DE10255364B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung des Luft/Kraftstoff Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung des Luft/Kraftstoff Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor, wobei die Vorrichtung mittels eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf der Basis eines Abgaszustandes ein tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis feststellt, mittels einer Steuereinheit ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignal erzeugt, das eine Regelgröße auf der Basis des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses während der Durchführung einer Regelung enthält, und mittels eines Kraftstoffeinspritzventils eine Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit einem Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis einspritzt, wobei das Kraftstoffeinspritzventil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignal empfängt, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu steuern,
gekennzeichnet durch
eine Identifikationseinrichtung zum Berechnen von Parametern von Übertragungsfunktionen, während sequentiell ein Regelstreckenmodell identifiziert wird, das eine Regelstrecke zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil (5) und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (13) durch die Übertragungsfunktionen wiedergibt,
eine Steuerverstärkungseinrichtung zum Berechnen der Regelgröße des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignals unter Verwendung der Parameter des identifizierten Regelstreckenmodells,
eine Regelgrößen-Festlegungseinrichtung zum Berechnen der Regelgröße unter Verwendung der berechneten Steuerverstärkung berechnet, und
eine Verhinderungseinrichtung zum Verhindern der Berechnung der Regelgröße unter einer vorbestimmten Betriebsbedingung, wenn die Regelung nicht durchgeführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1, und ein Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 16.
  • Eine derartige Vorrichtung bzw. ein derartiges Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor ist aus der Druckschrift DE 195 16 239 C2 bekannt. Insbesondere bezieht sich die genannte Druckschrift auf ein Verfahren zur Parametrierung eines linearen Lamda-Reglers für eine Brennkraftmaschine. Bei diesem Verfahren zur Parametrierung eines Lambda-Reglers einer Lambdaregelungseinrichtung mit einer Lambdasonde, zeigt dessen Ausgangssignal zumindest teilweise eine lineare Abhängigkeit von dem Sauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftmaschine. Die Übertragungsfunktion der Lambda-Regelstrecke wird durch Hintereinanderschaltung zweier Verzögerungsglieder 1. Ordnung und ein Totzeitglied im Lambda-Regelkreis dargestellt, und das erste Verzögerungsglied das Ansprechverhalten der Lambda-Sonde beinhaltet, das zweite Verzögerungsglied eine gleitende Mittelwertbildung der Lambdameßwerte beinhaltet, wobei als Lambda-Regler ein Proportional-Integral-Differential-(PID)-Regler eingesetzt wird.
  • Bei einem Verbrennungsmotor wird gewöhnlich ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu einem Zielwert gesteuert, um die Abgasreinigung und die Kraftstoffausnutzung zu verbessern.
  • Es wird eine technische Lehre zum Durchführen einer derartigen Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit hoher Genauigkeit, in der eine Auszeit-Kompensationssteuerung durch das Smith-Verfahren durchgeführt wird, in einer Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors angegeben (nicht geprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2001- 164971 bzw. US 6,453,229 B1 ), um eine Regelgröße einer Kraftstoffeinspritzmenge durch eine Gleitmodus-Regelung zu berechnen.
  • Eine derartige Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses kann derart aufgebaut sein, dass eine Regel-Verstärkung der Gleitmodus-Regelung durch eine selbsteinstellende Regelung berechnet wird. Bei dieser Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird die Regelgröße wie folgt berechnet.
  • Ein Regelstreckenmodell, das mittels einer Übertragungsfunktion eine Regelstrecke zwischen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung und der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Feststellungseinrichtung wiedergibt, wird sequentiell auf der Basis einer Kraftstoffeinspritzmenge und einem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis identifiziert.
  • Dann wird unter Verwendung dieses identifizierten Regelstreckenmodells (Parameters) das gesamte System einschließlich der Regelstrecke, eines Regelgrößen-Berechnungsabschnitts (mit anderen Worten eines Gleitmodus-Steuerabschnitts) und eines Auszeitkompensations-Steuerabschnitts durch eine Übertragungsfunktion wiedergegeben, wobei eine Regel-Verstärkung der Gleitmodus-Regelung berechnet wird, sodass ein Pol der Übertragungsfunktion mit einem gewünschten Pol hinsichtlich Antwortkennlinie, Überschuss, Stabilisierungsperiode usw. zusammenfällt.
  • Dann wird die Regelgröße der Kraftstoffeinspritzmenge durch die Gleitmodus-Regelung unter Verwendung der berechneten Regel-Verstärkung berechnet, um eine Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in Übereinstimmung mit einer Kennlinienänderung in der Regelstrecke mit hoher Genauigkeit auszuführen.
  • Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei einer derartigen Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses Verbesserungen möglich sind, zum Beispiel bei der Verarbeitung von fixen Versatzkorrekturwerten wie etwa einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert und einem Wassertemperatur-Korrekturwert neben der Regel größe und bei der Verarbeitung während einer offenen Steuerung, wenn keine Regelung durchgeführt wird, während einer Kraftstoffunterbrechung, und während der Wiederaufnahme der Regelung sowie weiterhin für den Fall, dass die Regelung nicht durchgeführt werden soll, obwohl die Regelungsbedingungen erfüllt werden.
  • Die Druckschrift DE 36 13 570 A1 betrifft ein Steuersystem für die Rückkopplungssteuerung des Kraftstoff-Luftgemisches eines Motors mit innerer Verbrennung, der ein Kraftfahrzeugmotor sein kann, unter Verwenden eines Sauerstoffsensors zum Erfassen des momentanen Wertes des Kraftstoff-Luftverhältnisses aufgrund der Sauerstoffkonzentration im Abgas. Das Steuersystem hat die Aufgabe der zeitweiligen Umschaltung der Rückkopplungssteuerung des Kraftstoff-Luftverhältnisses in eine Steuerung mit offener Regelschleife, wenn einer von mehreren vorbestimmten Übergangsbetriebszuständen des Motors erfaßt wird. Um die zeitweilig unterbrochene Rückkopplungssteuerung wieder zu einem optimalen Zeitpunkt aufzunehmen, beinhaltet das Steuersystem für das Kraftstoff-Luftverhältnis eine Einrichtung zum Erfassen des Aufwärmgrades des Motors und eine Einrichtung zum veränderlichen Bestimmen der Dauer des zeitweiligen Steuerns mit offener Regelschleife gemäß dem erfaßten Aufwärmungsgrad des Motors.
  • Die Druckschrift DE 33 12 409 A1 zeigt ein Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelvorrichtung, bei der ein Fehler im Luft-Brennstoff-Verhältnis so korrigiert wird, daß die Feedback-Regelung mindestens einmal für eine vorbestimmte Zeitdauer während eines Hochlastbereichs der Maschine durchgeführt wird, und daß der Betrieb im Hochlastbereich darauf mittels einer Open-Loop-Regelung auf der Grundlage der während der Feedback-Regelung erhaltenen Ergebnisse durchgeführt wird.
    •
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art anzugeben, wobei die Steuerung in einfacher und leistungsfähiger Weise ausgeführt wird.
  • Gemäß dem Vorrichtungsaspekt wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelost durch eine Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor mit dem Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.
  • Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den in den Unteransprüchen dargelegt.
  • Gemäß dem Verfahrensaspekt wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelost durch ein Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor mit dem Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 16.
  • Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den in den Unteransprüchen dargelegt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die folgenden grundlegenden Schritte vorgesehen: Feststellen eines tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses durch einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor auf der Basis eines Abgaszustands; Erzeugen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignals einschließlich einer Regelgröße auf der Basis des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, wenn keine Regelung durchgeführt wird; und Einspritzen einer Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit dem Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch ein Kraftstoffeinspritzventil, welches das Luft/Kraftstoff-Steuersignal empfängt; wobei weiterhin die folgenden Schritte vorgesehen sind:
    Berechnen von Parametern von Übertragungsfunktionen, während sequentiell ein Regelstreckenmodell identifiziert wird, das eine Regelstrecke zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor durch die Übertragungsfunktionen wiedergibt,
    Festlegen der Regelgröße des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignals unter Verwendung der Parameter des identifizierten Regelstreckenmodells,
    Festlegen einer Versatzkorrekturgröße des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignals, und
    Identifizieren des Regelstreckenmodells unter Verwendung eines Wertes, der durch das Addieren der Versatzkorrekturgröße zu der Regelgröße erhalten wird, sowie des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu den oben genannten grundlegenden Schritten weiterhin die folgenden Schritte vorgesehen:
    Berechnen von Parametern von Übertragungsfunktionen, während sequentiell ein Regelstreckenmodell identifiziert wird, das eine Regelstrecke zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor durch die Übertragungsfunktionen wiedergibt,
    Berechnen einer Steuerverstärkung zum Berechnen der Regelgröße des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignals unter Verwendung der Parameter des identifizierten Regelstreckenmodells,
    Berechnen der Regelgröße unter Verwendung der berechneten Steuerverstärkung, und
    Verhindern der Berechnung der Regelgröße unter einem vorbestimmten Betriebszustand, wenn keine Regelung durchgeführt wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu den oben genannten grundlegenden Schritten weiterhin die folgenden Schritte vorgesehen:
    Berechnen von Parametern von Übertragungsfunktionen, während sequentiell ein Regelstreckenmodell identifiziert wird, das eine Regelstrecke zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor durch die Übertragungsfunktionen wiedergibt,
    Berechnen einer Steuerverstärkung zum Berechnen der Regelgröße des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignals unter Verwendung der Parameter des identifizierten Regelstreckenmodells,
    Berechnen der Regelgröße unter Verwendung der berechneten Steuerverstärkung,
    Speichern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignalwertes und des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses während der Durchführung einer offenen Steuerung,
    Stoppen der Berechnung der Parameter des Regelstreckenmodells während der Durchführung einer Regelung, und
    Verwenden des gespeicherten Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignalwertes und des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses als Ein-/Ausgabedaten für die Regelstrecke, wenn die Berechnung der Parameter des Regelstreckenmodells nach Beendigung der offenen Steuerung wiederaufgenommen wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu den oben genannten grundlegenden Schritten weiterhin die folgenden Schritte vorgesehen:
    Berechnen von Parametern von Übertragungsfunktionen, während sequentiell ein Regelstreckenmodell identifiziert wird, das eine Regelstrecke zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor durch die Übertragungsfunktionen wiedergibt,
    Festlegen der Regelgröße des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignals durch eine Gleitmodus-Steuerung auf der Basis der Parameter des identifizierten Regelstreckenmodells,
    Entscheiden, ob eine Steuerrichtung der Regelgröße und eine Änderungsrichtung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses miteinander übereinstimmen, und
    Verhindern des Festlegens der Regelgröße, wenn die Steuerrichtung der Regelgröße und die Änderungsgröße des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nicht miteinander übereinstimmen.
    •
  • Nochfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Diagramm, das eine Struktur einer Ausführungsformen zeigt,
  • 2 ein Blockdiagramm, das eine Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt,
  • 3 ein Blockdiagramm, das eine Auszeit-Kompensationssteuerung in der ersten Ausführungsform zeigt,
  • 4 eine Tabelle zum Berechnen der Auszeit, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird,
  • 5 ein Blockdiagramm, das einen Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 und einen Auszeit-Kompensator 222 mittels Übertragungsfunktionen in der ersten Ausführungsform zeigt,
  • 6 ein Blockdiagramm, das eine Gesamtsteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mittels einer Gleitmodus-Steuerung unter Verwendung einer selbsteinstellenden Regelung in der ersten Ausführungsform zeigt,
  • 7 ein Blockdiagramm, das eine Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Verbrennungsmotors gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt,
  • 8 ein Blockdiagramm, das eine Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Verbrennungsmotors gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt,
  • 9 ein Blockdiagramm, das eine Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Verbrennungsmotors gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt,
  • 10 ein Flussdiagramm, das eine Steuerung eines zweiten Regelgrößen-Berechnungs-Verhinderungsabschnittes in der vierten Ausführungsform zeigt, und
  • 11 ein Blockdiagramm, das eine Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Verbrennungsmotors gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt.
  • Wie in 1 gezeigt, sind ein Luftstrommesser 3, der eine Einlassluftmenge Qa feststellt, und ein Drosselventil 4, das die Einlassluftmenge Qa steuert, in einem Einlasskanal 2 eines Motors 1 angeordnet.
  • Weiterhin wird ein Kraftstoffeinspritzventil 5 an dem Einlasskanal 2 durch ein Einspritzsignal von einer Steuereinheit 6 mit einem Mikrocomputer geöffnet, um Kraftstoff zuzuführen und einzuspritzen.
  • In jedem Zylinder ist eine Zündkerze 8 für die Zündung in einer Brennkammer 7 angeordnet, um eine durch das Einlassventil 9 eingesaugte Luft/Kraftstoff-Mischung durch eine Funkenzündung zu zünden.
  • Das Verbrennungsabgas wird durch ein Abgasventil 10 in einen Abgaskanal 11 ausgestoßen und über eine Abgasreinigungsvorrichtung 12 an die Umluft ausgegeben.
  • Ein über einen breiten Bereich empfindlicher Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 13, der ein Luft/Kraftstoff Verhältnis linear in Übereinstimmung mit der Sauerstoffkonzentration im Abgas feststellt, ist vor der Abgasreinigungsvorrichtung 12 in dem Abgaskanal 11 angeordnet.
  • Weiterhin sind ein Drehwinkelsensor 14, der ein Drehwinkelsignal bei jedem vorbestimmten Drehwinkel des Motors 1 ausgibt, sowie ein Wassertemperatursensor 15 vorgesehen, der eine Kühlwassertemperatur Tw innerhalb eines Kühlmantels des Motors 1 feststellt.
  • Die Steuereinheit 6 steuert das Kraftstoffeinspritzventil 5 wie folgt.
  • Zuerst wird eine grundlegende Einspritzmenge Tp = K·Qa·Ne (wobei K eine Konstante ist) in Übereinstimmung mit einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1) aus der Einlassluftmenge Qa und einer Motordrehgeschwindigkeit Ne, die auf der Basis des Signals von dem Drehwinkelsensor 14 festgestellt wird, berechnet.
  • Dann wird in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen entschieden, ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis geregelt oder offen gesteuert wird. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis geregelt werden soll, wird eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge Ti = Tp·(1/λt)·(α + αL + COEF) unter Verwendung der grundlegenden Kraftstoffeinspritzmenge Tp, eines Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses λt, eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelkorrekturkoeffizienten α, eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Lernwertes αL und verschiedener Koeffizienten COEF, die auf der Basis der Feststellungssignale aus dem Luft/Kraftstoff Verhältnis-Sensor 13 berechnet werden, berechnet.
  • Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis offen gesteuert wird, wird der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelkorrekturkoeffizient α auf 1 (α = 1) fixiert, um die endgültige Kraftstoffeinspritzmenge Ti zu berechnen.
  • Im Folgenden wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Wie in 2 gezeigt, umfasst ein Kraftstoffeinspritz-Steuerabschnitt in der vorliegenden Ausführungsform einen Ausgabeentscheidungsabschnitt 21, der über eine Ausgabe zu dem Kraftstoffeinspritzventil 5 entscheidet, und einen Luft/Kraftstoff-Regelabschnitt 22, der in der Zeichnung durch gestrichelte Linien angegeben ist.
  • Der Ausgabeentscheidungsabschnitt 21 entscheidet in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen, ob eine durch den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelabschnitt 22 berechnete Regelkorrekturgröße zu dem Kraftstoffeinspritzventil ausgegeben werden soll. Wenn die Regelgröße nicht ausgegeben werden soll, wird ein Sperrwert (1 bei der Durchführung der offenen Steuerung, 0 bei der Unterbrechung de Kraftstoffzufuhr) als Regelgröße ausgegeben.
  • Der Luft/Kraftstoff-Regelabschnitt 22 umfasst einen Gleitmodus-Steuerabschnitt 221, einen Auszeitkompensator 222, einen Regelstreckenmodell-Identifikationsabschnitt 223, einen Steuerverstärkungs-Berechnungsabschnitt 224, einen Auszeit-Berechnungsabschnitt 225, einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Lernabschnitt 226 und einen Verschiedene-Korrekturgrößen-Festlegungsabschnitt 227.
  • Der Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 berechnet eine Steuergröße u(t) für eine Regelstrecke (zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil 5 und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 13), d.h. mit anderen Worten die Regelgröße für das Kraftstoffeinspritzventil 5 (den Luft/Kraftstoff-Regelkorrekturkoeffizienten α) in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (1) mittels der Gleitmodus-Steuerung auf der Basis einer Abweichung zwischen dem Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis λt und dem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis λr.
    Figure 00100001
    wobei e(t) eine Eingabe in den Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 ist (Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis – tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis), KP eine Linearterm-Linearverstärkung ist, KD eine Linearterm-Derivativverstärkung ist, KI eine Adaptivgesetzverstärkung ist, KN eine nichtlineare Verstärkung ist und σ(t) eine Schaltfunktion ist, wobei σ(t) = SPe(t) + SDΔe(t).
  • Dabei ist zu beachten, dass jede Steuerverstärkung in dem weiter unten beschriebenen Steuerverstärkungs-Berechnungsabschnitt 224 berechnet wird.
  • Der Auszeitkompensator 222 dient dazu, die Auszeit-Kompensationssteuerung mittels eines Smith-Verfahrens durchzuführen, wobei er den Einfluss der Auszeit (d.h. eine Phasenverschiebung des festgestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses) in der Regelstrecke durch die Durchführung einer lokalen Rückkopplung kompensiert.
  • Insbesondere berechnet der Auszeitkompensator 222, der wie in 3 gezeigt ein Regelstreckenmodell 31 ohne Auszeit, ein Regelstreckenmodell 32 mit einer Auszeit k und einen Subtraktionsabschnitt 33 umfasst, eine Abweichung e2 zwischen einer am Streckenmodell 31 ohne Auszeitelement berechneten Ausgabevoraussage (Luft/Kraftstoff-Verhältnis) und einer am Streckenmodell 31 mit einer Auszeit berechneten tatsächlichen Ausgabevoraussage (tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis), um die Abweichung e2 zu der Eingabeseite des Gleitmodus-Steuerabschnitts 221 zu geben.
  • Dann wird e3 berechnet, indem die aus dem Auszeitkompensator 222 ausgegebene Abweichung e2 von einer Abweichung e1 zwischen dem Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis λt und dem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis λr subtrahiert wird, wobei es dann in den Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 eingegeben wird.
  • Das oben genannte Regelstreckenmodell wird in dem weiter unten beschriebenen Regelstreckenmodell-Identifikationsabschnitt 223 identifiziert, und die Auszeit k wird in dem ebenfalls später beschriebenen Auszeit-Berechnungsabschnitt 225 berechnet.
  • Der Regelstreckenmodell-Identifikationsabschnitt 223 identifiziert das Regelstreckenmodell für die Regelstrecke direkt mittels einer Übertragungsfunktion auf der Basis der Kraftstoffeinspritzmenge (Kraftstoffeinspritzsignal) und dem tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Ausgabe). Insbesondere wird eine rekursive Methode der kleinsten Quadrate (RLS-Methode) verwendet, um eine rekursive Berechnung der Parameter des Regelstreckenmodells durchzuführen.
  • Der Steuerverstärkungs-Berechnungsabschnitt 224 berechnet die Steuerverstärkung des Gleitmodus-Steuerabschnitts 221 unter Verwendung des Parame ters des durch den Regelstreckenmodell-Identifikationsabschnittes identifizierten Regelstreckemodells.
  • Insbesondere wird die selbsteinstellende Regelung mittels einer Polzuweisungsmethode verwendet, um durch eine Regelübertragungsfunktion ein gesamtes System (mit anderen Worten Regelstrecke (zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil 5 und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 13) + Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 + Auszeitkompensator 222) wiederzugeben, die Steuerverstärkung des Gleitmodus-Steuerabschnitts 221 zu berechnen, sodass ein Pol der Regelübertragungsfunktion mit einem gewünschten Pol hinsichtlich von Antwortkennlinie, Überschuss, Stabilisierungsperiode usw. (Details hierzu werden weiter unten beschrieben) zusammenfällt.
  • Der Auszeit-Berechnungsabschnitt 225 berechnet die in der Regelstrecke enthaltene Auszeit k. Die Berechnung der Auszeit k wird zum Beispiel vorgenommen, indem zuvor eine Tabelle vorbereitet wird, die eine Beziehung zwischen der Einlassluftmenge Qa und der Auszeit k wie in 4 gezeigt wiedergibt, und indem die Tabelle auf der Basis der festgestellten Einlassluftmenge Qa abgefragt wird.
  • Der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Lernabschnitt 226 lernt eine Abweichung zwischen der Regelgröße und einem Bezugswert, die durch einen Verschleiß oder Variationen von Teilen des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersystems verursacht wird. Insbesondere wird eine Abweichung Δα zwischen dem Bezugswert (α0 = 1) und einem Wert, der durch gewichtete Mittelwerte aus einer Vielzahl von Abtastungen der Regelgröße u(t) als Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelkorrekturkoeffizient α erhalten wird, berechnet und wird ein vorbestimmtes Verhältnis der Abweichung Δα (< 1) als ein Lernwert UL berechnet und in einem RAM aktualisiert.
  • Der Verschiedene-Korrekturgrößen-Festlegungsabschnitt 227 setzt verschiedene Korrekturgrößen UK wie etwa einen Wassertemperatur-Korrekturkoeffizienten auf der Basis des festgestellten Wassertemperaturwertes.
  • Dann werden in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden technischen Lehre der im Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Lernabschnitt 226 gelernte Lernwert UL und die im Verschiedene-Korrekturgrößen-Festlegungsabschnitt 227 festgelegten verschiedenen Korrekturgrößen UK zu der Regelkorrekturgröße u(t)' addiert, die aus dem Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 ausgegeben wird, wobei der addierte Wert dann als eine Steuereingabe u(t) [= u(t)' + UL + UK] in den Regelstreckenmodell-Identifikationsabschnitt 223 eingegeben wird.
  • Im Folgenden wird die Berechnung der Steuerverstärkung im Steuerverstärkungs-Berechnungsabschnitt 224 ausführlich beschrieben.
  • Die Berechnung der Steuerverstärkung unter Verwendung der selbsteinstellenden Regelung durch die Polzuweisungsmethode wird wie folgt durchgeführt.
  • Zuerst wird ein Regelstreckenmodell GP(z–1) festgelegt, das die Regelstrecke durch die Übertragungsfunktion wiedergibt. Danach werden eine Übertragungsfunktion GC(z–1) des Gleitmodus-Steuerabschnittes 221 und eine Übertragungsfunktion GL(z–1) des Auszeitkompensators 222 erhalten.
  • Dann wird auf der Basis dieser Übertragungsfunktionen eine Regelübertragungsfunktion W(z–1) des gesamten Systems berechnet, und es wird die Steuerverstärkung derart berechnet, dass ein Pol der Regelübertragungsfunktion zu einem festgelegten Pol wird.
  • Im Folgenden wird das Festlegen des Regelstreckenmodells beschrieben.
  • Die Regelstrecke zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil 5 und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 13 wird beispielsweise durch ein quadratisches ARX-Modell A(z–1) wie in den folgenden Gleichungen (2) und (3) unter Verwendung der im Auszeit-Berechnungsabschnitt 225 berechneten Auszeit k (≥ 1) ausgedrückt. A(z–1)y(t) = z–kb0u(t) + ε(t) (2) A(z–1) = 1 + a1z–1 + a2z–2 (3)wobei y(t) eine Regelstreckenausgabe (d.h. das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis) ist, u(t) ein Regelstrecken-Eingabewert (d.h. die Kraftstoffeinspritzmenge) ist und ε(t) ein zufälliges Rauschen ist.
  • Dann kann die Übertragungsfunktion GP(z–1) des Regelstreckenmodells durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt werden. Gp(z–1) = z–kb0/A(z–1) (4)
  • Weiterhin können ein Berechnungsparametervektor θ(t) und ein Datenvektor ψ(t – k) durch die folgenden Gleichungen (5) und (6) ausgedrückt werden. θ(t) = [a1(t), a2(t), b0(t)]T (5) ψ(t – k) = [–y(t – 1), –y(t – 2), u(t – k)]T (6)
  • Im Folgenden wird die Identifikation (Parameterberechnung) des Regelstreckenmodells beschrieben.
  • Das festgelegte Regelstreckenmodell wird im Regelstreckenmodell-Identifikationsabschnitt 223 identifiziert.
  • Insbesondere wird eine Kennlinie des Streckenmodells in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen und Streckenmodelleigenschaften wie etwa einem Verschleiß der Regelstrecke selbst geändert, sodass das Regelstreckenmodell durch das sequentielle Berechnen von Eingabeparametern a1(t), a2(t) und einem Ausgabeparameter b0(t) von Gleichung (5) (durch eine direkte Identifikation) identifiziert wird.
  • Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform die rekursive Methode der kleinsten Quadrate (RLS-Methode) verwendet, um die oben genannten Parameter zu berechnen, wobei sequentiell Parameter berechnet werden, in denen das Quadrat eines Fehlers zwischen einem tatsächlichen Wert und einem berechneten Wert minimal wird.
  • Eine besondere Berechnung ist mit einer allgemeinen gewichteten und rekursiven Methode der kleinsten Quadrate (RLS-Methode) identisch und wird durchgeführt, indem die folgenden Gleichungen (7) bis (9) in Bezug auf eine Zeitaktualisierungsgleichung t = 1, 2, ..., N berechnet werden.
    Figure 00150001
    wobei
    • θ ^(t):
    Parameterschätzwert (Parametervoraussagewert)
    ε(t):
    Voraussagefehler (tatsächlicher Wert – Voraussagewert)
    P(t):
    m·m-Matrix aus Eingabe/Ausgabe (Kovarianzmatrix)
    ψ(t):
    Ein-/Ausgabewert (Datenvektor)
    λ1, λ2:
    Vergessenskoeffizient
    weiterhin ist ein Anfangswert der Parameterschätzung: θ ^(0) = θ0 und ist ein Anfangswert der Kovarianzmatrix P(0) = α·I, wobei α = 1000 (I gibt die Einheitsmatrix an).
  • Dann wird durch das sequentielle Berechnen der Parameter a1(t), a2(t) und b0(t) unter Verwendung der Parameterberechnungsgleichungen (7) bis (9) das Regelstreckenmodell identifiziert.
  • Für die Vergessenskoeffizienten λ1, λ2 gilt: wenn kein Vergessenselement vorhanden ist, ist λ1 = λ2 = 1, während wenn ein Vergessenselement vorhanden ist, ist λ1 = 0,98 und ist λ2 = 1.
  • Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform als Anfangswert θ0 des Parameterberechnungswertes ein Anfangswert in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen gesetzt (zum Beispiel a1(0) = A1, a2(0) = A2 und b0(0) = B1, um die Zeitdauer bis zur Konvergenz zu kürzen.
  • Im Folgenden wird die Berechnung einer diskreten Zeitübertragungsfunktion des Gleitmodus-Steuerabschnitts 221 beschrieben.
  • Der Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 wird in Übereinstimmung mit der folgenden Prozedur zu einer Übertragungsfunktion gemacht.
  • Es wird angenommen, dass y(t) eine Regelstreckenausgabe (tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis λr) ist, ω(t) ein Zielwert (Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis λt) ist und e(t) = ω(t) – y(t) ist, wobei eine Differenz Δu(t) der Regelstreckeneingabe u(t) einer Probe (mit anderen Worten die Ausgabe aus dem Gleitmodus-Steuerabschnitt 221) durch die folgende Gleichung (10) berechnet werden kann.
    Figure 00160001
    Figure 00170001
    wobei e(t) = ω(t) – y(t), e(t) – e(t – 1) = Δe(t), sodass die folgende Gleichung (11) aus der Gleichung (10) erhalten wird.
    Figure 00170002
    wobei K(z.1) durch die folgende Gleichung (12) widergegeben wird, die zu der Gleichung (13) erweitert wird, um eine Berechnung auf der Basis jeder Steuerverstärkung vorzunehmen.
  • Figure 00170003
  • Dementsprechend kann aus der Gleichung (12) heraus die Regelstreckeneingabe u(t) durch die folgende Gleichung (14) ausgedrückt werden.
    Figure 00170004
  • Wenn dabei die Berechnung derart durchgeführt wird, dass der nicht-lineare Term nicht aufgenommen wird, kann die diskrete Zeitübertragungsfunktion Gc(z–1) des Gleitmodus-Steuerabschnitts 221 durch die folgende Gleichung (15) ausgedrückt werden. Gc(z–1) = K(z–1)/(1 – z–1) (15)
  • Im Folgenden wird die Berechnung einer diskreten Zeitübertragungsfunktion des Auszeitkompensators 222 beschrieben.
  • Wie zuvor genannt, verwendet der Auszeitkompensator 222 das Smith-Verfahren, das den Einfluss eines Auszeitelements während der Durchführung der Ausgabevoraussage nach der Auszeit kompensiert, sodass eine diskrete Zeitübertragungsfunktion GL(z–1) des Auszeitkompensators 222 durch die folgende Gleichung (16) berechnet werden kann. GL(z–1) = z–1b0/A(z–1) – z–kb0/A(z–1) = (z–1 – z–k)b0/A(z–1) (16)
  • Dabei ist zu beachten, das z–1b0/A(z–1) eine Ausgabevoraussage ohne Auszeit ist, die unter Verwendung des Regelstreckenmodells ausgedrückt wird, während z–kb0/A(z–1) eine tatsächliche Ausgabevoraussage mit einer Auszeit ist, die unter Verwendung des Regelstreckenmodells ausgedrückt wird.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das die entsprechenden Übertragungsfunktionen verwendet (Regelstreckenmodell, Gleitmodus-Steuerabschnitt 21, Auszeitkompensator), die wie oben beschrieben berechnet werden.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren beschrieben, durch welches das gesamte System zu einer Regelübertragungsfunktion gemacht wird.
  • Wie oben genannt wird der nichtlineare Term des Gleitmodus-Steuerabschnitts 221 nicht aufgenommen.
  • Die Berechnung einer Regelübertragungsfunktion W(z–1) des gesamten Systems wird wie folgt vorgenommen.
  • Zuerst wird eine Regelschleife des Gleitmodus/Steuerabschnitts 221 und des Auszeitkompensators 222 herausgenommen, um eine Übertragungsfunktion von einem Ziel (Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis λt) zu einer Ausgabe (Regelgröße) zu berechnen. In 5 kann eine Übertragungsfunktion GCL(z–1) der lokalen Schleife einschließlich des Gleitmodus-Steuerabschnitts 221 und des Auszeitkompensators 222 durch die folgende Gleichung (17) auf der Basis der Gleichungen (15) und (16) berechnet werden.
  • Figure 00190001
  • Dementsprechend kann die Regelübertragungsfunktion W(z–1) des gesamten Systems einschließlich der lokalen Schleife von Gleichung (17) und der Regelstrecke durch die folgende Gleichung (18) berechnet werden.
  • Figure 00190002
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das das Ergebnis der vorstehenden Gleichung zeigt.
  • Die Berechnung der Steuerverstärkung des Gleitmodus-Steuerabschnitts 222 durch die Polzuweisungsmethode wird wie folgt vorgenommen.
  • Aus der Gleichung (1) ergibt sich, dass das charakteristische Polynom der Regelübertragungsfunktion W(z–1) das Polynom (1 – z–1)A(z–1) + z–1b0K(z–1)ist und dass dieses in der folgenden Gleichung (19) verwendet wird. (1 – z–1)A(z–1) + z–1b0K(z–1) = T(z–1) = 1 + t1z–1 + t2z–2 (19)
  • Dabei wird durch das Festlegen von T(z–1), um den gewünschten Pol hinsichtlich von Antwortkennlinie, Überschuss, Stabilisierungsperiode usw. zu erhalten, die Steuerverstärkung des Gleitmodus-Steuerabschnitts 221 wie folgt berechnet.
  • Die folgende Gleichung (20) wird aus der Gleichung (19) erhalten.
  • Figure 00200001
  • Dabei ergibt sich auf der Basis der Gleichung (13): K(z–1) = (KP + KI SP + KI SD + KD) – (KP + KI SD + 2KD)z–1 + KDZ–2.
  • Indem also die Schaltfunktion-Linearverstärkung SP und die Schaltfunktion-Derivativverstärkung SO auf 1 gesetzt werden und indem die Linearterm-Linearverstärkung KP , die Adaptivterm-Verstärkung KI und die Linearterm-Derivativverstärkung KD des linearen Terms als variable Parameter eingestellt werden, kann die folgende Gleichung (21) erhalten werden.
  • Figure 00210001
  • Dann werden die folgenden Gleichungen (22) bis (24) erhalten.
  • Figure 00210002
  • Durch das Auflösen der Gleichungen (22) bis (24) nach jeweils KP, KI und KD und das Ausdrücken von a1, a2 und b0 durch die sequentiell durch den Regelstreckenmodell-Identifikationsabschnitt 223 berechneten Berechnungsparameter a1(t), a2(t) und b0(t) kann jeweils jede Verstärkung durch die folgenden Gleichungen (25) bis (27) berechnet werden.
  • Figure 00210003
  • Weiterhin kann für das charakteristische Polynom T(z–1) = 1 + t1z–1 + t2z–2 die Verwendung des Nenners der Übertragungsfunktion betrachtet werden, wenn das quadratische, kontinuierliche Zeitsystem G(s) = ω2/(s2 + 2ζω s + ω2)durch eine Abtastzeit Ti diskret gemacht wird, wobei die Dämpfung ζ = 0,7 und die natürliche Winkelfrequenz ω = 30 ist.
  • Dann berechnet der Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 die Steuergröße für die Regelstrecke unter Verwendung der sogenannten Steuerverstärkung (siehe Gleichung 13).
  • Wie oben beschrieben wird das gesamte System durch eine einzige Übertragungsfunktion unter Verwendung des Regelstreckenmodells ausgedrückt, das durch das sequentielle Berechnen von Parametern erhalten wird, wobei die Steuerverstärkung des Gleitmodus-Steuerabschnitts 221 zum Berechnen der Regelgröße für die Regelstrecke erhalten wird, sodass der Pol der Übertragungsfunktion mit dem gewünschten Pol hinsichtlich von Antwortkennlinie, Überschuss, Stabilisierungsperiode usw. zusammenfällt. Auf diese Weise kann eine gute Steuerverstärkung, die der Kennlinienänderung der Regelstrecke gut entspricht, berechnet werden, sodass eine genaue Luft/Kraftstoff-Regelung ausgeführt werden kann.
  • Auch bei dem oben beschriebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelsystem ist es ähnlich wie bei einer allgemeinen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelung vorteilhaft, eine Abweichung der Regelgröße von einem Bezugswert zu lernen, der auf einen Verschleiß der Teile mit der Zeit oder ähnliches zurückzuführen ist. Wenn kein derartiges Lernen durchgeführt wird, wird eine durch Korrektur, die durch das Lernen vorgenommen hätte werden sollen, durch die Regelstreckenmodell-Identifikation absorbiert. Eine derartige Regelstreckenmodell-Identifikation ist nicht auf die tatsächlichen Betriebsbedingungen angepasst, wobei die zu identifizierenden Parameterwerte des Regelstreckenmodells aufgrund einer Änderung in den Betriebsbedingungen stark geändert werden, sodass keine stabile Regelung durchgeführt werden kann.
  • Es ist also auch in dem oben beschriebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelsystem vorteilhaft, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Lernen anzuwenden, wobei sich jedoch herausgestellt hat, dass die Anwendung des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Lernens wie in dem herkömmlichen Verfahren die folgenden Probleme verursacht. Wenn nämlich die Betriebsbedingungen geändert werden und in den zum Identifikationsabschnitt des Regelstreckenmodells eingegebenen Daten der Lernwert zu einem Lernwert eines neuen Betriebsbereichs geschaltet wird (d.h. wenn der Lernwert des neuen Betriebsbereichs ein Initialwert ist), ist das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der Ausgabeseite, das durch den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor festgestellt wird, ein den Lernwert wiedergebender Wert, während die Regelgröße auf der Eingangsseite der Kraftstoffeinspritzmenge unverändert bleibt. Deshalb wird die Regelstreckenmodell-Identifikation nicht korrekt durchgeführt. Dies hat zur Folge, das die Steuerverstärkung auf der Basis des durch die Identifikation erhaltenen Parameters nicht verwendet werden kann, sodass es unmöglich wird, eine gute Luft/Kraftstoff-Regelleistung zu erhalten.
  • Dasselbe gilt für die Korrektur auf der Basis der Wassertemperatur und ähnliches neben dem Lernen. Auch wenn die nicht durch die Korrektur berücksichtigte Regelkorrekturgröße und das durch die Korrektur berücksichtigte tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingegeben werden, um das Regelstreckenmodell zu identifizieren (Parameterberechnung), kann keine zufriedenstellende Identifikation durchgeführt werden.
  • Weil in der vorliegenden Ausführungsform der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Lernwert UL und die verschiedenen Korrekturgrößen UK zu der aus dem Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 ausgegebenen und in den Regelstreckenmodell-Identifikationsabschnitt 223 einzugebenden Regelgröße u(t) addiert werden, können die Steuereingabe und Steuerausgabe unter denselben Bedingungen miteinander verglichen werden, um das Regelstreckenmodell zu identifizieren oder die Parameter zu berechnen.
  • Daraus resultiert, dass die zufriedenstellend auf die tatsächliche Bedingung angepassten Parameter erhalten werden können, um die Regelgröße mit hoher Genauigkeit zu berechnen. Auch wenn der zu verwendende Lernwert geschaltet wird oder verschiedene Korrekturgrößen aufgrund einer Änderung in den Betriebsbedingungen geändert werden, kann die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelung stabil und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
  • Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform beschrieben.
  • 7 zeigt die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerfunktion der vorliegenden Ausführungsform, wobei der Luft/Kraftstoff-Regelabschnitt 22 einen Regelgrößen-Berechnungs-Verhinderungsabschnitt 228 umfasst.
  • Der Regelgrößen-Berechnungs-Verhinderungsabschnitt 228 verhindert die Berechnung (Aktualisierung) der Regelgröße durch den Gleitmodus-Steuerabschnitt 221, der die Regelgröße unter vorbestimmten Betriebsbedingungen berechnet, insbesondere wenn eine offene Steuerung mit einem auf 1 fixierten Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelkorrekturkoeffizienten α (α = 1) durchgeführt wird und wenn die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist. Die Erfüllung derartiger Bedingungen bei einer offenen Steuerung oder unterbrochenen Kraftstoffzufuhr wird beispielsweise festgestellt, indem das Ansteuersignal von dem Kraftstoffeinspritzventil 5 oder ein Flag (Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Flag) geprüft wird.
  • Der Grund dafür, dass die Berechnung der Regelgröße verhindert wird, liegt darin, dass wenn die Berechnung der Regelgröße auch bei einer Steuerung oder Regelung (das heißt, die im Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 berechnete Regelgröße wird nicht zu dem Kraftstoffeinspritzventil 5 ausgegeben) oder bei einer Kraftstoffzufuhrunterbrechung fortgesetzt wird, wird der integrale Term (der auf der Basis von Fehlergröße = Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis – tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis berechnet wird) in der Gleitmodus-Steuerung erhöht, sodass danach bei Wiederaufnahme der Regelung keine entsprechende Kraftstoffeinspritzsteuerung durchgeführt werden kann.
  • Nachdem dann die offene Steuerung oder die Kraftstoffzufuhrunterbrechung beendet worden ist, wird die Regelung (d.h. die Berechnung der Regelgröße durch den Gleitmodus-Steuerabschnitt 221) wiederaufgenommen. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein zuvor in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen festgelegter Initialwert auf den integralen Term in der Gleitmodus-Steuerung zum Zeitpunkt der Wiederaufnahme gesetzt.
  • Auf diese Weise wird der integrale Term in der Gleitmodus-Steuerung durch den zuvor in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen festgelegten Initialwert zurückgesetzt, wenn die Regelung wiederaufgenommen wird, sodass eine entsprechende Regelgröße zu dem Kraftstoffeinspritzventil 5 unmittelbar nach der Wiederaufnahme der Regelung ausgegeben werden kann.
  • Der oben beschriebene Initialwert kann nach der Wiederaufnahme der Regelung auch weiterhin für eine vorbestimmte Zeitdauer aufrechterhalten werden, um die Reaktionsverzögerung nach der Wiederaufnahme zu berücksichtigen.
  • Dadurch kann eine passendere Regelgröße an das Kraftstoffeinspritzventil 5 ausgegeben werden, weil die Berechnung des integralen Terms nicht während der Reaktionsverzögerung durchgeführt wird.
  • Bei Ausführung der offenen Steuerung wird also keine Berechnung der Regelgröße vorgesehen (bzw. wird diese verhindert), wobei jedoch auch in diesem Fall eine entsprechende Kraftstoffeinspritzsteuerung nach der Wiederaufnahme der Regelung vorgesehen werden kann, indem der zuvor festgelegte Initialwert in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen auf den integralen Term in der Gleitmodus-Steuerung gesetzt wird, wenn die Regelung wiederaufgenommen wird, wobei dann dieser Initialwert für eine vorbestimmte Zeitperiode aufrechterhalten wird.
  • Weiterhin ist wie in 7 gezeigt ein Identifikations-Verhinderungsabschnitt 229 vorzugsweise vorgesehen, um die Identifikation des Regelstreckenmodus (Parameterschätzung) während der offenen Steuerung und Kraftstoffzufuhrunterbrechung ähnlich der Verhinderung der Berechnung der Regelgröße durch den Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 zu verhindern.
  • Das heißt, während der Regelung wird die Kraftstoffeinspritzung mittels der durch den Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 berechneten Regelgröße geregelt, während bei der offenen Steuerung oder Kraftstoffzufuhrunterbrechung ein anderer Wert als die durch den Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 berechnete Regelgröße zu dem Kraftstoffeinspritzventil 5 ausgegeben wird. Deshalb kann eine Regelstrecken-Zustandsvoraussage (Regelstreckenmodell-Identifikation) durchgeführt werden, die sich vollständig von der während der Regelung durchgeführten unterscheidet. Unter derartigen Umständen ist es nicht sinnvoll, die Regelstrecken-Zustandsvoraussage durchzuführen, um die Regelgröße zu berechnen, weil dies zu falschen Identifikationsergebnissen (einer Verschlechterung der Identifikationsgenauigkeit des Regelstreckenmodells) führen würde.
  • Um eine derartige Verschlechterung der Identifikationsgenauigkeit (Parameterschätzungsgenauigkeit) zu verhindern, wird die Regelstreckenmodell-Identifikation verhindert, wenn die Regelung nicht durchgeführt wird.
  • Dabei wird auch die Berechnung der Steuerverstärkung durch den Steuerverstärkungs-Berechnungsabschnitt 224 nicht korrekt durchgeführt, sodass die Berechnung der Steuerverstärkung in ähnlicher Weise verhindert werden kann.
  • Die Identifikation des Regelstreckenmodells wird wiederaufgenommen, wenn die Regelung wiederaufgenommen wird (wenn auch die Berechnung der Steuerverstärkung verhindert wurde, wird auch die Berechnung derselben wiederaufgenommen). Bei der Wiederaufnahme der Identifikation wird der zuvor in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen gesetzte Initialwert θ0 (A1, A2, B1) als der Parameter des Regelstreckenmodells verwendet.
  • Indem also der unmittelbar vor der Verhinderung der Identifikation durch den Initialwert θ0 (A1, A2, B1) verwendete Parameterwert zurückgesetzt wird, kann die Identifikationsgenauigkeit nach der Wiederaufnahme der Identifikation auf einer hohen Ebene aufrechterhalten werden, ohne dass die Änderung in der Regelstreckenkennlinie vor und nach der Verhinderung der Identifikation berücksichtigt wird, sodass auch die Konvergenzzeit verkürzt wird.
  • Der gesetzte Initialwert (Parameter A1, A2, B1) wird für eine vorbestimmte Zeitdauer nach der Wiederaufnahme der Identifikation aufrechterhalten.
  • Der Grund hierfür ist, dass nicht nur unmittelbar nach der Wiederaufnahme der Identifikation, sondern auch für eine vorbestimmte Zeitdauer unmittelbar nach der Wiederaufnahme der Identifikation aufgrund der Reaktionsverzögerung kein Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Übereinstimmung mit der durch den Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 berechneten Regelgröße festgestellt werden kann, sodass es unmöglich ist, ein korrektes Identifikationsergebnis zu erhalten, ähnlich wie wenn keine Regelung durchgeführt wird.
  • Wie zuvor beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform während der offenen Steuerung und Kraftstoffunterbrechung die Berechnung der Regelgröße durch den Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 verhindert, wobei auch die Schätzung des Parameters durch den Regelstreckenmodell-Identifikationsabschnitt 223 verhindert wird, sodass die Berechnung eines fehlerhaften Ergebnisses im voraus verhindert werden kann, um eine entsprechende Kraftstoffeinspritzsteuerung bei der Wiederaufnahme der Regelung durchzuführen und eine genaue Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu erhalten.
  • Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform beschrieben.
  • 8 zeigt die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerfunktion gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wobei der in der zweiten Ausführungsform enthaltene Identifikations-Verhinderungsabschnitt 229 in dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelabschnitt 22 enthalten ist und ein Regelstrecken-Ein-/Ausgabe-Speicherabschnitt 23 vorgesehen ist.
  • Der Regelstrecken-Ein-/Ausgabe-Speicherabschnitt 23 speichert die Steuergröße (d.h. α = 1) und das festgestellte Luft/Kraftstoffverhältnis während der offenen Steuerung (d.h. wenn der Ausgabeentscheidungsabschnitt 21 den Wert 1 als Steuergröße ausgibt).
  • Ähnlich wie in der zweiten Ausführungsform wird die Identifikation des Regelstreckenmodells während der offenen Steuerung und der Kraftstoffzufuhrunterbrechung durch den Identifikations-Verhinderungsabschnitt 229 verhindert. Wenn jedoch die offene Steuerung beendet wird und die Regelstreckenmodell-Identifikation sowie die Regelung wiederaufgenommen werden, werden die Steuergröße und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, die in dem Regelstrecken-Ein-/Ausgabe-Speicherabschnitt 23 gespeichert sind, als Ein-/Ausgabedaten der Regelstrecke gesetzt.
  • Auch wenn die Regelung wiederaufgenommen wird, entspricht das während einer Zeitperiode zwischen der Wiederaufnahme und dem Ablauf der Auszeit k der Regelstrecke festgestellte tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht der durch den Gleitmodus-Steuerabschnitt 221 berechneten Regelgröße, sondern derjenigen während der offenen Steuerung. Wenn also die Regelstreckenmodell-Identifikation auf der Basis derartiger unkorrelierter Ein-/Ausgabedaten durchgeführt wird, wird die Identifikationsgenauigkeit stark beeinträchtigt.
  • Dementsprechend werden nicht nur bei der Wiederaufnahme der Regelung, sondern auch während der Zeitdauer zwischen der Wiederaufnahme und dem Ablauf der Auszeit k der Regelstrecke die Steuergröße und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Steuerung, die in dem Regelstrecken-Ein-/Ausgabe-Speicherabschnitt 23 gespeichert sind, als Ein-/Ausgabedaten der Regelstrecke verwendet, um das Regelstreckenmodell zu identifizieren.
  • Es ist also möglich, die Konvergenz des Regelstreckenmodell-Parameters nach der Wiederaufnahme der Regelung zu verkürzen, wobei eine falsche Identifikation (Parameterschätzung) verhindert werden kann.
  • Daraus resultiert, dass auch nach der Wiederaufnahme der Regelung eine gute Steuerverstärkung, die der Kennlinienänderung der Regelstrecke gut entspricht, zu einem frühen Zeitpunkt berechnet werden kann, sodass eine sehr genaue Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelung durchgeführt werden kann.
  • Im Folgenden wird eine vierte Ausführungsform beschrieben.
  • 9 zeigt die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung der vorliegenden technischen Lehre, wobei der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelabschnitt 22 einen zweite Regelgrößen-Berechnungs-Verhinderungsabschnitt 230 umfasst.
  • Der zweite Regelgrößen-Berechnungs-Verhinderungsabschnitt 230 verhindert das Festlegen einer Regelgröße, wenn eine Steuerrichtung (eine Erhöhungs- bzw. Verminderungsrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses) und eine Änderungsrichtung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nicht miteinander übereinstimmen, wenn die Auszeit nicht angepasst ist.
  • Eine durch den zweiten Regelgrößen-Berechnungs-Verhinderungsabschnitt 230 durchgeführte Steuerung ist in dem Flussdiagramm von 10 gezeigt.
  • In Schritt 1 wird entschieden, ob die Steuerrichtung mit der Änderungsrichtung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses übereinstimmt.
  • Insbesondere wird in dem Regelstreckenmodell-Identifikationsabschnitt 223 entschieden, ob das positive/negative Vorzeichen des Parameters b0 (Eingabeparameters) des Regelstrecken-Eingabewertes dem positiven/negativen Vorzeichen der Parameter a1, a2 (Ausgabeparameter) des Regelstrecken-Ausgabewertes entspricht. Wenn mit anderen Worten das positive/negative Vorzeichen des Eingabeparameters b0 mit dem positiven/negativen Vorzeichen der Ausgabeparameter a1, a2 übereinstimmt, wird entschieden, dass die Steuerrichtung (eine Erhöhungs- bzw. Verminderungsrichtung der Kraftstoffeinspritzmenge) mit der Änderungsrichtung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (einer starken/schwachen Richtung) übereinstimmt. Wenn die positiven/negativen Vorzeichen der Parameter dagegen nicht miteinander übereinstimmen, wird entschieden, dass die Steuerrichtung nicht mit der Änderungsrichtung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses übereinstimmt.
  • Alternativ hierzu wird entschieden, ob die Steuerverstärkung K1, die mit dem integralen Term der Schaltfunktion σ(t) in der Gleichung für die Regelgröße u(t) aus den im Steuerverstärkungs-Berechnungsabschnitt 224 berechneten Steuerverstärkungen multipliziert wird, positiv oder negativ ist. Wenn die Steuerverstärkung K1 negativ ist, wird entschieden, dass die Steuerrichtung mit der Änderungsrichtung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses übereinstimmt. Wenn sie dagegen positiv ist, wird entschieden, dass diese nicht miteinander übereinstimmen. Der Grund hierfür ist, dass wie in der Gleichung (10) gezeigt, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge derart gesteuert wird, dass sie bei einer positiven Änderungsgröße Δu(t) der Regelgröße u(t) erhöht wird, die Schaltfunktion σ(t) einschließlich e(t) = Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis – tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis einen negativen Wert annehmen soll, wobei die Steuerverstärkung K1 zum erhöhende Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge auf einen negativen Wert gesetzt werden soll.
  • Wenn in Schritt 1 entschieden wird, dass die Steuerrichtung und die Änderungsrichtung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nicht miteinander übereinstimmen, schreitet die Steuerung zu Schritt 2 fort, wo das Festlegen der Regelgröße verhindert wird. In diesem Fall besteht das einfachste und direkteste Verfahren darin, jede Steuerverstärkung KP, KD, KI und KN auf 0 zu setzen. Dadurch ist die Regelgröße u(t) gleich 0.
  • Alternativ hierzu werden die Werte der Parameter a1, a2 und b0 jeweils begrenzt. Insbesondere werden die Werte der Ausgabeparameter a1 und a2 reduziert (zum Beispiel auf 0) und wird der Wert des Eingabeparameters b0 erhöht, sodass die Regelgröße u(t) ausreichend klein wird, um die Festlegung zu verhindern.
  • Es können auch die Werte der Parameter a1, a2 und b0 initialisiert werden, um die Regelgröße an 0 anzunähern.
  • Die Festlegung der Regelgröße wird also verhindert, wenn die Steuerrichtung der Regelgröße (Erhöhung bzw. Verminderung der Steuerrichtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses) und die Änderungsrichtung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses aufgrund einer Abweichung der Auszeit zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil 5 und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 14 vom tatsächlichen Wert nicht miteinander übereinstimmen, sodass eine Regelgröße in der falschen Richtung verhindert wird und nur die Regelung in der richtigen Richtung durchgeführt wird. Dementsprechend wird eine Verschlechterung des Ausstoßes verhindert und wird die Konvergenz des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit dem Zielwert beschleunigt.
  • Weiterhin kann die Festlegung der Regelgröße einfach verhindert werden, indem die Steuerverstärkung auf 0 gesetzt wird.
  • Auch die Festlegung der Regelgröße durch in der falschen Richtung identifizierte Parameter kann verhindert werden, indem die Werte der für die Identifikation verwendeten Parameter entweder begrenzt oder initialisiert werden.
  • Außerdem kann auf der Basis des positiven/negativen Vorzeichens des Eingabeparameters und der während der Identifikation berechneten Ausgabeparameter oder auf der Basis des positiven/negativen Vorzeichens der Steuerverstärkung einfach entschieden werden, ob die Steuerrichtung der Regelung mit der Richtung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu dem Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmt.
  • Vorstehend wurden eine erste bis vierte Ausführungsform beschrieben, wobei die vorliegende technische Lehre jedoch derart realisiert werden kann, dass alle Aufbauten dieser Ausführungsformen enthalten sind, um alle Effekte der verschiedenen Ausführungsformen zu erhalten. 11 zeigt die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden technischen Lehre, die alle vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in sich vereint.

Claims (30)

  1. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor, wobei die Vorrichtung mittels eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf der Basis eines Abgaszustandes ein tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis feststellt, mittels einer Steuereinheit ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignal erzeugt, das eine Regelgröße auf der Basis des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses während der Durchführung einer Regelung enthält, und mittels eines Kraftstoffeinspritzventils eine Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit einem Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis einspritzt, wobei das Kraftstoffeinspritzventil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignal empfängt, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, gekennzeichnet durch eine Identifikationseinrichtung zum Berechnen von Parametern von Übertragungsfunktionen, während sequentiell ein Regelstreckenmodell identifiziert wird, das eine Regelstrecke zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil (5) und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (13) durch die Übertragungsfunktionen wiedergibt, eine Steuerverstärkungseinrichtung zum Berechnen der Regelgröße des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignals unter Verwendung der Parameter des identifizierten Regelstreckenmodells, eine Regelgrößen-Festlegungseinrichtung zum Berechnen der Regelgröße unter Verwendung der berechneten Steuerverstärkung berechnet, und eine Verhinderungseinrichtung zum Verhindern der Berechnung der Regelgröße unter einer vorbestimmten Betriebsbedingung, wenn die Regelung nicht durchgeführt wird.
  2. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße festgelegt wird, indem eine Auszeitkompensation durchgeführt wird, die eine Auswirkung der Auszeit in der Regelstrecke unter Verwendung des Regelstreckenmodells beseitigt.
  3. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße derart festgelegt wird, dass ein Initialwert auf einen integralen Term gesetzt wird, der zuvor in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen festgelegt wurde, wenn die Berechnung der Regelgröße nach der Verhinderung wiederaufgenommen wird.
  4. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße für eine vorbestimmte Zeitdauer nach der Wiederaufnahme der Berechnung der Regelgröße auf einem festgelegten Initialwert gehalten wird.
  5. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße durch eine Gleitmodus-Steuerung berechnet wird.
  6. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Berechnung der Regelgröße verhindert wird, auch die Berechnung der Parameter für das Regelstreckenmodell verhindert wird.
  7. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Berechnung der Parameter des Regelstreckenmodells nach der Verhinderung wiederaufgenommen wird, ein zuvor in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen festgelegter Initialwert für alle Parameter des Regel streckenmodells gesetzt wird.
  8. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialwert für eine vorbestimmte Zeitdauer nach der Wiederaufnahme der Berechnung der Parameter aufrechterhalten wird.
  9. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter des Regelstreckenmodells unter Verwendung einer rekursiven Methode der kleinsten Quadrate berechnet werden.
  10. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesamtes System einschließlich der Regelstrecke und der Regelgrößenberechnung durch eine Übertragungsfunktion wiedergegeben wird, um die Steuerverstärkung zu berechnen, sodass die Übertragungsfunktion, die das gesamte System wiedergibt, eine festgelegte Kennlinie aufweist.
  11. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Betriebsbedingung die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr oder die Durchführung einer offenen Steuerung ist.
  12. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Speichereinrichtung zum Speichern des Luft/Kraftstoff-Steuersignalwertes und des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vorgesehen ist, wenn eine offene Steuerung durchgeführt wird, eine Wiederaufnahmezeit-Berechnungseinrichtung, um den gespeicherten Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignalwert und das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis als Ein-/Ausgabedaten für die Regelstrecke zu verwenden, wenn die Berechnung der Parameter des Regelstreckenmo dells nach Beendigung der offenen Steuerung wieder aufgenommen wird.
  13. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der gespeicherte Luft/Kraftstoff-Steuersignalwert und das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis als Ein-/Ausgabedaten der Regelstrecke verwendet werden, bis eine vorbestimmte Zeitdauer nach der Wiederaufnahme der Berechnung der Parameter des Regelstreckenmodells vergangen ist.
  14. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer auf der Basis einer Einlassluftmenge des Motors berechnet wird.
  15. Vorrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Steuerverstärkung gestoppt wird, wenn die offene Steuerung durchgeführt wird.
  16. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor, wobei das Verfahren mittels eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors auf der Basis eines Abgaszustandes ein tatsächliches Luft/Kraftstoff-Verhältnis feststellt, mittels einer Steuereinheit ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignal erzeugt, das eine Regelgröße auf der Basis des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses während der Durchführung einer Regelung enthält, und mittels eines Kraftstoffeinspritzventils eine Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit einem Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis einspritzt, wobei das Kraftstoffeinspritzventil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignal empfängt, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Berechnen von Parametern von Übertragungsfunktionen, während sequentiell ein Regelstreckenmodell identifiziert wird, das eine Regelstrecke zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Sensor durch die Übertragungsfunktionen wiedergibt, Berechnen einer Steuerverstärkung zum Berechnen der Regelgröße des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignals unter Verwendung der berechneten Parameter des Regelstreckenmodells, Berechnen der Regelgröße unter Verwendung der berechneten Steuerverstärkung, und Verhindern der Berechnung der Regelgröße unter einer vorbestimmten Betriebsbedingung, wenn keine Regelung durchgeführt wird.
  17. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße festgelegt wird, indem eine Auszeitkompensation durchgeführt wird, die eine Auswirkung der Auszeit in der Regelstrecke unter Verwendung des Regelstreckenmodells beseitigt.
  18. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße derart gesetzt wird, dass ein Initialwert auf einen integralen Term gesetzt wird, der zuvor in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen festgelegt wurde, wenn die Berechnung der Regelgröße nach der Verhinderung wiederaufgenommen wird.
  19. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße für eine vorbestimmte Zeitdauer nach der Wiederaufnahme der Berechnung der Regelgröße auf einem festgesetzten Initialwert gehalten wird.
  20. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße durch eine Gleitmodus-Steuerung berechnet wird.
  21. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbren nungsmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Berechnung der Regelgröße verhindert wird, auch die Berechnung der Parameter des Regelstreckenmodells verhindert wird.
  22. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Berechnung der Parameter des Regelstreckenmodells nach der Verhinderung wiederaufgenommen wird, ein zuvor in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen festgelegter Initialwert für jeden Parameter des Regelstreckenmodells gesetzt wird.
  23. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der festgelegte Initialwert für eine vorbestimmte Zeitdauer nach der Wiederaufnahme der Berechnung der Parameter aufrechterhalten wird.
  24. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter des Regelstreckenmodells unter Verwendung des einer rekursive Methode der kleinsten Quadrate berechnet werden.
  25. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesamtes System einschließlich der Regelstrecke und der Regelgrößenberechnung durch eine Übertragungsfunktion wiedergegeben wird, um die Steuerverstärkung zu berechnen, sodass die Übertragungsfunktion, die das gesamte System wiedergibt, eine festgelegte Kennlinie aufweist.
  26. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Betriebsbedingung die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr oder die Durchführung einer offenen Steuerung ist.
  27. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch, Speichern des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignals und des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, wenn eine offene Steuerung durchgeführt wird, und Verwenden des gespeicherten Luft/Kraftstoff-Steuersignalwertes und des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses als Ein-/Ausgabedaten für die Regelstrecke, wenn die Berechnung der Parameter des Regelstreckenmodells nach der Beendigung der offenen Steuerung wieder aufgenommen wird.
  28. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der gespeicherte Luft/Kraftstoff-Steuersignalwert und das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis als Ein-/Ausgabedaten der Regelstrecke verwendet werden, bis eine vorbestimmte Zeitdauer nach der Wiederaufnahme der Berechnung der Parameter des Regelstreckenmodells vergangen ist.
  29. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer auf der Basis einer Einlassluftmenge des Motors berechnet wird.
  30. Verfahren zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Steuerverstärkung gestoppt wird, wenn die offene Steuerung durchgeführt wird.
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