt. Die Ausgangsspannung vom Differentialverstärker 21 ist proportional zum Spannungsunterschied zwischen der Spannung V _S und der Spannung, die von der Bezugsspannungsquelle 22 erzeugt wird, so daß der Pumpstrom proportional zur Sauerstoffkonzentration im Abgas ist. Der Pumpstromwert wird als Spannungswert ausgegeben, der zwischen den Anschlüssen des Stromaufnahmewiderstandes 23 auftritt.

Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im reichen Bereich liegt, wird die Spannung V _S höher als die Ausgangsspannung von der Bezugs­ spannungsquelle 22 sein, so daß die Ausgangsspannung vom Differential­ verstärker 21 vom positiven auf den negativen Wert umgekehrt wird. Auf diesen negativen Wert der Ausgangsspannung ansprechend wird der Pumpstrom zwischen den Elektroden 16 a und 16 b des Sauerstoffpump­ elementes 18 verringert und wird die Richtung umgekehrt, in der der Strom fließt. Da nun die Richtung, in der der Pumpstrom fließt, von der Elektrode 16 b zur Elektrode 16 a geht, wird der Sauerstoff durch die Elektrode 16 a ionisiert, so daß der Sauerstoff in Form von Ionen durch das Sauerstoffpumpelement 18 auf die Elektrode 16 b übertragen wird, um als gasförmiger Sauerstoff in der Gasaufnahmekammer 13 abgegeben zu werden. In dieser Weise wird Sauerstoff in die Gasaufnahmekammer 13 gezogen. Die Pumpstromversorgung wird dadurch so gesteuert, daß die Sauerstoffkonzentration in der Gasaufnahmekammer 13 auf einem konstanten Wert bleibt, in dem Sauerstoff in die Kammer oder aus der Kammer 13 gezogen wird, so daß der Pumpstrom I _P immer proportional zur Sauerstoffkonzentration im Abgas sowohl für einen Betrieb mit einem Kraftstoff/Luft-Verhältnis im armen Bereich als auch im reichen Bereich sein wird. Der Wert des Rückkopplungskompensationskoeffizienten K₀₂, der oben erwähnt wurde, wird nach Maßgabe des Pumpstromwertes I _P in einem K₀₂-Berechnungsunterprogramm festgelegt.

Die Arbeitsabfolge der CPU 47 für das K₀₂-Berechnungsunterprogramm wird im folgenden anhand des in Fig. 4 dargestellten Flußdiagramms beschrieben.

Bei dieser Arbeitsabfolge, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, beurteilt die CPU 47 zunächst, ob die Aktivierung des Sauerstoffkonzentrations­ sensors abgeschlossen ist oder nicht (Schritt 61). Diese Entscheidung kann beispielsweise auf der Grundlage der Tatsache erfolgen, ob ein bestimmtes Zeitintervall seit Beginn der Heizstromversorgung zum Heizelement 20 abgelaufen ist oder nicht oder kann auf der Kühl­ wassertemperatur T _W basieren. Wenn die Aktivierung des Sauerstoff­ konzentrationssensors abgeschlossen ist, wird die Ansauglufttemperatur T _A eingelesen und wird die Temperatur T _W02 nach Maßgabe dieser Ansauglufttemperatur T _A festgesetzt (Schritt 62). Eine Kenn­ kurve, die die Beziehung zwischen der Ansauglufttemperatur T _A und der Temperatur T _W02 wiedergibt und die graphisch in Fig. 6 dargestellte Form hat, ist vorher im ROM 48 in Form einer T _W02-Datenliste gespeichert und die Temperatur T _W02, die der Ansauglufttemperatur T _A entspricht, die eingelesen wurde, wird über eine Suche in dieser T _W02-Datenliste erhalten. Nachdem die Temperatur T _W02 in dieser Weise festgelegt ist, wird das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR nach Maßgabe der verschiedenen Arten von Daten festgelegt (Schritt 63). Der Pumpstrom I _P wird dann eingelesen (Schritt 64) und das ermittelte Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT , das durch diesen Pumpstrom ausgedrückt wird, wird aus einer AF-Datenliste erhalten, die vorher im ROM 48 gespeichert wurde (Schritt 65). Das Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis AF _TAR kann beispielsweise über eine Suche in einer Daten­ liste erhalten werden, die vorher im ROM 48 gespeichert ist und von der AF-Datenliste getrennt ist, wobei die Suche nach Maßgabe der Maschinendrehzahl N _e und des Absolutdruckes P _BA im Ansaugrohr ausgeführt wird. Es wird entschieden, ob das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR , das in dieser Weise gebildet wird, innerhalb des Bereiches von 14,2 bis 15,2 liegt oder nicht (Schritt 66). Wenn AF _TAR < 14,2 oder < 15,2 ist, dann wird die Kühlwassertemperatur T _W eingelesen, um eine Regelung mit Rückführung des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses AF _TAR auszuführen, da der Wert des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, der gebildet wurde, sich zu sehr vom stöchiometrischen Luft/Kraftstoff- Verhältnis unterscheidet. Es wird entschieden, ob die Kühlwasser­ temperatur T _W größer als die Temperatur T _W02 ist oder nicht (Schritt 67). Wenn T _W T _W02 ist, dann wird ein Toleranzwert DAF₁ vom ermittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT abgezogen und wird entschieden, ob der aus dieser Subtraktion sich ergebende Wert größer als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR ist oder nicht (Schritt 68). Wenn AF _ACT - DAF₁ < AF _TAR ist, dann zeigt das an, daß das ermittelte Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT ärmer als das Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR ist, so daß der Wert AF _ACT - (AF _TAR + DAF₁) im Speicher RAM 49 als laufender Wert der Abweichung Δ AF _n gespeichert wird (Schritt 69). Wenn AF _ACT - DAF₁ AF _TAR ist, dann wird entschieden, ob der Wert, der sich aus der Addition des Toleranzwertes DAF₁ zum ermittelten Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT ergibt, kleiner als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR ist oder nicht (Schritt 70). Wenn AF _ACT + DAF₁ AF _TAR ist, dann zeigt das an, daß das ermittelte Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT reicher als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR ist, so daß der Wert AF _ACT - (AF _TAR - DAF₁) im Speicher RAM 49 als laufender Wert der Abweichung Δ AF _n gespeichert wird (Schritt 71). Wenn AF _ACT + DAF₁ < AF _TAR ist, dann zeigt das an, daß das ermittelte Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT innerhalb des Toleranzwertes DAF₁ bezüglich des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses AF _TAR liegt, so daß "0" als laufender Wert der Abweichung Δ AF _n im Speicher RAM 49 gespeichert wird (Schritt 72).

Wenn T _W < T _W02 ist, dann wird ein Lernregelunterprogramm ausgeführt (Schritt 73). Anschließend wird der Schritt 68 ausgeführt und wird die Abweichung Δ AF _n berechnet.

Wenn die Abweichung Δ AF _n im Schritt 69, 71 oder 72 berechnet wurde, wird ein Proportionalregelkoeffizient K _OP durch eine Suche in einer vorher im ROM gespeicherten K _OP -Datenliste nach Maßgabe der Maschinendrehzahl N _e und der Abweichung Δ AF (= AF _ACT - AF _TAR ) erhalten (Schritt 74). Die Abweichung AF _n wird dann Proportionalregelkoeffizienten K _OP multipliziert, um dadurch den laufenden Wert einer Proportionalkomponente K₀₂ _Pn zu berechnen (Schritt 75). Darüberhinaus wird ein Integralkoeffizient K₀ _I über eine Suche in einer vorher im ROM 48 gespeicherten K₀ _I -Datenliste nach Maßgabe der Maschinendrehzahl N _e erhalten (Schritt 76). Der laufende Wert einer Integralkomponente K₀₂ _I(n-1) wird dann vom RAM 49 ausgelesen (Schritt 77) und die Abweichung Δ AF _n wird mit dem Integral­ regelkoeffizienten K₀ _I multipliziert und ein vorhergehender Wert der Integralkomponente K₀₂ _I(n-1), d. h. der Wert dieser Integralkomponente, der bei der vorhergehenden Ausführung dieses Unterprogramms erhalten wurde, wird dem Ergebnis der Multiplikation zuaddiert, um dadurch den laufenden Wert der Integralkomponente K₀₂ _In zu berechnen (Schritt 78). Der vorhergehende Wert der Abweichung Δ AF _(n-1), d. h. der Wert der Abweichung, der bei der vorhergehenden Ausführung des Unterprogramms erhalten wurde, wird erneut vom RAM 49 ausgelesen (Schritt 79). Der laufende Abweichungswert Δ AF _n wird dann vom vorher­ gehenden Abweichungswert Δ AF _n-1 abgezogen und das Ergebnis wird mit einem Differentialregelkoeffizienten K _0D multipliziert, um dadurch einen laufenden Wert einer Differentialkomponente K₀₂ _DN zu berechnen (Schritt 80). Die Werte, die in dieser Weise für die Proportional­ komponente K₀₂ _Pn , die Integralkomponente K₀₂ _In und die Differential­ komponente K₀₂ _DN berechnet wurden, werden dann addiert, um dadurch einen Luft/Kraftstoff-Verhältnisrückkopplungskompensationskoeffizienten K₀₂ zu berechnen (Schritt 81).

Wenn beispielsweise AF _ACT = 11, AF _TAR = 9 und DAF₁ = 1, dann wird beurteilt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis arm ist und werden die Proportionalkomponente K₀₂ _Pn , die Integralkomponente K₀₂ _In und die Differentialkomponente K₀₂ _Dn jeweils unter Verwendung eines Wertes Δ AF _n = 1 berechnet. Wenn AF _ACT = 7, AF _TAR = 9 und DAF₁ = 1, dann wird beurteilt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis reich ist und werden die Proportionalkomponente K₀₂ _Pn , die Integralkomponente K₀₂ _In und die Differentialkomponente K₀₂ _DN jeweils unter Verwendung eines Wertes Δ AF _n = -1 berechnet. Wenn AF _ACT = 11, AF _TAR = 10 und DAF₁ = 1, dann wird beurteilt, daß das ermittelte Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT innerhalb des Toleranzwertes DAF₁ bezüglich des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses AF _TAR liegt, so daß Δ AF _n gleich "0" gesetzt wird. Wenn der zuletzt genannte Zustand andauert, dann werden sowohl K₀₂ _Pn als auch K₀₂ _DN gleich "0" gesetzt und wird eine Regelung mit Rück­ führung nur nach Maßgabe der Integralkomponente K₀₂ _In ausgeführt. Der Proportionalregelkoeffizient K _OP wird nach Maßgabe der Maschinen­ drehzahl N _e und der Abweichung Δ AF gebildet, so daß K _OP auf der Berücksichtigung der Abweichung des ermittelten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vom Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der Strömungsgeschwindigkeit des angesaugten Gemisches basiert. Das hat zur Folge, daß eine höhere Geschwindigkeit des Regelansprechvermögens bezüglich der Änderungen in Luft/Kraftstoff-Verhältnis erreicht werden kann.

Wenn andererseits beispielsweise im Schritt 66 beurteilt wird, daß 14,2 < AF _TAR < 15,2 ist, dann erfolgt eine Regelung mit Rückführung durch die Ausführung des λ = PID-Regelunterprogramms, indem ein Wert des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses benutzt wird, der gleich dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist (Schritt 82).

Im λ = 1 PID-Regelunterprogramm, das in Fig. 5 dargestellt ist, wird zunächst die Kühlwassertemperatur T _W eingelesen und erfolgt eine Entscheidung, ob T _W höher als die Temperatur T _W ₀₂ ist oder nicht (Schritt 101). Wenn T _W T _W ₀₂ ist, dann wird der Toleranzwert DAF₂ vom ermittelten Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT abgezogen und wird entschieden, ob der Wert, der in dieser Weise erhalten wird, größer als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR ist oder nicht (Schritt 102). Wenn AF _ACT - DAF₂ < AF _TAR ist, dann zeigt das an, daß das ermittelte Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT ärmer als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR ist, so daß der Wert AF _ACT - (AF _TAR + DAF₂) als laufender Wert der Abweichung Δ AF _n im RAM 49 gespeichert wird (Schritt 103). Wenn AF _ACT - DAF₂ < AF _TAR ist, dann wird das ermittelte Luft/Kraftstoff-Verhältnis dem Toleranzwert DAF₂ zuaddiert und wird entschieden, ob das Ergebnis kleiner als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR ist oder nicht (Schritt 104). Wenn AF _ACT + DAF₂ AF _TAR ist, dann zeigt das an, daß das ermittelte Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT reicher als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR ist, so daß der Wert AF _ACT - (AF _TAR - DAF₂) als laufender Wert der Abweichung Δ AF _n im RAM 49 gespeichert wird (Schritt 105). Wenn AF _ACT + DAF₂ < AF _TAR ist, dann zeigt das an, daß das ermittelte Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT innerhalb des Toleranzwertes DAF₂ bezüglich des Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnisses AF _TAR liegt, so daß der laufende Wert der Abweichung Δ AF _n gleich "0" gesetzt und im Speicher RAM 49 gespeichert wird (Schritt 106).

Wenn T _W < T _W ₀₂ ist, dann wird das Lernregelunterprogramm ausgeführt (Schritt 107). Dann wird der Schritt 102 ausgeführt, um die Abweichung Δ AF _n zu berechnen.

Nach der Berechnung der Abweichung Δ AF _n im Schritt 103, 105 oder 106 wird der Proportionalregelkoeffizient K _OP über eine Suche in einer K _OP -Datenliste erhalten, die vorher im ROM 48 gespeichert ist. Diese Suche erfolgt nach Maßgabe der Maschinendrehzahl N _e und der Abweichung Δ AF (= AF _ACT - AF _TAR ) (Schritt 108). Der Wert des Proportionalregelkoeffizienten K _OP , der in dieser Weise erhalten wird, wird mit der Abweichung Δ AF _n multipliziert, um den laufenden Wert der Proportionalkomponente K₀₂ _Pn zu berechnen (Schritt 109). Der Integralregelkoeffizient K₀ _I wird dann durch eine Suche in einer vorher im ROM 48 gespeicherten K₀ _I -Datenliste nach Maßgabe der Maschinendrehzahl N _e erhalten (Schritt 101) und der vorhergehende Wert der Integralkomponente K₀₂ _I(n-1), der bei der vorhergehenden Ausführung dieses Unterprogramms erhalten wurde, wird dann vom RAM 49 ausgelesen (Schritt 111). Der Integralregelkoeffizient K _0I wird mit der Abweichung Δ AF _n multipliziert und die Integral­ komponente K₀₂ _I(n-1) wird dem Ergebnis zuaddiert, um dadurch den laufenden Wert der Integralkomponente K₀₂ _In zu berechnen (Schritt 112). Der vorhergehende Wert der Abweichung Δ AF _n-1 wird erneut aus dem RAM 49 ausgelesen (Schritt 113) und der laufende Wert der Abweichung Δ AF _n wird dann von Δ AF _n-1 abgezogen, woraufhin das Ergebnis dieser Subtraktion mit einem bestimmten Wert des Differentialregelkoeffizienten K _OD multipliziert wird, um dadurch den laufenden Wert der Differentialkomponente K₀₂ _DN zu berechnen (Schritt 114). Die Werte der Proportionalkomponente K₀₂ _Pn , der Integralkomponente K₀₂ _In und der Differentialkomponente K₀₂ _DN werden dann addiert, um dadurch den Luft/Kraftstoff-Verhältnisrück­ kopplungskompensationskoeffizienten K₀₂ zu berechnen (Schritt 115).

Nach der Berechnung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisrückkopplungs­ kompensationskoeffizienten K₀₂ wird das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR vom ermittelten Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT abgezogen und wird entschieden, ob der Absolutwert des Ergebnisses kleiner als 0,5 ist oder nicht (Schritt 116). Wenn | AF _ACT - AF _TAR | 0,5 ist, dann wird der Kompensationskoeffizient K₀₂ gleich einem bestimmten Wert K₁ gesetzt (Schritt 117) und wird entschieden, ob (-1) ⁿ < 0 ist oder nicht (Schritt 118). Wenn (-1) ⁿ < 0 ist, dann wird ein bestimmter Wert P₁ zum Kompensations­ koeffizienten K₀₂ addiert und wird das Ergebnis gleich dem Kompensationskoeffizienten K₀₂ gesetzt (Schritt 119). Wenn (-1) ⁿ < 0 ist, dann wird ein bestimmter Wert P₂ vom Kompensationskoeffizienten K₀₂ abgezogen und wird der sich ergebende Wert gleich dem Kompensationskoeffizienten K₀₂ gesetzt (Schritt 120). Wenn | AF _ACT - AF _TAR | 0,5 ist, dann bleibt der Wert des Kompensationskoeffizienten K₀₂, der im Schritt 115 berechnet wurde, unverändert. Der vorbestimmte Wert K₁ kann beispielsweise der Wert desjenigen Kompensationskoeffizienten sein, der notwendig ist, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen Wert von 14,7 zu regeln.

Wenn somit die Bedingung | AF _ACT - AF _TAR | 0 andauert, während das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR nahe am stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis liegt, dann wird der Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisrückkopplungs­ kompensationskoeffizienten K₀₂ abwechselnd auf K₀₂ + 1 und K₀₂ - 1 gesetzt, während die aufeinanderfolgenden Signalimpulse für den oberen Totpunkt erzeugt werden. Das Kraftstoffeinspritzzeitintervall T _OUT wird unter Verwendung des in der oben beschriebenen Weise erhaltenen Wertes des Kompensationskoeffizienten K₀₂ aus der obigen Gleichung (1) erhalten und die Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder der Maschine erfolgt durch den Einspritzer 36 genau für die Dauer dieses Kraftstoffeinspritzzeitintervalls T _OUT .

In dieser Weise wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine gelieferten Gemisches etwas zwischen dem armen und dem reichen Bereich um einen mittleren Wert von annähernd 14,7 schwingen. In den Maschinenzylindern werden dadurch Störungen hervorgerufen, um somit die Wirksamkeit der Schadstoff­ verringerung durch den katalytischen Wandler zu verstärken.

Im Schritt 62 wird die Temperatur T _W ₀₂ festgelegt, um die Kühlwassertemperatur bezüglich der Ansaugtemperatur T _A zu beurteilen. Der Grund dafür besteht darin, daß die Kraftstoffmenge die an der Innenfläche des Ansaugrohres haften wird, umso größer ist, je niedriger die Ansauglufttemperatur ist. Es erfolgt eine Kraftstoffzunahmekompensation mittels des Kompensationskoeffizienten K _TW . Der Kompensationskoeffizient K₀₂ wird jedoch bei der Berechnung des automatischen Regel­ koeffizienten K _REF für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch das Lernregelunterprogramm benützt. Da die Kraftstoffmenge, die im Inneren des Ansaugrohres haftet, in Abhängigkeit von den Maschinenarbeitsverhältnissen variieren wird, wird die Genauigkeit der Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des der Maschine gelieferten Gemisches entsprechend dem Aus­ gangssignal des Sauerstoffkonzentrationssensors abnehmen. Darüber hinaus wird die Genauigkeit des Kompensationskoeffizienten K₀₂ verringert sein. Wenn somit T _W < T _W ₀₂ ist, dann wird ein berechneter Wert von K₀₂ dazu benutzt, den automatischen Regelkoeffizienten K _REF für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu berechnen und fortzuschreiben.

Im folgenden wird anhand des Flußdiagramms von Fig. 7 ein Lernregelunterprogramm gemäß der Erfindung beschrieben. Die CPU 47 beurteilt zunächst, ob ein Übergangsbetriebskennzeichen F _TRS auf 1 gesetzt ist oder nicht (Schritt 121). Wenn F _TRS = 0, dann zeigt das an, daß eine vorhergehende Ausführung des Lernregelunterprogramms unter der Bedingung eines normalen Maschinenbetriebes, d. h. ohne Beschleunigung oder Verzögerung ausgeführt wurde, und wird somit entschieden, ob die Maschine sich gegenwärtig in einem Beschleunigungszustand befindet oder nicht (Schritt 122). Wenn sie sich nicht in einem Beschleunigungszustand befindet, wird entschieden, ob sich die Maschine in einem Verzögerungszustand befindet oder nicht (Schritt 123). Die Entscheidung, ob die Maschine beschleunigt wird, kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Wert des Öffnungsgrades R _th des Drosselventiles immer dann erfaßt und eingelesen wird, wenn dieses Unterprogramm ausgeführt wird, und daß entschieden wird, ob das Maß an Änderung Δ R _th zwischen dem Wert des Öffnungsgrades R _th des Drosselventiles, der zu diesem Zeitpunkt erfaßt wird, und dem Wert R _th (n-1), der während einer vorhergehenden Ausführung des Unterprogramms erfaßt wurde, d. h. ob das Maß an Änderung (R _th und R _th(n-1)) größer als ein bestimmter Wert G⁺ ist oder nicht. Die Entscheidung bezüglich des Verzögerungsbetriebes kann umgekehrt dadurch erfolgen, daß ermittelt wird, ob das Maß an Änderung Δ R _th unter einem bestimmten Wert G ^- liegt. Wenn festgestellt wird, daß die Maschine gerade weder in einem Beschleunigungszustand noch in einem Verzögerungs­ zustand arbeitet, dann wird das K _REF -Berechnungsunter­ programm ausgeführt, um den automatischen Regelkoeffizienten K _REF für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis für den laufenden Maschinenarbeitsbereich zu berechnen und fortzuschreiben. Dieser Bereich ist durch die Maschinendrehzahl N _e und den Abso­ lutdruck P _BA im Ansaugrohr bestimmt (Schritt 124). Das Kenn­ zeichen F _STP wird dann auf 0 rückgesetzt (Schritt 125)

Wenn andererseits der Betriebszustand der Maschine als Beschleu­ schleunigung oder Verzögerung beurteilt wird, dann wird der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskompensationskoeffizient K₀₂ gleich 1 gesetzt, um die Regelung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses nach Maßgabe der Sauerstoffkonzentration im Abgas anzuhalten (Schritt 126). Das Übergangsbetriebskennzeichen F _TRS wird dann auf 1 gesetzt (Schritt 127). Im Schritt 128 werden eine Beschleunigungs/Verzögerungs-Nachlauf­ zeit t _s und eine Beschleunigungs/Verzögerungs-Fortdauer­ zeit t _c jeweils gesetzt. Die Beschleunigungs/Verzögerungs- Nachlaufzeit t _s ist die Zeit, die von dem Zeitpunkt an, an dem Kraftstoff dem Ansaugsystem während der Beschleunigung oder Verzögerung geliefert wird, bis zu dem Zeitpunkt vergeht, an dem die Verbrennungsprodukte dieser Kraftstoffversorgung dem Abgassystem ausgegeben werden. Eine t _s -Datenliste ist vorher im ROM 48 gespeichert und hat die graphisch in Fig. 8 dargestellte Form, wobei Fig. 8 die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl N _e und den entsprechenden Werten der Beschleunigungs/ Verzögerungs-Nachlaufzeit t _s zeigt. Ein Wert der Nachlaufzeit t _s wird über eine Suche in dieser t _s -Daten­ liste nach Maßgabe des laufenden Wertes der Maschinendrehzahl N _e erhalten. Die Beschleunigungs/Verzögerungs-Fortdauerzeit t _c ist die Zeit, während der die Kraftstoffversorgung während eines Beschleunigungs- oder Verzögerungsintervalls jeweils erhöht oder verringert wird. Wie bei der Beschleunigungs/Ver­ zögerungs-Nachlaufzeit t _s ist auch die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl N _e und den entsprechenden Werten der Beschleunigungs/Verzögerungs-Fortdauerzeit t _c vorher in Form einer t _c -Datenliste im ROM 48 gespeichert, wobei diese Beziehung die in Fig. 9 graphisch dargestellte Form hat. Ein Wert der Fortdauerzeit t _c wird über eine Suche in dieser t _c - Datenliste nach Maßgabe des laufenden Wertes der Maschinendrehzahl N _e erhalten. Nach der Festlegung der Werte für die Beschleunigungs/Verzögerungs-Nachlaufzeit t _s und die Beschleunigungs/ Verzögerungs-Fortdauerzeit t _c in dieser Weise wird ein Zeitgeber T _A auf 0 rückgesetzt und wird mit der Arbeit dieses Zeitgebers erneut begonnen. Es wird auch ein Zeitgeber T _B auf 0 rückgesetzt und mit der Arbeit dieses Zeitgebers wieder begonnen (Schritt 129), und es wird entschieden, ob das Übergangs­ lernstoppkennzeichen F _STP auf 1 gesetzt ist oder nicht (Schritt 130). Wenn F _STP = 0 ist dann wird ein Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Rückkopplungskompensationskoeffizient K _TREF für einen Übergangsstatus, der nach Maßgabe des laufenden Maschinen­ arbeitsbereiches bestimmt ist, der durch eine Änderung im Öffnugnsgrad R _th des Drosselventils und durch die Maschinen­ drehzahl N _e wiedergegeben wird, eingelesen. Dieser Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskompensationskoeffizienten K₀₂ wird von einem Speicherplatz (g, h) der K _TREF -Daten­ liste erhalten, die im RAM 49 gespeichert ist (Schritt 131). Der Abweichungsgesamtwert T wird dann gleich 0 gesetzt (Schritt 132), und es erfolgt anschließend eine Beurteilung auf der Grundlage des gemessenen Wertes des Zeitgebers T _A , ob das Zeitintervall t _s seit Wahrnehmung des Beschleunigungs- oder Verzögerungsbetriebes abgelaufen ist oder nicht (Schritt 133). Wenn die Zeit t _s abgelaufen ist, dann wird der Unterschied Δ AF zwischen dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR und dem ermittelten Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT berechnet (Schritt 134). Der Abweichungsgesamtwert T wird dann der Ab­ weichung Δ AF zuaddiert, und das Ergebnis dieser Addition wird als neuer Abweichungsgesamtwert T gespeichert (Schritt 135). Der Abweichungsgesamtwert T wird dann durch das Zeit­ intervall zwischen dem Zeitpunkt, an dem t _s abgelaufen ist, und dem Zeitpunkt, an dem t _c abgelaufen ist, dividiert und das Ergebnis wird mit dem Konvergenzkoeffizienten C _AD multipliziert, um dadurch den Integralwert S zu berechnen (Schritt 136). Der Konvergenzkoeffizient C _AD wird auf jeweils verschiedene Werte je nachdem festgelegt, ob die Maschine beschleunigt oder verzögert wird, wie es graphisch in Fig. 10 dargestellt ist, und es wird entschieden ob das Zeitintervall t _c seit der Wahrnehmung der Beschleunigung oder Verzögerung abgelaufen ist oder nicht. Diese Entscheidung erfolgt auf der Grundlage des Meßwertes des Zeitgebers T _B (Schritt 137). Wenn das Intervall t _c nicht abgelaufen ist, dann geht die Programmaus­ führung auf das K₀₂-Berechnungsprogramm zurück, so daß die K₀₂-Berechnung abgeschlossen wird. Wenn das Intervall t _c jedoch abgelaufen ist, dann wird der Integralwert S unter Verwendung des Abweichungsgesamtwertes T, d. h. der Zeit vom Zeitpunkt, an dem das Zeitintervall t _s abgelaufen ist, bis zu dem Zeitpunkt, an dem t _c abgelaufen ist, berechnet. Es wird dann ein neuer Wert des Kompensationskoeffizienten K _TREF dadurch berechnet, daß der Integralwert S mit einer Konstanten A multipliziert wird und das Ergebnis zu dem Wert des Kompen­ sationskoeffizienten K _TREF zuaddiert wird, der im Schritt 131 ausgelesen wurde. Der neu berechnete Wert von K _TREF wird in die K _TREF -Datenliste am Speicherplatz (g, h) eingeschrieben (Schritt 138). Das Übergangsbetriebskennzeichen F _TRS und das Übergangslernstoppkennzeichen F _STP werden dann jeweils auf 0 gesetzt (Schritt 139). Wenn im Schritt 130 F _STP gleich 1 gefunden wird, wird der Integralwert S gleich 0 gesetzt (Schritt 140), und geht die Programmausführung unmittelbar auf den Schritt 137 über, da das anzeigt, daß der Übergangslernbetrieb während des Bestehens von Übergangsbetriebsverhältnissen, d. h. bei einer Beschleunigung oder Verzögerung, angehalten ist. Es sei darauf hingewiesen, daß jeder Zeitgeber T _A und T _B in Form von Registern in der CPU 47 ausgeführt sein kann, wobei die Zeitintervalle dadurch gemessen werden, daß Taktimpulse gezählt werden. Bezüglich des Speicherplatzes (g, h) nimmt g die jeweiligen Werte 1, 2, . . . v nach Maßgabe der Höhe der Maschinendrehzahl N _e an, während h die jeweiligen Werte 1, 2 . . . w nach Maßgabe der Höhe der Änderung Δ R _th annimmt.

Wenn im Schritt 121 andererseits F _TRS gleich 1 gefunden wird, dann erfolgt eine Entscheidung darüber, ob das Übergangsstatus­ lernstoppkennzeichen F _STP gleich 1 gesetzt ist oder nicht, da das anzeigt, daß die Maschine in Übergangsbetriebsverhältnissen, d. h. in einer Beschleunigung oder Verzögerung während der vorhergehenden Ausführung des Lernregelunterprogramms lief. Wenn F _STP = 0 ist, dann zeigt das an, daß der laufende Betrieb kein Übergangslernstoppbetrieb ist und wird entschieden, ob die Maschine in einer Beschleunigung arbeitet oder nicht (Schritt 142). Wenn das nicht der Fall ist, wird entschieden, ob die Maschine in einer Verzögerung arbeitet oder nicht (Schritt 143). Wenn nach einer vorhergehenden Feststellung einer Maschinenbeschleunigung oder -verzögerung im Schritt 142 gefunden wird, daß die Beschleunigung während des Übergangsstatus-Lernregelbetriebes beendet ist, oder wenn im Schritt 143 festgestellt wird, daß die Verzögerung beendet ist, dann geht die Programmausführung unmittelbar auf den Schritt 133 über. Wenn andererseits nach einer vorhergehenden Feststellung einer Maschinenbeschleunigung oder -verzögerung eine erneute Beschleunigung im Schritt 142 oder eine erneute Verzögerung im Schritt 143 während des Übergangs-Lernregel­ betriebes festgestellt wird, dann wird es nicht möglich sein, den Kompensationskoeffizienten K _TREF genau aus der Abweichung Δ AF bis zum Ende des Intervalls t _c zu bestimmen. Darüber hinaus werden beträchtliche Änderungen im Luft/Kraftstoff-Verhältnis auftreten. Aus diesem Grunde wird das Übergangsstatus- Lernstoppkennzeichen F _STP auf 1 gesetzt (Schritt 144) und wird das Zeitintervall t _x , das seit der Wahrnehmung der Beschleunigung oder Verzögerung vergangen ist, als Meßwert des Zeitgebers T _B eingelesen (Schritt 145). Es wird entschieden, ob das Zeitintervall t _x größer als t _s ist oder nicht (Schritt 146). Wenn t _x ≧ t _s ist, dann wird der Integralwert S ₀ gesetzt (Schritt 147), während dann, wenn t _x < t _s ist, die Abweichung Δ AF des ermittelten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses AF _ACT vom Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR berechnet wird (Schritt 148) und diese Abweichung Δ AF dem Abweichungsgesamtwert T zuaddiert wird, um einen neuen Wert für T zu berechnen, der dann gespeichert wird (Schritt 149). Der Abweichungswert T wird dann durch das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt, an dem t _s abgelaufen ist, und dem Zeitpunkt, am dem t _x abgelaufen ist, dividiert und das Ergebnis wird mit dem Konvergenzkoeffizienten C _AD multipliziert, um dadurch den Integralwert S zu berechnen (Schritt 150). Dann wird ein neuer Wert des Kompensationskoeffizienten K _TREF dadurch berechnet, daß der Integralwert S mit einer Konstanten A multipliziert und das Ergebnis dem Wert des Kompen­ sationskoeffizienten K _TREF zuaddiert wird, der im Schritt 131 ausgelesen wurde. Der neu berechnete Wert von K _TREF wird dann in die K _TREF -Datenliste am Speicherplatz (g, h) ein­ geschrieben (Schritt 151). Nach der Berechnung und Fortschreibung des Kompensationskoeffizienten K _TREF , die in dieser Weise erfolgt, werden der Schritt 128 und die folgenden Schritte danach ausgeführt, wobei der Zeitgeber T _B rückgesetzt wird, um zu bestimmen, wann die Beschleunigungs/Verzögerungs-Fortdauerzeit t _c abläuft. Wenn in dieser Weise erneut eine Beschleunigung oder Verzögerung vor dem Zeitpunkt festgestellt wird, an dem die Beschleunigungs/Verzögerungs-Nachlaufzeit t _s abgelaufen ist, dann wird das Fortschreiben des Kompensationskoeffizienten K _TREF unterbrochen, d. h. wird die Lernregelung angehalten, bis ein neu festgelegter Wert der Beschleunigungs/ Verzögerungs-Fortdauerzeit t _c abgelaufen ist. Wenn weiterhin eine Beschleunigung oder Verzögerung erneut während des Zeitintervalls vom Zeitpunkt, an dem die Beschleunigungs/Verzögerungs-Nachlaufzeit t _s abläuft, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Beschleunigungs/Verzögerungs-Fortdauerzeit t _c abläuft, festgestellt wird, dann wird der Kompensationskoeffizient K _TREF unter Verwendung des Wertes der Abweichung Δ AF berechnet und fortgeschrieben, der bis zu dem Zeitpunkt erhalten wurde, an dem die Beschleunigung oder Verzögerung erneut fest­ gestellt wurde, und wird die Lernregelung erneut angehalten, bis der neu festgelegte Wert der Beschleunigungs/Verzögerungs- Fortdauerzeit t _c abgelaufen ist.

Wenn im Schritt 141 F _STRP = 1 gefunden wird, dann erfolgt eine Entscheidung, ob das Zeitintervall t _c vom Zeitpunkt der Feststellung der Verzögerung oder Beschleunigung abgelaufen ist. Diese Entscheidung basiert auf der vom Zeitgeber T _B gemessenen Zeit (Schritt 152). Wenn das Intervall t _c nicht abgelaufen ist, dann wird entschieden, ob die Maschine gegenwärtig beschleunigt wird oder nicht (Schritt 153). Wenn die Maschine nicht beschleunigt wird, dann wird entschieden, ob die Maschine verzögert wird oder nicht (Schritt 154). Wenn während des Übergangsstatus-Lernstoppzustandes keine Beschleunigung festgestellt wird, oder wenn keine Beschleunigung festgestellt wird, während der Zustand beibehalten wird, dann wird der Integralwert S gleich 0 gesetzt (Schritt 155) und geht die Programmausführung auf den Schritt 137 über. Wenn weiterhin eine Beschleunigung während des Übergangsstatus-Lernstoppzu­ standes festgestellt wird, oder wenn eine Verzögerung während dieses Zustandes festgestellt wird, dann werden die Schritte vom Schritt 128 an ausgeführt. Die Messung des Ablaufes der Beschleunigungs/Verzögerungs-Fortdauerzeit t _c durch den Zeitgeber T _B wird dadurch beendet. Danach wird die Lernregelung angehalten, bis die Beschleunigungs/Verzögerungs-Fortdauerzeit t _c abgelaufen ist, die in dieser Weise neu festgelegt wurde. Wenn das Zeitintervall t _c vom Zeitpunkt, an dem erneut eine Beschleunigung oder Verzögerung festgestellt wurde, abgelaufen ist, dann werden das Übergangsbetriebskennzeichen F _TRS und das Übergangsstatus-Lernstoppkennzeichen F _STP jeweils auf 0 rückgesetzt, um eine Übergangslernregelung während der nächsten Periode ausführen zu können, bei der das Programm ausgeführt wird (Schritt 156). Die Programmausführung geht dann zum Hauptprogramm zurück.

Fig. 11 zeigt in einem Flußdiagramm das T _ACC , T _DEC -Berechnungs­ unterprogramm. Die CPU 47 beurteilt zunächst, ob die Maschinen­ beschleunigung fortschreitet oder nicht (Schritt 161). Wenn eine Beschleunigung festgestellt wird, dann wird ein Beschleunigungs­ zunahmewert T _ACC , der dem Maß der Änderung Δ R _th des Öffnungsgrades R _th des Drosselventiles entspricht, über eine Suche in einer T _ACC -Datenliste erhalten, die vorher im ROM 48 gespeichert ist (Schritt 162). Wenn keine Beschleunigung festgestellt wird, dann wird entschieden, ob eine Verzögerung fortschreitet oder nicht (Schritt 163). Wenn eine Verzögerung festgestellt wird, dann wird der Verzögerungsabnahmewert T _DEC dadurch berechnet, daß die Änderung Δ R _th des Öffnungsgrades R _th des Drosselventils mit einer Konstanten C _DEC multipliziert wird (Schritt 164). Wenn der Beschleunigungszunahmewert T _ACC oder der Verzögerungsabnahmewert T _DEC in dieser Weise festgesetzt ist, wird der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskompensations­ koeffizient K₀₂ für den Übergangszustand, der nach Maßgabe des laufenden Maschinenarbeitsbereiches bestimmt ist, der durch die Änderung im Öffnungsgrad R _th des Drosselventiles und die Drehzahl N _e wiedergegeben wird, eingelesen. Dieser Wert des Kompensationskoeffizienten K₀₂ wird von einem Speicherplatz (g, h) der K _TREF -Datenliste erhalten, die im RAM 49 gespeichert ist (Schritt 165). Der Wert des Kompensations­ koeffizienten K _TREF , der in dieser Weise ausgelesen wird, ist der fortgeschriebene Wert, der dadurch erhalten wurde, daß das Lernregelunterprogramm ausgeführt wurde, wie es oben beschrieben wurde. Es wird dann erneut entschieden, ob eine Maschinenbeschleunigung fortschreitet oder nicht (Schritt 166). Wenn eine Beschleunigung festgestellt wird, dann wird der Beschleunigungszunahmewert T _ACC mit dem Kompen­ sationskoeffizienten K _TREF multipliziert, um dadurch einen neuen Wert T _ACC zu berechnen (Schritt 167) und wird der Beschleunigungsabnahmewert T _DEC gleich 0 gesetzt (Schritt 168). Wenn keine Beschleunigung, sondern eine Verzögerung festgestellt wird, dann wird der Verzögerungsabnahmewert T _DEC mit dem Kompensationskoeffizienten K _TREF multipliziert, um einen neuen Wert für T _DEC zu berechnen (Schritt 169, 170). Wenn weder eine Beschleunigung noch eine Verzögerung festgestellt wird, dann werden der Verzögerungszunahmewert T _ACC und der Beschleunigungsabnahmewert T _DEC jeweils auf 0 gesetzt (Schritte 171, 172).

Im folgenden wird anhand des Flußdiagrammes von Fig. 12 das K _REF -Berechnungsunterprogramm beschrieben. Wie es in Fig. 12 dargestellt ist, liest die CPU 47 zunächst den Kompensations­ koeffizienten K _REF aus, der dem laufenden Maschinenarbeits­ bereich entspricht, der durch die Maschinendrehzahl N _e und den Absolutdruck P _BA im Ansaugrohr bestimmt ist, wobei K _REF vom Speicherplatz (i, j) der K _REF -Datenliste erhalten wird. Dieser Wert von K _REF wird dann als vorhergehender Wert K _REF(n-1) bezeichnet (Schritt 176).

Die Speicherplätze (i, j) sind in der folgenden Weise bestimmt. i nimmt jeweils die Werte 1,2 . . . x nach Maßgabe der Höhe der Maschinendrehzahl N _e an, während j jeweils die Werte 1, 2, . . . y nach Maßgabe des Wertes des Absolutdruckes P _BA im Ansaugrohr annimmt. Der Kompensationskoeffizient K _REF wird unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet, und das Ergebnis wird am Speicherplatz (i, j) der K _REF -Datenliste gespeichert (Schritt 177).

K _REF = C _REF · (K₀₂ - 1,0) + K _REF(n-1) (2)

In der obigen Gleichung ist C _REF ein Konvergenzkoeffizient.

Nachdem ein fortgeschriebener Wert für den Kompensationskoeffizienten K _REF berechnet und in der K _REF -Datenliste am Speicherplatz (i, j) gespeichert ist, wird der Kehrwert des Wertes K _REF berechnet, der als IK _REF bezeichnet wird (Schritt 178). Die Integralkomponente K₀₂ _I(n-1) von einer vorhergehenden Ausführung des Programmes wird dann vom RAM 49 ausgelesen (Schritt 179), woraufhin K₀₂ _I(n-1) der vorher erhaltene Wert K _REF(n-1) und der Kehrwert IK _REF miteinander multipliziert werden und das Ergebnis als Integralkomponente K₀₂ _I(n-1) im RAM 49 gespeichert wird (Schritt 180). Der Wert von K₀₂ _I(n-1), der bei der Berechnung des Schrittes 80 benutzt wurde, wird auch im Schritt 78 oder im Schritt 112 benutzt, um den laufenden Wert der Integralkomponente K₀₂ _In zu berechnen und dadurch die Schnelligkeit des Ansprechvermögens auf Änderungen im Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erhöhen.

In diesem K _REF -Berechnungsunterprogramm wird der Kompensations­ koeffizient K _REF so berechnet, daß der Kompensations­ koeffizient K₀₂ gleich 1,0 wird und wird der in dieser Weise nach Maßgabe des laufenden Arbeitsbereiches der Maschine berechnete Wert des Kompensationskoeffizienten K _REF dazu benutzt, den Lernregelbetrieb auszuführen.

Fig. 13 zeigt ein weiteres Beispiel eines K _REF -Berechnungsunter­ programms. Wie es in Fig. 13 dargestellt ist, liest die CPU 47 zunächst den Kompensationskoeffizienten K _REF aus, der dem laufenden Maschinenarbeitsbereich entspricht, der durch die Maschinendrehzahl N _e und den Absolutdruck P _BA im Ansaugrohr bestimmt ist, wobei K _REF vom Speicherplatz (i, j) der K _REF -Daten­ liste erhalten wird. Dieser Wert von K _REF wird dann als vorher­ gehender Wert K _REF(n-1) bezeichnet. Das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _TAR wird dann vom ermittelten Luft/Kraftstoff-Verhältnis AF _ACT abgezogen, und es wird entschieden, ob der Absolutwert des Ergebnisses dieser Subtraktion kleiner als ein vorbestimmter Wert DAF₄ von beispielsweise 1 ist oder nicht (Schritt 182). Wenn |AF _ACT - AF _TAR | < DAF₄ ist, dann wird die Ausführung des K _REF -Berechnungsunterprogramms angehalten und kehrt die Programmausführung zum Hauptprogramm zurück. Wenn |AF _ACT - AF _TAR | ≦ DAF₄ ist, dann wird ent­ schieden, ob |AF _ACT - AF _TAR | kleiner als ein bestimmter Wert DAF₅ ist oder nicht, wobei DAF₄ < DAF₅ ist. DAF₅ kann beispielsweise gleich 0,5 sein (Schritt 183). Wenn |AF _ACT - AF _TAR | ≦ DAF₅ ist, dann wird der Kompensations­ koeffizient K _REF unter Verwendung der obigen Gleichung (2) berechnet und anschließend in der K _REF -Datenliste am Speicher­ platz (i, j) gespeichert (Schritt 184).

Wenn andererseits |AF _ACT - AF _TAR | < DAF₅ ist, dann wird K _REF unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet und in der K _REF -Datenliste am Speicherplatz (i, j) gespeichert (Schritt 185).

K _REF = C _REFW · (AF _ACT · K₀₂ - AF _TAR ) + K _REF(n-1)-(3)

In der obigen Gleichung ist C _REFW ein Konvergenzkoeffizient mit C _REFW < C _REFN .

Nachdem ein fortgeschriebener Wert des Kompensationskoeffizienten K _REF berechnet und in der K _REF -Datenliste am Speicherplatz (i, j) in dieser Weise gespeichert ist, wird der Kehrwert des Wertes von K _REF berechnet, der als IK _REF bezeichnet wird (Schritt 186). Die Integralkomponente K₀₂ _I(n-1) von einer vor­ hergehenden Ausführung des Programmes wird dann vom RAM 49 ausgelesen (Schritt 187), woraufhin dieser vorhergehende Wert K₀₂ _I(n-1), ein vorhergehender Wert K _REF(n-1) und der Kehrwert IK _REF miteinander multipliziert werden und das Ergebnis im RAM 49 als Integralkomponente K₀₂ _I(n-1) gespeichert wird (Schritt 188). Der Wert von K₀₂ _I(n-1), der bei der Berechnung des Schrittes 80 benutzt wurde, wird auch im Schritt 78 oder im Schritt 112 benutzt, um den laufenden Wert der Integralkomponente K₀₂ _In zu berechnen und dadurch die Schnelligkeit des Ansprechvermögens auf Änderungen im Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erhöhen.

Wenn bei diesem K _REF -Berechnungsunterprogramm |AF _ACT - AF _TAR | ≦ DAF₄ ist, dann wird der Kompensationskoeffizient K _REF so berechnet, daß der Kompensationskoeffizient K₀₂ gleich 1,0 wird. Normalerweise wird der Kompensationskoeffizient K _REF an dieser Stelle nach Maßgabe des laufenden Arbeitsbereiches der Maschine fortgeschrieben und wird anschließend die Lernregelung ausgeführt. Wenn |AF _ACT - AF _TAR | < DAF₅ zu dem Zeitpunkt ist, an dem der Kompensationskoeffizient berechnet wird, dann wird der Kompensationskoeffizient K _REF größer angesetzt als es dann der Fall ist, wenn |AF _ACT - AF _TAR | ≦ DAF₅ ist, um dadurch die Geschwindigkeit der Kompensation zu erhöhen.

Wie es oben beschrieben wurde, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ein Grundwert einer zum Regeln der Kraftstoffversorgung für die Maschine benutzten Größe, beispielsweise des Kraftstoffein­ spritz-Zeitintervalls auf der Grundlage der laufenden Maschinen­ arbeitsverhältnisse gebildet, die beispielsweise durch eine Vielzahl von Parametern bezüglich der Maschinenlast bestimmt sind, und wird eine Folge von Arbeitsvorgängen in periodischen Intervallen ausgeführt. Diese schließen die Ermittlung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des der Maschine gelieferten Gemisches auf der Grundlage des Ausgangssignals des Sauerstoffkonzentrationssensors, die Berechnung eines laufenden erste Kompensationswertes K _REF zum Kompensieren eines Fehlers des Grundwertes, wobei in der Berechnung ein vorhergehender erster Kompensationswert benutzt wird, der während einer vorhergehenden Ausführung einer Folge von Arbeits­ vorgängen berechnet und gespeichert wurde, bei denen der Arbeitsbereich der Maschine im wesentlichen identisch mit dem Arbeitsbereich während der Berechnung des laufenden ersten Kompensationswertes ist, die Berechnung einer Abweichung des ermittelten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vom Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die Kompensation der Abweichung mit dem laufenden ersten Kompensationswert und dem vorhergehenden ersten Kompensationswert ein, um einen zweiten Kompensationswert zu erhalten. Ein Ausgangswert wird dann dadurch berechnet, daß der Grundwert mit dem ersten und zweiten Kompensationswert kompensiert wird, wobei dieser Ausgangswert zum Steuern des Kraftstoffeinspritz-Zeitintervalls benutzt wird.

In dieser Weise erfolgt eine Kompensation des Grundwertes immer unter Verwendung des jüngsten Kompensationswertes und wird dadurch ein Ausgangswert, beispielsweise ein Kraftstoff­ einspritz-Zeitintervall, zum Erreichen des Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnisses erhalten. In dieser Weise wird ein Ansprech­ vermögen mit hoher Geschwindigkeit bezüglich der Änderungen im Luft/Kraftstoff-Verhältnis erhalten, so daß eine genauere Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erfolgen kann. Eine bessere Arbeit der Maschine und eine wirkungsvollere Schadstoffverringerung im Abgas werden dadurch erhalten. Wenn weiterhin eine Beschleunigung oder Verzögerung der Maschine festgestellt wird, dann wird ein Kompensationswert nach Maßgabe der Höhe der Beschleunigung oder Verzögerung festgelegt und wird der Grundwert mit diesem Übergangskompen­ sationswert kompensiert, um dadurch den oben erwähnten Ausgangs­ wert zu bestimmen. Wenn eine Beschleunigung oder eine Verzögerung festgestellt wird, dann wird darüber hinaus der Übergangskompensationswert mit einem zweiten Kompensationswert korrigiert, der über eine Lernregelung erhalten wird, die nach Maßgabe der Abweichung des ermittelten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses aus dem Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentrations­ sensors vom Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausgeführt wird. In dieser Weise werden Verzögerungen im Ansprechen der Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verringert und wird eine höhere Regelgenauigkeit des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses bei einer Beschleunigung oder Verzögerung erhalten. Das trägt weiterhin zu einer höheren Maschinen­ arbeitsleistung und zu einer wirksamen Unterdrückung der Schadstoffe im Abgas bei.

Claims (8)

1. Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Kraftstoffgemisches, das einer Brennkraftmaschine geliefert wird, die mit einem Sauerstoffkonzentrations­ sensor ausgerüstet ist, der im Abgassystem angeordnet ist und ein Ausgangssignal erzeugt, das sich proportional zur Sauerstoffkonzentration im Abgas der Maschine ändert, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Grundwert (T _i ) zum Regeln des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses nach Maßgabe einer Vielzahl von Maschinen­ arbeitsparametern bezüglich der Maschinenlast festgelegt wird und periodisch in bestimmten Intervallen eine Arbeits­ abfolge ausgeführt wird, die die Ermittlungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemisches auf der Grundlage des Ausgangssignals des Sauerstoffkonzentrationssensors,
die Berechnung eines laufenden ersten Kompensationswertes (K _REF ) zum Kompensieren eines Fehlers des Grundwertes, wobei in der Berechnung ein vorhergehender erster Kompen­ sationswert benutzt wird, der während einer vorhergehenden Ausführung der Arbeitsabfolge berechnet wurde, bei der der Arbeitsbereich der Maschine im wesentlichen identisch mit dem Arbeitsbereich während der Berechnung des laufenden ersten Kompensationswertes ist, welcher Arbeits­ bereich nach Maßgabe der Vielzahl von Maschinenarbeits­ parametern bestimmt ist,
die Berechnung einer Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses das unter Verwendung des Ausgangssignals vom Sauerstoffkonzentrationssensor ermittelt wurde, vom Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wobei die Abweichung mit dem ersten laufenden Kompensationswert und dem vorhergehenden ersten Kompensationswert kompensiert wird, um einen zweiten Kompensationswert (K₀₁) zu erhalten,
die Berechnung eines Ausgangswertes (T _OUT ), der bezüglich des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nach einem Verfahren bestimmt wird, das die Kompensation des Grundwertes mit dem ersten laufenden Kompensationswert und dem zweiten Kompensationswert einschließt, und
das Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des der Maschine gelieferten Kraftstoffgemisches nach Maßgabe dieses Ausgangswertes einschließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kompensationswert auf der Grundlage einer Proportionalkomponente, einer Integralkomponente und einer Differentialkomponente bestimmt wird, die jeweils nach Maßgabe der Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das aus dem Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentrations­ sensors ermittelt wird, vom Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Mal dann, wenn der erste Kompensationswert berechnet wird, die Integralkomponente nach Maßgabe des laufenden ersten Kompensationswertes und des vorhergehenden ersten Kompensationswertes kompensiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kompensationswert (K _REF ) ein erster Kompen­ sationskoeffizient ist, und daß der Kompensationswert (K₀₂) ein zweiter Kompensationskoeffizient ist, wobei bei der Berechnung des Ausgangswertes der Grundwert mit dem ersten und zweiten Kompensationskoeffizienten multipliziert wird.

5. Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Kraftstoffgemisches, das einer Brennkraftmaschine geliefert wird, die mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor ausgerüstet ist, der im Abgassystem angeordnet ist und ein Ausgangssignal erzeugt, das sich proportional zur Sauerstoffkonzentration im Abgas der Maschine ändert,
wobei ein Grundwert (T _i ) für die Regelung des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses nach Maßgabe einer Vielzahl von Maschinenarbeitsparametern bezüglich der Maschinenlast festgelegt wird,
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine gelieferten Gemisches des auf Grundlage des Ausgangssignals des Sauerstoffkonzentrationssensors ermittelt und der Grundwert nach Maßgabe der Ermittlungsergebnisse kompensiert wird, um dadurch einen Ausgangswert bezüglich eines Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu bestimmen, dann, wenn eine Beschleunigung oder Verzögerung der Maschine festgestellt wird, ein Übergangs­ kompensationswert nach Maßgabe der Stärke der Beschleunigung oder Verzögerung festgelegt und der Grundwert mit dem Übergangskompensationswert kompensiert wird, um dadurch den Ausgangswert zu bestimmen und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine gelieferten Gemisches nach Maßgabe dieses Ausgangswertes geregelt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Übergangskompensationswert mit einem zweiten Kompen­ sationswert korrigiert wird, der aus der Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das aus dem Ausgangs­ signal des Sauerstoffkonzentrationssensors ermittelt wird, vom Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis erhalten wird, wenn eine Beschleunigung oder Verzögerung der Maschine festgestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Beschleunigung der Maschine der Übergangs­ kompensationswert ein Beschleunigungszunahmewert (T _ACC ) ist, der dem Grundwert zuaddiert wird, und daß bei einer Verzögerung der Maschine der Übergangskompensationswert ein Abnahmewert (T _DEC ) ist, der dem Grundwert zuaddiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn eine Beschleunigung oder Verzögerung der Maschine festgestellt wird, der zweite Kompensationswert von einem Speicherplatz einer Datenliste nach Maßgabe einer Vielzahl von Maschinenarbeitsparametern ausgelesen wird, die die Höhe der Beschleunigung oder Verzögerung ausdrücken, der zweite Kompensationswert dazu verwandt wird, den Übergangskompensationswert zu korrigieren, und der zweite Kompensationswert fortgeschrieben wird, um einen neuen Wert für den zweiten Kompensationswert nach Maßgabe der Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das aus dem Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentrationssensors ermittelt wird, vom Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erhalten, wobei der neue Wert des zweiten Kompensations­ wertes an einem Speicherplatz der Datenliste nach Maßgabe einer Vielzahl von Maschinenarbeitsparametern eingeschrieben wird, die das Maß an Beschleunigung oder Verzögerung ausdrücken.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kompensationswert (K _TREF ) ein Kompensations­ koeffizient ist, der mit dem Übergangskompensationswert multipliziert wird.