DE3713790C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 01 36 519 A2 ist ein Verfahren zum Regeln des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem für die Bereiche λ=1, λ<1 und λ<1 Soll-Luft- Kraftstoffverhältnisse bestimmt werden und die Einspritzdauer für den Kraftstoff T_P dadurch erhalten wird, daß zu einer Grundeinspritzdauer T_PO ein Wert ΔT_P zuaddiert wird. Die endgültige Einspritzdauer wird auf der Grundlage von T_P/λ bestimmt, um der Alterung zu genügen, während die Regelung in allen anderen Bereichen als λ=1 unterbrochen wird. Eine Lernregelung wird ausgeführt, indem das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors dadurch korrigiert wird, daß es gleich λ₂=λ′/k gesetzt wird, wobei k das Verhältnis zwischen dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis λ und dem tatsächlichen Luft- Kraftstoff-Verhältnis λ′ ist.

Bei diesem Verfahren wird somit das Verhältnis k zwischen dem tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem Soll-Luft- Kraftstoffverhältnis gebildet und eine Regelung mit geschlossener Regelschleife ausgeführt, während ein neues Soll-Luft- Kraftstoff-Verhältnis λ₂ festgelegt wird.

Da bei dieser Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nur die Abweichung des herrschenden Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem Arbeitstakt berücksichtigt wird, und nur eine derartige Abweichung in die Fortschreibung des Soll-Luft-Kraftstoff- Verhältnisses eingeht, eignet sie sich nicht zur Kompensation der Alterung des Sauerstoffsensors.

Der DE-OS 32 18 250 ist ein Verfahren zum Regeln des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses zu entnehmen, bei dem ein Grundwert durch einen Kompensationswert K₀₂ korrigiert wird, der vom Ausgangssignal eines Sauerstoffsensors abhängt, wenn das Luft- Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Verhältnis geregelt wird. Wenn andererseits die Regelschleife geöffnet ist, wird ein Mittelwert K_REF des Kompensationswertes K₀₂, der während der Regelung mit geschlossener Regelschleife verwendet wird, zusammen mit anderen Werten und dem vorhergehenden Mittelwert K_REF bei geöffneter Regelschleife verwendet. Diese Druckschrift lehrt daher lediglich, den Mittelwert K_REF des Regelkompensationskoeffizienten K₀₂ bei geöffneter Regelschleife zusätzlich zu anderen Kompensationswerten und dem vorhergehenden Mittelwert zu verwenden.

Ferner ist in der DE 35 90 028 T1 eine lernfähige Brennstoffeinspritz- Regelvorrichtung beschrieben, die eine Basis-Brennstoffeinspritzmenge entsprechend eines Pulssignales an Hand der angesaugten Luftmenge und der Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt. Ein Brennstoffeinspritzmengensignal wird an eine pulsgesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtung abgegeben, das dadurch korrigiert wird, daß zum Pulssignal ein geeigneter Korrekturwert hinzugefügt wird. Der Korrekturwert wird durch einen Lernkorrekturkoeffizienten so klein wie möglich gehalten, indem der Lernkorrekturkoeffizient einem Selbstoptimierungsvorgang unterworfen wird. In Betriebszustandsbereichen, in denen ein Lernvorgang erfolgte. So wird auch eine gleichmäßige Regelung in den Übergangsgebieten zwischen unterschiedlichen Bereichen ermöglicht. Eine Berücksichtigung der Alterung des Sauerstoffkonzentrationssensors ist bei dieser Regelvorrichtung nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff so auszubilden, daß eine genauere Regelung im Hinblick auf Alterungseffekte des Sauerstoffsensors erfolgen kann.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das Erneuern des Lernkorrekturwertes für den jeweiligen Betriebsbereich der Maschine bei jedem Maschinentakt auf der Grundlage der Abweichung des vorliegenden Ist-Luft-Kraftstoff- Verhältnisses vom Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis und der Verwendung des vorhergehenden Regelkorrekturwertes und des vorliegenden Lernkorrekturwertes zur Berechnung des Regelkorrekturwertes wird eine genauere Regelung durch die Kompensation der Alterung des Sauerstoffsensors erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

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

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine elektronische Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor, bei der ein Verfahren zum Regeln des Luft-Kraftstoffverhältnisses angewandt werden kann,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung den Aufbau eines Sauerstoffkonzentrationssensors,

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

Fig. 4, 5, 7 und 11, 12 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 Verfahrens zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses arbeitet. In dieser Vorrichtung ist ein Sauerstoffkonzentrationssensor bzw. eine Sauerstoffkonzentrationssensoreinheit 1 in einer Abgasleitung 3 einer Maschine 2 stromaufwärts von einem katalytischen Drei-Wege-Wandler 5 angeordnet. Die Eingänge und Ausgänge der Sauerstoffkonzentrationssensoreinheit 1 sind mit einer elektronischen Steuereinheit ECU 4 verbunden.

Ein Schutzgehäuse 11 überdeckt die Sauerstoffkonzentrationssensoreinheit 1, die ein sauerstoffionenleitendes festes elektrolytisches Element 12 mit etwa rechteckiger Form enthält, 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 17a, 17b und 16a, 16b jeweils in Sandwichbauweise an den Seitenwänden der Kammern 13 angeordnet, die einander zugewandt sind. Das feste elektrolytische Element 12 arbeitet in Verbindung mit den Elektroden 16a und 16b als Sauerstoffpumpelement 18 und in Verbindung mit den Elektroden 17a und 17b 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 16a bis 17b 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 einem Widerstand 23 besteht. Die Elektrode 16b des Sauerstoffpumpelementes 18 und die Elektrode 17b des Sensorelementes 19 liegen jeweils an Masse. Die Elektrode 17a des Sensorelementes 19 ist mit einem Eingang des Differentialverstärkers 21 verbunden, der eine Ausgangsspannung nach Maßgabe des Unterschiedes zwischen der Spannung zwischen den Elektroden 17a und 17b 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 Differential­ verstärkers 21 ist über den Stromaufnahmewiderstand 23 mit der Elektrode 16a 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, des Wassertemperatursensors 33 und des Ansauglufttemperatursensors 34 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 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 Treiberschaltung 46, 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 einen Ausgangswert T_OUT, im folgenden auch als Kraftstoffeinspritzzeitintervall T_OUT bezeichnet, 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 2 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 ein Regelkorrekturwert, im folgenden auch als Rückkopplungskompensations­ koeffizient für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bezeichnet, der nach Maßgabe des Ausgangssignalpegels vom Sauerstoffkonzentrationssensor festgelegt wird. K_REF ist ein Lernkorrekturwert, im folgenden auch als automatischer Kompensationskoeffizient für die lernende Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bezeichnet, 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 Kraftstoffzunahmewert, im folgenden auch als Kraftstoffmengenzunahmekompensationskoeffizient bezeichnet, 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_W0T, K_TW, T_ACC und T_DEC werden jeweils über ein Unterprogramm eines Kraftstoffversorgungsprogramms festgelegt.

Wenn der Pumpstrom zum Sauerstoffpumpelement 18 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 17a und 17b 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 über der Reihenschaltung aus dem Widerstand 23 und dem Sauerstoffpumpelement 18. Dadurch fließt ein Pumpstrom von der Elektrode 16a zur Elektrode 16b des Sauerstoffpumpelementes 18, so daß der Sauerstoff in der Gasaufnahmekammer 13 durch die Elektrode 16b ionisiert wird und durch das Innere des Sauerstoffpumpelementes 18 von der Elektrode 16b fließt, um von der Elektrode 16a 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 17a und 17b 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 im wesentlichen 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 16a und 16b 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 16b zur Elektrode 16a geht, wird der Sauerstoff an der Elektrode 16a ionisiert, so daß der Sauerstoff in Form von Ionen durch das Sauerstoffpumpelement 18 auf die Elektrode 16b 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 im wesentlichen 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 ΔAF_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). Nach der Ausführung des Lernregelunterprogramms werden der Schritt 68 und die folgenden Schritte zum Berechnen der Abweichung ΔAF_n ausgeführt.

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). Darüber hinaus 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 vorherige 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, für einen Wert des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, der gleich dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist (Schritt 82).

Im λ = 1 PID-Regelunterprogramm, das in Fig. 5a und 5b dargestellt ist, wird zunächst die Kühlwassertemperatur T_W eingelesen und erfolgt eine Entscheidung, ob T_W höher als die Temperatur T_W₀₂ ist oder nicht (Schritt 101). Wenn T_W T_W₀₂ 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_W₀₂ ist, dann wird das Lernregelunterprogramm ausgeführt (Schritt 107). Nach der Ausführung des Lernregelunterprogramms werden der Schritt 102 und die folgenden Schritte 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 110) 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 oder gleich 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 der bestimmte Wert P₁ 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 z. B. 14,7 zu regeln.

Wenn somit die Bedingung | AF_ACT - AF_TAR | 0,5 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_W₀₂ 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 Lernkorrekturwerts K_REF 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_W₀₂ ist, dann wird ein berechneter Wert von K₀₂ dazu benutzt, den Lernkorrekturwert K_REF zu berechnen und fortzuschreiben oder zu erneuern.

Im folgenden wird anhand des Flußdiagramms von Fig. 7a und 7b 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 ΔR_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_thn 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 ΔR_th kleiner als ein bestimmter Wert G^- ist. 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 Lernkorrekturwert 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 Be­ schleunigung oder Verzögerung beurteilt wird, dann wird der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskompensationskoeffizient K₀₂ gleich 1 gesetzt, um die Regelung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses auf der Grundlage 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 Lernregelkompensationskoeffizient K_TREF für einen Übergangsstatus nach Maßgabe des laufenden Maschinen­ arbeitsbereiches bestimmt, der durch eine Änderung Δ R_th im Öffnungsgrad R_th des Drosselventils und durch die Maschinen­ drehzahl N_e wiedergegeben wird und eingelesen. Dieser Wert des Lernregelkompensationskoeffizienten K_TREF 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 die Intervalle t_c und t_s nicht abgelaufen sind, 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 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 ΔR_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 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 eine Beschleunigung im Schritt 142 nicht festgestellt wird, wird entschieden, ob die Maschine in einer Verzögerung arbeitet oder nicht (Schritt 143). Wenn nach einer vorhergehenden Feststellung einer Maschinenbeschleunigung oder -verzögerung im Schritt 122 oder 123 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 im Schritt 122 oder 123 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 S₀ 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_STP = 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 Verzögerung 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.

Im folgenden wird anhand des Flußdiagrammes von Fig. 11 das K_REF-Berechnungsunterprogramm beschrieben. Wie es in Fig. 11 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 180 berechnet 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. 12 zeigt ein weiteres Beispiel eines K_REF-Berechnungsunter­ programms. Wie es in Fig. 12 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 (Schritt 181). 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 180 berechnet 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 K_REF 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.

Claims (5)

1. Verfahren zum Regeln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine (2), die einen Sauerstoffkonzentrationssensor (1) aufweist, der in der Abgasanlage angeordnet ist und ein Ausgangssignal liefert, das sich proportional zur Sauerstoffkonzentration im Abgas der Maschine (2) ändert, bei dem

• - ein Grundwert (T) für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis abhängig von einer Mehrzahl von Betriebsparametern (Ne, PBA) gebildet wird, von denen einer mit der Maschinenlast in Beziehung steht,
• - ein Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis (AF_TAR) bestimmt wird,
• - das vorliegende Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AF_ACT) aus dem Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentrationssensors (1) ermittelt wird,
• - ein Regelkorrekturwert (K₀₂) abhängig von der Abweichung (ΔAF_n) des vorliegenden Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (AF_ACT) vom Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AF_TAR) berechnet wird,
• - ein Lernkorrekturwert (K_REF), der einer Abweichung im Grundwert (T_i) entspricht, getrennt für unterschiedliche Betriebsbereiche (i, j) der Maschine (2) eingeführt wird, die durch wenigstens einen Betriebsparameter (Ne, PBA) der Maschine (2) bestimmt sind,
• - der Lernkorrekturwert (K_REF) getrennt für die jeweiligen Betriebsbereiche (i, j) erneuert wird,
• - der Grundwert (T_i) mit dem Regelkorrekturwert (K₀₂) und dem Lernkorrekturwert (K_REF) zu einem Ausgangswert (T_OUT) korrigiert wird und
• - das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit dem Ausgangswert (T_OUT) gesteuert wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Lernkorrekturwert (K_REF) für den jeweiligen Betriebsbereich (i, j) bei jedem Maschinentakt auf der Grundlage der Abweichung (ΔAF_n) des vorliegenden Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (AF_ACT) vom Soll-Luft-Kraftstoff- Verhältnis (AF_TAR) erneuert wird und daß bei der Berechnung des Regelkorrekturwertes (K₀₂) der vorhergehende Wert (K_REFn-1) und der vorliegende Wert (K_REFn) des Lernkorrekturwertes (K_REF) verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkorrekturwert (K₀₂) auf der Grundlage einer Proportionalkomponente (K_02Dn), einer Integralkomponente (K_02In) und einer Differentialkomponente (K_02Dn) berechnet wird, die jeweils abhängig von der Abweichung (ΔAF_n) des Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (AF_ACT) vom Soll- Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AF_TAR) gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Erneuerung des Lernkorrekturwertes (K_REF) die Integralkomponente (K_02In-1) abhängig vom Wert des vorhergehenden (K_REFn-1) und des vorliegenden (K_REFn) Lernkorrekturwertes korrigiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Integralkomponente (K_02In-1) durch das Verhältnis zwischen dem vorhergehenden (K_REFn-1) und dem vorliegenden (K_REFn) Wert des Lernkorrekturwertes korrigiert wird.