DE10002115A1

DE10002115A1 - Air-fuel ratio control system for internal combustion engines

Info

Publication number: DE10002115A1
Application number: DE2000102115
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Yamashita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP3752094B2; DE19949840A1; DE10066373B4; DE10002115B4; JP2000213396A

Abstract

In dem Luft-Brennstoffverhältnis-Steuerungssystem für Brennkraftmaschinen stellt eine Zentraleinheit in einer elektronischen Steuerungseinheit ein Soll-Luft-Brennstoffverhältnis ein und korrigiert die Brennstoffeinspritzmenge auf der Basis der Fettanreicherung oder Abmagerung des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses, so daß ein tatsächliches Luft-Brennstoffverhältnis mittels einer Rückkopplungsregelung auf ein Soll-Luft-Brennstoffverhältnis geregelt wird. Die Zentraleinheit unterbricht die Rückkopplungsregelung, wenn sich das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis in erheblichem Umfang ändert wie bei einer Zeit der Änderung von der stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung zur mageren Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung. Die Rückkopplungsregelung wird danach erneut gestartet, wenn die Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis und dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis auf einen Wert vermindert wird, der kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.In the air-fuel ratio control system for internal combustion engines, a central processing unit in an electronic control unit sets a target air-fuel ratio and corrects the fuel injection amount based on the enrichment or leaning of the target air-fuel ratio so that an actual air-fuel ratio by means of a Feedback control is regulated to a target air-fuel ratio. The CPU interrupts the feedback control when the target air-fuel ratio changes significantly as at a time of change from the stoichiometric air-fuel ratio feedback control to the lean air-fuel ratio feedback control. The feedback control is then restarted when the difference between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio is reduced to a value that is less than a predetermined value.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luft- Brennstoffverhältnis-Regelungssystem für Brennkraftmaschinen.The present invention relates to an air Fuel ratio control system for internal combustion engines.

In einer aus der JP-B2-6-58 080 bekannten Luft- Brennstoffverhältnissteuerung für Brennkraftmaschinen wird eine Luft-Brennstoffverhältnisregelung (rückgekoppelte Regelung) nach einer vorbestimmten Zeitdauer nach einer Änderung der Brennstoffeinspritzmenge gestartet, wenn die Luft- Brennstoffverhältnissteuerungsbetriebsart von einer Steuerung im offenen Regelkreis zu einer Regelung im geschlossenen Regelkreis geändert wird und die Regelung zwischen der mageren Luft- Brennstoffverhältnisregelung und der stöchiometrischen Luft- Brennstoffverhältnisregelung geändert wird. Hierbei wird die Rückkoppelungsregelung gestartet, wenn aus dem Brennstoff für die Rückkoppelungsregelung resultierendes Abgas das Abgassystem (Abgasanlage) der Maschine erreicht. Somit wird eine übergroße Korrektur des Luft-Brennstoffverhältnisses im Zusammenhang mit der Erfassung des Abgases aus dem Brennstoff für die Steuerung im offenen Regelkreis verhindert.In an air known from JP-B2-6-58 080 Fuel ratio control for internal combustion engines becomes one Air-fuel ratio control (feedback control) after a predetermined period of time after a change in Fuel injection quantity started when the air Fuel ratio control mode from a controller in the open control loop for closed loop control is changed and the regulation between the lean air Fuel ratio control and stoichiometric air Fuel ratio control is changed. Here, the Feedback control started when out of fuel for the Feedback control resulting exhaust gas the exhaust system (Exhaust system) of the machine reached. Thus, an oversized Correction of the air-fuel ratio in connection with the Detection of the exhaust gas from the fuel for control in the open control loop prevented.

Wird ferner die Steuerungsbetriebsart geändert zwischen der Regelung bezüglich eines stöchiometrischen Luft- Brennstoffverhältnisses und der Regelung bezüglich eines mageren Luft-Brennstoffverhältnisses, dann wird die Brennstoffeinspritzmenge zuerst geändert und sodann erfolgt eine Änderung der Steuerungs- oder Regelungsbetriebsart. In diesem Fall wird die magere Luft- Brennstoffverhältnisregelung gestartet, nachdem das aus dem Brennstoff für die magere Luft-Brennstoffverhältnisregelung resultierende Abgas die Abgasanlage erreicht, oder es wird die stöchiometrische Luft-Brennstoffverhältnisregelung gestartet, nachdem das aus dem Brennstoff für die stöchiometrische Luft- Brennstoffverhältnisregelung hervorgehende Abgas die Abgasanlage erreicht. Somit wird eine übergroße Korrektur des Luft- Brennstoffverhältnisses vermieden zu einem Zeitpunkt der Änderung zwischen der mageren Luft-Brennstoffverhältnisregelung und der stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnisregelung im Rahmen der gesamten rückgekoppelten Regelung.Furthermore, the control mode is changed between the Regulation regarding a stoichiometric air Fuel ratio and lean regulation Air-fuel ratio, then the fuel injection quantity first changed and then the control is changed or control mode. In this case, the lean air Fuel ratio control started after that from the Lean air-fuel ratio control fuel resulting exhaust gas reaches the exhaust system, or it becomes the stoichiometric air-fuel ratio control started, after that from the fuel for the stoichiometric air Fuel ratio control resulting exhaust gas the exhaust system reached. Thus, an excessive correction of the air Fuel ratio avoided at a time of change between the lean air-fuel ratio control and the stoichiometric air-fuel ratio control under the entire feedback scheme.

Gemäß der vorstehend angegebenen bekannten Steuerung wird der Fahrbetrieb verschlechtert, wenn das tatsächliche Luft- Brennstoffverhältnis vom Soll-Luft-Brennstoffverhältnis vor dem Start der Regelung nach der Änderung der Regelungsbetriebsarten abweicht, d. h. wenn sich beispielsweise das tatsächliche Luft- Brennstoffverhältnis zur mageren Luft-Brennstoffverhältnisseite gegenüber dem stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnis zu einem Zeitpunkt ändert, bei dem eine Änderung von der stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnisregelung zur mageren Luft- Brennstoffverhältnisregelung erfolgt. Treten ferner Abweichungen zwischen dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis und dem Soll- Luft-Brennstoffverhältnis auf und verbleiben derartige große Abweichungen zum Zeitpunkt des Startens der Regelung, dann wird die Korrektur des Luft-Brennstoffverhältnisses zum Zeitpunkt des Startens der Regelung groß und es tritt ein erheblicher Drehmomentstoß infolge einer plötzlichen Änderung des Luft- Brennstoffverhältnisses auf.According to the known control mentioned above, the Driving operations deteriorate when the actual air Fuel ratio from the target air-fuel ratio before Start of control after changing the control modes deviates, d. H. if, for example, the actual air Fuel ratio to the lean air-fuel ratio side versus the stoichiometric air-fuel ratio to one Time changes when there is a change from the stoichiometric Air-fuel ratio control for lean air Fuel ratio control takes place. Further deviations occur between the actual air-fuel ratio and the target Air-fuel ratio and remain such large Deviations at the time the control is started, then the Correction of the air-fuel ratio at the time of Starting the scheme big and there is a significant one Torque surge due to a sudden change in air Fuel ratio.

Wird ferner beispielsweise zum Zeitpunkt des Startens der Maschine die Luft-Brennstoffverhältnisregelung von einer Regelung im offenen Regelkreis zu einer rückgekoppelten Regelung geändert, dann ändert sich plötzlich das Luft-Brennstoffverhältnis und es tritt ein Drehmomentstoß auf.Also, for example, when the Machine the air-fuel ratio control from a control in the open control loop changed to a feedback control, then the air-fuel ratio suddenly changes and it occurs Torque surge.

Eine derartige Wirkungsweise ist in Fig. 14 gezeigt. Wird hierbei eine Luft-Brennstoffverhältnisregelung (Rückkoppelungsregelung) bewirkt, dann wird die Brennstoffeinspritzmenge TAU berechnet gemäß TAU = Tp × FAF × FLEAN auf der Basis des Rückkoppelungskorrekturwerts FAF, der aus der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis und dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis bestimmt ist, und dem aus dem mageren Grad des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses bestimmten Magerkorrekturwert FLEAN.Such an operation is shown in Fig. 14. If an air-fuel ratio control (feedback control) is effected, the fuel injection quantity TAU is calculated according to TAU = Tp × FAF × FLEAN on the basis of the feedback correction value FAF, which is determined from the deviation between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio and the lean correction value FLEAN determined from the lean degree of the target air-fuel ratio.

Zu dem Zeitpunkt t11 gemäß Fig. 14 wird die Steuerungs- bzw. Regelungsbetriebsart von der stöchiometrischen Luft- Brennstoffverhältnisregelung, die vor dem Zeitpunkt durchgeführt wurde, zur mageren Luft-Brennstoffverhältnisregelung geändert, und der Magerkorrekturwert FLEAN (< 1.0) wird auf der Basis des Soll- Luft-Brennstoffverhältnisses eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt t11 wird die magere Luft-Brennstoffverhältnisregelung, in welcher das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis auf den mageren Luft- Brennstoffverhältnisregelungswert eingestellt wird, noch nicht gestartet. Die magere Luft-Brennstoffverhältnisregelung wird zum Zeitpunkt t12 gestartet (beispielsweise zu einer Zeit entsprechend einem Kurbelwellenwinkel von 720° nach dem Zeitpunkt t1), bei welchem das aus der zum Zeitpunkt t1 eingespritzten Brennstoffmenge resultierende Abgas die Abgasanlage erreicht.At time t11 in FIG. 14, the control mode is changed from the stoichiometric air-fuel ratio control that was performed before the time to the lean air-fuel ratio control, and the lean correction value FLEAN (<1.0) becomes based on the target - Air-fuel ratio set. At this time t11, the lean air-fuel ratio control in which the target air-fuel ratio is set to the lean air-fuel ratio control value is not started. The lean air-fuel ratio control is started at time t12 (for example at a time corresponding to a crankshaft angle of 720 ° after time t1) at which the exhaust gas resulting from the amount of fuel injected at time t1 reaches the exhaust system.

Wird die Brennstoffeinspritzmenge in erheblichem Umfang mittels des Magerkorrekturwerts gemäß Fig. 14 korrigiert, dann wird jedoch das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis erheblich vom gezeigten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis abweichen, so daß der Fahrbetrieb verschlechtert wird. Wird ferner die magere Luft- Brennstoffverhältnisregelung zu einem Zeitpunkt t12 gestartet, dann tritt ein Drehmomentstoß auf, da der Rückkoppelungskorrekturwert FAF groß ist.If the fuel injection quantity is corrected to a considerable extent by means of the lean correction value according to FIG. 14, however, the actual air-fuel ratio will deviate considerably from the target air-fuel ratio shown, so that driving operation is deteriorated. Further, if the lean air-fuel ratio control is started at a time t12, a torque surge occurs because the feedback correction value FAF is large.

In einem weiteren bekannten Luft- Brennstoffverhältnisregelungssystem für mager verbrennende Maschinen wird eine Verzögerungszeitkonstante erster Ordnung eingestellt, die aus der Antwortverzögerung des Luft- Brennstoffverhältnisregelungssystems einschließlich eines Mager- Luft-Brennstoffverhältnissensors angenähert wird. Ändert sich das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis, dann werden die Sollwerte entsprechend einer Gewichtung mit der Verzögerungszeitkonstante erster Ordnung zur neuen Einstellung als korrigierter Sollwert gemittelt. Bei dieser bekannten Vorrichtung steigt jedoch die Rechenbelastung infolge von Berechnungen der Abläufe erster Ordnung an. Obwohl der korrigierte Sollwert eingestellt wird, wenn sich das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis während der Regelung verändert hat, wird er nicht eingestellt, wenn eine Änderung von der Regelung im offenen Regelkreis zur Rückkoppelungsregelung erfolgt. Somit tritt ein Drehmomentstoß auf infolge einer plötzlichen Änderung im Luft- Brennstoffverhältnis zu einem Zeitpunkt der Änderung der Regelung.In another known air Fuel ratio control system for lean-burn machines a first order delay time constant is set which from the response delay of the air Fuel ratio control system including a lean Air-fuel ratio sensor is approximated. That changes Target air-fuel ratio, then the target values corresponding to a weighting with the delay time constant first order for the new setting as a corrected setpoint averaged. In this known device, however, the Computational load as a result of first-order calculations on. Although the corrected setpoint is set when the Target air-fuel ratio has changed during the control, it will not be set if there is a change in the regulation in the open control loop for feedback control takes place. Thus occurs a torque surge due to a sudden change in the air Fuel ratio at a time when the regulation changes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Luft- Brennstoffverhältnis-Regelungssystem für Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß eine Luft- Brennstoffverhältnisregelung aufrecht erhalten werden kann ohne Bewirken einer Verschlechterung des Fahrbetriebs, der Abgasemission und der Drehmomentstöße, wenn sich ein Soll-Luft- Brennstoffverhältnis erheblich ändert oder unmittelbar nachdem eine Änderung von einer Regelung im offenen Regelkreis zu einer Regelung im geschlossenen Regelkreis (Rückkoppelungsregelung) erfolgt.The invention is therefore based on the object of Fuel ratio control system for internal combustion engines type mentioned in the beginning such that an air Fuel ratio control can be maintained without Cause deterioration of driving, exhaust emissions and the torque surges when a target air Fuel ratio changes significantly or immediately after one Change from an open loop control to a control in a closed control loop (feedback control).

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den in den Patentansprüchen 1 und 6 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention this task with the in Claims 1 and 6 specified features solved.

Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine große Änderung in einem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis für eine (rückgekoppelte) Regelung erfaßt. Die Regelung wird zeitweilig unterbrochen, wenn eine große Änderung erfaßt wird, und es wird die Regelung erneut gestartet, wenn eine Differenz zwischen einem tatsächlichen Luft- Brennstoffverhältnis und dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis vermindert und somit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.Thus, according to the present invention, there will be a big change in a target air-fuel ratio for a (feedback) Regulation recorded. The regulation is temporarily interrupted if a big change is detected and it becomes the scheme again started when there is a difference between an actual air Fuel ratio and the target air-fuel ratio is reduced and is therefore smaller than a predetermined value.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Soll-Luft- Brennstoffverhältnis anfänglich allmählich von einem Wert nahe dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis in Richtung eines Werts entsprechend einer Regelungsbetriebsart verändert, wenn die Regelungsbetriebsart im Sinne eines Umschaltens von einer Regelung im offenen Regelkreis (Steuerung) zu einer rückgekoppelten Regelung geändert wird oder wenn das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis der (rückgekoppelten) Regelung in erheblicher Weise geändert wird. Das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis wird auf den Wert entsprechend der Regelungsbetriebsart geändert, wenn eine Differenz zwischen dem geänderten Luft-Brennstoffverhältnis und dem Soll-Luft- Brennstoffverhältnis entsprechend der Regelungsbetriebsart vermindert und somit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.According to the present invention, a target air Fuel ratio gradually decreases from a value initially actual air-fuel ratio towards a value changed according to a control mode when the Control mode in the sense of switching from a control in an open control loop (control) to a feedback control is changed or if the target air-fuel ratio of the (Feedback) regulation is changed significantly. The Target air-fuel ratio is set to the value corresponding to the Control mode changed when there is a difference between the changed air-fuel ratio and the target air Fuel ratio according to the control mode is reduced and is therefore smaller than a predetermined value.

In den jeweiligen Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the respective subclaims are advantageous Characterized embodiments of the invention. The invention will below using exemplary embodiments with reference to FIG the drawing explains in more detail. Show it:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Luft- Brennstoffverhältnis-Regelungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 1 is a schematic block diagram of an air-fuel ratio control system for an internal combustion engine according to a first embodiment,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des im ersten Ausführungsbeispiel verarbeiteten Brennstoffeinspritzregelungsprogramms, Fig. 2 is a flow chart showing the data processed in the first embodiment, a fuel injection control program,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Teils eines Soll-Luft-Brennstoffverhältniseinstellprogramms, Fig. 3 is a flow diagram illustrating a portion of a target air-Brennstoffverhältniseinstellprogramms,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Teils des Soll-Luft-Brennstoffverhältniseinstellprogramms, Fig. 4 is a flow chart showing a further part of the target air-Brennstoffverhältniseinstellprogramms,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Soll- Luft-Brennstoffverhältniseinstellprogramms, das unmittelbar nach Einleitung der Rückkopplung verarbeitet wird, Fig. 5 is a flow diagram illustrating a target air-Brennstoffverhältniseinstellprogramms which is processed immediately after initiation of the feedback,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Einstellprogramms der Werte FLEAN und FRICH, Fig. 6 is a flowchart illustrating an adjustment program of the values and FLEAN FRICH,

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Einstellprogramms des Rückkopplungskorrekturwerts FAF, Fig. 7 is a flowchart illustrating an adjustment program of the feedback correction value FAF,

Fig. 8 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung einer Beziehung zur Verwendung bei der Einstellung eines vorbestimmten Werts KC1, Fig. 8 is a graph showing a relationship for use in setting a predetermined value KC1,

Fig. 9 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung einer Beziehung zur Verwendung bei der Einstellung eines vorbestimmten Werts KC2, Fig. 9 is a graph showing a relationship for use in setting a predetermined value KC2,

Fig. 10 Signalzeitverläufe zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Regelungssystems unmittelbar nach der Einleitung der Rückkopplung, Fig. 10 signal timing chart for explaining the operation of the control system, immediately after initiation of the feedback

Fig. 11 Signalzeitverläufe zur ausführlichen Veranschaulichung, der Wirkungsweise zum Zeitpunkt der Änderung der Rückkopplungsregelungs- oder -steuerungsbetriebsart, Fig. 11 signal timing chart for detailed illustration of the operation at the time of change of the Rückkopplungsregelungs- or -steuerungsbetriebsart,

Fig. 12 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Soll- Luft-Brennstoffverhältniseinstellprogramms gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 12 is a flow diagram illustrating a target air-Brennstoffverhältniseinstellprogramms according to a second embodiment,

Fig. 13 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Einstellprogramms des Rückkopplungskorrekturwerts FAF gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und Fig. 13 is a flowchart illustrating an adjustment program of the feedback correction value FAF in accordance with a third embodiment and

Fig. 14 Signalzeitverläufe zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eines bekannten Luft- Brennstoffverhältnissteuerungssystems. Fig. 14 signal waveforms to illustrate the operation of a known air-fuel ratio control system.

First embodiment

In einem Luft-Brennstoffverhältnisregelungssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Soll-Luft-Brennstoffverhältnis eines einer Brennkraftmaschine (nachstehend vereinfacht als Maschine bezeichnet) zuzuführenden Luft-Brennstoffgemischs auf das stöchiometrische Luft-Brennstoffverhältnis oder zur mageren Luft- Brennstoffverhältnisseite bezüglich des stöchiometrischen Luft- Brennstoffverhältnisses eingestellt, und es wird die Verbrennung des zugeführten Luft-Brennstoffgemischs in der Maschine auf der Basis des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses gesteuert bzw. geregelt.In an air-fuel ratio control system according to the first embodiment becomes a target air-fuel ratio one of an internal combustion engine (hereinafter simplified as a machine referred) to be supplied air-fuel mixture on the stoichiometric air-fuel ratio or to lean air Fuel ratio side with respect to stoichiometric air Fuel ratio set, and it will burn the supplied air-fuel mixture in the machine on the basis of the target air-fuel ratio controlled or regulated.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 handelt es sich bei der Maschine um eine fremdgezündete Vierzylinder-Viertakt- Brennkraftmaschine 1. Eine Ansaugluft strömt von der stromaufliegenden Seite zu einem Luftreiniger 2, einem Ansaugrohr 3, einer Drosselklappe (Drosselventil) 4, einem Druckausgleichsbehälter 5 und einem Ansaugkrümmer 6 und wird mit dem von den Brennstoffeinspritzventilen 7 der jeweiligen Zylinder eingespritzten Brennstoff im Ansaugkrümmer 6 gemischt. Das Gemisch wird in Verbindung mit einem vorbestimmten Luft-Brennstoffverhältnis den jeweiligen Zylindern zugeführt.As shown in FIG. 1, the machine is a spark-ignited four-cylinder, four-stroke internal combustion engine 1 . An intake air flows from the upstream side to an air cleaner 2 , an intake pipe 3 , a throttle valve (throttle valve) 4 , a surge tank 5 and an intake manifold 6 and is mixed with the fuel injected from the fuel injection valves 7 of the respective cylinders in the intake manifold 6 . The mixture is supplied to the respective cylinders in connection with a predetermined air-fuel ratio.

Eine von einer Zündschaltung 9 zugeführte Hochspannung wird mittels eines Verteilers 10 an eine für jeden Zylinder der Maschine 1 vorgesehene Zündkerze 8 verteilt, wobei die Zündkerze 8 das im Zylinder befindliche Gemisch entsprechend einer vorbestimmten zeitlichen Steuerung zündet. Das entsprechende Abgas wird aus jedem Zylinder nach der Verbrennung des Gemischs über einen Abgaskrümmer 11, ein Abgasrohr 12, und einen im Abgasrohr 12 angeordneten Mager- NOx-Katalysator 13 entsorgt und in die Atmosphäre geleitet. Der NOx- Katalysator 13 absorbiert die NOx-Abgasanteile während der Verbrennung des mageren Luft-Brennstoffgemischs und reduziert die absorbierten NOx-Abgasanteile mit Anreicherungskomponenten wie CO und Kohlenwasserstoffen während einer Verbrennung eines Luft- Brennstoffgemischs mit einem fetten Luft-Brennstoffverhältnis, und setzt ein resultierendes Gas frei.A supplied from an ignition circuit 9 is distributed to a high voltage is provided for each cylinder of the engine 1, the spark plug 8 by means of a manifold 10, wherein the spark plug 8 ignites the mixture in the cylinder according to a predetermined timing. The corresponding exhaust gas is disposed of from each cylinder after combustion of the mixture via an exhaust manifold 11 , an exhaust pipe 12 , and a lean NOx catalyst 13 arranged in the exhaust pipe 12 and passed into the atmosphere. The NOx catalyst 13 absorbs the NOx exhaust gas portions during the combustion of the lean air-fuel mixture and reduces the absorbed NOx exhaust gas portions with enrichment components such as CO and hydrocarbons during combustion of an air-fuel mixture with a rich air-fuel ratio, and sets a resultant gas free.

Das Ansaugrohr 3 umfaßt ferner einen Ansaugtemperatursensor 21 und einen Ansaugdrucksensor 22. Der Ansaugtemperatursensor 21 erfaßt die Temperatur der Ansaugluft (Ansauglufttemperatur Tam) und der Ansaugdrucksensor 22 erfaßt einen Unterdruck im Saugrohr (Ansaugluftdruck PM) stromab der Drosselklappe 4. Die Drosselklappe 4 umfaßt einen Drosselsensor 23 zur Erfassung des Öffnungswinkels der Drosselklappe (Drosselöffnungswinkel TH). Der Drosselsensor 23 erzeugt ein analoges Signal gemäß dem Drosselöffnungswinkel TH. Der Drosselsensor 23 weist ferner einen Leerlaufschalter auf und erzeugt ein Erfassungssignal zur Anzeige, daß die Drosselklappe 4 vollständig geschlossen ist.The intake pipe 3 further includes an intake temperature sensor 21 and an intake pressure sensor 22 . The intake temperature sensor 21 detects the temperature of the intake air (intake air temperature Tam) and the intake pressure sensor 22 detects a negative pressure in the intake manifold (intake air pressure PM) downstream of the throttle valve 4 . The throttle valve 4 comprises a throttle sensor 23 for detecting the opening angle of the throttle valve (throttle opening angle TH). The throttle sensor 23 generates an analog signal according to the throttle opening angle TH. The throttle sensor 23 also has an idle switch and generates a detection signal to indicate that the throttle valve 4 is completely closed.

Ein Zylinderblock der Maschine 1 weist einen Kühlmitteltemperatursensor 24 auf. Der Kühlmitteltemperatursensor 24 erfaßt eine Temperatur von Kühlwasser (Kühlwassertemperatur Thw), das in der Maschine 1 umläuft. Der Verteiler 10 umfaßt ferner einen Drehzahlsensor 25 zur Erfassung der Drehzahl der Maschine 1 (Maschinendrehzahl Ne). Der Drehzahlsensor 25 erzeugt 24 Pulssignale in gleichen Abständen zueinander für jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle der Maschine 1, d. h. für jeweils 720° Kurbelwellenwinkel (CA).A cylinder block of the engine 1 has a coolant temperature sensor 24 . The coolant temperature sensor 24 detects a temperature of cooling water (cooling water temperature Thw) circulating in the engine 1 . The distributor 10 further comprises a speed sensor 25 for detecting the speed of the machine 1 (machine speed Ne). The speed sensor 25 generates 24 pulse signals at equal intervals from one another for two revolutions of the crankshaft of the engine 1 , ie for each 720 ° crankshaft angle (CA).

Des weiteren ist ein Luft-Brennstoffverhältnissensor 26 vom Strombegrenzungstyp zur Erzeugung eines in weiten Bereichen linearen Luft-Brennstoffverhältnissignals proportional zur Sauerstoffkonzentration des von der Maschine 1 abgegebenen Abgases (oder der CO-Konzentration des unverbrannten Gases) stromauf des NOx-Katalysators 13 des Abgasrohrs 12 angeordnet. Ein Sauerstoffsensor (O₂-Sensor) 27 ist auf der stromabliegenden Seite des NOx-Katalysators 13 angeordnet. Furthermore, an air-fuel ratio sensor 26 of the current limiting type for generating a broadly linear air-fuel ratio signal proportional to the oxygen concentration of the exhaust gas emitted by the engine 1 (or the CO concentration of the unburned gas) is arranged upstream of the NOx catalyst 13 of the exhaust pipe 12 . An oxygen sensor (O ₂ sensor) 27 is arranged on the downstream side of the NOx catalytic converter 13 .

Eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 30 ist in Form einer logischen Verarbeitungseinheit aufgebaut und umfaßt als hauptsächliche Komponenten eine Zentraleinheit (CPU) 31, einen Nur/Lesespeicher ROM 32, einen Schreib/Lesespeicher RAM 33 und einen Sicherungs-Schreib/Lesespeicher RAM 34, wobei diese an eine Eingangsschnittstelle 35 zum Empfangen der Erfassungssignale der Sensoren und an eine Ausgangsschnittstelle 36 zur Ausgabe von Steuerungs- oder Regelungssignalen zu den Betätigungsgliedern und dergleichen mittels eines Busses 37 angeschlossen sind. Die elektrische Steuerungseinheit 30 empfängt Erfassungssignale (Ansauglufttemperatur Tam, Ansaugluftdruck PM, Drosselöffnungswinkel TH, Kühlwassertemperatur Thw, Maschinendrehzahl Ne, Luft- Brennstoffverhältnissignal und dergleichen) von verschiedenen Sensoren mittels der Eingangsschnittstelle 35. Die elektronische Steuerungseinheit 30 erzeugt Steuerungssignale wie eine Brennstoffeinspritzmenge TAU und einen Zündzeitpunkt Ig auf der Basis der empfangenen Werte und gibt die Steuerungssignale jeweils an das Brennstoffeinspritzventil 7, die Zündanlage 9 und dergleichen über die Ausgangsschnittstelle 36 ab.An electronic control unit (ECU) 30 is constructed in the form of a logic processing unit and comprises as main components a central processing unit (CPU) 31 , a read / write memory ROM 32 , a read / write memory RAM 33 and a backup read / write memory RAM 34 , whereby these are connected to an input interface 35 for receiving the detection signals from the sensors and to an output interface 36 for outputting control or regulation signals to the actuators and the like by means of a bus 37 . The electric control unit 30 receives detection signals (intake air temperature Tam, intake air pressure PM, throttle opening angle TH, cooling water temperature Thw, engine speed Ne, air-fuel ratio signal and the like) from various sensors via the input interface 35 . The electronic control unit 30 generates control signals such as a fuel injection amount TAU and an ignition timing Ig on the basis of the received values and outputs the control signals to the fuel injection valve 7 , the ignition system 9 and the like via the output interface 36 .

Die Wirkungsweise des Luft-Brennstoffverhältnis- Regelungssystems mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird nachstehend im einzelnen beschrieben.How the air-fuel ratio works Control system with the structure described above described in detail below.

Ein in Fig. 2 gezeigtes Brennstoffeinspritzsteuerungsprogramm, das mittels der Zentraleinheit CPU 31 bearbeitet wird, wird bei jeder Brennstoffeinspritzung jedes Zylinders (d. h. alle 180° Kurbelwellenwinkel im vorliegenden Ausführungsbeispiel) durchgeführt.A fuel injection control program shown in FIG. 2, which is processed by means of the CPU 31 , is carried out for each fuel injection of each cylinder (ie every 180 ° crankshaft angle in the present exemplary embodiment).

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die nachfolgende Steuerung bzw. Regelung grundsätzlich in selektiver Weise auf der Basis der Maschinenbetriebsbedingungen durchgeführt:
eine Steuerung im offenen Regelkreis zur Steuerung eines Luft- Brennstoffverhältnisses zu dem stöchiometrischen Luft- Brennstoffverhältnis unabhängig von einem mittels des Luft- Brennstoffverhältnissensors 26 erfaßten tatsächlichen Luft- Brennstoffverhältnis λr,
eine stöchiometrische Luft-Brennstoffverhältnisregelung rückgekoppelte Regelung zur Regelung des tatsächlichen Luft- Brennstoffverhältnisses λr zu dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG, das als stöchiometrisches Luft-Brennstoffverhältnis eingestellt ist, und
eine magere Luft-Brennstoffverhältnisregelung (rückgekoppelte Regelung) zur Regelung des tatsächlichen Luft- Brennstoffverhältnisses λr zu dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG, das in dem mageren Luft-Brennstoffverhältnisbereich eingestellt ist.In this exemplary embodiment, the following control or regulation is basically carried out selectively on the basis of the machine operating conditions:
a controller in open loop .lambda.r fuel ratio for controlling an air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio regardless of a detected by the air-fuel ratio sensor 26, actual air,
a stoichiometric air-fuel ratio control feedback control for controlling the actual air-fuel ratio λr to the target air-fuel ratio λTG, which is set as the stoichiometric air-fuel ratio, and
a lean air-fuel ratio control (feedback control) for controlling the actual air-fuel ratio λr to the target air-fuel ratio λTG set in the lean air-fuel ratio range.

Bei der mageren Luft-Brennstoffverhältnisregelung wird ein Fettgemischreinigungsablauf durchgeführt zum Bewirken einer zeitweiligen Verbrennung mit fettem Gemisch in der Mitte einer Verbrennung mit mageren Gemisch, so daß die NOx-Gasanteile, die im NOx-Katalysator 13 absorbiert wurden, entladen werden können. Beispielsweise wird die Fettgemischreinigungsbedingung gebildet zum Bewirken einer Verbrennung auf der Basis eines fetten Gemischs während einer kurzen Zeitdauer, wenn der im NOx-Katalysator 13 absorbierte Betrag der NOx-Gasanteile einen vorbestimmten Bezugspegel überschreitet oder eine vorbestimmte Zeitdauer (eine spezifische Anzahl von Verbrennungen mit magerem Gemisch) seit der vorhergehenden Zeitdauer des Fettgemischreinigungsablaufs abgelaufen ist. Somit werden eine Verbrennung mit magerem Gemisch und eine Verbrennung mit fettem Gemisch in jeweils vorbestimmten Intervallen alternativ durchgeführt. In the lean air-fuel ratio control, a rich mixture purification process is carried out to cause a temporary combustion with a rich mixture in the middle of a combustion with a lean mixture so that the NOx gas portions which have been absorbed in the NOx catalyst 13 can be discharged. For example, the rich mixture purification condition is formed to cause combustion based on a rich mixture for a short period of time when the amount of NOx gas portions absorbed in the NOx catalyst 13 exceeds a predetermined reference level or a predetermined period of time (a specific number of lean mixture burns ) has expired since the previous period of the fat mixture cleaning process. Thus, combustion with a lean mixture and combustion with a rich mixture are alternatively carried out at predetermined intervals.

In einem ersten Schritt 101 des in Fig. 2 gezeigten Programms liest die Zentraleinheit CPU 31 die Erfassungsergebnisse der Sensoren (Maschinendrehzahl Ne, Ansaugluftdruck PM, Kühlwassertemperatur Thw, und dergleichen) zur Angabe des Maschinenbetriebszustands, und berechnet in Schritt 102 eine Grundeinspritzmenge Tp in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl Ne und dem Ansaugluftdruck PM bei jedem Durchlauf unter Verwendung eines im Nur/Lesespeicher ROM 32 zuvor abgespeicherten Grundeinspritzmengenkennfelds. Die Zentraleinheit CPU 31 bestimmt ferner, ob eine bekannte Luft-Brennstoffverhältnis- Rückkopplungsbedingung in Schritt 103 erfüllt ist oder nicht. Die Luft-Brennstoffverhältnis-Rückkopplungsbedingung umfaßt die Bedingung, daß die Kühlwassertemperatur Thw gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, die Maschine 1 sich nicht in einem Hochlastzustand und bei hoher Drehzahl befindet, und der Luft- Brennstoffverhältnissensor 26 seinen aktiven Zustand erreicht hat. Ergibt sich in Schritt 103 die Antwort NEIN (die Luft- Brennstoffverhältnis-Rückkopplungsbedingung ist nicht erfüllt), dann geht der Steuerungsablauf in der Zentraleinheit CPU 31 zu Schritt 104 über, in welchem sämtliche Werte, wie der Magerkorrekturwert FLEAN, der Fettkorrekturwert FRICH und der Luft- Rückkopplungskorrekturwert FAF auf "1.0" gesetzt werden.In a first step 101 of the program shown in Fig. 2, the CPU 31 reads the detection results of the sensors (engine speed Ne, intake air pressure PM, coolant temperature Thw, and the like) to specify the engine operating condition, and calculates in step 102, a basic fuel injection amount Tp in response to the engine speed Ne and the intake air pressure PM during each run using a basic injection quantity map previously stored in the read / write memory ROM 32 . The CPU 31 further determines whether or not a known air-fuel ratio feedback condition is satisfied in step 103 . The air-fuel ratio feedback condition includes the condition that the cooling water temperature Thw is equal to or higher than a predetermined temperature, the engine 1 is not in a high-load state and at a high speed, and the air-fuel ratio sensor 26 has reached its active state. If NO in step 103 (the air-fuel ratio feedback condition is not satisfied), the control flow in the CPU 31 proceeds to step 104 , in which all values such as the lean correction value FLEAN, the fat correction value FRICH and the air - Feedback correction value FAF can be set to "1.0".

Ergibt sich in Schritt 103 die Antwort JA (die Luft- Brennstoffverhältnis-Rückkopplungsbedingung ist erfüllt), dann geht die Steuerungseinheit CPU 31 zu einem Schritt 200 über, in welchem das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG eingestellt wird zum Bewirken einer stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnisregelung oder einer mageren Luft-Brennstoffverhältnisregelung. In Schritt S300 werden der Magerkorrekturwert FLEAN sowie der Fettkorrekturwert FRICH eingestellt. Der Rückkopplungskorrekturwert FAF wird in Schritt 400 eingestellt.If YES in step 103 (the air-fuel ratio feedback condition is satisfied), the control unit CPU 31 proceeds to a step 200 in which the target air-fuel ratio λTG is set to effect stoichiometric air-fuel ratio control or lean air-fuel ratio control. In step S300, the lean correction value FLEAN and the fat correction value FRICH are set. The feedback correction value FAF is set in step 400 .

Hierbei werden die Korrekturwerte FLEAN und FRICH auf der Basis einer Differenz (Grad des mageren oder fetten Gemischs) des Soll- Luft-Brennstoffverhältnisses λTG bezüglich des stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnisses eingestellt. Beide Werte werden vergrößert, wenn sich die Differenz vergrößert. Der Rückkopplungskorrekturwert FAF wird eingestellt auf der Basis einer Abweichung des mittels des Luft-Brennstoffverhältnissensors 26 erfaßten tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnisses λr und des Soll- Luft-Brennstoffverhältnisses λTG.Here, the correction values FLEAN and FRICH are set on the basis of a difference (degree of lean or rich mixture) of the desired air-fuel ratio λTG with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. Both values are increased as the difference increases. The feedback correction value FAF is adjusted based on a deviation of the detected actual 26 by means of the air-fuel ratio sensor air-fuel ratio .lambda.r and the target air-fuel ratio λTG.

Nach der Einstellung der Werte FLEAN, FRICH und FAF berechnet die elektronische Steuerungseinheit CPU 31 in Schritt 105 die endgültige Brennstoffeinspritzmenge TAU wie folgt auf der Basis der Grundeinspritzmenge Tp, verschiedener Korrekturwerte FALL (Kühlmitteltemperaturkorrektur, Klimaanlagenbelastungskorrektur und dergleichen), FAF, FLEAN und FRICH.
After setting the values FLEAN, FRICH and FAF, the electronic control unit CPU 31 calculates the final fuel injection amount TAU in step 105 as follows based on the basic injection amount Tp, various correction values FALL (coolant temperature correction, air conditioning load correction and the like), FAF, FLEAN and FRICH.

TAU = Tp.FALL.FAF.FLEAN.FRICH
TAU = Tp.FALL.FAF.FLEAN.FRICH

Nach der vorstehend angegebenen Berechnung gibt die Zentraleinheit CPU 31 ein Pulssignal entsprechend der berechneten Brennstoffeinspritzmenge TAU an die Brennstoffeinspritzventile 7 ab.According to the above calculation, the CPU 31 outputs a pulse signal corresponding to the calculated fuel injection amount TAU to the fuel injection valves 7 .

Die Einzelheiten des Schritts 200 zur Einstellung eines Soll- Luft-Brennstoffverhältnisses sind in den Fig. 3 und 4 gezeigt.The details of step 200 for setting a target air-fuel ratio are shown in FIGS. 3 and 4.

Bei diesem Ablauf wird nicht nur das Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTG eingestellt, sondern es werden ebenfalls ein Rückkopplungsstartzähler C1 sowie ein Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 berücksichtigt. Ferner wird ein Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGST eingestellt zur lediglichen Verwendung während einer kurzen Zeitdauer unmittelbar vor dem Start der rückgekoppelten Regelung. Dabei wird der Rückkopplungsstartzähler C1 lediglich dann zur Zeit unmittelbar nach der Änderung von der Steuerung im offenen Regelkreis zur rückgekoppelten Regelung des Luft-Brennstoffverhältnisses verwendet, so daß auf der Basis des Zählwerts überprüft werden kann, ob eine Zeit unmittelbar nach dem Rückkoppelungsstart vorliegt. Ferner wird der Soll-Luft-Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 lediglich dann betrieben, wenn sich das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG erheblich geändert hat, beispielsweise wenn die rückgekoppelte Regelung des stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnisses zur Regelung eines mageren Luft-Brennstoffverhältnisses übergegangen ist, so daß überprüft wird, daß sich das Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTG verändert hat. In beiden Fällen sind die Anfangswerte der Zähler gleich Null (0).In this process, not only the target air Fuel ratio λTG set, but it will also a feedback start counter C1 and a target air Fuel ratio change counter C2 is taken into account. Furthermore, a target air-fuel ratio λTGST set to the mere Use for a short period of time immediately before the start the feedback regulation. The Feedback start counter C1 only then immediately after the change from the open-loop control to feedback control of the air-fuel ratio used so that it can be checked on the basis of the count value whether a There is time immediately after the start of the feedback. Furthermore, the target air-fuel ratio change counter C2 only then operated when the target air-fuel ratio λTG has changed significantly, for example if the feedback Control of the stoichiometric air-fuel ratio Lean air-fuel ratio control passed so that it is checked that the target air Fuel ratio λTG has changed. In both cases they are Initial values of the counters are zero (0).

Gemäß Fig. 3 wird zuerst in Schritt 201 das Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTG auf der Basis der Maschinenbetriebsbedingungen (beispielsweise der Maschinendrehzahl Ne, dem Ansaugluftdruck PM) eingestellt. Hierbei wird das Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTG eingestellt zur Übereinstimmung mit der zu dieser Zeit vorherrschenden Steuerungs- oder Regelungsbetriebsart. Beispielsweise wird das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG auf ein Luft-Brennstoffverhältnis von 14.7 (stöchiometrisches Luft- Brennstoffverhältnis) eingestellt, wenn die Maschine 1 in dem stöchiometrischen Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelungsbereich betrieben wird und es erfolgt eine Einstellung des Luft-Brennstoffverhältnisses auf Werte von 20-23, wenn sich die Maschine 1 im mageren Luft- Brennstoffverhältnisregelungsbereich befindet.Referring to FIG. 3, the target air-fuel ratio λTG based on the engine operating conditions is first set (for example, the engine speed Ne, the intake air pressure PM) in step 201. Here, the target air-fuel ratio λTG is set to match the control mode prevailing at that time. For example, the target air-fuel ratio λTG is set to an air-fuel ratio of 14.7 (stoichiometric air-fuel ratio) when the engine 1 is operating in the stoichiometric air-fuel ratio feedback control range, and the air-fuel ratio is set to values of 20- 23 when the engine 1 is in the lean air-fuel ratio control range.

Danach wird in Schritt 202 überprüft, ob die Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungsbedingung zuvor erfüllt ist. Liegt eine Zeit unmittelbar vor der Änderung von der Steuerung im offenen Regelkreis zur Luft-Brennstoffverhältnisregelung (rückgekoppelte Regelung) vor, dann ergibt die Bestimmung in Schritt 202 die Antwort NEIN und der Steuerungsablauf geht zu Schritt 240 über, so daß in diesem Fall das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGST eingestellt wird. Ergibt die Bestimmung in Schritt 202 die Antwort JA und ist in Schritt 203 der Rückkopplungsstartzähler C1 nicht Null (0), dann geht der Steuerungsablauf ebenfalls zu Schritt 240 über. Der Rückkopplungszähler C1 wird im nachfolgenden Schritt 204 betrieben. Hierbei bedeutet die Beziehung C1 < 0 daß Schritt 240 mit Priorität verarbeitet wird.It is then checked in step 202 whether the air-fuel ratio feedback condition has previously been met. If there is a time immediately before the change from the control in the open control loop to the air-fuel ratio control (feedback control), the determination in step 202 results in the answer NO and the control flow goes to step 240 , so that in this case the target Air-fuel ratio λTGST is set. If the determination in step 202 yields a YES answer and in step 203 the feedback start counter C1 is not zero (0), the control flow also proceeds to step 240 . The feedback counter C1 is operated in the following step 204 . Here, the relationship C1 <0 means that step 240 is processed with priority.

Gemäß Fig. 5 wird in Schritt 241 überprüft, ob der Rückkopplungszähler C1 gleich Null (0) ist. Da der Rückkopplungszähler C1 anfänglich gleich Null ist, wird der Rückkopplungszähler C1 auf einen vorbestimmten Wert KC1 eingestellt, der auf der Basis der Differenz zwischen dem mittels des Luft- Brennstoffverhältnissensors 26 erfaßten tatsächlichen Luft- Brennstoffverhältnis λr und dem in Schritt 201 eingestellten Soll- Luft-Brennstoffverhältnis λTG eingestellt ist. Gemäß der Darstellung in Fig. 8 steigt der Wert KC1 an, wenn die Differenz |λr-λTG| ansteigt. Alternativ kann es auch ein vorbestimmter fester Wert sein.According to Fig. 5, it is checked in step 241 if the feedback counter C1 is equal to zero (0). Since the feedback counter C1 initially is equal to zero, the feedback counter C1 is set to a predetermined value KC1, which on the basis of the difference between the means of the air-fuel ratio sensor actual air-fuel ratio .lambda.r and the value set in step 201 target detected 26 air Fuel ratio λTG is set. As shown in Fig. 8, the value KC1 increases when the difference | λr-λTG | increases. Alternatively, it can also be a predetermined fixed value.

Sodann wird in Schritt 243 das tatsächliche Luft- Brennstoffverhältnis λr zum vorliegenden Zeitpunkt als Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTGST zur Berücksichtigung unmittelbar nach dem Start der Rückkopplung eingestellt, worauf das Programm beendet ist. Somit wird das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis λr als der anfängliche Wert des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTGST eingestellt.Then, in step 243, the actual air-fuel ratio λr at the present time is set as the target air-fuel ratio λTGST for consideration immediately after the start of the feedback, after which the program is ended. Thus, the actual air-fuel ratio λr is set as the initial value of the target air-fuel ratio λTGST.

Gilt nun die Einstellung C1 = KC1, dann ergibt die Bestimmung in Schritt 241 das Ergebnis NEIN, und der Rückkopplungsstartzähler C1 wird in Schritt 244 um 1 vermindert. Ferner werden in Schritt 245 jene beiden Luft-Brennstoffverhältnisse λTG und λTGST miteinander verglichen zur Überprüfung, ob λTG größer (magerer) als λTGST ist. If the setting C1 = KC1 now applies, the determination in step 241 yields the result NO and the feedback start counter C1 is reduced by 1 in step 244 . Furthermore, in step 245 those two air-fuel ratios λTG and λTGST are compared with one another to check whether λTG is greater (leaner) than λTGST.

Ergibt die Bestimmung in Schritt 245 die Antwort JA (λTGST < λTG), dann geht der Steuerungsablauf zu Schritt 246 über, wobei ein vorbestimmter Wert Δλ1 zu dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGST zur gegenwärtigen Zeit addiert wird. Ergibt die Bestimmung in Schritt 245 die Antwort NEIN (λTGST < λTG), dann geht der Steuerungsablauf zu Schritt 247 über zum Subtrahieren eines vorbestimmten Werts Δλ2 von dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGST zur gegenwärtigen Zeit. Somit wird das Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTGST zu einer Zeit unmittelbar nach dem Starten der Rückkopplung allmählich vergrößert oder vermindert für eine Annäherung an das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG.If the determination in step 245 gives the answer YES (λTGST <λTG), then the control flow goes to step 246 , where a predetermined value Δλ1 is added to the target air-fuel ratio λTGST at the current time. If the determination in step 245 gives the answer NO (λTGST <λTG), then the control flow goes to step 247 to subtract a predetermined value Δλ2 from the target air-fuel ratio λTGST at the current time. Thus, the target air-fuel ratio λTGST is gradually increased or decreased at a time immediately after the feedback starts to approach the target air-fuel ratio λTG.

Dabei werden bevorzugt Δλ1 und Δλ2 eingestellt zur Erfüllung einer vorbestimmten Beziehung, beispielsweise Δλ1 < Δλ2, so daß die Änderungsrate des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTGST größer wird, wenn sich das Luft-Brennstoffverhältnis λTGST dem Luft- Brennstoffverhältnis λTG von der mageren Seite annähert (beispielsweise wenn die Rückkoppelung aus einer Brennstoffabschaltbedingung gestartet wird), als wenn sich das Luft- Brennstoffverhältnis λTST dem Luft-Brennstoffverhältnis λTG von der fetten Seite annähert (beispielsweise wenn die Rückkopplung aus einer Maschinenstartbedingung mit Kaltstartanreicherung gestartet wird).In this case, Δλ1 and Δλ2 are preferably set to fulfill a predetermined relationship, for example Δλ1 <Δλ2, so that the Rate of change of the target air-fuel ratio λTGST greater when the air-fuel ratio λTGST matches the air Fuel ratio λTG approximates from the lean side (for example if the feedback from a Fuel shutdown condition is started) as if the air Fuel ratio λTST the air-fuel ratio λTG from the bold side approximates (for example when the feedback is off a machine start condition with cold start enrichment started becomes).

Es wird sodann in Schritt 248 überprüft, ob der absolute Wert der Differenz zwischen λTGST und λTG kleiner als ein vorbestimmter Wert KAF1 (von beispielsweise 0.3) ist.
It is then checked in step 248 whether the absolute value of the difference between λTGST and λTG is less than a predetermined value KAF1 (of 0.3, for example).

|λTGST-λTG| < KAF1
| λTGST-λTG | <KAF1

Ergibt das Bestimmungsergebnis in Schritt 248 die Antwort NEIN, dann wird der Steuerungsablauf sofort beendet. Liegt dem gegenüber die Antwort JA vor, dann geht der Steuerungsablauf zu Schritt 249 über zum Löschen des Rückkopplungsstartzählers C1 auf Null (0), und das Programm wird beendet. Somit führt die Bestimmung in Schritt 203 zu einer Antwort JA beim nächsten Durchlauf.If the result of the determination in step 248 is NO, the control flow is ended immediately. If the answer is YES, the control flow goes to step 249 to clear the feedback start counter C1 to zero (0) and the program is ended. Thus, the determination in step 203 results in a YES answer on the next pass.

Vorzugsweise wird der vorbestimmte Wert in Schritt 245 geändert auf der Basis der Situation, ob sich das Luft-Brennstoffverhältnis λTGST von unmittelbar nach dem Rückkopplungsstart dem Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTG von der mageren Luft- Brennstoffverhältnisseite oder von der fetten Luft- Brennstoffverhältnisseite annähert. Beispielsweise wird der vorbestimmte Wert KAF1 größer eingestellt, wenn sich das Luft- Brennstoffverhältnis λTGST von der mageren Luft- Brennstoffverhältnisseite annähert, als wenn es sich von der fetten Luft-Brennstoffverhältnisseite annähert. Der größere vorbestimmte Wert KAF1 bedeutet, daß die Bestimmung in Schritt 248 die Antwort JA zu einem früheren Zeitpunkt ergibt, auch wenn die Differenz zwischen beiden Luft-Brennstoffverhältnissen λTG und λTGST vergleichsweise groß ist.Preferably, the predetermined value is changed in step 245 based on the situation whether the air-fuel ratio λTGST approaches the target air-fuel ratio λTG from the lean air-fuel ratio side or the rich air-fuel ratio side from immediately after the feedback start. For example, the predetermined value KAF1 is set larger when the air-fuel ratio λTGST approaches from the lean air-fuel ratio side than when it approaches from the rich air-fuel ratio side. The larger predetermined value KAF1 means that the determination in step 248 gives the answer YES at an earlier point in time, even if the difference between the two air-fuel ratios λTG and λTGST is comparatively large.

Solange die Bestimmungsergebnisse der Schritte 202 und 203 gemäß einer erneuten Bezugnahme auf Fig. 3 beide die Antwort JA ergeben zur Anzeige, daß Schritt 240 (Fig. 5) unmittelbar nach dem Starten der Luft-Brennstoffverhältnisregelung (rückgekoppelte Regelung) durchgeführt wird und die rückgekoppelte Luft- Brennstoffverhältnisregelung danach andauert, geht der Steuerungsablauf zu Schritt 204 über zum Herabzählen (Vermindern) des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisänderungszählers C2 um 1. Hierbei wird der Soll-Luft-Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 bezüglich seiner unteren Grenze bei dem Anfangswert (0) gesichert, und er wird bei Null (0) gehalten, bevor ein vorbestimmter Wert KC eingestellt wird, wobei dies nachstehend noch beschrieben wird.As long as the determination results of steps 202 and 203, again referring to FIG. 3, both give the answer YES to indicate that step 240 ( FIG. 5) is performed immediately after the air-fuel ratio control (feedback control) is started and the feedback air After that, when the fuel ratio control continues, the control flow goes to step 204 to count down (decrease) the target air-fuel ratio change counter C2. Here, the target air-fuel ratio change counter C2 is secured with respect to its lower limit at the initial value (0), and it is held at zero (0) before a predetermined value KC is set, which will be described later.

Es wird sodann in Schritt 205 überprüft, ob die Rückkopplungsbedingung erfüllt ist. Ergibt die Bestimmung die Antwort JA, dann wird in Schritt 206 überprüft, ob die Mager- Rückkopplungsbedingung ebenfalls zuvor erfüllt war, d. h. ob gleiche Bedingungen vorliegen. Ergibt die Bestimmung in Schritt 205 die Antwort NEIN, dann wird in Schritt 207 überprüft, ob die Rückkopplungsbedingung ebenfalls zuvor nicht erfüllt war, d. h. ob gleiche Bedingungen vorliegen. Hierbei bedeutet die Mager- Rückkopplungsbedingung eine stärker beschränkte Bedingung als die Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsbedingung, die in Schritt 202 überprüft wurde. Grundsätzlich wird die Mager-Rückkopplungsregelung durchgeführt, falls die Mager-Rückkopplungsbedingung erfüllt ist, während die stöchiometrische Luft-Verhältnisregelung durchgeführt wird, falls die Mager-Rückkopplungsbedingung nicht erfüllt ist.It is then checked in step 205 whether the feedback condition is met. If the determination gives the answer YES, then in step 206 it is checked whether the lean feedback condition was also previously met, ie whether the same conditions exist. If the determination in step 205 yields the answer NO, then in step 207 it is checked whether the feedback condition was also not previously met, ie whether the same conditions exist. Here, the lean feedback condition means a more restricted condition than the air-fuel ratio feedback condition checked in step 202 . Basically, the lean feedback control is carried out if the lean feedback condition is fulfilled, while the stoichiometric air ratio control is carried out if the lean feedback condition is not fulfilled.

Falls die Mager-Rückkopplungsbedingungsbestimmung eine Änderung erfährt von "nicht erfüllt " beim vorherigen Durchlauf zu "erfüllt" zum gegenwärtigen Zeitpunkt (Antwort JA in Schritt 205 und Antwort NEIN in Schritt 206) oder falls eine Änderung auftritt von "erfüllt" zu "nicht erfüllt" (Antwort NEIN in beiden Schritten 205 und 207), dann geht der Steuerungsablauf zu Schritt 208 über zur Einstellung des vorbestimmten Werts KC2 in den Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2. Der vorbestimmte Wert KC2 kann auf der Basis der in Fig. 9 gezeigten Kennlinie eingestellt werden. Der vorbestimmte Wert wird somit auf der Basis einer Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis λr zur gegenwärtigen Zeit und dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG bestimmt, so daß der vorbestimmte Wert KC2 vergrößert wird, wenn die Differenz |λr-λTG| vergrößert wird. Alternativ kann der vorbestimmte Wert KC2 auch ein fester Wert sein.If the lean feedback condition determination changes from "not satisfied" in the previous run to "satisfied" at the current time (answer YES in step 205 and answer NO in step 206 ) or if a change occurs from "fulfilled" to "not fulfilled" (Answer NO in both steps 205 and 207 ), then the control flow goes to step 208 to set the predetermined value KC2 in the target air-fuel ratio change counter C2. The predetermined value KC2 can be set based on the characteristic shown in FIG. 9. The predetermined value is thus determined based on a difference between the actual air-fuel ratio λr at the current time and the target air-fuel ratio λTG, so that the predetermined value KC2 is increased when the difference | λr-λTG | is enlarged. Alternatively, the predetermined value KC2 can also be a fixed value.

Der Steuerungsablauf geht jedoch zu Schritt 209 (Fig. 4) ohne Verarbeitung des Schritts 208 über, falls die Rückkoppelungsbedingung zuvor und gegenwärtig erfüllt ist (Antwort JA in beiden Schritten 205 und 206) oder zuvor und gegenwärtig nicht erfüllt ist (Antwort NEIN in Schritt 205 und Antwort JA in Schritt 207). However, the control flow goes to step 209 ( FIG. 4) without processing step 208 if the feedback condition is previously and currently satisfied (answer YES in both steps 205 and 206 ) or previously and currently is not satisfied (answer NO in step 205) and answer YES in step 207 ).

Sodann wird in Schritt 209 gemäß Fig. 4 überprüft, ob die Fettreinigungsbedingung erfüllt ist. Hierbei wird beispielsweise bestimmt, daß die Fettreinigungsbedingung erfüllt ist zur Durchführung der Luft-Brennstoffverhältnisregelung bezüglich eines fetten Gemischs, wenn der im NOx-Katalysator 13 absorbierte NOx- Betrag einen vorbestimmten Pegel erreicht oder eine vorbestimmte Zeitdauer (vorbestimmte Anzahl von Verbrennungen) seit der vorherigen Reinigung mit einem fetten Gemisch (Fettreinigungsbedingung) abgelaufen ist.It is then checked in step 209 according to FIG. 4 whether the grease cleaning condition is fulfilled. Here, for example, it is determined that the grease cleaning condition is met to perform the air-fuel ratio control on a rich mixture when the amount of NOx absorbed in the NOx catalyst 13 reaches a predetermined level or a predetermined period of time (predetermined number of burns) since the previous cleaning with a rich mixture (grease cleaning condition).

Das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG wird auf den Fettgemischsteuerungswert (beispielsweise auf ein Luft- Brennstoffverhältnis von etwa 13) in Schritt 210 eingestellt. Sodann wird in Schritt 211 bestimmt, ob die Fettreinigungsbedingung zuvor ebenfalls erfüllt war, d. h. ob gleiche Bedingungen vorliegen. Ferner wird in Schritt 212 bestimmt, ob die Fettreinigungsbedingung zuvor nicht erfüllt war, d. h. ob gleiche Bedingungen vorliegen, falls die Bestimmung in Schritt 209 die Antwort NEIN ergibt.The target air-fuel ratio λTG is set to the rich mixture control value (for example, an air-fuel ratio of about 13) in step 210 . It is then determined in step 211 whether the fat cleaning condition was also previously met, ie whether the same conditions exist. Furthermore, it is determined in step 212 whether the fat cleaning condition was not previously met, ie whether the same conditions exist if the determination in step 209 gives the answer NO.

Der Steuerungsablauf geht zu Schritt 213 über zur Einstellung des vorbestimmten Werts KC2 in den Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2, wenn sich die Fettreinigungsbedingung von dem Zustand "nicht erfüllt" in der davor liegenden Zeit zu dem Zustand "erfüllt" zur gegenwärtigen Zeit (Antwort JA in Schritt 209 und Antwort NEIN in Schritt 211) geändert hat oder eine Änderung vorliegt vom Zustand "erfüllt" zu dem Zustand "nicht erfüllt" (Antwort NEIN in beiden Schritten 209 und 212). Hierbei kann der vorbestimmte Wert KC2 in gleicher Weise wie in Schritt 208 gemäß Fig. 9 bestimmt werden.The control flow goes to step 213 to set the predetermined value KC2 in the target air-fuel ratio change counter C2 when the grease cleaning condition changes from the "not satisfied" state in the previous time to the "fulfilled" state at the present time (answer YES in step 209 and answer NO in step 211 ) or there is a change from the state "fulfilled" to the state "not fulfilled" (answer NO in both steps 209 and 212 ). Here, the predetermined value KC2 can be determined in the same way as in step 208 according to FIG. 9.

Der Steuerungsablauf geht jedoch zu Schritt 214 ohne Verarbeitung des Schritts 213 über, wenn die Fettreinigungsbedingung zuvor und gegenwärtig erfüllt ist (Antwort JA in beiden Schritten 209 und 211). However, the control flow goes to step 214 without processing step 213 if the grease cleaning condition is satisfied previously and currently (answer YES in both steps 209 and 211 ).

In Schritt 214 wird bestimmt, ob der Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 größer als Null (0) ist. Der Steuerungsablauf wird beendet, falls die Bestimmung zur Antwort NEIN führt (C2 < 0). Im einzelnen endet der Steuerungsablauf mit der Bestimmung NEIN in Schritt 214, wenn der Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 bei seinem Anfangswert (0) gehalten wird oder gemäß Schritt 204 auf den Wert C2 = 0 vermindert wird.In step 214 , it is determined whether the target air-fuel ratio change counter C2 is greater than zero (0). The control process is ended if the determination leads to a NO answer (C2 <0). Specifically, the control flow ends with the determination of NO in step 214 when the target air-fuel ratio change counter C2 is held at its initial value (0) or is decreased to the value C2 = 0 in step 204 .

Ist die Bestimmung in Schritt 215 JA (C2 < 0), dann wird überprüft, ob der absolute Wert der Differenz zwischen dem gegenwärtigen tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis λr und dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG größer als ein vorbestimmter Wert KAF2 (von beispielsweise 0.3) ist, wobei gilt |λr-λTG| < KAF2. Ergibt die Bestimmung in Schritt 215 die Antwort NEIN, dann wird der Steuerungsablauf beendet. Ergibt demgegenüber die Bestimmung die Antwort JA, dann wird der Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 in Schritt 216 gelöscht und auf Null (0) gesetzt, worauf das Programm beendet wird.If the determination in step 215 is YES (C2 <0), it is checked whether the absolute value of the difference between the current actual air-fuel ratio λr and the target air-fuel ratio λTG is greater than a predetermined value KAF2 (of 0.3, for example) , where | λr-λTG | applies <KAF2. If the determination in step 215 is NO, the control flow is ended. On the other hand, if the determination gives the answer YES, then the target air-fuel ratio change counter C2 is cleared in step 216 and set to zero (0), whereupon the program is ended.

Der Steuerungsablauf von Schritt 300 in Fig. 2 zur Einstellung des Magerkorrekturwerts FLEAN und des Fettkorrekturwerts FRICH ist im einzelnen in Fig. 6 gezeigt.The control flow of step 300 in FIG. 2 for setting the lean correction value FLEAN and the fat correction value FRICH is shown in detail in FIG. 6.

In Schritt 301 gemäß Fig. 6 wird überprüft, ob die Magerrückkopplungsbedingung erfüllt ist, und es wird in Schritt 302 überprüft, ob die Fettreinigungsbedingung erfüllt ist. Falls die Magerrückkopplungsbedingung nicht erfüllt ist (Antwort NEIN in Schritt 301), geht der Steuerungsablauf zu den Schritten 303 und 304 über, wobei beide Korrekturwerte FLEAN und FRICH auf 1.0 eingestellt werden.In step 301 in FIG. 6, it is checked whether the lean feedback condition is fulfilled, and in step 302 it is checked whether the fat purification condition is fulfilled. If the lean feedback condition is not met (answer NO in step 301 ), the control flow goes to steps 303 and 304 , and both correction values FLEAN and FRICH are set to 1.0.

Ist die Magerrückkopplungsbedingung erfüllt und ist die Fettreinigungsbedingung nicht erfüllt (Antwort JA in Schritt 301 und Antwort NEIN in Schritt 302), dann geht der Steuerungsablauf zu den Schritten 305 und 306 über. Der Magerkorrekturwert FLEAN (< 1.0) wird bestimmt auf der Basis des gegenwärtigen Soll-Luft- Brennstoffverhältnisses λTG in Schritt 305, und der Fettkorrekturwert FRICH wird in Schritt 306 auf den Wert 1.0 eingestellt.If the lean feedback condition is met and the grease cleaning condition is not met (answer YES in step 301 and answer NO in step 302 ), the control flow goes to steps 305 and 306 . The lean correction value FLEAN (<1.0) is determined based on the current target air-fuel ratio λTG in step 305 , and the rich correction value FRICH is set to 1.0 in step 306 .

Sind sowohl die Magerrückkopplungsbedingung als auch die Fettreinigungsbedingung erfüllt (Antwort JA in beiden Schritten 301 und 302), dann geht der Steuerungsablauf zu den Schritten 307 und 308 über.If both the lean feedback condition and the fat cleaning condition are met (answer YES in both steps 301 and 302 ), the control flow goes to steps 307 and 308 .

In Schritt 307 wird der Magerkorrekturwert FLEAN auf den Wert 1.0 eingestellt, und es wird in Schritt 308 der Fettkorrekturwert FRICH (< 1.0) auf der Basis des gegenwärtigen Soll-Luft- Brennstoffverhältnisses λTG bestimmt.In step 307 , the lean correction value FLEAN is set to 1.0, and in step 308 the fat correction value FRICH (<1.0) is determined based on the current target air-fuel ratio λTG.

Der Steuerungsablauf von Schritt 400 in Fig. 2 zur Bestimmung des Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungskorrekturwerts FAF ist im einzelnen in Fig. 7 gezeigt.The control flow of step 400 in FIG. 2 for determining the air-fuel ratio feedback correction value FAF is shown in detail in FIG. 7.

Zuerst wird in den Schritten 401 und 402 bestimmt, ob der Rückkopplungsstartzähler C1 größer als 0 ist, und ob der Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler größer als 0 ist.First, in steps 401 and 402, it is determined whether the feedback start counter C1 is greater than 0 and whether the target air-fuel ratio change counter is greater than 0.

Ergibt die Bestimmung in Schritt 401 die Antwort JA (C1 < 0), dann wird der Rückkopplungskorrekturwert FAF bestimmt auf der Basis des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTGST, das im Steuerungsablauf gemäß Fig. 5 unmittelbar nach dem Rückkopplungsstart eingestellt wird. Ergeben die Bestimmungen in den Schritten 401 und 402 jeweils die Antwort NEIN (C1 = 0) und JA (C2 < 0), dann wird der Rückkopplungskorrekturwert FAF in Schritt 404 auf den Wert 1.0 eingestellt. Ergeben die Bestimmungen in den Schritten 401 und 402 ferner die Antwort NEIN (C1 = 0 und C2 = 0), dann wird der Rückkopplungskorrekturfaktor FAF auf der Basis des Soll-Luft- Brennstoffverhältnisses λTGST gemäß Schritt 405 bestimmt.If the determination in step 401 yields the answer YES (C1 <0), then the feedback correction value FAF is determined on the basis of the target air-fuel ratio λTGST, which is set in the control flow according to FIG. 5 immediately after the feedback start. If the determinations in steps 401 and 402 each give the answer NO (C1 = 0) and YES (C2 <0), then the feedback correction value FAF is set to the value 1.0 in step 404 . If the determinations in steps 401 and 402 further give the answer NO (C1 = 0 and C2 = 0), then the feedback correction factor FAF is determined on the basis of the target air-fuel ratio λTGST in accordance with step 405 .

In den Schritten 403 und 405 wird somit der Rückkoppelungskorrekturwert FAF bestimmt auf der Basis der Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis λr und dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG. Die Luft- Brennstoffverhältnisregelung (rückgekoppelte Regelung) wird bewirkt auf der Basis einer verbesserten Regelungstheorie und dem Rückkopplungskorrekturwert FAF, der in der nachfolgenden Weise berechnet wird.
Thus, in steps 403 and 405 , the feedback correction value FAF is determined based on the difference between the actual air-fuel ratio λr and the target air-fuel ratio λTG. The air-fuel ratio control (feedback control) is effected based on an improved control theory and the feedback correction value FAF, which is calculated in the following manner.

FAF = K1.λr + K2.FAF1 + . . . + Kn+1.FAFn + ZI
ZI = ZI1 + Ka.(λTG-λr)
FAF = K1.λr + K2.FAF1 +. . . + Kn + 1.FAFn + ZI
ZI = ZI1 + Ka. (ΛTG-λr)

In den beiden Gleichungen bezeichnen die Werte K1 bis Kn+1 Rückkopplungskonstanten, der Wert ZI bezeichnet einen integralen Ausdruck und der Wert Ka bezeichnet eine Integrationskonstante. Die Zusätze 1 bis n+1 kennzeichnen Variablen zur Angabe der Nummer der Regelung, wie sie seit dem Start der Abtastung durchgeführt wurde.In the two equations, the values denote K1 to Kn + 1 Feedback constants, the value ZI denotes an integral one Expression and the value Ka denotes an integration constant. The Additions 1 to n + 1 indicate variables to indicate the number of the Regulation as it has been carried out since the start of the scan.

Die Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels des Luft- Brennstoffverhältnis-Regelungssystems wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 für den Fall unmittelbar nach dem Rückkopplungsstart und für den Fall der Durchführung einer Reinigung mit einem fetten Gemisch (Fett-Rückkopplungsregelung) im Verlauf einer Mager-Rückkopplungsregelung jeweils beschrieben.The operation of the first embodiment of the air-fuel ratio control system will be described with reference to FIGS. 10 and 11 for the case immediately after the feedback start and for the case of cleaning with a rich mixture (fat feedback control) in the course of a lean Feedback control described in each case.

In Fig. 10 bezeichnet der Zeitpunkt t1 die Zeit, bei der die Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsbedingung erfüllt ist. Die Steuerung im offenen Regelkreis wird vor dem Zeitpunkt t1 bewirkt, und die stöchiometrische Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung wird nach dem Zeitpunkt t1 durchgeführt. In einer Zeit kurz nach dem Starten der Maschine 1 ist das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis λ ein fettes Gemisch (fetter Verhältniswert), da die Maschine 1 mit einer Kaltstartanreicherung betrieben wird.In Fig. 10, time t1 denotes the time at which the air-fuel ratio feedback condition is satisfied. The open loop control is effected before time t1 and the stoichiometric air-fuel ratio feedback control is performed after time t1. In a time shortly after the engine 1 is started, the actual air-fuel ratio λ is a rich mixture (rich ratio value) because the engine 1 is operated with a cold start enrichment.

Zum Zeitpunkt t1 ändert sich die Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungsbedingung von "zuvor nicht erfüllt" zu "gegenwärtig erfüllt" (Antwort NEIN in Schritt 202 in Fig. 3), wird der vorbestimmte Wert KC1 in dem Rückkopplungsstartzähler C1 eingestellt und es wird das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis λr zu diesem Zeitpunkt als Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGST der Zeit unmittelbar nach dem Rückkopplungsstart eingestellt (Schritte 242 und 243 in Fig. 5). Nach dem Zeitpunkt t1 wird das Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTG auf das stöchiometrische Verhältnis eingestellt, da die stöchiometrische Rückkopplungsregelung durchgeführt wird.At time t1, the air-fuel ratio feedback condition changes from "not previously met" to "currently met" (answer NO in step 202 in FIG. 3), the predetermined value KC1 is set in the feedback start counter C1, and the actual air-fuel ratio becomes At this time, λr is set as the target air-fuel ratio λTGST of the time immediately after the feedback start (steps 242 and 243 in FIG. 5). After the time t1, the target air-fuel ratio λTG is set to the stoichiometric ratio, since the stoichiometric feedback control is carried out.

Nach dem Zeitpunkt t1 wird der Rückkopplungsstartzähler C1 allmählich vermindert und es wird das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGST der Zeit unmittelbar nach dem Rückkopplungsstart allmählich vergrößert (Schritte 244 und 246 in Fig. 5), so daß sich das Soll- Luft-Brennstoffverhältnis dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG annähert. Wird die Größe |λTGST-λTG| kleiner als der Wert KAF1 bei dem Zeitpunkt t2, dann wird der Rückkopplungsstartzähler C1 gelöscht und auf 0 gesetzt (249 in Fig. 5).After time t1, the feedback start counter C1 is gradually decreased and the target air-fuel ratio λTGST of the time immediately after the feedback start is gradually increased (steps 244 and 246 in Fig. 5) so that the target air-fuel ratio becomes the target -Air-fuel ratio λTG approximates. If the size | λTGST-λTG | less than the value KAF1 at time t2, then the feedback start counter C1 is cleared and set to 0 ( 249 in FIG. 5).

Die Einstellung des Rückkopplungskorrekturwerts FAF erfolgt auf der Basis des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTGST der Zeit unmittelbar nach dem Rückkopplungsstart (Schritt 403 in Fig. 7) während der Zeitdauer von t1 bis t2. Es erfolgt die Einstellung auf der Basis des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTG (stöchiometrisches Luft-Brennstoffverhältnis) in der normalen Steuerung nach dem Zeitpunkt t2 (Schritt 405 in Fig. 7). Der Magerkorrekturwert FLEAN und der Fettkorrekturwert FRICH werden bei dem Wert 1.0 während der in Fig. 10 gezeigten Zeitdauer gehalten. The feedback correction value FAF is set based on the target air-fuel ratio λTGST of the time immediately after the feedback start (step 403 in FIG. 7) during the period from t1 to t2. The adjustment is made based on the target air-fuel ratio λTG (stoichiometric air-fuel ratio) in the normal control after the time t2 (step 405 in FIG. 7). The lean correction value FLEAN and the fat correction value FRICH are held at the value 1.0 during the period shown in FIG. 10.

Gemäß Fig. 10 zum Zeitpunkt des Startens der rückgekoppelten Regelung wird die rückgekoppelte Regelung nicht mit dem Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTG unabhängig von der Differenz zwischen λr und λTG, sondern mit λTGST gestartet, das sich allmählich von λr bis λTGST ändert. Im Ergebnis wird ein Drehmomentstoß, der infolge einer abrupten Änderung des Luft-Brennstoffverhältnisses auftritt zum Zeitpunkt des Startens der rückgekoppelten Regelung vermindert.Referring to FIG. 10, the feedback control is not started with the target air-fuel ratio regardless of the difference between λTG .lambda.r and λTG but with λTGST the time of starting the feedback control, which gradually changes from .lambda.r to λTGST. As a result, a torque surge that occurs due to an abrupt change in the air-fuel ratio at the time of starting the feedback control is reduced.

Gemäß Fig. 10 wird das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis der rückgekoppelten Regelung geändert vom Wert λTGST zu λTG zum Zeitpunkt t2, wenn die Differenz |λTGST-λTG| kleiner als der Wert KAF1 wird. Läuft jedoch die Zeitdauer KC1 ab, bevor die Differenz |λTGST-λTG| kleiner als KAF1 wird, so daß sich C1 = 0 ergibt, dann wird das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis der rückgekoppelten Regelung von λTGST zu λTG geändert.Referring to FIG. 10, the target air-fuel ratio of the feedback control of the value changed to λTGST λTG at the time t2, when the difference | λTGST-λTG | becomes smaller than the value KAF1. However, the time period KC1 expires before the difference | λTGST-λTG | becomes smaller than KAF1, so that C1 = 0, then the target air-fuel ratio of the feedback control is changed from λTGST to λTG.

In gleicher Weise wie in der Zeitdauer von t1 bis t2 gemäß Fig. 10 wird das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGST der Zeit unmittelbar nach dem Rückkopplungsstart eingestellt und die Rückkopplungsregelung wird erneut ausgehend von diesem Luft- Brennstoffverhältnis λTGST gestartet, wenn die rückgekoppelte Regelung nach der Unterbrechung durch die Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung infolge des Abschaltens der Brennstoffeinspritzung bei einer Maschinenverzögerung oder der Hochlastbedingung der Maschine wieder aufgenommen. Das Soll-Luft- Brennstoffverhältnis wird verändert von λTGST zu λTG, wenn die Differenz zwischen λTGST und λTG klein wird.In the same way as in the period from t1 to t2 according to FIG. 10, the target air-fuel ratio λTGST of the time immediately after the feedback start is set and the feedback control is started again based on this air-fuel ratio λTGST when the feedback control according to Air-fuel ratio feedback control interruption resumed due to fuel injection shutdown in the event of engine deceleration or the engine's high load condition. The target air-fuel ratio is changed from λTGST to λTG when the difference between λTGST and λTG becomes small.

In Fig. 11 erfolgt eine Reinigung mit fettem Gemisch zeitweilig in der Mitte der mageren Rückkopplungsregelung während der Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t3 bis t5. Vor dem Zeitpunkt t3 werden der Rückkopplungskorrekturwert FAF und der Magerkorrekturwert FLEAN auf der Basis des Soll-Luft- Brennstoffverhältnisses λTG zu diesem Zeitpunkt bestimmt, während der Fettkorrekturwert FRICH bei dem Wert 1.0 gehalten wird.In Fig. 11, a cleaning with a rich mixture is carried out temporarily in the middle of the lean feedback control during the time period between the times t3 to t5. Before time t3, the feedback correction value FAF and the lean correction value FLEAN are determined on the basis of the target air-fuel ratio λTG at this time, while the fat correction value FRICH is kept at the value 1.0.

Zum Zeitpunkt t3 ändert sich die Fettreinigungsbedingung von "zuvor nicht erfüllt" zu "gegenwärtig erfüllt". Somit wird das Soll- Luft-Brennstoffverhältnis λTG auf den Fettgemischsteuerungswert eingestellt, und der vorbestimmte Wert KC2 wird in den Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 eingestellt (Schritt 210 und 213 in Fig. 4).At time t3, the grease cleaning condition changes from "previously not met" to "currently met". Thus, the target air-fuel ratio λTG is set to the rich mixture control value, and the predetermined value KC2 is set in the target air-fuel ratio change counter C2 (steps 210 and 213 in FIG. 4).

In Verbindung mit dem Starten der Fettgemischreinigung zum Zeitpunkt t3 ändert sich der Magerkorrekturwert FLEAN vom vorhergehenden Wert, der kleiner als 1.0 ist, zum Wert 1.0, und der Fettkorrekturwert FRICH ändert sich von dem vorherigen Wert von 1.0 auf einen Wert, der größer als 1.0 ist.In connection with the start of the fat mixture cleaning for At time t3, the lean correction value FLEAN changes from previous value, which is less than 1.0, to the value 1.0, and the Bold correction value FRICH changes from the previous value of 1.0 to a value that is greater than 1.0.

Nach dem Zeitpunkt t3 wird der Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 allmählich vermindert, und das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis λr nähert sich dem Soll- Luft-Brennstoffverhältnis λTG (Fettsteuerungswert). Zum Zeitpunkt t4, wenn die Bedingung |λr-λTG| < KAF2 erfüllt ist, wird der Soll- Luft-Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 gelöscht und auf 0 rückgesetzt (Schritte 216 in Fig. 4).After the time t3, the target air-fuel ratio change counter C2 is gradually decreased, and the actual air-fuel ratio λr approaches the target air-fuel ratio λTG (rich control value). At time t4 when the condition | λr-λTG | <KAF2 is satisfied, the target air-fuel ratio change counter C2 is cleared and reset to 0 (steps 216 in FIG. 4).

Während der Zeitdauer von t3 bis t4 wird der Rückkopplungskorrekturwert FAF gleich 1.0 (Schritt 404 in Fig. 7), und die Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungssteuerung wird zeitweilig unterbrochen. Nach dem Zeitpunkt t4 unter der Bedingung C2 = 0 wird der Rückkopplungskorrekturwert FAF bestimmt (Schritt 405 in Fig. 7) auf der Basis des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTG (Fettregelungswert) zum Starten der Fettgemischrückkopplungsregelung. During the period from t3 to t4, the feedback correction value FAF becomes 1.0 (step 404 in FIG. 7), and the air-fuel ratio feedback control is temporarily interrupted. After the time t4 under the condition C2 = 0, the feedback correction value FAF is determined (step 405 in FIG. 7) on the basis of the target air-fuel ratio λTG (fat control value) for starting the fat mixture feedback control.

Nach dem Zeitpunkt t5 ändert sich die Fettreinigungsbedingung von "zuvor erfüllt" zu "gegenwärtig nicht erfüllt". Im Ergebnis wird der vorbestimmte Wert KC2 erneut in den Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 eingestellt (Schritt 213 in Fig. 4). Nach dem Zeitpunkt t5, wenn die Regelungsbetriebsart zur Magerrückkopplungsregelung geändert wird, wird das Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTG zu dem mageren Regelungswert zurückgeführt. Ferner wird zum Zeitpunkt t5 der Magerkorrekturwert FLEAN vom vorherigen Wert von 1.0 auf einen Wert kleiner als 1.0 geändert, und der Fettkorrekturwert FRICH wird vom vorherigen Wert, der größer als 1.0 ist auf den Wert 1.0 geändert.After time t5, the grease cleaning condition changes from "previously fulfilled" to "currently not fulfilled". As a result, the predetermined value KC2 is again set in the target air-fuel ratio change counter C2 (step 213 in FIG. 4). After time t5, when the control mode for lean feedback control is changed, the target air-fuel ratio λTG is returned to the lean control value. Further, at time t5, the lean correction value FLEAN is changed from the previous value from 1.0 to a value smaller than 1.0, and the fat correction value FRICH is changed from the previous value larger than 1.0 to the value 1.0.

Nach dem Zeitpunkt t5 wird der Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 allmählich vermindert, und das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis λr nähert sich dem Soll- Luft-Brennstoffverhältnis λTG an. Zum Zeitpunkt t6, wenn die Bedingung |λr-λTG| < KAF2 erfüllt ist, wird der Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 gelöscht und auf Null rückgesetzt (Schritt 216 in Fig. 4).After the time t5, the target air-fuel ratio change counter C2 is gradually decreased, and the actual air-fuel ratio λr approaches the target air-fuel ratio λTG. At time t6 when the condition | λr-λTG | <KAF2 is satisfied, the target air-fuel ratio change counter C2 is cleared and reset to zero (step 216 in FIG. 4).

Während der Zeitdauer von t5 bis t6 nimmt in gleicher Weise wie in der Zeitdauer t3 bis t4 der Rückkoppelungskorrekturwert FAF den Wert 1.0 an (Schritt 404 in Fig. 7) zum zeitweiligen Unterbrechen der Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung. Zum Zeitpunkt t6, wenn die Bedingung C2 = 0 erfüllt ist, wird der Rückkopplungskorrekturwert FAF auf der Basis des Soll-Luft- Brennstoffverhältnisses λTG bestimmt (Schritt 405 in Fig. 7), so daß die Magerrückkoppelungsregelung gestartet wird.During the period from t5 to t6, in the same manner as in the period t3 to t4, the feedback correction value FAF takes the value 1.0 (step 404 in FIG. 7) for temporarily interrupting the air-fuel ratio feedback control. At time t6 when the condition C2 = 0 is satisfied, the feedback correction value FAF is determined based on the target air-fuel ratio λTG (step 405 in FIG. 7), so that the lean feedback control is started.

Mit dem zeitweiligen Unterbrechen der Rückkopplungsregelung werden Regelungsschwingungen während der Übergangszeit verhindert. Da die Rückkopplungsregelung erneut gestartet wird, wenn die Differenz zwischen λr und λTG klein wird, wird eine übergroße Korrektur des Luft-Brennstoffverhältnisses zu einer Zeit der Änderung des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTG verhindert.With the temporary interruption of the feedback control control vibrations are prevented during the transition period. Since the feedback control is started again when the Difference between λr and λTG becomes small, becomes an oversized Correction of the air-fuel ratio at a time of Change of the target air-fuel ratio λTG prevented.

Gemäß Fig. 11 wird die Rückkopplungsregelung zu den Zeitpunkten t4 und t6 erneut gestartet, wenn die Bedingung |λr-λTG| < KAF2 erfüllt ist. Ist jedoch die Zeitdauer KC2 abgelaufen, bevor die Differenz |λr-λTG| kleiner als der Wert KAF2 wird mit dem Ergebnis C2 = 0, dann wird die Rückkopplungsregelung zu diesem Zeitpunkt erneut gestartet.Referring to FIG. 11, the feedback control at the time points t4 and t6 is restarted when the condition | .lambda.r-λTG | <KAF2 is fulfilled. However, the time period KC2 has elapsed before the difference | λr-λTG | becomes smaller than the value KAF2 with the result C2 = 0, then the feedback control is started again at this time.

Obwohl dies nicht in der Figur gezeigt ist, erfolgt in gleicher Weise in den Zeitperioden von t3 bis t4 oder von t5 bis t6 gemäß Fig. 11 eine zeitweilige Unterbrechung der Rückkopplungsregelung, wenn die Rückkopplungsbedingung zwischen der Magerrückkopplungsbedingung und anderen Bedingungen geändert wird (Antwort NEIN in den Schritten 206 oder 207 gemäß Fig. 3) im Verlauf der Luft-Brennstoffverhältnisregelung, d. h. wenn die Regelungsbetriebsart umgeschaltet wird zwischen der stöchiometrischen Rückkopplungsregelung und der Magerrückkopplungsregelung. Somit wird die Rückkopplungsregelung erneut gestartet, wenn die Differenz zwischen λr und λTG klein wird.Similarly, although this is not shown in the figure, in the time periods from t3 to t4 or from t5 to t6 in FIG. 11, the feedback control is temporarily interrupted when the feedback condition is changed between the lean feedback condition and other conditions (answer NO in steps 206 or 207 according to FIG. 3) during the course of the air-fuel ratio control, ie when the control mode is switched between the stoichiometric feedback control and the lean feedback control. Thus, the feedback control is started again when the difference between λr and λTG becomes small.

Mit dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel des Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystems für Brennkraftmaschinen sind die nachfolgenden Vorteile verbunden.
The following advantages are associated with the above-described first exemplary embodiment of the air-fuel ratio control system for internal combustion engines.

a) The target air-fuel ratio λTG changes to considerable extent, for example if the control mode is switched between the stoichiometric air Fuel ratio feedback control and Lean feedback control or between execution and If the fat mixture cleaning process is not carried out, then the Feedback control temporarily interrupted and it becomes the Feedback control restarted when the difference between the actual air-fuel ratio λr and the target air Fuel ratio λTG less than the predetermined value KAF2 becomes. As a result, control vibrations and an oversized Correction of the air-fuel ratio during a Transitional periods can be avoided. It will at this point prevents the actual air-fuel ratio λr from Target air-fuel ratio λTG deviates. So is one Air-fuel ratio deviation at the time of a change of the target air-fuel ratio, so that the air Fuel ratio control without worsening driving and can continue without torque surges.
b) The feedback control is started again earliest of times, d. H. if the difference between λr and λTG is decreased and smaller than the predetermined value KAF2 flat interrupting the feedback control, or predetermined time period KC2 after an interruption of the Feedback control has expired. In this case the Feedback control restarted after the expiration of the Time period KC2, even if the decrease in the difference is a longer one It takes time than expected. As a result, it becomes too big Delay for restarting the feedback control avoided.
c) When the control mode is switched is used by the control in the open control loop Feedback control, then the target air-fuel ratio to the value λTGST at the time of starting the Feedback control set and then gradually changed from the actual air-fuel ratio λr to the value that corresponds to the control mode at this time. The target air The fuel ratio is then changed from λTGST to λTG. in the The result is a torque shock that is easy to When the feedback control is started due to Changes in the air-fuel ratio can occur and it can switching the feedback control smoothly be performed.
d) At an earliest of the times, d. H. if the difference between λTGST and λTG is reduced to a value less than the predetermined value KAF1 or when the predetermined time period KC since the feedback control started, it will Air-fuel ratio of the feedback control from λTGST to λTG changed. Here, the target air-fuel ratio of λTGST changed to λTG after the expiry of the period KC1, even if the Decrease in the difference a longer time than expected in Takes up. The result can be an excessive delay avoided with regard to starting the feedback control for λTG become.
e) The predetermined ones to be set in the counters C1 and C2 Values KC1 and KC2 are calculated based on the difference between the Values λr and λTG determined. The result corresponds to predetermined values of the size of the difference so that a precise control or regulation can be carried out.
f) When the feedback control is started, the Threshold value (predetermined value KAF1) set as a variable the basis of whether the target air-fuel ratio λTGST of time immediately after starting the feedback control Target air-fuel ratio λTG from the rich air Fuel ratio side or from the lean air Approximate fuel ratio side. As a result, the Feedback control can be started at an optimal time.

Second embodiment

Das zweite Ausführungsbeispiel stellt eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels dar und unterscheidet sich im wesentlichen vom ersten Ausführungsbeispiel in dem Steuerungsablauf zur Einstellung des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTG (Schritte 205-213 in den Fig. 3 und 4).The second exemplary embodiment is a modification of the first exemplary embodiment and essentially differs from the first exemplary embodiment in the control sequence for setting the desired air-fuel ratio λTG (steps 205-213 in FIGS . 3 and 4).

Gemäß der Darstellung in Fig. 12 wird insbesondere ein Änderungsbetrag λDV des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses in Schritt 501 berechnet gemäß λDV = |λTGi-λTGi-1| aus dem gegenwärtigen Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGi und einem vorhergehenden Luft- Brennstoffverhältnis λTGi-1. Der Änderungsbetrag λDV wird mit einem vorbestimmten Wert KDV in Schritt 502 verglichen. Ergibt die Bestimmung in Schritt 502 die Antwort JA (λDV < KDV), dann wird der vorbestimmte Wert KC2 in den Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 eingestellt. Dieser Wert KC2 kann eingestellt werden auf der Basis der in Fig. 9 gezeigten Kennlinie oder kann ein fester Wert sein. . As shown in Figure 12 in particular, a change amount λDV is the target air-fuel ratio calculated in step 501 according to λDV = | λTGi-λTGi-1 | from the current target air-fuel ratio λTGi and a previous air-fuel ratio λTGi-1. The amount of change λDV is compared with a predetermined value KDV in step 502 . If the determination in step 502 gives the answer YES (λDV <KDV), then the predetermined value KC2 is set in the target air-fuel ratio change counter C2. This value KC2 can be set based on the characteristic shown in Fig. 9 or can be a fixed value.

Gemäß diesem Ablauf wird das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG erheblich geändert, wird die Rückkopplungsregelung mit den Anfangswerten C2 = K2 unterbrochen (FAF = 1.0), und wird zu dem früheren der Zeitpunkte erneut gestartet, wenn die Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis λr und dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG vermindert ist auf einen kleineren Wert oder wenn der Soll-Luft- Brennstoffverhältnisänderungszähler C2 allmählich auf 0 vermindert wird.According to this flow, the target air-fuel ratio becomes λTG significantly changed, the feedback control with the Initial values C2 = K2 interrupted (FAF = 1.0), and becomes the earlier of the times restarted when the difference between the actual air-fuel ratio λr and the Target air-fuel ratio λTG is reduced to one smaller value or if the target air The fuel ratio change counter C2 is gradually decreased to 0 becomes.

In gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ergibt das Bestimmungsergebnis in Schritt 502 gemäß Fig. 12 die Antwort JA zur Unterbrechung der Rückkopplungsregelung, wenn die Regelungsbetriebsart geändert wird zwischen der stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung und der Mager- Rückkopplungsregelung oder wenn die Durchführung oder Nichtdurchführung des Fettgemischreinigungsvorgangs geschaltet wird.In the same way as in the first embodiment, the determination result in step 502 of FIG. 12 gives the answer YES to interrupt the feedback control when the control mode is changed between the stoichiometric air-fuel ratio feedback control and the lean feedback control or when the performing or not performing the rich mixture cleaning operation is switched becomes.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel können Regelungsschwingungen und übergroße Korrekturen des Luft-Brennstoffverhältnisses während der Übergangszeiten vermieden werden. Somit sind Änderungen des Luft- Brennstoffverhältnisses während der Zeiten von Änderungen im Soll- Luft-Brennstoffverhältnis beschränkt, so daß die Regelung des Luft- Brennstoffverhältnisses ohne Verschlechterung der Fahrbedingungen und von Drehmomentstößen fortgesetzt werden kann.According to the second embodiment in the same way as in the first embodiment, control vibrations and oversized air-fuel ratio corrections during the Transitional periods can be avoided. Changes in the air Fuel ratio during the times of changes in the target Air-fuel ratio limited, so that the regulation of the air Fuel ratio without worsening driving conditions and can be continued by torque surges.

Ferner kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Änderung der Regelungsbetriebsart in sanfter Weise durchgeführt werden, auch wenn die normale Mager-Rückkopplungsregelung, in welcher das Soll- Luft-Brennstoffverhältnis λTG auf einen Wert des Verhältnisses von etwa 20-23 eingestellt ist, auf eine extreme Mager- Rückkoppelungsregelung geschaltet wird, in welcher das Soll-Luft- Brennstoffverhältnis λTG auf ein Verhältnis von etwa 45-50 eingestellt ist.Furthermore, according to the second embodiment, the change the control mode can be performed in a gentle manner, too if the normal lean feedback control, in which the target Air-fuel ratio λTG to a value of the ratio of about 20-23 is set to an extreme lean Feedback control is switched, in which the target air Fuel ratio λTG to a ratio of about 45-50 is set.

Third embodiment

Das dritte Ausführungsbeispiel stellt eine Abwandlung des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels dar und unterscheidet sich von diesen in der modifizierten Einstellung des Rückkopplungskorrekturwerts FAF gemäß der Darstellung in Fig. 13. Insbesondere werden Marken F1 und F2 anstelle der Zähler C1 und C2 verwendet, so daß die Marke F1 auf F1 = 1 zum Zeitpunkt unmittelbar nach dem Rückkopplungsstart gesetzt wird, und die Marke F2 zu einer Zeit einer erheblichen Änderung des Soll-Luft- Brennstoffverhältnisses λTG auf F2 = 1 gesetzt wird.The third embodiment is a modification of the first and second embodiments and differs therefrom in the modified setting of the feedback correction value FAF as shown in Fig. 13. In particular, flags F1 and F2 are used instead of the counters C1 and C2, so that the flag F1 is set to F1 = 1 at the time immediately after the feedback start, and the flag F2 is set to F2 = 1 at a time of a significant change in the target air-fuel ratio λTG.

Im einzelnen wird die Marke F1 auf 1 gesetzt, wenn die Bestimmung in Schritt 302 gemäß Fig. 3 die Antwort NEIN ergibt, und das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGST während der Zeitdauer von F1 = 1 in der in Fig. 5 dargestellten Weise eingestellt wird. Die Marke F1 wird gelöscht bzw. zurückgesetzt, wenn die Bedingung |λTGST-λTG| < KAF1 erfüllt ist. In dem in Fig. 13 gezeigten Ablauf, der eine Abwandlung von Fig. 7 darstellt, wird der Rückkopplungskorrekturwert FAF auf der Basis des Soll-Luft- Brennstoffverhältnisses λTGST während der Zeitdauer von F1 = 1 bestimmt (von Schritt 601 bis 403). Der Rückkopplungskorrekturwert FAF wird bestimmt auf der Basis des Soll-Luft- Brennstoffverhältnisses λTG nach F1 = 0 (von Schritt 601 zu Schritt 405 über Schritt 602).Specifically, the flag F1 is set to 1 when the determination in step 302 of FIG. 3 gives the answer NO and the target air-fuel ratio λTGST is set during the period of F1 = 1 in the manner shown in FIG. 5 . The flag F1 is deleted or reset if the condition | λTGST-λTG | <KAF1 is fulfilled. In the flow shown in FIG. 13, which is a modification of FIG. 7, the feedback correction value FAF is determined based on the target air-fuel ratio λTGST during the period of F1 = 1 (from steps 601 to 403 ). The feedback correction value FAF is determined based on the target air-fuel ratio λTG after F1 = 0 (from step 601 to step 405 via step 602 ).

Die Marke F2 wird auf 1 gesetzt, wenn eine der Bestimmungen der Schritte 206, 207, 211 und 212 der Fig. 3 und 4 jeweils die Antwort NEIN ergibt oder wenn die Bestimmung in Schritt 502 gemäß Fig. 12 die Antwort JA ergibt. Die Marke F2 wird gelöscht bzw. zurückgesetzt, wenn die während der Zeitdauer von F2 = 1 erfolgte Bestimmung gemäß Schritt 215 in Fig. 4 die Antwort JA ergibt (|λr-λTG| < KAF2). In dem Steuerungsablauf gemäß Fig. 13 wird der Rückkopplungskorrekturwert FAF während der Zeitdauer F2 = 1 auf den Wert 1.0 eingestellt zur Unterbrechung der Rückkopplungsregelung (von Schritt 602 bis Schritt 404). Nach F2 = 0 wird der Rückkopplungskorrekturwert FAF bestimmt auf der Basis des Soll-Luft- Brennstoffverhältnisses λTG (von Schritt 602 bis 405).The flag F2 is set to 1 if one of the determinations in steps 206 , 207 , 211 and 212 of FIGS. 3 and 4 respectively gives the answer NO or if the determination in step 502 according to FIG. 12 results in the answer YES. The marker F2 is deleted or reset if the determination according to step 215 in FIG. 4 during the period of F2 = 1 gives the answer YES (| λr-λTG | <KAF2). In the control flow according to FIG. 13, the feedback correction value FAF is set to the value 1.0 during the period F2 = 1 in order to interrupt the feedback control (from step 602 to step 404 ). After F2 = 0, the feedback correction value FAF is determined based on the target air-fuel ratio λTG (from steps 602 to 405 ).

Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird in gleicher Weise wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die Änderung des tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnisses auch zum Zeitpunkt einer Änderung des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses vermindert, und es kann die Luft-Brennstoffverhältnisregelung aufrechterhalten werden ohne Verschlechterung des Fahrbetriebs und der Abgasemission sowie des Auftretens von Drehmomentstößen. Obwohl die Steuerungs- bzw. Regelungsbetriebsart lediglich durch eine Änderung in der Differenz des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses geändert wird, kann auf den Steuerungsablauf zur Einstellung der Zähler C1 und C2 und der weiteren zugehörigen Abläufe verzichtet werden, wodurch der Aufbau und der Betrieb des Systems vereinfacht wird.According to the third embodiment, in the same way as in the first and second embodiments, the change in actual air-fuel ratio even at the time of a Change in the target air-fuel ratio is reduced, and it the air-fuel ratio control can be maintained without worsening driving and exhaust emissions as well the occurrence of torque surges. Although the control or Control mode only by changing the difference of the target air-fuel ratio can be changed to Control sequence for setting the counters C1 and C2 and the other associated processes can be dispensed with, which means the construction and the operation of the system is simplified.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können ferner in der nachfolgenden Weise abgeändert werden.
The exemplary embodiments described above can also be modified in the following manner.

A) The control flow shown in FIGS. 5 and 7, which is carried out at the time of switching from the open-loop control to the feedback control according to the first embodiment, can change at the time of the change of the target air-fuel ratio λTG during the feedback control flow be performed. The control sequence according to FIGS. 5 and 6 can thus be used instead of the control sequence according to FIGS. 3 and 4.
B) The control flow of FIGS . 5 and 7 can be implemented when the target air-fuel ratio change amount λDV according to the second embodiment is larger than the predetermined value KDV.
C) The initial value of the target air-fuel ratio λTGST (second setpoint) need not be based on the actual air Fuel ratio λr are formed, but can also based on the target air-fuel ratio λTG become. For example, a setting is possible by changing the actual air-fuel ratio λr by an amount α, d. H. the relationship λTGST = λr ± α applies, so that the actual Air-fuel ratio λr faster to the target air Fuel ratio λTG is approximated. The amount of change α can based on the difference between the air Fuel ratios λr and λTG can be determined.
D) The fat mixture feedback control at the time of a fat cleaning process (cleaning process with a fat mixture) according to the first exemplary embodiment can be converted into an open-loop control. In this case, the feedback control is started by setting the target air-fuel ratio λTGST of the time immediately after the start of the feedback control as described with reference to FIG. 5 when the lean feedback control is effected by the grease cleaning process.
E) In the second exemplary embodiment, the control sequence shown in FIG. 12 can be carried out taking into account the sequence of steps 205-213 as shown in FIGS. 3 and 4. Here, the control sequence according to FIG. 12 is preferably carried out in accordance with steps 205-213. 213 of FIGS. 3 and 4.
F) The air-fuel ratio control system for internal combustion engines can also be applied to a system in which the control mode is only switched between the open-loop control and the stoichiometric air-fuel ratio control. In this case, the process of FIG. 5 is carried out at the time of switching the control mode. If a rich mixture cleaning process is carried out during the stoichiometric air-fuel ratio control process to restore the absorption capacity of the catalyst as proposed in JP-A-6-74 072 and JP-A-8-200 128, then the process is carried out according to the Fig. 3, 4 and 7 is preferably carried out. Specifically, the feedback control is temporarily interrupted based on whether or not the rich mixture purification process is performed, and the feedback control is restarted based on the difference in air-fuel ratios.
G) The control flow according to FIG. 5, which represents a control immediately after the start of the feedback control, can be omitted, and instead a control flow different from that of steps 202 , 203 and 240 of FIGS. 3 and 4 can be carried out, which represent a control when the target air-fuel ratio λTG changes.

In dem Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystem für Brennkraftmaschinen stellt somit eine Zentraleinheit in einer elektronischen Steuerungseinheit ein Soll-Luft-Brennstoffverhältnis ein und korrigiert die Brennstoffeinspritzmenge auf der Basis der Fettanreicherung oder Abmagerung des Soll-Luft- Brennstoffverhältnisses, so daß ein tatsächliches Luft- Brennstoffverhältnis mittels einer Rückkopplungsregelung auf ein Soll-Luft-Brennstoffverhältnis geregelt wird. Die Zentraleinheit unterbricht die Rückkopplungsregelung, wenn sich das Soll-Luft- Brennstoffverhältnis in erheblichem Umfang ändert wie bei einer Zeit der Änderung von der stöchiometrischen Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung zur mageren Luft- Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung. Die Rückkopplungsregelung wird danach erneut gestartet, wenn die Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis und dem Soll-Luft- Brennstoffverhältnis auf einen Wert vermindert wird, der kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.In the air-fuel ratio control system for Internal combustion engines are thus a central unit in one electronic control unit a target air-fuel ratio and corrects the fuel injection amount based on the Fat enrichment or emaciation of the target air Fuel ratio so that an actual air Fuel ratio by means of a feedback control Target air-fuel ratio is regulated. The central unit interrupts the feedback control when the target air Fuel ratio changes to a considerable extent like at a time the change from the stoichiometric air Fuel ratio feedback control to lean air Fuel ratio feedback control. The feedback control is then restarted when the difference between the actual air-fuel ratio and the target air Fuel ratio is reduced to a value less than is a predetermined value.

Claims

1. Air-fuel ratio control system for internal combustion engines, with
means ( 30 , 200 ) for variably setting a target air-fuel ratio, and
means ( 30 , 300 , 400 ) for effecting feedback control of an actual air-fuel ratio to the target air-fuel ratio, characterized by
means ( 30 , 205-207 , 209 , 211 , 212 , 502 ) for detecting a large change in the target air-fuel ratio, and
means ( 30 , 214-216 ) for temporarily interrupting the feedback control when the large change is detected and restarting the feedback control when a difference between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio is less than a predetermined value is decreased.

2. Air-fuel ratio control system according to claim 1, characterized in that the device ( 30 , 214-216 ) starts the feedback control again at the earliest point in time when the difference becomes smaller than the predetermined value after an interruption of the feedback control, or when a predetermined period of time has elapsed since the feedback control was interrupted.

3. Air-fuel ratio control system according to claim 2, characterized in that the device ( 30 , 214-216 ) changes the predetermined period of time based on a change in the target air-fuel ratio.

4. Air-fuel ratio control system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the device ( 30 , 200 ) as a target air-fuel ratio selects a stoichiometric air-fuel ratio for a stoichiometric feedback control and a lean air-fuel ratio for one Select lean feedback control and the device ( 30 , 205-207 , 209 , 211 , 212 , 502 ) detects the large change in the target air-fuel ratio when the feedback control has been changed between the stoichiometric feedback control and the lean feedback control.

5. Air-fuel ratio control system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the device ( 30 , 200 ) sets a lean air-fuel ratio as the target air-fuel ratio for a lean feedback control, so that the lean Feedback control and a fat mixture cleaning control for disposing of NOx components absorbed in a NOx catalytic converter ( 13 ) can each be carried out selectively in an exhaust system, and the device ( 30 , 205-207 , 209 , 211 , 212 , 502 ) the large change of the target -Air-fuel ratio detected when the grease mixture cleaning control is started and ended.

6. Air-fuel ratio control system for internal combustion engines for selectively effecting air-fuel ratio feedback control depending on a difference between a target air-fuel ratio and an actual air-fuel ratio in an engine exhaust gas and an open-loop control regardless of the difference, characterized by means ( 30 , 200 , 400 ) for initially gradually changing a target air-fuel ratio from a value close to the actual air-fuel ratio toward a value corresponding to a control mode when the control mode is switched from open loop control to feedback control or for significantly changing the target air-fuel ratio for the feedback control, and for changing the target air-fuel ratio to the value according to the control mode if there is a difference between the changed air-fuel ratio and the target air-fuel ratio according to the control mode is reduced to a value less than a predetermined value.

7. Air-fuel ratio control system according to claim 6, characterized in that the device ( 30 , 200 , 400 ) further comprises:
means ( 201 ) for setting as a first target air-fuel ratio the target air-fuel ratio according to the control mode,
means ( 243 , 244-247 ) for initially setting the actual air-fuel ratio as a first target air-fuel ratio and gradually changing the second air-fuel ratio toward the first air-fuel ratio, and
means ( 401-405 ) for restarting the feedback control with the second target air-fuel ratio as the target air-fuel ratio and changing the target air-fuel ratio of the feedback control from the second target air-fuel ratio to the first target Air-fuel ratio when a difference between the first target air-fuel ratio and the second target air-fuel ratio is reduced to a value less than a predetermined value.

8. Air-fuel ratio control system according to claim 7, characterized in that the device ( 401-405 ) changes the target air-fuel ratio from the second target air-fuel ratio to the first target air-fuel ratio at an earliest point in time, when the difference between the first target air-fuel ratio and the second target air-fuel ratio becomes smaller than the predetermined value, or when a predetermined period of time has elapsed since the control mode was switched.

9. Air-fuel ratio control system according to claim 8, characterized in that the means ( 401-405 ) immediately the predetermined period of time based on the difference between the first target air-fuel ratio and the second target air-fuel ratio after changing the control mode.

10. Air-fuel ratio control system according to one of claims 6 to 9, characterized in that a Threshold for determining a change in the target air Fuel ratio at a time of change Control mode is changed depending on it whether the target air-fuel ratio changes during a Starting time according to the target air-fuel ratio the control mode from the rich side or lean side Side approaching.