DE10066373B4

DE10066373B4 - Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystem für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE10066373B4
Application number: DE2000166373
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Aichi Yamashita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2000213396A; DE10002115B4; DE10002115A1; JP3752094B2; DE19949840A1

Abstract

Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystem für Brennkraftmaschinen zum selektiven Bewirken einer Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis und einem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis in einem Maschinenabgas und einer Steuerung im offenen Regelkreis unabhängig von der Differenz, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30, 200, 400) zum anfänglichen allmählichen Ändern eines Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses von einem Wert nahe dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis in Richtung eines Werts entsprechend einer Regelungsbetriebsart, wenn die Regelungsbetriebsart von der Steuerung im offenen Regelkreis zur Rückkopplungsregelung umgeschaltet wird oder zum erheblichen Ändern des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses für die Rückkopplungsregelung, und zum Ändern des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses auf den Wert entsprechend der Regelungsbetriebsart, wenn eine Differenz zwischen dem geänderten Luft-Brennstoffverhältnis und dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis entsprechend der Regelungsbetriebsart auf einen Wert kleiner als ein vorbestimmter Wert vermindert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystem für Brennkraftmaschinen.
In einer aus der JP 06-058 080 B2 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.
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.
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.
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.
Eine derartige Wirkungsweise ist in 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 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.
Zu dem Zeitpunkt t11 gemäß 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 t11), bei welchem das aus der zum Zeitpunkt t11 eingespritzten Brennstoffmenge resultierende Abgas die Abgasanlage erreicht.
Wird die Brennstoffeinspritzmenge in erheblichem Umfang mittels des Magerkorrekturwerts gemäss 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.
Die Druckschrift DE 32 31 122 A1 offenbart eine Regeleinrichtung für die Gemischzusammensetzung einer Brennkraftmaschine. Diese Regeleinrichtung weist eine einzige Sonde mit umschaltbaren Regelbereichen für λ = 1 und den Magerbereich auf. Die Übergänge zwischen den beiden Regelungsarten laufen nach wählbaren Funktionen ab, um Drehzahlsprünge zu vermeiden.
Die Druckschrift DE 43 38 572 A1 offenbart ein Verfahren zur Kraftstoffzumessung für eine Brennkraftmaschine bei dem beim Übergang von Betriebszustandwarmlauf mit Mischanreicherung auf einen λ-Regelungsbetrieb der Warmlaufanreicherungsfaktor als Startwert für den λ-Regler übernommen wird.
Die Druckschrift EP 0 803 646 A2 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und insbesondere eine Steuerung bei Übergängen zwischen einer stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnissteuerungsbetriebsart mit geschlossenen Kreis (Regelung) und einer mageren Luft-Brennstoffverhältnissteuerungsbetriebsart mit offenen Kreis (Steuerung). Der Übergang wird dadurch durchgeführt, dass ein rampenförmiger Verlauf erzielt wird.
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.
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.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den in dem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Erfindungsgemäß wird 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.
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:
1 ein schematisches Blockschaltbild eines Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des im ersten Ausführungsbeispiel verarbeiteten Brennstoffeinspritzregelungsprogramms,
3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Teils eines Soll-Luft-Brennstoffverhältniseinstellprogramms,
4 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Teils des Soll-Luft-Brennstoffverhältniseinstellprogramms,
5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Soll-Luft-Brennstoffverhältniseinstellprogramms, das unmittelbar nach Einleitung der Rückkopplung verarbeitet wird,
6 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Einstellprogramms der Werte FLEAN und FRICH,
7 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Einstellprogramms des Rückkopplungskorrekturwerts FAF,
8 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung einer Beziehung zur Verwendung bei der Einstellung eines vorbestimmten Werts KC1,
9 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung einer Beziehung zur Verwendung bei der Einstellung eines vorbestimmten Werts KC2,
10 Signalzeitverläufe zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Regelungssystems unmittelbar nach der Einleitung der Rückkopplung,
11 Signalzeitverläufe zur ausführlichen Veranschaulichung der Wirkungsweise zum Zeitpunkt der Änderung der Rückkopplungsregelungs- oder -steuerungsbetriebsart,
12 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Soll-Luft-Brennstoffverhältniseinstellprogramms gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel,
13 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Einstellprogramms des Rückkopplungskorrekturwerts FAF gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel, und
14 Signalzeitverläufe zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eines bekannten Luft-Brennstoffverhältnissteuerungssystems.
Erstes Ausführungsbeispiel
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.
Gemäß der Darstellung in 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.
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.
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.
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).
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.
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.
Die Wirkungsweise des Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystems mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird nachstehend im einzelnen beschrieben.
Ein in 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.
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.
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 einem ersten Schritt 101 des in 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.
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 ERICH eingestellt. Der Rückkopplungskorrekturwert FAF wird in Schritt 400 eingestellt.
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.
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. 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.
Die Einzelheiten des Schritts 200 zur Einstellung eines Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses sind in den 3 und 4 gezeigt.
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).
Gemäß 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.
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.
Gemäß 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 8 steigt der Wert KC1 an, wenn die Differenz |λr – λTG| ansteigt. Alternativ kann es auch ein vorbestimmter fester Wert sein.
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.
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.
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.
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).
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. |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.
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.
Solange die Bestimmungsergebnisse der Schritte 202 und 203 gemäß einer erneuten Bezugnahme auf 3 beide die Antwort JA ergeben zur Anzeige, daß Schritt 240 (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.
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.
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 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.
Der Steuerungsablauf geht jedoch zu Schritt 209 (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).
Sodann wird in Schritt 209 gemäß 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.
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.
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 9 bestimmt werden.
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).
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.
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.
Der Steuerungsablauf von Schritt 300 in 2 zur Einstellung des Magerkorrekturwerts FLEAN und des Fettkorrekturwerts FRICH ist im einzelnen in 6 gezeigt.
In Schritt 301 gemäß 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.
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.
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.
In Schritt 307 wird der Magerkorrekturwert FLEAN auf den Wert 1.0 eingestellt, und es wird in Schritt 308 der Fettkorrekturwert ERICH (> 1.0) auf der Basis des gegenwärtigen Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTG bestimmt.
Der Steuerungsablauf von Schritt 400 in 2 zur Bestimmung des Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungskorrekturwerts FAF ist im einzelnen in 7 gezeigt.
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.
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 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.
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. 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.
Die Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels des Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystems wird unter Bezugnahme auf die 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.
In 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.
Zum Zeitpunkt t1 ändert sich die Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsbedingung von ”zuvor nicht erfüllt” zu ”gegenwärtig erfüllt” (Antwort NEIN in Schritt 202 in 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 5). Nach dem Zeitpunkt t1 wird das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG auf das stöchiometrische Verhältnis eingestellt, da die stöchiometrische Rückkopplungsregelung durchgeführt wird.
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 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 5).
Die Einstellung des Rückkopplungskorrekturwerts FAF erfolgt auf der Basis des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTGST der Zeit unmittelbar nach dem Rückkopplungsstart (Schritt 403 in 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 7). Der Magerkorrekturwert FLEAN und der Fettkorrekturwert FRICH werden bei dem Wert 1.0 während der in 10 gezeigten Zeitdauer gehalten.
Gemäß 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.
Gemäß 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.
In gleicher Weise wie in der Zeitdauer von t1 bis t2 gemäß 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-Brennstoffverhältnisrückkoppelungsregelung 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 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.
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 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.
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 4).
Während der Zeitdauer von t3 bis t4 wird der Rückkopplungskorrekturwert FAF gleich 1.0 (Schritt 404 in 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 7) auf der Basis des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTG (Fettregelungswert) zum Starten der Fettgemischrückkopplungsregelung.
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 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.
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 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 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 7), so daß die Magerrückkoppelungsregelung gestartet wird.
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.
Gemäß 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.
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 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 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.
Mit dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel des Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystems für Brennkraftmaschinen sind die nachfolgenden Vorteile verbunden.

(a) Ändert sich das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG in erheblichem Umfang, beispielsweise wenn die Regelungsbetriebsart umgeschaltet wird zwischen der stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung und der Magerrückkopplungsregelung oder zwischen der Ausführung und Nichtausführung des Fettgemischreinigungsvorgangs, dann wird die Rückkopplungsregelung zeitweilig unterbrochen und es wird die Rückkopplungsregelung erneut gestartet, wenn die Differenz zwischen dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis λr und dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG kleiner als der vorbestimmte Wert KAF2 wird. Im Ergebnis können Regelungsschwingungen und eine übergroße Korrektur des Luft-Brennstoffverhältnisses während einer Übergangszeitdauer vermieden werden. Es wird zu diesem Zeitpunkt verhindert, daß das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis λr vom Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG abweicht. Somit ist eine Abweichung des Luft-Brennstoffverhältnisses zur Zeit einer Änderung des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses beschränkt, so daß die Luft-Brennstoffverhältnisregelung ohne Verschlechterung des Fahrbetriebs und ohne Drehmomentstöße fortgesetzt werden kann.
(b) Die Rückkopplungsregelung wird erneut gestartet zum frühesten der Zeitpunkte, d. h. wenn die Differenz zwischen λr und λTG vermindert wird und kleiner als der vorbestimmte Wert KAF2 nach dem Unterbrechen der Rückkopplungsregelung ist, oder die vorbestimmte Zeitdauer KC2 nach einer Unterbrechung der Rückkopplungsregelung abgelaufen ist. In diesem Fall wird die Rückkopplungsregelung erneut gestartet nach dem Ablaufen der Zeitdauer KC2, auch wenn die Verminderung der Differenz eine längere Zeit als erwartet in Anspruch nimmt. Im Ergebnis wird eine zu große Verzögerung für das erneute Starten der Rückkopplungsregelung vermieden.
(c) Wenn die Steuerungs- bzw. Regelungsbetriebsart umgeschaltet wird von der Steuerung im offenen Regelkreis zur Rückkopplungsregelung, dann wird das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis auf den Wert λTGST zum Zeitpunkt des Startens der Rückkopplungsregelung eingestellt und sodann allmählich verändert von dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis λr zu dem Wert, der der Regelungsbetriebsart zu dieser Zeit entspricht. Das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis wird danach von λTGST zu λTG geändert. Im Ergebnis wird ein Drehmomentstoß verhindert, der leicht zum Zeitpunkt des Startens der Rückkopplungsregelung infolge von Änderungen im Luft-Brennstoffverhältnis auftreten kann, und es kann das Umschalten der Rückkopplungssteuerung in sanfter Weise durchgeführt werden.
(d) Zu einem frühesten der Zeitpunkte, d. h. wenn die Differenz zwischen λTGST und λTG vermindert wird auf einen Wert kleiner als der vorbestimmte Wert KAF1 oder wenn die vorbestimmte Zeitdauer KC seit dem Starten der Rückkopplungsregelung abgelaufen ist, wird das Luft-Brennstoffverhältnis der Rückkopplungsregelung von λTGST zu λTG geändert. Hierbei wird das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis von λTGST zu λTG nach dem Ablaufen der Zeitdauer KC1 geändert, auch wenn die Verminderung in der Differenz eine längere Zeit als erwartet in Anspruch nimmt. Im Ergebnis kann eine übergroße Verzögerung bezüglich des Startens der Rückkopplungsregelung für λTG vermieden werden.
(e) Die in den Zählern C1 und C2 einzustellenden vorbestimmten Werte KC1 und KC2 werden auf der Basis der Differenz zwischen den Werten λr und λTG bestimmt. Im Ergebnis entsprechen die vorbestimmten Werte der Größe der Differenz so daß hiermit eine genaue Steuerung bzw. Regelung durchgeführt werden kann.
(f) Bei dem Starten der Rückkopplungsregelung wird der Schwellenwert (vorbestimmter Wert KAF1) als Variable eingestellt auf der Basis, ob das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGST der Zeit unmittelbar nach dem Starten der Rückkopplungsregelung sich dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG von der fetten Luft-Brennstoffverhältnisseite oder von der mageren Luft-Brennstoffverhältnisseite annähert. Im Ergebnis kann die Rückkopplungsregelung zu einem optimalen Zeitpunkt gestartet werden.

Zweites Ausführungsbeispiel
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 3 und 4).
Gemäß der Darstellung in 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 9 gezeigten Kennlinie oder kann ein fester Wert sein.
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.
In gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ergibt das Bestimmungsergebnis in Schritt 502 gemäß 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.
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.
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.
Drittes Ausführungsbeispiel
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 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.
Im einzelnen wird die Marke F1 auf 1 gesetzt, wenn die Bestimmung in Schritt 302 gemäß 3 die Antwort NEIN ergibt, und das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTGST während der Zeitdauer von F1 = 1 in der in 5 dargestellten Weise eingestellt wird. Die Marke F1 wird gelöscht bzw. zurückgesetzt, wenn die Bedingung |λTGST – λTG| < KAF1 erfüllt ist. In dem in 13 gezeigten Ablauf, der eine Abwandlung von 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).
Die Marke F2 wird auf 1 gesetzt, wenn eine der Bestimmungen der Schritte 206, 207, 211 und 212 der 3 und 4 jeweils die Antwort NEIN ergibt oder wenn die Bestimmung in Schritt 502 gemäß 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 4 die Antwort JA ergibt (|λr – λTG| < KAF2). In dem Steuerungsablauf gemäß 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).
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.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können ferner in der nachfolgenden Weise abgeändert werden.

(A) Der in den 5 und 7 dargestellte Steuerungsablauf, der zum Zeitpunkt des Umschaltens von der Steuerung im offenen Regelkreis zur Rückkopplungsregelung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, kann zum Zeitpunkt der Änderung des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTG während des Ablaufs der Rückkopplungsregelung durchgeführt werden. Somit kann der Steuerungsablauf gemäß den 5 und 6 anstelle des Steuerungsablaufs gemäß den 3 und 4 eingesetzt werden.
(B) Der Steuerungsablauf gemäß den 5 und 7 kann implementiert werden, wenn der Soll-Luft-Brennstoffverhältnisänderungsbetrag λDV gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel größer als der vorbestimmte Wert KDV ist.
(C) Der Anfangswert des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTGST (zweiter Sollwert) muß nicht auf der Basis des tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnisses λr gebildet werden, sondern kann auch auf der Basis des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTG eingestellt werden. Beispielsweise ist eine Einstellung möglich durch Ändern des tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnisses λr durch einen Betrag α, d. h. es gilt die Beziehung λTGST = λr ± α, so daß das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis λr rascher an das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis λTG angenähert wird. Der Änderungsbetrag α kann auf der Basis der Differenz zwischen den Luft-Brennstoffverhältnissen λr und λTG bestimmt werden.
(D) Die Fettgemischrückkopplungsregelung zum Zeitpunkt eines Fettreinigungsablaufs (Reinigungsablauf mit fettem Gemisch) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann in eine Steuerung im offenen Regelkreis umgewandelt werden. In diesem Fall wird die Rückkopplungsregelung durch Einstellen des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTGST der Zeit unmittelbar nach dem Starten der Rückkopplungsregelung gemäß der Beschreibung unter Bezugnahme auf 5 gestartet, wenn die Mager-Rückkopplungsregelung von dem Fettreinigungsablauf bewirkt wird.
(E) Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann der in 12 gezeigte Steuerungsablauf durchgeführt werden unter Berücksichtigung des Ablaufs der Schritte 205–213 gemäß der Darstellung in den 3 und 4. Hierbei wird der Steuerungsablauf gemäß 12 vorzugsweise entsprechend den Schritten 205–213 der 3 und 4 durchgeführt.
(F) Das Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystem für Brennkraftmaschinen kann auch bei einem System angewendet werden, in welchem die Steuerungs- bzw. Regelungsbetriebsart lediglich zwischen der Steuerung im offenen Regelkreis und der stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnisregelung umgeschaltet wird. In diesem Fall wird der Ablauf gemäß 5 zum Zeitpunkt des Umschaltens der Steuerungs- bzw. Regelungsbetriebsart durchgeführt. Wird ein Fettgemischreinigungsvorgang während des Ablaufs der stöchiometrischen Luft-Brennstoffverhältnisregelung durchgeführt zur Wiederherstellung der Absorptionskapazität des Katalysators, wie es in den Druckschriften JP 06-074 072 A und JP 08-200 128 A vorgeschlagen wird, dann wird der Ablauf gemäß den 3, 4 und 7 vorzugsweise durchgeführt. Im einzelnen wird die Rückkopplungsregelung zeitweilig unterbrochen auf der Basis der Durchführung oder Nichtdurchführung des Fettgemischreinigungsablaufs, und die Rückkopplungsregelung wird auf der Basis der Differenz der Luft-Brennstoffverhältnisse erneut gestartet.
(G) Der Steuerungsablauf gemäß 5, der eine Regelung unmittelbar nach dem Start der Rückkopplungsregelung darstellt, kann weggelassen werden, und anstelle dessen kann lediglich ein anderer Steuerungsablauf als der der Schritte 202, 203 und 240 der 3 und 4 durchgeführt werden, die eine Regelung darstellen bei einer Änderung des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses λTG.

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.

Claims

Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystem für Brennkraftmaschinen zum selektiven Bewirken einer Luft-Brennstoffverhältnisrückkopplungsregelung in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis und einem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis in einem Maschinenabgas und einer Steuerung im offenen Regelkreis unabhängig von der Differenz, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30, 200, 400) zum anfänglichen allmählichen Ändern eines Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses von einem Wert nahe dem tatsächlichen Luft-Brennstoffverhältnis in Richtung eines Werts entsprechend einer Regelungsbetriebsart, wenn die Regelungsbetriebsart von der Steuerung im offenen Regelkreis zur Rückkopplungsregelung umgeschaltet wird oder zum erheblichen Ändern des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses für die Rückkopplungsregelung, und zum Ändern des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses auf den Wert entsprechend der Regelungsbetriebsart, wenn eine Differenz zwischen dem geänderten Luft-Brennstoffverhältnis und dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis entsprechend der Regelungsbetriebsart auf einen Wert kleiner als ein vorbestimmter Wert vermindert ist.
Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30, 200, 400) ferner umfaßt: eine Einrichtung (201) zur Einstellung als ein erstes Soll-Luft-Brennstoffverhältnis das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis entsprechend der Regelungsbetriebsart, eine Einrichtung (243, 244–247) zur anfänglichen Einstellung als ein erstes Soll-Luft-Brennstoffverhältnis das tatsächliche Luft-Brennstoffverhältnis, und zum allmählichen Ändern des zweiten Luft-Brennstoffverhältnisses in Richtung des ersten Luft-Brennstoffverhältnisses, und eine Einrichtung (401–405) zum erneuten Starten der Rückkopplungsregelung mit dem zweiten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis als das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis, und Ändern des Soll-Luft-Brennstoffverhältnisses der Rückkopplungsregelung vom zweiten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis zu dem ersten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis und dem zweiten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis auf einen Wert kleiner als ein vorbestimmter Wert vermindert ist.
Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (401–405) das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis vom zweiten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis zum ersten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis zu einem frühesten Zeitpunkt der Zeitpunkte ändert, wenn die Differenz zwischen dem ersten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis und dem zweiten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis kleiner als der vorbestimmte Wert wird oder wenn eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Umschalten der Regelungsbetriebsart abgelaufen ist.
Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (401–405) die vorbestimmte Zeitdauer auf der Basis der Differenz zwischen dem ersten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis und dem zweiten Soll-Luft-Brennstoffverhältnis zu einer Zeit unmittelbar nach der Änderung der Regelungsbetriebsart ändert.
Luft-Brennstoffverhältnis-Regelungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwellenwert zur Bestimmung einer Änderung im Soll-Luft-Brennstoffverhältnis zu einer Zeit der Änderung der Regelungsbetriebsart in Abhängigkeit davon verändert wird, ob sich das Soll-Luft-Brennstoffverhältnis während einer Anfangszeit dem Soll-Luft-Brennstoffverhältnis entsprechend der Regelungsbetriebsart von der fetten Seite oder mageren Seite annähert.