DE19737840C2 - Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-
/Regelungssystem für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff von
Anspurch 1 und insbesondere auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-
/Regelungssystem der Art, welches das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines der
Maschine zugeführten Gemisches durch Verwendung einer darauf
adaptierbaren Regelungstheorie rückkopplungsartig regelt.
Es wurde ein herkömmliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Rege
lungssystem für Brennkraftmaschinen auf der Grundlage einer adaptier
baren Regelungstheorie vorgeschlagen, beispielsweise in der offengelegten
japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-247886, deren Priorität in
dem nächstkommenden Stand der Technik gemäß der EP 0 671 554 A2
beansprucht ist. Das aus diesem Stand der Technik bekannte System
berechnet einen Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizienten in Antwort auf
eine Ausgabe von einem in einem Abgassystem der Maschine angeord
neten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor unter Verwendung einer mit einem
Parameter-Einstellmechanismus eines Rekursionsformeltyps versehenen
Adaptiv-Regeleinheit, um dadurch die Menge des der Maschine zugeführten
Kraftstoffs zu korrigieren, so daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des der
Maschine zugeführten Gemisches geregelt wird.
Allerdings wird bei dem herkömmlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Steuerungs-/Regelungssystem der Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizient
gemeinsam für alle Zylinder verwendet, so daß es unmöglich ist, die Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Regelung in einer Weise durchzuführen, die den
verschiedenen Eigenschaftsunterschieden zwischen den Zylindern angepaßt
ist. Wenn der Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizient zum Vermeiden des
oben genannten ungünstigen Zustands jeweils zylinderweise festgelegt
wird, tritt allerdings aufgrund der Tatsache, daß ein Ausgabesignal des an
einem Zusammenflußteil des Abgassystems der Maschine angeordneten
Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors die Eingabe für den Parameter-
Einstellmechanismus zur Einstellung von Adaptivparametern ist, folgendes
Problem auf:
Einzelne mittels des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystems zu steuernde/regelnde Zylinder sind in ihren Betriebseigenschaften deutlich voneinander unterschiedlich. Deshalb sind dann, wenn die Adaptivparameter auf Grundlage des Ausgabesignals des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors eingestellt werden, die Unterschiede der Eigenschaften zwischen den Zylindern nicht hinreichend in den Adaptivparametern wiedergegeben. Mit anderen Worten werden die einzelnen Zylinder nicht mit dem jeweiligen auf ihre inhärenten Betriebseigenschaften genau abgestimmten Luft-Kraftstoff-Gemisch versorgt. Deshalb bleibt das herkömmliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Steuerungs-/Regelungssystem gemäß der JP 7-247886 bzw. EP 0 671 554 A2 im Hinblick auf die Steuerungsfähigkeit/Regelungsfähigkeit des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses verbesserungsbedürftig.
Einzelne mittels des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystems zu steuernde/regelnde Zylinder sind in ihren Betriebseigenschaften deutlich voneinander unterschiedlich. Deshalb sind dann, wenn die Adaptivparameter auf Grundlage des Ausgabesignals des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors eingestellt werden, die Unterschiede der Eigenschaften zwischen den Zylindern nicht hinreichend in den Adaptivparametern wiedergegeben. Mit anderen Worten werden die einzelnen Zylinder nicht mit dem jeweiligen auf ihre inhärenten Betriebseigenschaften genau abgestimmten Luft-Kraftstoff-Gemisch versorgt. Deshalb bleibt das herkömmliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Steuerungs-/Regelungssystem gemäß der JP 7-247886 bzw. EP 0 671 554 A2 im Hinblick auf die Steuerungsfähigkeit/Regelungsfähigkeit des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses verbesserungsbedürftig.
In der DE 42 36 008 A1 ist eine adaptive Einzelzylinder-λ-Regelung (Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Regelung) bekannt, bei der zylinderabhängige Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Werte im Rahmen einer adaptiven Regelung
verarbeitet werden. Diese Druckschrift läßt es jedoch offen, auf welche
Weise die zylinderabhängigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Werte bestimmt
werden. Die DE 42 36 008 A1 verweist in diesem Zusammenhang auf die
DE 39 40 752 A1, in welcher vorgeschlagen wird, daß die
zylinderabhängigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Werte jeweils durch einen den
jeweiligen Zylindern zugeordneten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor erfasst
wird. Dies führt zu einem verhältnismäßig hohen technischen Aufwand,
was den Aufbau des System komplizierter macht und eine erhebliche
Kostensteigerung mit sich bringt.
Ferner ist es aus der DE 42 28 053 A1 bekannt, den unterschiedlichen
inhärenten Eigenschaften einzelner Zylinder in einer Brennkraftmaschine
Rechnung zu tragen, indem Betriebssteuerungen der Mehrzylinder-
Brennkraftmaschine an diese unterschiedlichen Zylindereigenschaften
angepasst werden. Jedoch sind in diesem Stand der Technik keine
konkreten Hinweise auf die Realisierung der zylinderabhängigen
Maßnahmen gegeben.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Steuerungs/Regelungssystem der Eingangs bezeichneten Art für eine
Brennkraftmaschine bereitzustellen, welches System dazu ausgelegt ist,
zylinderabhängig zutreffende Parameter für die Regelung zu berechnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Steuerungs/Regelungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von Regelungsmitteln,
Regeleinheiten, Parametereinstellmitteln, Schätzmitteln und dergleichen die
Rede ist, so sei darauf hingewiesen, daß dies einerseits hardwaremäßig
realisierte und verdrahtete Bauelemente sein können, daß dies jedoch auch
andererseits Programmschritte eines Regelungsprogramms sein können,
welche von einer Datenverarbeitungseinrichtung (CPU) ausgeführt werden
können.
Zum besseren Verständnis der Erfindung, insbesondere der nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung sei auf die folgenden
vorveröffentlichten Literaturstellen verwiesen:
- - "Computrole", No. 27, Corona Publishing Co., Ltd. Japan, pp. 28-41
- - "Automatic Control Handbook" OHM, Ltd., Japan, pp. 703-707
- - "A Survey of Model Reference Adaptive Techniques-Theory and Application", I. D. Landau Automatica, vol. 10, pp. 353-379, 1974
- - "Unification of Discrete Time Explicit Model Reference Adaptive Contol Designs", I. D. Landau et al., Automatica, vol. 17, No. 4, pp. 77-84, 1992
- - "Combining Model Reference Adaptive Controllers and Stochastic Self-tuning Regulators", I. D. Landau, Automatica, vol. 18, No. 1, pp. 77-84, 1992
Ferner sei zum allgemeinen Grundverständnis der Erfindung verwiesen auf
DIN 19226, Teil 4, Februar 1994, Seiten 10 und 11, wo auf die
Grundlagen eines adativen Regelungungssystems (Regelung mit
Beobachtung) unter Verwendung verbreiterter Termini eingegangen ist.
Bevorzugt berechnet nach Anspruch 2 - nachfolgend mit etwas anderen Worten
wiedergeben - die Rekursionsformeltyp-Regeleinheit einen Adaptiv-
Korrekturkoeffizienten als eine Regelgröße der Regelung des Luft-Kraftstoff-
Verhältnisses für jeden der Zylinder in Antwort auf das durch die
zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Schätzmittel geschätzten Luft-
Kraftstoff-Verhältnisses, wobei die Parametereinstellmittel die
Adaptivparameter für jeden der Zylinder auf Grundlage des durch die
zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Schätzmittel und den für jeden der
Zylinder durch die Steuer-/Regeleinheit berechneten Korrekturkoeffizienten
und nach Maßgabe des durch die zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Schätzmittel geschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
In einer bevorzugten Ausführungsform berechnen die Regelungsmittel den
Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Gemisches für jeden der
Zylinder und führen die Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des
jeden der Zylinder zugeführten Gemisches unter Verwendung des
berechneten Sollwertes zusammen mit dem durch das zylinderweise Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Schätzmittel nach Maßgabe des Sollwerts geschätzten
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch (vergl. Anspruch 3).
Bevorzugt schätzen die zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Schätzmittel das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des jedem der Zylinder
zugeführten Gemisches unter Verwendung einer Ansprechverzögerungs-
Zeitkonstanten der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmittel (vergl. Anspruch 4).
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 weist die Maschine (kürzer gefaßt) einen Einlaßkanal
auf, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem im
Einlaßkanal angeordnete Druck-Erfassungsmittel zum Erfassen des Drucks
innerhalb des Einlaßkanals und Maschinendrehzahl-Erfassungsmittel zum
Erfassen der Maschinendrehzahl umfaßt, und wobei die Zeitkonstante nach
Maßgabe der Maschinendrehzahl und des Drucks innerhalb des
Einlaßkanals festgelegt wird.
Bevorzugt umfaßt das Luft-Kraftstoff-Steuerungs-/Regelungssystem zweite
Regelungsmittel zum Regeln der jedem der Zylinder zugeführten
Kraftstoffmenge in einer Rückkopplungsweise, in Antwort auf die Ausgabe
von den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmitteln mit einer
Ansprechgeschwindigkeit, welche geringer ist als eine
Ansprechgeschwindigkeit der Regelungsmittel zum Durchführen der
Regelung unter Verwendung der Rekursionsformeltyp-Regeleinheit, in einer
derartigen Weise, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des jedem der Zylinder
zugeführten Gemisches einem Sollwert angenähert wird, und Wahlmittel
zum Auswählen eines der Regelungsmittel zum Durchführen der Regelung
unter Verwendung der Rekursionsformeltyp-Regeleinheit und des zweiten
Regelungsmittels in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen der Maschine
(vergl. Anspruch 6).
Die Erfindung wird an Hand folgenden detaillierten
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den
begleitenden Zeichnungen weiter erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer mit
Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem
zusammenwirkende Brennkraftmaschine gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm zur Erklärung der Funktionen des Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystems und einer
Art und Weise der Steuerung/Regelung des Luft-Kraftstoff-
Verhältnisses eines der Maschine zugeführten Gemisches;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine zur Berechnung
eines PID-Korrekturkoeffizienten KLAF und eines zylinderweise
Korrekturkoeffizienten KOBSV#N in Antwort auf eine Ausgabe
vom in Fig. 1 dargestellten LAF-Sensor zeigt;
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm einer in einem Schritt S6 in Fig. 3
ausgeführten Unterroutine zur Bestimmung, ob die Maschine
in einem LAF-Regelungsbereich arbeitet;
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm eines Modells, das ein Verhalten des
Abgassystems der Maschine wiedergibt;
Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm des Aufbaus einer
Überwachungseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 zeigt ein Diagramm einer Tabelle zum Festsetzen einer
Verzögerungszeitkonstante, die eine Ansprechverzögerungs
zeit des LAF-Sensors wiedergibt;
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm zur Erklärung, wie die Luft-Kraftstoff-
Verhältnis-Regelung/Steuerung zylinderweise ausgeführt wird;
Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm einer in einem Schritt S9 in Fig. 3
ausgeführten Unterroutine zur Berechnung des zylinderweise
Korrekturkoeffizienten KOBSV#N;
Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm einer in einem Schritt S336 in Fig. 9
ausgeführten Unterroutine zur Abschätzung eines
zylinderweisen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses;
Fig. 11 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines zylinderweisen
Regelungsbereichs;
Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm einer in einem Schritt S8 in Fig. 3
ausgeführten Unterroutine zur Berechnung des PID-
Korrekturkoeffizienten KLAF;
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm zur Erklärung einer Berechnungsweise
eines Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizienten KSTR;
Fig. 14 zeigt ein Flußdiagramm einer in einem Schritt S10 in Fig. 3
ausgeführten Unterroutine zur Berechnung eines
Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten KFB;
Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm einer in einem Schritt S406 in Fig. 14
ausgeführten Unterroutine zum Auswählen der
Ansprechgeschwindigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Rückkopplungs-Regelung;
Fig. 16 ist die Fortsetzung des Flußdiagramms aus Fig. 15;
Fig. 17 zeigt ein Flußdiagramm einer in einem Schritt S408 in Fig. 14
ausgeführten Unterroutine zum Ausführen einer
hochansprechenden Regelung gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
Fig. 18 zeigt ein Flußdiagramm einer in einem Schritt S411 in Fig. 14
ausgeführten Unterroutine zum Ausführen einer schwach
ansprechenden Regelung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Zuerst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, wo die gesamte Anordnung einer
DOHC-Vier-Zylinder-Reihen-Brennkraftmaschine (nachfolgend einfach als
"die Maschine" bezeichnet) und eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Steuerungs-/Regelungssystems dafür, gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung gezeigt ist. In der Figur bezeichnet Bezugszeichen 1 die
Maschine.
Die Maschine 1 hat ein Ansaugrohr 2 mit einem Krümmerteil
(Einlaßkrümmer) 11, welches direkt an die Verbrennungskammer jeden
Zylinders angeschlossen ist. Ein Drosselventil 3 ist im Einlaßrohr 2 an einer
Stelle stromaufwärts des Krümmerteils 11 angeordnet. Ein
Drosselventilöffnungs(θTH)-Sensor 4 ist mit dem Drosselventil 3 zur
Erzeugung eines elektrischen Signals verbunden, welches die erfaßte
Drosselventilöffnung θTH wiedergibt und diese einer elektronischen Steuer-
/Regeleinheit zuführt (nachfolgend als "die ECU" bezeichnet) 5. Das
Einlaßrohr 2 ist mit einem Hilfsluftdurchlaß 6 versehen, welcher das
Drosselventil 3 umgeht, und ein Hilfsluftmengen-Steuerungs-
/Regelungsventil (elektromagnetisches Ventil) 7 ist im Hilfsluftdurchlaß 6
angeordnet. Das Hilfsluftmengen-Steuerungs-/Regelungsventil 7 ist
elektrisch mit der ECU 5 verbunden, um einen durch ein Signal von dieser
gesteuerten Öffnungsgrad anzunehmen.
Ein Einlaßlufttemperatur(TA)-Sensor 8 ist in das Einlaßrohr 2 an einer Stelle
stromaufwärts des Drosselventils 3 zum Zuführen eines elektrischen
Signals zur ECU 5 eingesetzt, welches die erfaßte Einlaßluft-Temperatur TA
wiedergibt. Das Einlaßrohr 2 hat einen verdickten Abschnitt 9 als eine
zwischen dem Drosselventil 3 und dem Einlaßkrümmer 11 angeordnete
Kammer. Ein Einlaßrohr-Absolutdruck (PBA)-Sensor 10 ist in der Kammer 9
zum Zuführen eines Signals zur ECU 5 angeordnet, welches den erfaßten
Einlaßrohr-Absolutdruck PBA wiedergibt.
Ein Maschinen-Kühlmittel-Temperatur(TW)-Sensor 13, welcher als
Thermistor oder dergleichen ausgebildet sein kann, ist in dem mit einem
Maschinenkühlmittel gefüllten Zylinderblock der Maschine 1 zum Zuführen
eines elektrischen Signals zur ECU 5 angebracht, welches die erfaßte
Maschinen-Kühlmittel-Temperatur TW wiedergibt. Ein
Kurbelwinkelpositionssensor 14 zur Erfassung des Drehwinkels einer nicht
gezeigten Kurbelwelle der Maschine 1 ist elektrisch mit der ECU 5 zum
Zuführen von Signalen zur ECU 5 verbunden, welche dem Drehwinkel der
Kurbelwelle entsprechen. Der Kurbelwinkelpositionssensor 14 ist aus einem
Zylinderunterscheidungssensor, welcher einen Impuls (nachfolgend als "der
CYL-Signalimpuls" bezeichnet) bei einer vorbestimmten
Kurbelwinkelposition eines bestimmten Zylinders der Maschine 1 vor einer
TDC-Position des Zylinders entsprechend dem Start des Ansaughubs des
Zylinders erzeugt, einem TDC-Sensor, welcher einen Impuls (nachfolgend
als "der TDC-Signalimpuls" bezeichnet) bei einer vorbestimmten
Kurbelwinkelposition jedes Zylinders bei einem vorbestimmten Winkel vor
der TDC-Position erzeugt (im Falle einer Vierzylindermaschine immer dann,
wenn sich die Kurbelwelle um 180° dreht), und einen CRK-Sensor gebildet,
welcher einen Impuls (nachfolgend als "der CRK-Signalimpuls" bezeichnet)
bei jeder von vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen erzeugt, immer dann,
wenn die Kurbelwelle sich über einen vorbestimmten Winkel
(beispielsweise 30°) dreht, der kleiner als das Drehwinkelintervall der
Erzeugung des TDC-Signalimpulses ist. Der CYL-Signalimpuls, der TDC-
Signalimpuls und der CRK-Signalimpuls werden der ECU 5 zugeführt. Diese
Signalimpulse werden zur Zeitsteuerung bei der Durchführung der
Operationen des Steuerungs-/Regelungssystems zur Bestimmung der
Kraftstoffeinspritz-Zeitsteuerung, Zündzeitsteuerung usw. ebenso zur
Erfassung der Maschinendrehzahl NE verwendet.
Kraftstoffeinspritzventile 12 für jeweilige Zylinder sind in den
Einlaßkrümmer 11 an Orten geringfügig stromaufwärts der nicht gezeigten
Einlaßventile der jeweiligen Zylinder eingesetzt. Die Kraftstoffeinlaßventile
12 sind mit einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe und elektrisch mit der
ECU 5 verbunden, um deren Ventilöffnungs-Zeiträume (Kraftstoffeinspritz-
Zeiträume) und Kraftstoffeinspritz-Zeitsteuerung durch Signale von dieser
steuern/regeln zu lassen. Die Maschine 1 hat nicht dargestellte Zündkerzen,
welche für die jeweiligen Zylinder vorgesehen sind und elektrisch mit der
ECU verbunden sind, um die Zündzeitsteuerung θIG derselben durch
Signale von dieser steuern/regeln zu lassen.
Ein Auslaßrohr 16 der Maschine hat ein Krümmerteil (Auslaßkrümmer) 15,
welches direkt mit den Verbrennungskammern der Zylinder der Maschine 1
verbunden ist. Ein Linearausgabe-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor
(nachfolgend als "der LAF-Sensor" bezeichnet) 17 ist in einem
Zusammenflußteil des Abgasrohrs 16 an einer Stelle unmittelbar
stromabwärts des Abgaskrümmers 15 angeordnet. Ferner sind ein erster
Dreiwegekatalysator (unmittelbar stromabwärtiger Dreiwegekatalysator) 19
und ein zweiter Dreiwegekatalysator (weiter stromabwärtiger
Dreiwegekatalysator) 20 im Zusammenflußteil des Auslaßrohrs 16 an
Stellen stromabwärts des LAF-Sensors 17 zum Reinigen giftiger
Komponenten angeordnet, wie beispielsweise HC, CO und NOx. Ein
Sauerstoffkonzentrationssensor (nachfolgend als "der O2-Sensor"
bezeichnet) 18 ist zwischen den Dreiwegekatalysatoren 19 und 20
angeordnet.
Als der Linearausgabe-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 14 ist ein LAF-
Sensor eingesetzt, wie er beispielsweise in der vom vorliegenden Anmelder
eingereichte japanische offengelegte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2-11842
offenbart ist. Der LAF-Sensor 17 hat eine Breitbandausgabe-
Charakteristik, so daß sich dessen Ausgabe linear mit der
Sauerstoffkonzentration in den Abgasen der Maschine 1 ändert.
Der LAF-Sensor 17 ist elektrisch über einen Tiefpaßfilter 22 mit der ECU 5
verbunden, um die ECU 5 mit einem im wesentlichen dem Wert der
Sauerstoffkonzentration der Maschinenabgase (d. h. das Luft-Kraftstoff-
Verhältnis) proportionalen elektrischen Signal zu versorgen. Der O2-Sensor
18 hat eine derartige Ausgabecharakteristik, daß sich seine
Ausgangsspannung stark ändert, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
eines der Maschine zugeführten Gemisches über ein stöchiometrisches
Luft-Kraftstoff-Verhältnis ändert, um ein hochpegeliges Signal auszugeben,
wenn das Gemisch reicher als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-
Verhältnis ist, und ein niederpegeliges Signal auszugeben, wenn das
Verhältnis geringer als selbiges ist. Der O2-Sensor 18 ist elektrisch über
einen Tiefpaßfilter 23 mit der ECU 5 verbunden, um der ECU 5 das
hoch- oder niederpegelige Signal zuzuführen.
Zwischen der Maschine 1 und den nicht dargestellten Rädern eines
Fahrzeugs, in welches die Maschine 1 eingebaut ist, befindet sich ein nicht
dargestelltes Automatikgetriebe zur Übertragung eines durch die Maschine
1 erzeugten Drehmoments zum Fahrzeug. Das Automatikgetriebe umfaßt
eine Fluidkupplung usw. Durch Betätigung eines nicht gezeigten
Schalthebels kann die Gangschaltposition in einen P-Bereich, einen
N-Bereich oder einen D-Bereich gewechselt werden.
Das Automatikgetriebe hat einen Schaltpositionssensor (SPN) 70 zum
Erfassen der Gangschaltposition, und ein die erfaßte Schaltposition
wiedergebendes elektrisches Signal wird der ECU 5 zugeführt.
Die Räder des Fahrzeugs sind mit nicht gezeigten
Radgeschwindigkeitssensoren zum Erfassen von Drehzahlen von
Antriebsrädern und Laufrädern versehen. Die erfaßten Raddrehzahlen
wiedergebende elektrische Signale, werden der ECU 5 zugeführt. Die ECU
5 bestimmt auf Grundlage der erfaßten Drehzahlen der Antriebs- und
Laufräder, ob die Antriebsräder in einem übermäßigen Schlupfzustand sind
oder nicht. Wenn ein übermäßiger Schlupfzustand der Antriebsräder erfaßt
wird, führt die ECU 5 eine Traktionssteuerung/-regelung durch, indem sie
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine zugeführten Gemisches
magerer macht oder die Kraftstoffzufuhr zu einem Teil der Zylinder
unterbricht oder indem sie die Zündzeitsteuerung weiter verzögert.
Die Maschine 1 umfaßt einen Ventilzeitsteuerungs-Wechselmechanismus
60, welcher die Ventilzeitsteuerung der Einlaßventile und Auslaßventile
oder wenigstens der Einlaßventile allein zwischen einer
Hochgeschwindigkeits-Ventilzeitsteuerung, welche für einen
Hochgeschwindigkeits-Betriebsbereich der Maschine geeignet ist und einer
Niedriggeschwindigkeits-Ventilzeitsteuerung wechselt, welche für einen
Niedriggeschwindigkeits-Betriebsbereich derselben geeignet ist. Das
Wechseln der Ventilzeitsteuerung umfaßt nicht nur die Zeitsteuerung des
Öffnen und Schließens der Ventile, sondern auch das Wechseln der
Ventilhubhöhe. Ferner wird dann, wenn die Niedriggeschwindigkeits-
Ventilzeitsteuerung gewählt wurde, eines der zwei Einlaßventile unwirksam
gemacht, wodurch eine stabile Verbrennung innerhalb der
Verbrennungskammer sichergestellt wird, selbst wenn das Luft-Kraftstoff-
Verhältnis des Gemisches auf einen magereren Wert als das
stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis geregelt wird.
Der Ventilzeitsteuerungs-Wechselmechanismus 60 führt einen Wechsel der
Ventilzeitsteuerung durch Wechseln des Hydraulikdrucks zum Betrieb des
Ventils durch, und umfaßt ein elektromagnetisches Ventil und einen
Öldrucksensor, von denen keiner gezeigt ist, welche zusammenwirken, um
das Wechseln des Hydraulikdrucks zu bewirken. Ein Signal vom
Öldrucksensor wird der ECU 5 zugeführt, und die ECU 5 steuert/regelt den
Betrieb des elektromagnetischen Ventils, um einen Wechsel der
Ventilzeitsteuerung zu bewirken.
Ein Atmosphärendruck(PA)-Sensor 21 ist elektrisch mit der ECU 5 zum
Erfassen eines atmosphärischen Drucks PA und zum Zuführen eines den
erfaßten atmosphärischen Druck PA wiedergebenden Signals zur ECU 5
verbunden.
Die ECU 5 umfaßt einen Ausgabeschaltkreis mit den Funktionen der
Formgebung (Entzerrung) der Wellenformen von Eingabesignalen
verschiedener Sensoren, Verschieben der Spannungspegel von
Sensorausgabesignalen auf einen vorbestimmten Pegel, Umwandeln
analoger Signale von Analogausgabesensor in digitale Signale usw. eine
zentrale Verarbeitungseinheit (nachfolgend als "die CPU" bezeichnet), eine
aus einem ROM gebildete Speichervorrichtung, welche verschiedene von
der CPU ausgeführte Betriebsprogramme und verschiedene Karten und
Tabellen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, speichert und einen
RAM zum Speichern von Berechnungsergebnissen der CPU usw. und einen
Ausgabeschaltkreis, welcher Antriebssignale zu den
Kraftstoffeinspritzventilen 12 und anderen elektromagnetischen Ventilen,
den Zündkerzen usw. ausgibt.
Die ECU 5 arbeitet in Antwort auf die oben genannten Signale der
Sensoren umfassend den LAF-Sensor 17 und den O2-Sensor 18, um
verschiedene Betriebsbedingungen zu bestimmen, unter welchen die
Maschine arbeitet, wie beispielsweise einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Regelungsbereich, in welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Antwort auf
die Ausgaben vom LAF-Sensor 17 und vom O2-Sensor 18 geregelt wird,
und Offen-Schleifen-Steuerungsbereiche, welche andere sind als die
Regelungsbereiche. Ferner berechnet die ECU 5 auf Grundlage der
bestimmten Betriebsbedingungen den Ventilöffnungszeitraum oder
Kraftstoffeinspritz-Zeitraum TOUT, über welchen die Kraftstoff-
Einspritzventile 12 zu öffnen sind, unter Verwendung der folgenden
Gleichung (1) gleichzeitig unter Eingabe von TDC-Signalimpulsen zur ECU
5, um Antriebssignale zu den Kraftstoffeinspritzventilen 12 auszugeben,
welche auf den Ergebnissen der Berechnung basieren:
TOUT (N) = TIMF × KTOTAL × KCMDM × KFB × KOBSV#N (1)
Die Symbole der Gleichung (1) werden in der folgenden Beschreibung von
Fig. 2 erklärt.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, welches dazu geeignet ist, eine Art und
Weise der Berechnung des Kraftstoffeinspritz-Zeitraums TOUT (N) unter
Verwendung der Gleichung (1) zu erklären. Mit Bezug auf die Figur wird ein
Plan der Berechnungsweise des Kraftstoffeinspritz-Zeitraums TOUT (N)
gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Das Suffix (N)
repräsentiert eine Zylinderzahl, und es wird ein Parameter mit diesem Suffix
zylinderweise berechnet. Es sollte erwähnt werden, daß im vorliegenden
Ausführungsbeispiel die der Maschine zuzuführende Kraftstoffmenge
tatsächlich in Form eines Zeitraums berechnet wird, über welchen das
Kraftstoffeinspritzventil 12 geöffnet ist (Kraftstoffeinspritz-Zeitraum),
jedoch ist in der vorliegenden Beschreibung der Kraftstoffeinspritzzeitraum
(TOUT (N)) als die Kraftstoffeinspritzmenge oder die Kraftstoffmenge
bezeichnet, da der Kraftstoffeinspritz-Zeitraum gleich der eingespritzten
oder einzuspritzenden Kraftstoffmenge ist.
In Fig. 2 berechnet ein Block B1 eine Grundkraftstoffmenge TIMF
entsprechend einer Einlaßluftmenge. Die Grundkraftstoffmenge TIMF ist
grundsätzlich nach Maßgabe der Maschinendrehzahl NE und des
Einlaßrohrabsolutdrucks PBA festgesetzt. Allerdings ist es bevorzugt, daß
ein Modell, welches einen Teil des sich vom Drosselventil 3 bis zu den
Verbrennungskammern der Maschine 1 erstreckenden Einlaßsystems
wiedergibt, im voraus vorbereitet wird, und eine Korrektur der
Grundkraftstoffmenge TIMF in Abhängigkeit von einer auf Grundlage des
Modells erhaltenen Verzögerung des Einlaßluftstroms durchgeführt wird.
Bei dem bevorzugten Verfahren werden die Drosselventilöffnung θTH und
der atmosphärische Druck PA ebenfalls als zusätzliche Parameter
verwendet, welche die Betriebsbedingungen der Maschine wiedergeben.
Die Bezugszeichen B2 bis B8 bezeichnen Multiplizierblöcke, welche jeweils
die Grundkraftstoffmenge TIMF mit in diese eingehenden Parameterwerten
multiplizieren und die Produktwerte ausgeben. Diese Blöcke führen die
arithmetischen Operationen aus Gleichung (1) aus und geben diese von den
Multiplizierblöcken B5 bis B8 aus, um Kraftstoffeinspritzmengen TOUT (N)
für die jeweiligen Zylinder vorzusehen.
Ein Block B9 multipliziert alle Vorwärts-Korrekturkoeffizienten miteinander,
wie beispielsweise einen Maschinen-Kühlmittel-Temperatur-abhängigen
Korrekturkoeffizienten KTW, welcher nach Maßgabe der Maschinen-
Kühlmittel-Temperatur TW festgesetzt wird, einen EGR-abhängiger
Korrekturkoeffizienten KEGR, welcher nach Maßgabe der Menge von
während der Durchführung einer Abgasrückführung rückströmenden
Abgasen berechnet wird, und einen spülabhängigen Korrekturkoeffizienten
KPUG, welcher nach Maßgabe der Menge von während der Durchführung
des Spülens von verdampftem Kraftstoff durch ein nicht gezeigtes
Verdampfungsemissions-Regelungs/Steuerungssystem gespültem Kraftstoff
festgesetzt wird, um den Korrekturkoeffizienten KTOTAL zu erhalten,
welcher dem Block B2 zugeführt wird.
Ein Block B21 bestimmt einen Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Koeffizienten
KCMD auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE, des
Einlaßrohrabsolutdrucks PBA usw. und führt diesen einem Block B22 zu.
Der Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Koeffizient KCMD ist direkt proportional
zum reziproken Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses A/F, d. h. zum
Kraftstoff-Luft-Verhältnis F/A, und nimmt einen Wert von 1,0 an, wenn er
gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Aus diesem
Grund wird also dieser Koeffizient KCMD als Solläquivalenzverhältnis
bezeichnet. Der Block B22 korrigiert den Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Koeffizienten KCMD auf Grundlage der Ausgabe VMO2 vom O2-Sensor 18,
welche über den Tiefpaßfilter 23 zugeführt wird, und gibt den korrigierten
KCMD-Wert an einen Block B18, einen Block B19 und den Block B23 aus.
Der Block B23 führt die Kraftstoffkühlungs-abhängige Korrektur des
korrigierten KCMD-Wert aus, um einen abschließenden Soll-Luft-Kraftstoff-
Verhältnis-Koeffizienten KCMDM zu berechnen und führt selbigen dem
Block B3 zu.
Ein Block B10 tastet die Ausgabe vom LAF-Sensor 17 ab, welcher über den
Tiefpaßfilter 22 mit einem Abtastzeitraum synchron zur Erzeugung jedes
CRK-Signalimpulses versorgt wird, speichert die abgetasteten Werte
nacheinander in einem nicht gezeigten Ringpufferspeicher und wählt einen
der gespeicherten Werte in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen der
Maschine (LAF-Sensorausgabeauswahl-Verarbeitung) aus, welche für die
optimale Zeitsteuerung für jeden Zylinder abgetastet wurden, um den
ausgewählten Wert direkt einem Block B11 und dem Block B18 und dem
Block B19 über Tiefpaßfilterblöcke B16 und B17 zuzuführen. Die LAF-
Sensorausgabeauswahl-Verarbeitung beseitigt ungünstige Zustände, wie
beispielsweise daß das sich dauernd ändernde Luft-Kraftstoff-Verhältnis
nicht genau in Abhängigkeit von der Zeitsteuerung des Abtastens der
Ausgabe vom LAF-Sensor erfaßt werden kann, daß eine Zeitverzögerung
existiert bevor von der Verbrennungskammer abgegebene Abgase den LAF-
Sensor 17 erreichen, und daß sich die Ansprechzeit des LAF-Sensors per
se in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Maschine ändert.
Der Block B11 mit der Funktion einer sogenannten Überwachungseinheit
setzt einen Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gesondert für jeden
Zylinder aus dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches an dem
Zusammenflußteil des Abgassystems vom LAF-Sensor 17 (aus einem
Gemisch aus von den Zylindern abgegebenen Abgasen) erfaßt wurde, und
führt den Schätzwert einem entsprechenden der jeweils den vier Zylindern
zugeordneten Blöcke B12 bis B15 und dem Block B19 zu. In Fig. 2
entspricht der Block B12 dem Zylinder #1, der Block B13 einem Zylinder
#2, der Block B14 einem Zylinder #3 und der Block B15 einem Zylinder #4.
Die Blöcke B12 bis B15 berechnen jeweils zylinderweise
Korrekturkoeffizienten KOSV#N (N = 1 bis 4) über die PID-Regelung, so daß
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis jedes Zylinders (der durch die
Überwachungseinheit B11 für jeden Zylinder geschätzte Wert des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) gleich einem Wert des am Zusammenflußteil
erfaßten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wird und führt die berechneten Werte
jeweils den Blöcken B5 bis B8 zu.
Der Block B18 berechnet einen PID-Korrekturkoeffizienten KLAF über die
PID-Regelung auf Grundlage der Differenz zwischen dem Ist-Luft-Kraftstoff-
Verhältnis und dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und gibt den berechneten
KLAF-Wert dem Block B20 aus. Der Block B19 berechnet einen Adaptiv-
Regelungs-Korrekturkoeffizienten KSTR über eine Adaptiv-Regelung
(selbsteinstellende Regulierung) auf Grundlage des durch den LAF-Sensor
erfaßten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des zylinderweise durch den
Überwachungseinheitblock B11 geschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
und gibt den berechneten KSTR-Wert an den Block B20 aus. Der Grund für
den Einsatz der Adaptiv-Regelung ist der folgende: Wenn die
Grundkraftstoffmenge TIMF lediglich mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-
Verhältnis-Koeffizientn KCMD (KCMDM) multipliziert wird, kann das
resultierende Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und damit das erfaßte Luft-
Kraftstoff-Verhältnis aufgrund einer Ansprechverzögerung der Maschine
geschwächt werden. Die Adaptiv-Regelung wird eingesetzt, um dynamisch
die Ansprechverzögerung der Maschine zu kompensieren, um dadurch die
Stärke der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung gegenüber externen
Störungen zu verbessern.
Der Block B20 wählt entweder den PID-Korrekturkoeffizienten KLAF oder
den Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizienten KSTR, welche diesem
zugeführt werden, in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen der Maschine
aus und gibt den ausgewählten Korrekturkoeffizienten als Rückkopplungs-
Korrekturkoeffizient KFB an den Block B4 aus. Diese Auswahl ist auf die
Tatsache gestützt, daß die Verwendung des durch die gewöhnliche
PID-Regelung berechneten Korrekturkoeffizienten KLAF für die Berechnung des
TOUT-Werts besser geeignet sein kann als der Korrekturkoeffizient KSTR,
welcher von den Betriebsbedingungen der Maschine abhängt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie oben beschrieben, entweder
der PID-Korrekturkoeffizient KLAF, welcher durch die gewöhnliche PID-
Regelung in Antwort auf die Ausgabe vom LAF-Sensor 17 berechnet
wurde, oder der Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizient KSTR, welcher
durch die Adaptiv-Regelung berechnet wurde, wahlweise als
Rückkopplungs-Korrekturkoeffizient KFB in die Gleichung (1) eingesetzt, um
die Kraftstoffeinspritzmenge TOUT zu berechnen. Wenn der
Korrekturkoeffizient KSTR eingesetzt wird, kann die
Ansprechempfindlichkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung/Regelung,
welche angelegt wird, wenn das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert
wird oder das Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, und die Stärke
der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung/Regelung gegen externe Störungen
verbessert werden, und damit kann die Reinigungsrate der Katalysatoren
verbessert werden, um ausgezeichnete Abgasemissions-Charakteristika der
Maschine bei verschiedenen Maschinen-Betriebsbedingungen
sicherzustellen. Ferner wird der zylinderweise Korrekturkoeffizient
KOBSV#N, welcher nach Maßgabe des auf Grundlage der Ausgabe vom
LAF-Sensor 17 geschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältniswertes von jedem
Zylinder festgesetzt wird, ebenso in Gleichung (1) eingesetzt, um die
zylinderweise Kraftstoffeinspritzmenge TOUT (N) zu berechnen.
Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses unter den Zylindern können
durch das Verwenden des zylinderweise Korrekturkoeffizienten KOBSV#N
beseitigt werden, um dadurch die Reinigungseffektivität der Katalysatoren
zu verbessern und damit ausgezeichnete Abgasemissions-Charakteristika
der Maschine bei verschiedenen Betriebsbedingungen zu erhalten. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Funktionen der in Fig. 2
gezeigten Blöcke durch arithmetische Operationen realisiert, welche von
der CPU der ECU 5 ausgeführt werden, und Details der Operationen
werden mit Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten
Programmroutinen beschrieben.
Fig. 3 zeigt eine Routine zur Berechnung des PID-Korrekturkoeffizienten
KLAF, des Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizienten KSTR, und schließlich
des Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten KFB nach Maßgabe der Ausgabe
vom LAF-Sensor, während der Berechnung des zylinderweise
Korrekturkoeffizienten KOBSV#N nach Maßgabe der Ausgabe vom LAF-
Sensor 17. Diese Routine wird gleichzeitig mit der Erzeugung jedes TDC-
Signalimpulses ausgeführt.
In einem Schritt S1 wird bestimmt, ob sich die Maschine in einem
Startmodus befindet oder nicht, d. h. ob die Maschine gerade angelassen
wird oder nicht. Wenn sich die Maschine im Startmodus befindet, schreitet
das Programm zu einem Schritt S11 vor, um eine Unterroutine für den
Startmodus auszuführen. Wenn sich die Maschine nicht im Startmodus
befindet, werden der Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Koeffizient (Soll-
Äquivalenzverhältnis) KCMD und der abschließende Soll-Luft-Kraftstoff-
Verhältnis-Koeffizient KCMDM in einem Schritt S2 berechnet, und die LAF-
Sensorausgabeauswahl-Verarbeitung wird in einem Schritt S3 ausgeführt.
Ferner wird das Ist-Äquivalenzverhältnis KACT in einem Schritt S4
berechnet. Das Ist-Äquivalenzverhältnis KACT wird durch Umwandeln der
Ausgabe vom LAF-Sensor 17 in einen Äquivalenz-Verhältniswert erhalten.
Dann wird in einem Schritt S5 bestimmt, ob der LAF-Sensor 17 in Betrieb
genommen wurde oder nicht. Diese Bestimmung wird durchgeführt durch
Vergleichen der Differenz zwischen der Ausgabespannung vom LAF-Sensor
17 und einer zentralen Spannung desselben mit einem vorbestimmten Wert
(beispielsweise 0,4 Volt) und Bestimmen, daß der LAF-Sensor 17 aktiviert
wurde, wenn die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Danach wird in einem Schritt S6 bestimmt, ob sich die Maschine 1 in
einem Betriebsbereich befindet oder nicht, in welchem die für die Ausgabe
vom LAF-Sensor 17 verantwortliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung
ausgeführt werden muß (nachfolgend als "der LAF-Regelungsbereich"
bezeichnet). Genauer gesagt wird bestimmt, daß sich die Maschine 1 im
LAF-Regelungsbereich befindet, beispielsweise wenn der LAF-Sensor 17 in
Betrieb genommen wurde, jedoch gleichzeitig weder eine
Kraftstoffunterbrechung noch eine Drosselventilöffnung durchgeführt
wurde. Wenn in diesem Schritt bestimmt wird, daß sich die Maschine nicht
im LAF-Regelungsbereich befindet, wird ein Rücksetz-Flag FKLAFRESET auf
1 gesetzt, welches dann, wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß die
Regelung auf Grundlage der Ausgabe vom LAF-Sensor gestoppt werden
sollte, wohingegen das Rücksetz-Flag FKLAFRESET auf "0" gesetzt wird,
wenn bestimmt wird, daß sich die Maschine im LAF-Regelungsbereich
befindet.
Im folgenden Schritt S7 wird bestimmt, ob das Rücksetz-Flag FKLAFRESET
"1" annimmt oder nicht. Wenn FKLAFRESET gleich 1 ist, schreitet das
Programm zu einem Schritt S8 vor, in welchem der PID-Korrekturkoeffizient
KLAF, der Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizient KSTR und der
Rückkopplungs-Korrekturkoeffizient KFB alle auf "1.0" gesetzt werden, der
zylinderweise Korrekturkoeffizient KOBSV#N wird auf einen erlernten Wert
KOBSV#Nsty desselben gesetzt, und ein Integralterm KLAFI der PID-
Regelung wird auf "0" gesetzt, gefolgt vom Beenden des vorliegenden
Programms. Andererseits, wenn FKLAFRESET = 0 ist, werden der
zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient KOBSV#N und
der Rückkopplungs-Korrekturkoeffizient KFB in den Schritten S9 und S10
berechnet, gefolgt vom Beenden des vorliegenden Programms.
Fig. 4 zeigt eine in Schritt S6 aus Fig. 3 ausgeführte LAF-
Regelungsbereich-Bestimmungsroutine.
Zunächst wird in einem Schritt S121 bestimmt, ob der LAF-Sensor 17
inaktiv ist. Wenn der LAF-Sensor 17 inaktiv ist, wird in einem Schritt S122
bestimmt, ob ein Flag FFC "1" annimmt, welches dann, wenn es auf "1"
gesetzt ist, anzeigt, daß eine Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wurde.
Wenn FFC = 0 ist, wird in einem Schritt S123 bestimmt, ob ein WOT-Flag
FWOT "1" annimmt, welches dann, wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt,
daß die Maschine mit einer weit geöffneten Drossel arbeitet. Wenn FWOT = 0 ist,
wird in einem Schritt S124 bestimmt, ob die durch einen nicht
gezeigten Batteriespannungssensor erfaßte Batteriespannung VBAT
geringer als ein vorbestimmter unterer Grenzwert VBLOW ist. Wenn
VBAT ≦ VBLOW ist, wird in einem Schritt S125 bestimmt, ob eine Abweichung
der LAF-Sensorausgabe von dem passenden dem stöchiometrischen Luft-
Kraftstoff-Verhältnis entsprechenden Wert (LAF-
Sensorausgabeabweichung) vorliegt oder nicht. Wenn eine der Antworten
auf die Fragen der Schritt S121 bis S125 positiv ist (Ja), wird das oben
genannte Rücksetz-Flag FKLAFRESET in einem Schritt S132 auf "1"
gesetzt.
Andererseits, wenn alle Antworten auf die Fragen der Schritte S121 bis
S125 negativ (Nein) sind, wird angenommen, daß die Regelung auf
Grundlage der Ausgabe des LAF-Sensors ausgeführt werden kann, und
dann wird das Rücksetz-Flag FKLAFRESET in einem Schritt S131 auf "0"
gesetzt.
Im folgenden Schritt S133 wird bestimmt, ob der O2-Sensor 18 inaktiv ist
oder nicht. Wenn der O2-Sensor 18 inaktiv ist, wird in einem Schritt S134
bestimmt, ob die Maschinen-Kühlmittel-Temperatur TW kleiner als ein
vorbestimmter unterer Grenzwert TWLOW (beispielsweise 0°C) ist oder
nicht. Wenn der O2-Sensor 18 inaktiv ist oder wenn TW < TWLOW ist,
wird ein Halte-Flag FKLAFHOLD auf "1" gesetzt, welches dann, wenn es in
einem Schritt S136 auf "1" gesetzt ist, angibt, daß der PID-
Korrekturkoeffizient KLAF auf dem gegenwärtigen Wert gehalten werden
soll, gefolgt vom Beenden des Programms. Wenn der O2-Sensor 18 aktiv
ist und gleichzeitig TW ≧ TWLOW ist, wird das Halte-Flag FKLAFHOLD in
einem Schritt S135 auf "0" gesetzt, gefolgt vom Beenden des
Programmes.
Nachfolgend wird eine Unterroutine zur Berechnung des zylinderweise
Korrekturkoeffizienten KOBSV#N beschrieben, welche im Schritt S9 in Fig.
3 ausgeführt wird.
Zunächst wird eine Schätzweise des zylinderweisen Luft-Kraftstoff-
Verhältnisses mittels der Überwachungseinheit und dann eine
Berechnungsweise des zylinderweisen Korrekturkoeffizienten KOBSV#N auf
der Grundlage des geschätzten zylinderweisen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
beschrieben werden.
Das am Zusammenflußteil des Abgassystems erfaßte Luft-Kraftstoff-
Verhältnis wird als ein gewichteter Durchschnittswert von Luft-Kraftstoff-
Verhältnissen einzelner Zylinder angesehen, welcher zeitabhängige Beiträge
aller Zylinder wiedergibt, wobei zu Zeitpunkten (k), (k+1), (k+2) erfaßte
Werte des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses jeweils durch Gleichungen (2A),
(2B) und (2C) ausgedrückt werden. Bei der Herleitung dieser Gleichungen
wurde die Kraftstoffmenge (F) als eine Betriebsgröße verwendet, und
demzufolge wird in diesen Gleichungen das Kraftstoff-Luft-Verhältnis F/A
verwendet:
[F/A](k) = C1[F/A#1] + C2[F/A#3] + C3[F/A#4] + C4[F/A#2] (2A)
[F/A](k+1) = C1[F/A#3] + C2[F/A#4] + C3[F/A#2] + C4[F/A#1] (2B)
[F/A](k+2) = C1[F/A#4] + C2[F/A#2] + C3[F/A#1] + C4[F/A#3] (2C)
Genauer gesagt wird das im Zusammenflußteil des Abgassystems erfaßte
Kraftstoff-Luft-Verhältnis als Summe der Werte der zylinderweise
Kraftstoff-Luft-Verhältnisse multipliziert mit jeweiligen Gewichtungen C
ausgedrückt, welche in der Verbrennungsfolge (beispielsweise 40% für
einen der unmittelbar vorangehenden Verbrennung entsprechenden
Zylinder, 30% für einen für einen der zweiten vorangehenden Verbrennung
(vor der unmittelbar vorangehenden) entsprechenden, usw.). Dieses Modell
kann in Blockdiagrammen wie in Fig. 5 gezeigt ausgedrückt werden, und
die Zustandsgleichung dafür wird durch die folgende Gleichung (3)
ausgedrückt:
Ferner kann dann, wenn das im Zusammenflußteil erfaßte Kraftstoff-Luft-
Verhältnis durch y(k) bezeichnet wird, die Ausgabegleichung durch die
folgende Gleichung (4) ausgedrückt werden:
wobei C1: 0,05, C2: 0,15, C3: 0,30, C4: 0,05 ist.
In der Gleichung (4) kann u(k) nicht überwacht werden, und damit kann
eine Überwachungseinheit, welche auf der Grundlage dieser
Zustandsgleichung gestaltet ist, keine Überwachung von x(k) ermöglichen.
Deshalb gilt unter der Annahme, daß ein Wert des vier TDC-Signalimpulse
früher erfaßten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (d. h. der unmittelbar
vorangehende Wert für denselben Zylinder) einen Wert wiedergibt, der
unter einem Dauerbetriebszustand der Maschine ohne starke Änderung des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erhalten wurde, daß x(k+1) = x(k-3) ist,
wodurch die Gleichung (4) zur folgenden Formel (5) umgeformt werden
kann:
Es wurde experimentell festgestellt, daß das oben beschriebene Modell
genau das Abgassystem der Vierzylindermaschine wiedergibt. Deshalb ist
ein beim Schätzen des zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
ausgehend vom im Zusammenflußteil des Abgassystems erfaßten Luft-
Kraftstoff-Verhältnis A/F entstehendes Problem dasselbe Problem wie bei
einem herkömmlichen Kalmann-Filter, welcher bei der Überwachung von
x(k) durch die folgende Zustandsgleichung und Ausgabegleichung (6A),
(6B) eingesetzt wird. Wenn Gewichtungsmatrizen Q, R durch die folgende
Formel (7) ausgedrückt werden, kann die Riccati-Gleichung gelöst werden,
um eine Verstärkungsmatrix K zu erhalten, welche durch die folgende
Formel (8) wiedergegeben wird:
X(k+1) = AX(k) + Bu(k) (6A)
y(k) = CX(k) + Du(k) (6B)
wobei
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel existiert keine Eingabe von u(k),
welche die Eingabe einer Überwachungseinheit eines allgemeinen Typs ist,
so daß die Überwachungseinheit derart aufgebaut ist, daß y(k) allein die
Eingabe für diese ist, wie in Fig. 6 gezeigt, welche durch die folgende
Formel (9) ausgedrückt wird.
(k+1) = [A - KC] (k) + Ky(k)
(= A(k) + K(y(k) - C(k))
(= A(k) + K(y(k) - C(k))
Deshalb kann aus dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis y(k) im Zusammenflußteil
und dem Schätzwert (k) des zylinderweisen in der Vergangenheit
erhaltenen Kraftstoff-Luft-Verhältnisses der Schätzwert (k) desselben in
der gegenwärtigen Schleife berechnet werden.
Wenn der Schätzwert (k+1) des zylinderweisen Kraftstoff-Luft-
Verhältnisses unter Verwendung oben genannter Formel (9) berechnet
wird, wird das ist-Äquivalenzverhältnis KACT(k) als Kraftstoff-
Luftverhältnis y(k) im Zusammenflußteil eingesetzt. Dieses Ist-
Äquivalenzverhältnis KACT(k) umfaßt die Verzögerung der Antwort des
LAF-Sensors, wohingegen C(k) (d. h. die Summe der vier zylinderweisen
Kraftstoff-Luft-Verhältniswerte multipliziert mit den jeweiligen
Gewichtungen) selbiges nicht enthält. Deshalb kann die Formel (9), welche
von der Verzögerung der Antwort des LAF-Sensors abhängt, nicht eine
genaue Schätzung des zylinderweisen Kraftstoff-Luft-Verhältnisses
ermöglichen. Genauer gesagt, wenn die Motordrehzahl hoch ist, wird das
Intervall der Erzeugung jedes TDC-Signalimpulses entsprechend verkürzt,
so daß die Ansprechverzögerung des LAF-Sensors einen wachsenden
Einfluß auf die Schätzung des zylinderweisen Kraftstoff-Luft-Verhältnisses
hat.
Deshalb wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Schätzwert (k) des
Kraftstoff-Luft-Verhältnisses im Zusammenflußteil der Maschine zunächst
durch Verwendung der folgenden Gleichung (10) und dann durch Einsetzen
des Schätzwerts (k) in die folgende Formel (11) berechnet, wobei der
Schätzwert (k+1) des zylinderweisen Kraftstoff-Luft-Verhältnisses
berechnet wird.
(k+1) = DL(k-1) + (1-DL)C(k) (10)
(k+1) = A(k) + K(y(k) - (k)) (11)
In der oben genannten Gleichung (10) ist DL ein eine
Verzögerungszeitkonstante angebender Parameter, welcher eine
Ansprechverzögerung des LAF-Sensors 17 wiedergibt. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird DL durch die Verwendung einer in Fig. 7
gezeigten DL-Tabelle berechnet. Die DL-Tabelle hat DL-Werte im Bereich
von 0 bis 1,0, welche entsprechend der Motordrehzahl NE und des
Einlaßrohr-Absolutdrucks PBA festgesetzt sind. In Fig. 7 repräsentierten
PBA1 bis PBA3 jeweils 660 mmHG, 460 mmHG und 260 mmHG. Die
Verzögerungszeitkonstante DL wird durch Auslesen der DL-Tabelle nach
Maßgabe der erfaßten Maschinendrehzahl NE und des erfaßten
Einlaßrohrabsolutdrucks PBA und zusätzlich, falls erforderlich, durch
Interpolation bestimmt. Es wurde experimentell festgestellt, daß der
Optimalwert der Verzögerungszeitkonstante DL erhalten wird, wenn er
äquivalent zu einem Wert ist, der angenähert 20% länger als die Ist-
Verzögerungszeit ist.
Ferner sind bei einem Anfangsvektor von X(k) in den Gleichungen (10) und
(11) beispielsweise alle seine Komponenten (x(k-3), x(k-2), x(k-1), x(k)) auf
"1,0" festgesetzt, und in der Gleichung (10) ist ein Anfangswert von y(k-1)
auf "1,0" festgesetzt.
Auf diese Art und Weise kann durch Verwenden der Formel (11), wobei
CX(k) der Formel (9) durch den Schätzwert (k) des Kraftstoff-Luft-
Verhältnisses im Zusammenflußteil ersetzt wird, welcher die
Ansprechverzögerung des LAF-Sensors enthält, die Ansprechverzögerung
des LAF-Sensors passend kompensiert und das zylinderweise
Luft-Kraftstoff-Verhältnis genau geschätzt werden. Es sollte erwähnt werden,
daß in der folgenden Beschreibung die geschätzten zylinderweise
Äquivalenzverhältnisse KACT#1(k) bis KACT#4(k) x(k) entsprechen.
Als nächstes wird eine Berechnungsart des zylinderweise
Korrekturkoeffizienten KOBSV#N auf Grundlage des geschätzten
zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit Bezug auf Fig. 8
beschrieben.
Zunächst wird, wie in Gleichung (12) gezeigt, ein Sollwert KCMDOBSV(k)
als ein dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F entsprechendes
Äquivalenzverhältnis durch Teilen des dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F im
Zusammenflußteil entsprechenden Ist-Äquivalenzverhältnisses KACT durch
den unmittelbar vorangehenden Wert des Durchschnittswerts des
zylinderweise Korrekturkoeffizienten KOBSV#N für alle Zylinder berechnet.
Der zylinderweise Korrekturkoeffizient KOBSV#1 für den #1-Zylinder wird
durch die PID-Regelung derart berechnet, daß die Differenz DKACT#1(k)
(= KACT#1(k) - KCMDOBSV(k)) zwischen dem Sollwert KCMDOBSV(k)
und dem zylinderweise für den #1-Zylinder geschätzten
Äquivalenzverhältnis KACT#1 gleich 0 wird.
Genauer gesagt werden ein Proportionalterm KOBSVP#1 und ein
Integralterm KOBSVI#1 und ein Differentialterm KOBSVD#1 unter
Verwendung der folgenden Gleichungen (13A), (13B), (13C) berechnet.
Dann wird der für den #1-Zylinder geschätzte zylinderweise
Korrekturkoeffizient KOBSV#1 unter Verwendung der folgenden Gleichung
(14) berechnet.
KOBSVP#1(k) = KPOBSV × DKACT#1(k) (13A)
KOBSVI#1(k) = KIOBSV × DKACT#1(k) + KOBSVI#1(k-1) (13B)
KOBSVD#1(k) = KDOBSV × (DKACT#1(k) - DKACT#1(k-1) (13C)
KOBSV#1(k) = KOBSVP#1(k) + KOBSVI#1(k) + KOBSVD#1(k) + 1.0 (14)
wobei KPOBSV, KIOBSV und KDOBSV jeweils einen Basisproportionalterm,
einen Basisintegralterm und einen Basisdifferentialterm wiedergeben.
Ähnliche Gleichungen werden für die anderen Zylinder #2 bis #4
aufgestellt, um zylinderweise Korrekturkoeffizienten KOBSV#2 bis #4 zu
erhalten.
Durch diesen Steuerungs-/Regelungsbetrieb wird das Luft-Kraftstoff-
Verhältnis des jedem Zylinder zugeführten Gemisches in das
Zusammenflußteil des Abgassystems erfaßte Luft-Kraftstoff-Verhältnis
umgewandelt. Da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Zusammenflußteil unter
Verwendung des PID-Korrekturkoeffizienten LAF zum Soll-Luft-Kraftstoff-
Verhältnis umgewandelt wird, können die Luft-Kraftstoff-Verhältniswerte
der allen Zylindern zugeführten Gemische schließlich dem Soll-Luft-
Kraftstoff-Verhältnis angenähert werden.
Ferner wird ein erlernter KOBSV#Nsty des zylinderweise
Korrekturkoeffizienten KOBSV#N durch Verwendung der folgenden
Gleichung (15) berechnet und gespeichert:
KOBSV#Nsty = Csty × KOBSV#N + (1-Csty) × KOBSV#Nsty (15)
wobei Csty einen Gewichtungskoeffizienten und KOBSV#Nsty auf der
rechten Seite der Gleichung den unmittelbar vorangehend erlernten Wert
wiedergibt.
Fig. 9 zeigt eine Unterroutine zur Berechnung des zylinderweise
Korrekturkoeffizienten KOBSV#N, welche im Schritt S9 in Fig. 3 ausgeführt
wird.
Zunächst wird in einem Schritt S331 bestimmt, ob eine Verschlechterung
der niedrigen Ausgabe des LAF-Sensors 17 erfaßt wurde oder nicht. Wenn
keine Verschlechterung bei der niedrigen Ausgabe erfaßt wurde, springt
das Programm zu einem Schritt S336, wohingegen wenn eine
Verschlechterung der niedrigen Ausgabe erfaßt wurde, wird in einem
Schritt S332 bestimmt, ob das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis KCMD gleich
1,0 ist oder nicht, d. h. ob das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich dem
stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist oder nicht. Eine
Verschlechterung der niedrigen Ausgabe des LAF-Sensors bedeutet, daß
die Ausgabe des LAF-Sensors, welche dann anliegt, wenn das Luft-
Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches tatsächlich auf einen Wert
gesteuert/geregelt wird, der magerer als das stöchiometrische Luft-
Kraftstoff-Verhältnis ist, von einem geeigneten Wert zu einem Grad unter
einem vorbestimmten Grenzwert abweicht. Wenn im Schritt S332 KCMD = 1,0
ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S336 vor, wohingegen
wenn KCMD ≠ 1,0 ist, wird der zylinderweise Korrekturkoeffizient
KOBSV#N in einem Schritt S344 auf 1,0 für alle Zylinder gesetzt, gefolgt
vom Beenden des Programms ohne Ausführen der zylinderweise Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Regelung.
Im Schritt 336 wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zylinderweise durch die
oben beschriebene Überwachungseinheit geschätzt, und dann wird in
einem Schritt S337 bestimmt, ob ein Halte-Flag FKLAF "1" annimmt,
welches dann, wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß der PID-
Korrekturkoeffizient auf dem gegenwärtigen Wert gehalten werden sollte.
Wenn im Schritt S337 FKLAFHOLD = 1 ist, wird das vorliegende
Programm umgehend beendet.
Wenn im Schritt S337 FKLAFHOLD = 0 ist, wird in einem Schritt S338
bestimmt, ob das Rücksetz-Flag FKLAFRESET "1" annimmt. Wenn
FKLAFRESET = 0, wird in einem Schritt S339 bestimmt, ob die
Maschinendrehzahl NE höher als ein vorbestimmter Wert NOBSV
(beispielsweise 3500 Umdrehungen pro Minute) ist oder nicht. Wenn NE ≦
NOBSV ist, wird in einem Schritt S340 bestimmt, ob der
Einlaßrohrabsolutdruck PBA höher als ein vorbestimmter oberer Grenzwert
PBOBSVH (beispielseweise 650 mmHG) ist oder nicht. Wenn in einem
Schritt S340 PBA ≦ PBOBSVH ist, wird eine in Fig. 11 gezeigte PBOBSVL-
Tabelle nach Maßgabe der Maschinendrehzahl NE ausgelesen, um in einem
Schritt S341 einen unteren Grenzwert PBOBSVL des
Einlaßrohrabsolutdrucks zu bestimmen, und es wird in einem Schritt S342
bestimmt, ob der Einlaßrohrabsolutdruck PBA geringer als der bestimmte
untere Grenzwert PBOBSVL ist oder nicht.
Wenn eine der Antworten auf die Fragen der Schritte S338 bis S340 und
S342 positiv ist (Ja), schreitet das Programm zum Schritt S344 vor,
wodurch die zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung nicht
durchgeführt wird. Andererseits, wenn alle Antworten auf die Fragen der
Schritte S338 bis S340 und S342 negativ (Nein) sind, wird angenommen,
daß die Maschine in einem Betriebsbereich ist, welcher einer schraffierten
Fläche in Fig. 11 entspricht. Dies bedeutet, daß die zylinderweise Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Regelung ausgeführt werden kann, so daß der
zylinderweise Korrekturkoeffizient KOBSV#N in der oben in einem Schritt
S343 beschrieben Art und Weise berechnet wird, gefolgt vom Beenden des
Programms.
Fig. 10 zeigt eine Unterroutine zum Schätzen des zylinderweisen Luft-
Kraftstoff-Verhältnisses, welche in dem Schritt S336 in Fig. 9 ausgeführt
wird.
Zunächst wird in einem Schritt S361 eine arithmetische Operation unter
Verwendung der Überwachungseinheit (d. h. Schätzung des zylinderweisen
Luft-Kraftstoff-Verhältniswertes) für die Hochgeschwindigkeits-
Ventilzeitsteuerung durchgeführt, und im folgenden Schritt S362 wird eine
arithmetische Berechnung unter Verwendung der Überwachungseinheit für
die Niedriggeschwindigkeits-Ventilzeitsteuerung durchgeführt. Dann wird in
einem Schritt S363 bestimmt, ob die vorliegende Ventilzeitsteuerung auf
die Hochgeschwindigkeits-Ventilzeitsteuerung gesetzt ist oder nicht. Wenn
die gegenwärtige Ventilzeitsteuerung auf die Hochgeschwindigkeits-
Ventilzeitsteuerung gesetzt ist, wird ein Ergebnis der Überwachungseinheit-
Arithmetikoperation für die Hochgeschwindigkeits-Ventilzeitsteuerung in
einem Schritt S364 ausgewählt, wohingegen wenn die gegenwärtige
Ventilzeitsteuerung auf die Niedriggeschwindigkeit-Ventilzeitsteuerung
gesetzt ist, wird in einem Schritt S365 ein Ergebnis der Überwachungs-
Arithmetikoperation für die Niedriggeschwindigkeits-Zeitsteuerung
ausgewählt.
Der Grund dafür, daß die Überwachungseinheit-Arithmetikoperation für die
Hochgeschwindigkeits-Ventilzeitssteuerung und die
Niedriggeschwindigkeitsventil-Zeitsteuerung somit vor der Bestimmung der
vorliegenden Ventilzeitsteuerung ausgeführt wird, ist, daß die Schätzung
des zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verschiedener
arithmetischer Operationen bedarf, bevor die Schätzungsergebnisse sich
angenähert haben. Durch die oben beschriebene Schätzweise ist es
möglich, die Genauigkeit der Schätzung des zylinderweise Luft-Kraftstoff-
Verhältnisses unmittelbar nach Wechseln der Ventilzeitsteuerung zu
verbessern.
Als nächstes wird eine Unterroutine zur Berechnung des Rückkopplungs-
Korrekturkoeffizienten KFB beschrieben, welche in dem Schritt S10 in Fig.
3 ausgeführt wird.
Der Rückkopplungs-Korrekturkoeffizient KFB wird entweder auf den PID-
Korrekturkoeffizienten KLAF oder den Adaptiv-Regelungs-
Korrekturkoeffizienten KSTR nach Maßgabe der Betriebsbedingungen der
Maschine gesetzt. Zunächst werden Berechnungsarten dieser
Korrekturkoeffizienten jeweils mit Bezug auf Fig. 12 und 13 beschrieben
werden.
Fig. 12 zeigt eine Routine zur Berechnung des PID-Korrekturkoeffizienten
KLAF.
In einem Schritt S301 in Fig. 12 wird bestimmt, ob das Halte-Flag
FKLAFHOLD "1" annimmt oder nicht. Wenn FKLAFHOLD = 1 ist, wird
die gegenwärtige Verarbeitung umgehend beendet, wohingegen wenn
FKLAFHOLD = 0 ist, wird in einem Schritt S302 bestimmt, ob das
Rücksetz-Flag FKLFRESET "1" annimmt oder nicht. Wenn FKLFRESET = 1
ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S303 vor, in welchem der
PID-Korrekturkoeffizient KLAF auf "1,0" gesetzt wird und gleichzeitig eine
Integralterm-Regelungsverstärkung KI und eine Differenz DKAF zwischen
dem Soll-Äquivalenz-Verhältnis KCMD und dem Ist-Äquivalenz-Verhältnis
KCT auf "0" gesetzt werden, gefolgt vom Beenden des Programms.
Wenn in dem Schritt S302 FKLAFRESET = 0 ist, schreitet das Programm zu
einem Schritt S304 vor, wobei eine Proportionalterm-Regelungsverstärkung
KP die Integralterm-Regelungsverstärkung KI und eine Differenzterm-
Regelungsverstärkung KD aus jeweiligen Karten nach Maßgabe der
Maschinendrehzahl NE und des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA ausgelesen
werden. Es ist anzumerken, daß im Leerlauf der Maschine
Verstärkungswerte für die Leerlaufbedingung angenommen werden. Dann
wird die Differenz DKAF(k) (= KCMD(k) - KACT(k)) zwischen dem Soll-
Äquivalenz-Verhältnis KCMD und dem Ist-Äquivalenz-Verhältnis KACT in
einem Schritt S305 berechnet, und die Differenz DKAF(k) und die
Verstärkungen KP, KI und KD werden in die folgenden Gleichungen (16A)
bis (16C) eingesetzt, um in einem Schritt S306 einen Proportionalterm
KLAFP(k), einen Integralterm KLAFI(k) und einen Differentialterm KLAFD(k)
zu berechnen:
KLAFP(k) = DKAF(k) × KP (16A)
KLAFI(k) = DKAF(k) × KI + KLAFI(k-1) (16B)
KLAFD(k) = (DKAF(k) - DKAF(k-1)) × KD (16C)
In den folgenden Schritten S307 bis S310 wird eine Grenzregelung des
Integralterms KLAFI(k) durchgeführt. Genauer gesagt wird bestimmt, ob
der KLAFI(k)-Wert in einen Bereich fällt, welcher in Schritten S307 und
S308 jeweils durch vorbestimmte obere und untere Grenzwerte
KLAFILMTH und KLAFILMTL begrenzt wird. Wenn KLAFI(k) < KLAFILMTH
ist, wird in einem Schritt S310 der Integralterm KLAFI(k) auf den
vorbestimmten oberen Grenzwert KLAFILMTH gesetzt, wohingegen wenn
KLAFI(k) < KLAFILMTL ist, wird dieser in einem Schritt S309 auf den
vorbestimmten unteren Grenzwert KLAFILMTH gesetzt.
Im folgenden Schritt S311 wird der PID-Korrekturkoeffizient KLAF(k) unter
Verwendung der folgenden Gleichung (17) berechnet:
KLAF(k) = KLAFP(k) + KLAFI(k) + KLAFD(k) + 1.0 (17)
Dann wird in einem Schritt S312 bestimmt, ob der KLAF(k)-Wert größer als
ein vorbestimmter oberer Grenzwert KLAFLMTH ist oder nicht. Wenn
KLAF(k) < KLAFLMTH, wird der PID-Korrekturkoeffizient KLAF in einem
Schritt S316 auf den vorbestimmten oberen Grenzwert KLAFLMTH gesetzt,
gefolgt vom Beenden des Programms.
Wenn in einem Schritt S312 KLAF(k) ≦ KLAFLMTH ist, wird in einem Schritt
S314 bestimmt, ob der KLAF(k)-Wert kleiner als ein vorbestimmter unterer
Grenzwert KLAFLMTL ist oder nicht. Wenn KLAF(k) ≧ KLAFLMTH ist, wird
das vorliegende Programm umgehend beendet, wohingegen wenn
KLAF(k) < KLAFLMTL, wird der PID-Korrekturkoeffizient KLAF in einem Schritt
S315 auf den vorbestimmten unteren Grenzwert KLAFLMTL gesetzt,
gefolgt vom Beenden des Programms.
Durch die oben beschriebene Unterroutine wird der PID-Korrekturkoeffizient
KLAF mittels der PID-Regelung derart berechnet, daß das Ist-
Äquivalenzverhältnis KACT gleich dem Soll-Äquivalenzverhältnis KCMD wird.
Als nächstes wird eine Berechnung des Adaptiv-Regelungs-
Korrekturkoeffizienten KSTR mit Bezug auf Fig. 13 beschrieben werden.
Fig. 13 zeigt den Aufbau des Blocks B19 in Fig. 2, d. h. den selbsteinstellenden
Steuer-/Regel(nachfolgend als "der STR" bezeichnet)-Block. Der STR-Block
umfaßt eine Steuer-/Regeleinheit zum Festsetzen des Adaptivkontroll-
Korrekturkoeffizienten KSTR derart, daß das erfaßte Äquivalenzverhältnis
KACT(k) gleich dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Koeffizienten
(Solläquivalenzverhältnis) KCMD(k) wird, und ein Parameter-
Einstellmechanismus zum Festsetzen von Parametern, die von der STR-
Steuer-/Regeleinheit zu verwenden sind.
Einstellgesetze (Mechanismen) zur Adaptivregelung, welche im vorliegenden
Ausführungsbeispiel eingesetzt werden, umfassen ein von Landau et al.
vorgeschlagenes Parameter-Einstellgesetz. Gemäß diesem Parameter-
Einstellgesetz wird die Stabilität des sogenannten Adaptivsystems durch
Umwandeln des sogenannten Adaptivsystems in ein Äquivalenz-
Rückkopplungssystem sichergestellt, welches einen Linearblock und einen
nicht-linearen Block umfaßt, und ein Festlegen des Parametereinstellgesetzes,
derart, daß Popovs Integralungleichheit in bezug auf Eingabe zu und Ausgabe
vom nicht-linearen Block gilt und gleichzeitig der lineare Block "streng positiv
real" ist. Dieses Gestz ist bekannt und beschrieben beispielsweise in
"Computrole" Nr. 27, CORONA PUBLISHING CO., LTD., Japan, S. 28-41,
"Automatic Control Handbook" OHM, LTD., Japan, S. 703-707, "A Survey
of Model Reference Adaptive Techniques-Theory and Application", I. D.
LANDAU "Automatica" Vol. 10, S. 353-379, 1974, "Unification of Discrete
Time Explicit Model Reference Adaptive Control Designs", I. D. LANDAU et al.
"Automatica" Vol. 17, Nr. 4, S. 593-611, 1981, und "Combining Model
Reference Adaptive Controllers and Stochastic Self-tuning Regulators", I. D.
LANDAU "Automatica" Vol. 18, Nr. 1, S. 77-84, 1992.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das oben genannte von Landau und
anderen vorgeschlagene Parametereinstellgesetz verwendet. Dieses
Parametereinstellgesetz wird im Detail im folgenden beschrieben: Gemäß
diesem Einstellgesetz werden dann, wenn Polynome des Nenners und Zählers
der Transformationsfunktion A(Z-1)/B(Z-1) des Regelobjekts durch ein diskretes
System durch folgende Gleichungen (18A) und (18B) ausgedrückt werden, der
Adaptivparameter (k) und die Eingabe ζ(k) für den Adaptivparameter-
Einstellmechanismus durch folgende Gleichungen (19) und (20) festgelegt. Die
Gleichungen (19) und (20) definieren ein Beispiel einer Einrichtung, in welcher
m = 1, n = 1 und d = 3 gilt, d. h. ein System erster Ordnung hat eine
unwirksame Zeit (Totzeit) über drei Regelzyklen. Das dabei verwendete
Symbol k gibt an, daß der Parameter mit (k) den gegenwärtigen Wert hat,
einer mit (k-1) den unmittelbar vorangehenden Wert usw. u(k) und y(k)
entsprechen jeweils im vorliegenden Ausführungsbeispiel dem Adaptiv-
Regelungs-Korrekturkoeffizienten KSTR(k)-Wert und dem zylinderweise
geschätzten Äquivalenzverhältnis KACT#N(k)-Wert.
A(z-1) = 1 + a1z-1 + . . . + anz-n (18A)
B(z-1) = b0 + b1z-1 + . . . + bmz-m (18B)
T(k) [0(k), 1(k), . . . rm+d-1(k), S0(k), . . ., Sn-1(k)]
= [b0(k), r1(k), r2(k), r3(k), s0(k)] (19)
= [b0(k), r1(k), r2(k), r3(k), s0(k)] (19)
ζT(k) = [u(k), . . ., u(k-m-d+1), y(k), . . ., y(k-n+1)]
= [u(k), u(k-1), u(k-2), u(k-3), y(k)] (20)
= [u(k), u(k-1), u(k-2), u(k-3), y(k)] (20)
Der Adaptivparameter (k) wird durch die folgende Gleichung (21)
ausgedrückt:
(k) = (k-1) + Γ(k-1)ζ(k-d )e × (k) (21)
wobei die Symbole Γ(k) und e × (k) jeweils eine Verstärkungsmatrix und ein
Identifikationsfehlersignal wiedergeben und durch die folgenden
Rekursionsformeln (22) und (23) ausgedrückt werden können:
Ferner ist es möglich, verschiedene spezifische Algorithmen in Abhängigkeit
von festgesetzten Werten von λ1(k) und λ2(k) der Gleichung (22) vorzusehen.
Beispielsweise wenn λ1(k) = 1 und λ2(k) = λ(0 < λ1 < 2), wird ein
progressiv abnehmender Verstärkungsalgorithmus vorgesehen (wenn λ = 1,
die Methode der kleinsten Quadrate), wenn λ1(k) = λ1(0 < λ1 < 1) und
λ2(k) = λ2(0 < λ2 < 2) ein variabler Verstärkungsalgorithmus (wenn λ2 = 1,
die Methode der gewichteten kleinsten Quadrate), und wenn λ1(k)/λ2(k) = σ
und wenn λ3 durch die folgende Gleichung (24) ausgedrückt wird, sieht
λ1(k))λ3 ein fixed trace Algorithmus (Festspuralgorithmus) vor. Ferner, wenn
λ1(k) = 1 und λ2(k) = 0 ist, wird ein Festverstärkungsalgorithmus erhalten.
In diesem Fall, wie aus Gleichung (23) ersichtlich ist, ist Γ(k) = Γ(k-1) und
damit wird Γ(k) = Γ (Festwert) erhalten.
Im Beispiel aus Fig. 13 sind die STR-Regeleinheit (Adaptivregler) und der
Adaptivparameter-Einstellmechanismus außerhalb des
Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungssystems angeordnet und arbeiten, um
den Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten KSTR(k) derart zu berechnen, daß
das Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnis KACT(k) gleich dem Soll-Luft-Kraftstoff-
Verhältnis-Koeffizienten KCMD(k-d') in einer adaptiven Weise wird (d' gibt
den oben angesprochenen unwirksamen Zeitraum an, bevor der KCMD-Wert
das Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnis KACT wiedergibt).
Auf diese Weise werden der Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizient KSTR(k)
und das geschätzte zylinderweise Äquivalenzverhältnis KACT#N(k) bestimmt,
welche Eingaben des Adaptivparameter-Einstellmechanismus sind, wobei der
Adaptivparameter (k) berechnet wird, um in die STR-Regeleinheit eingegeben
zu werden. Der STR-Regeleinheit wird ebenfalls der Solläquivalenz-Verhältnis-Koeffizienten
KCMD(k) zugeführt und diese berechnet unter Verwendung der
folgenden Rekursionsformel (25) den Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizienten
KSTR(k) derart, daß das Istäquivalenzverhältnis KACT(k) gleich dem
Solläquivalenz-Verhältnis-Koeffizienten KCMD(k) wird:
KSTR(k) = {KCMD(k-d') - s0 × KACT(k) - r1 × KSTR(k-1)
- r2 × KSTR(k-2) - r3 × KSTR(k-3)}/b0 (25)
In obiger Beschreibung werden der Steuerungs-/Regelungszyklus und der
Wiederholungszeitraum zur Berechnung des KSTR-Werts
(Wiederholungszeitraum zur Erzeugung von TDC-Signalimpulsen) miteinander
in Übereinstimmung gebracht und der Adaptivkontroll-Korrekturkoeffizient
KSTR wird somit gemeinsam für alle Zylinder berechnet. Das vorliegende
Ausführungsbeispiel verwendet allerdings den Steuerungs-/Regelungszyklus,
welcher entsprechend Zylinderzahl oder vier TDC-Signalimpulsen aufgestellt
wurde, wodurch der Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizient KSTR
zylinderweise bestimmt wird. Genauer gesagt werden die oben aufgeführten
Formeln (20) bis (25) jeweils durch die folgenden Formeln (26) bis (31)
ersetzt, um den Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizienten KSTR zylinderweise
für die Verwendung bei der Adaptivregelung zu bestimmen.
ζT(k) = [u(k), u(k-4), u(k-8), u(k-12), y(k)] (26)
(k)(k-4) + Γ(k-4)ζ(k-4 × d)e × (k) (27)
KSTR(k) = {KCMD(k-4 × d') - s0 × KACT(k) - r1 × KSTR(k-4)
- r2 × KSTR(k-8) - r3 × KSTR(k-12) }/b0 (31)
in der oben genannten Formel (31) gibt d beispielsweise "2" wieder.
Wie oben beschrieben, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Adaptiv-
Regelungs-Korrekturkoeffizient KSTR zylinderweise berechnet und gleichzeitig
wird das dem Adaptivparameter-Einstellmechanismus einzugebende y(k) nicht
auf den Istäquivalenzverhältnis KACT#N(k)-Wert, sondern auf den geschätzten
zylinderweise Äquivalenzverhältnis KACT#N(k)-Wert gesetzt, welcher es
ermöglicht, die Veränderungen in den Charakteristiken zwischen den Zylindern
geeignet in den Adaptivparametern widerzuspiegeln und damit die
Steuerbarkeit/Regelbarkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu verbessern.
Als nächstes wird eine Berechnungsweise des Rückkopplungs-
Korrekturkoeffizienten KFB durch Umschalten zwischen dem PID-
Korrekturkoeffizienten KLAF und dem Adaptiv-Regelungs-
Korrekturkoeffizienten KSTR beschrieben werden, d. h. durch Umschalten
zwischen der PID-Regelung und der Adaptivregelung.
Fig. 14 zeigt eine Unterroutine zur Berechnung des
Rückkopplungs-Korrekturkoeffizienten KFB, welche im Schritt S10 in Fig. 3 ausgeführt wird.
Zunächst wird in einem Schritt S401 bestimmt, ob der
Steuerungs-/Regelungsmodus ein Offenschleifensteuerungsmodus in der letzten Schleife
der Ausführung der Fig. 3-Routine war oder nicht, d. h. ob FKLAFRESET = 1
war oder nicht. Wenn der Steuerungs-/Regelungsmodus kein
Offenschleifensteuerungsmodus war, wird in einem Schritt S402 bestimmt, ob
die Schwankungsrate DKCMD des Solläquivalenzverhältnisses
KCMD (= ½ KCMD(k) - KCMD(k-1)½) größer als ein Referenzwert DKCMDREF ist oder
nicht. Wenn der Steuerungs-/Regelungsmodus beim letzten Schleifendurchlauf
der Fig. 3-Routine der Offenschleifensteuerungsmodus war, oder wenn der
Steuerungs-/Regelungsmodus beim letzten Schleifendurchlauf der Fig. 3-Routine
der Regelungsmodus war und gleichzeitig die Schwankungsrate
DKCMD größer als der Referenzwert DKCMDREF ist, wird angenommen, daß
die Maschine in einem Bereich arbeitet, in welchem eine schwach
ansprechende Regelung ausgeführt werden sollte (nachfolgend als "der
schwach ansprechende F/B-Bereich" bezeichnet). Dann wird in einem Schritt
S403 ein Zähler C auf "0" zurückgesetzt, gefolgt von einer
Programmfortsetzung mit einem Schritt S411. Im Schritt S411 wird die
schwach ansprechende F/B-Regelung durchgeführt, welche nachfolgend mit
Bezug auf Fig. 18 beschrieben wird, gefolgt vom Beenden des Programmes.
Wie oben erwähnt, wird bestimmt, daß sich der Motor in einem schwach
ansprechenden F/B-Bereich befindet, wenn die Maschine in der letzten Schleife
im Offenschleifenbereich war, da ein durch die LAF-Sensorausgabe
angegebenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufgrund einer Erfassungsverzögerung
durch den LAF-Sensor nicht notwendigerweise einen wahren oder exakten
Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wiedergibt, welche Verzögerung auftritt,
wenn beispielsweise die Kraftstoffzufuhr nach einer Kraftstoffunterbrechung
wieder aufgenommen wird, so daß die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung
instabil sein kann. Aus einem ähnlichen Grund wird für die Maschine
bestimmt, daß sie sich in einem schwach ansprechenden F/B-Bereich befindet,
wenn das Ausmaß der Änderung DKCMD des Solläquivalenzverhältnisses
KCMD groß ist, was dann eintritt, wenn beispielsweise eine WOT-
Anreicherungsoperation beendet wird, um die normale Luft-Kraftstoff-
Regelung/Steuerung wieder aufzunehmen, oder wenn die Luft-Kraftstoff-
Verhältnis-Steuerung/Regelung von der Magerverbrennungs-
Steuerung/Regelung zur Regelung auf das stöchiometerische Luft-Kraftstoff-
Verhältnis umgeschalten wird.
Wenn die Antworten auf die Fragen der Schritte S401 und S402 beide negativ
(NEIN) sind, d. h. wenn in der letzten Schleife der Steuerungs-/Regelungsmodus
der Regelungsmodus war und gleichzeitig die
Schwankungsrate DKCMD des Solläquivalenzverhältnisses KCMD gleich oder
geringer als der Referenzwert DKCMDREF ist, wird der Zählwert des Zählers C
um "1" in einem Schritt S404 vergrößert und dann der Zählwert des Zählers C
in einem Schritt S405 mit einem vorbestimmten Wert CREF (beispielsweise 5)
verglichen. Wenn C ≦ CREF ist, schreitet das Programm zum Schritt S411 vor,
wohingegen wenn C < CREF ist, schreitet das Programm zu einem Schritt
S406 vor, in welchem durch Ausführen einer nachfolgend beschriebenen
Unterroutine bestimmt wird, ob die Maschine in einem Bereich arbeitet, in
welchem eine hochansprechende Regelung ausgeführt werden sollte
(nachfolgend als "hochansprechender F/B-Bereich" bezeichnet) oder in dem
schwach ansprechenden F/B-Bereich. Dann wird in einem Schritt S407
bestimmt, ob der Steuerungs-/Regelungsbereich, welcher für den Betrieb der
Maschine im Schritt S406 bestimmt wurde, der hochansprechende F/B-Bereich
ist oder nicht. Wenn der bestimmte Steuerungs-/Regelungsbereich nicht der
hochansprechende F/B-Bereich ist, schreitet das Programm zum Schritt S411
vor, wohingegen dann, wenn der Steuerungs-/Regelungsbereich der
hochansprechende F/B-Bereich ist, das Programm zu einem Schritt S408
vorschreitet, in welchem eine nachfolgend beschriebene Unterroutine für die
hochansprechende Regelung ausgeführt wird, um den Adaptiv-Regelungs-
Korrekturkoeffizienten KSTR zu berechnen. Dann wird in einem Schritt S409
bestimmt, ob der Absolutwert der Differenz |KSTR(k) - 1,0| zwischen dem
Adaptivkontroll-Korrekturkoeffizienten KSTR und 1,0 größer als ein
vorbestimmter Referenzwert KSTRREF ist oder nicht. Wenn |KSTR(k) - 1,0| < KSTRREF
ist, schreitet das Programm zum Schritt S411 vor, wohingegen
dann, wenn |KSTR(k) - 1,0| ≦ KSTRREF ist, in einem Schritt S410 der
Rückkopplungs-Korrekturkoeffizient KFB auf den KSTR-Wert gesetzt wird,
gefolgt vom Beenden des Programmes.
Wenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem Adaptivkontroll-
Korrekturkoeffizienten KSTR und 1,0 größer als der vorbestimmte
Referenzwert KSTRREF ist, wird somit die schwach ansprechende Regelung zu
dem Zweck ausgewählt, daß eine Regelungsstabilität erreicht wird.
Wenn der Zählwert des Zählers C kleiner als der Referenzwert CREF ist, wird
somit die schwach ansprechende Regelung ausgewählt, da unmittelbar nach
Rückkehr der Maschinenbetriebsbedingung der Offenschleifensteuerung oder
unmittelbar nach großem Schwanken des Solläquivalenzverhältnisses KCMD
eine Zeitverzögerung vor Beendigung der Kraftstoffverbrennung und eine
Ansprechverzögerung des LAF-Sensors so groß sind, daß Einflüsse derselben
nicht durch die Adaptivregelung kompensiert werden können.
Als nächstes wird die in Schritt S406 in Fig. 14 ausgeführte Unterroutine zum
Auswählen der Ansprechgeschwindigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Regelung, d. h. zum Bestimmen, ob die Maschine im hochansprechenden
F/B-Bereich oder im schwach ansprechenden F/B-Bereich arbeitet, mit Bezug auf
Fig. 15 und 16 beschrieben.
Zunächst wird in einem Schritt S501 bestimmt, ob sich die
Ansprechempfindlichkeit des LAF-Sensors 17 verschlechtert hat oder nicht.
Wenn sich die Ansprechempfindlichkeit des LAF-Sensor 17 nicht
verschlechtert hat, schreitet das Programm zu einem Schritt S502 vor.
Im Schritt S502 wird bestimmt, ob eine Abnormität des LAF-Sensors 17 erfaßt
wurde oder nicht. Wenn keine Abnormität des LAF-Sensors 17 erfaßt wurde,
wird in einem Schritt S503 bestimmt, ob eine Abnormität des
Kurbelwinkelsensors 14 (zylinderunterscheidender Sensor, TDC-Sensor, CRK-
Sensor) erfaßt wurde oder nicht. Wenn keine Abnormität des
Krubelwinkelsensors erfaßt wurde, wird in einem Schritt S504 bestimmt, ob
eine Abnormität des Drosselventilöffnungs θTH-Sensors 4 erfaßt wurde oder
nicht. Wenn keine Abnormität des Drosselventilöffnungssensors 4 erfaßt
wurde, wird in einem Schritt S505 bestimmt, ob eine Abnormität des
Ventilzeitsteuerungs-Wechselmechanismus 60 erfaßt wurde oder nicht.
Wenn alle Antworten auf die Fragen der Schritte S501 bis S505 negativ
(NEIN) sind, schreitet das Programm zu einem Schritt S506 vor, wohingegen,
wenn eine der Antworten positiv (JA) ist, wird in einem Schritt S520
bestimmt, daß sich die Maschine in dem schwach ansprechenden F/B-Bereich
befindet, gefolgt vom Beenden des Programms.
Die schwach ansprechende Regelung wird somit ausgewählt, wenn einer der
oben genannten Sensoren abnormal arbeitet, um eine Verschlechterung der
Regelbarkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu verhindern.
Dann wird in einem Schritt S506 bestimmt, ob die Maschinen-Kühlmittel-
Temperatur TW geringer als ein vorbestimmter Wert TWSTRON ist oder nicht.
Wenn TW ≧ TWSTRON ist, wird in einem Schritt S507 bestimmt, ob die
Maschinen-Kühlmittel-Temperatur TW gleich oder größer als ein vorbestimmter
Wert TWSTROFF (beispielsweise 100°C) ist oder nicht. Wenn TW ≧ TWSTROFF
ist, wird in einem Schritt S508 bestimmt, ob die
Einlaßlufttemperatur TA gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert
TASTROFF ist oder nicht. Wenn im Schritt S507 TW < TWSTROFF ist oder
wenn im Schritt S507 TW ≧ TWSTROFF ist und gleichzeitig im Schritt S508
TA < TASTROFF ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S509 vor, in
welchem bestimmt wird, ob die Maschinendrehzahl NE gleich oder größer
einem vorbestimmten Wert NESTRLMT ist oder nicht. Wenn NE < NESTRLMT
ist, wird in einem Schritt S510 bestimmt, ob sich die Maschine im Leerlauf
befindet oder nicht. Wenn sich die Maschine nicht im Leerlauf befindet, wird in
einem Schritt S511 bestimmt, ob ein Zeitzähler zur Messung eines Zeitraums
in Betrieb ist, welcher Zeitraum nach Beendigung der
Traktionssteuerung/regelung durch das Traktionssteuerung/regelungssystem
(TCS) verstrichen ist. Dieser Zeitzähler ist als herunterzählender Zeitzähler
ausgebildet und wird während des TCS-Betriebs gesetzt und dann gestartet,
wenn der TCS-Betrieb beendet wird.
Wenn der Zeitzähler im Schritt S511 nicht in Betrieb ist, wird in einem Schritt
S512 bestimmt, ob ein Zeitzähler zur Messung eines nach Beendigung der
Kraftstoffunterbrechung verstrichenen Zeitraums in Betrieb ist oder nicht. Die
Kraftstoffunterbrechung wird durchgeführt, wenn sich die Maschine in einer
vorbestimmten Verzögerungsbedingung befindet, und das
Kraftstoffunterbrechungs-Flag FFC wird während des
Kraftstoffunterbrechungsbetriebs auf "1" gesetzt. Dieser Zeitzähler ist
ebenfalls als herunterzählender Zeitzähler ausgebildet und wird während des
Kraftstoffunterbrechungsbetriebs gesetzt und nach Beendigung der
Kraftstoffunterbrechung gestartet.
Wenn eine der Antworten auf die Fragen der Schritte S506 und S509 bis
S512 positiv (JA) ist, oder wenn beide Antworten auf die Fragen der Schritte
S507 und S508 positiv (JA) sind, wird im Schritt S520 bestimmt, daß die
Maschine sich im schwach ansprechenden F/B-Bereich befindet, gefolgt vom
Beenden des Programms. Wenn die Antwort auf die Frage aus Schritt S512
negativ (NEIN) ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S550 vor.
Im Schritt S550 wird bestimmt, ob eine Fehlzündung in der Maschine
aufgetreten ist oder nicht. Das Auftreten einer Fehlzündung in der Maschine
kann bestimmt werden, wenn die Änderung der Maschinendrehzahl NE über
einem vorbestimmten Wert liegt, wie in der durch den vorliegenden Anmelder
eingereichten japanischen offengelegten Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 6-
146998 offenbart. Wenn die Maschine unter dem Einfluß einer Fehlzündung
steht, schreitet das Programm zum Schritt S520 vor, wohingegen, wenn die
Maschine nicht unter dem Einfluß einer Fehlzündung steht, schreitet das
Programm zu einem Schritt S513 vor.
Im Schritt S513 wird bestimmt, ob ein Wechsel der Ventilzeitsteuerung
zwischen der Hochgeschwindigkeits V/T und der Niedriggeschwindigkeits V/T
angewiesen wurde. Wenn kein Wechsel angewiesen wurde, wird in einem
Schritt S514 bestimmt, ob die Zündzeitsteuerung der Maschine stark verzögert
wurde. Wenn die Zündzeitsteuerung nicht stark verzögert wurde, schreitet das
Programm zu einem Schritt S516 vor. Wenn entweder die Antwort auf die
Frage des Schritts S613 oder die Antwort auf die Frage des Schritts S514
positiv (JA) ist, wird ein herunterzählender Zeitzähler tmKCMDCHNG auf eine
vorbestimmte Zeitperiode TCHNG gesetzt und in einem Schritt S515 gestartet,
gefolgt vom Fortsetzen des Programms im Schritt S520. Der vorbestimmte
Zeitraum TCHNG wird auf einen Zeitraum gesetzt, welcher ausreichend dafür
ist, daß die Verbrennung in der Maschine nachdem der Wechsel der
Ventilzeitsteuerung angewiesen wurde oder nachdem die Zündzeitsteuerung
stark verzögert wurde stabil wird.
Im Schritt S516 wird bestimmt, ob der Zählwert des herunterzählenden
Zählers tmKCMDCHNG ungleich "0" ist oder nicht. Wenn der Zählwert
ungleich "0" ist, schreitet das Programm zum Schritt S520 vor, wohingegen,
wenn der Zählwert gleich "0" ist, wird in Schritten S517 und S518 bestimmt,
ob das Istäquivalenzverhältnis KACT innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
liegt oder nicht, welcher durch einen vorbestimmten unteren Grenzwert
KACTLMTL (beispielsweise 0,99) und einen vorbestimmten oberen Grenzwert
KACTLMTH (beispielsweise 1,01) eingegrenzt ist. Wenn KACT < KACTLMTL
oder KACT < KACTLMTH ist, schreitet das Programm zum Schritt S520,
wohingegen, wenn KACTLMTL ≦ KACT ≦ KACTLMTH ist, schreitet das
Programm zu einem Schritt S519, in welchem bestimmt wird, daß sich die
Maschine im hochansprechenden F/B-Bereich befindet, gefolgt vom Beenden
des Programms.
Durch Ausführen der Schritte S517 und S518 wird, nur wenn das
Istäquivalenzverhältnis KACT gleich 1,0 oder einem dazu nahen Wert ist, ein
Wechsel der Regelung von der schwach ansprechenden Regelung zur
hochansprechenden Regelung durchgeführt, um dadurch ein sanftes Wechseln
des Regelungsmodus zu erreichen und damit die erforderliche Stabilität der
Kraftstoff-Verhältnisregelung/steuerung sicherzustellen. Der Grund, warum
somit durch die Schritte S506 bis S516 bestimmt wird, daß die schwach
ansprechende Regelung ausgeführt werden sollte, ist der folgende:
Wenn die Maschinen-Kühlmittel-Temperatur TW klein ist (TW < TWSTRON), ist die Maschinenverbrennung aufgrund ungenügender Zerstäubung von Kraftstoff und vergrößerter Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder nicht stabil, so daß eine Fehlzündung auftreten kann. Deshalb kann kein stabiler Wert des erfaßten Äquivalenzverhältnisses KACT erhalten werden, wenn die hochansprechende Regelung in einem derartigen Zustand ausgeführt wird. Auch wenn die Maschinen-Kühlmittel-Temperatur TW extrem hoch (TW ≧ TWSTROFF) und gleichzeitig die Einlaßlufttemperatur extrem hoch (TA ≧ TASTROFF) ist, kann Dampfblaseneinschluß in der Kraftstoffversorgungsleitung auftreten, um die augenblickliche Kraftstoffeinspritzmenge zu verkleinern. Wenn die Maschinendrehzahl NE hoch ist, d. h. wenn NE ≧ NESTRLMT ist, kann die ECU 5 eine ungenügende Berechnungszeit aufweisen und ferner ist die Maschinenverbrennung nicht stabil.
Wenn die Maschinen-Kühlmittel-Temperatur TW klein ist (TW < TWSTRON), ist die Maschinenverbrennung aufgrund ungenügender Zerstäubung von Kraftstoff und vergrößerter Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder nicht stabil, so daß eine Fehlzündung auftreten kann. Deshalb kann kein stabiler Wert des erfaßten Äquivalenzverhältnisses KACT erhalten werden, wenn die hochansprechende Regelung in einem derartigen Zustand ausgeführt wird. Auch wenn die Maschinen-Kühlmittel-Temperatur TW extrem hoch (TW ≧ TWSTROFF) und gleichzeitig die Einlaßlufttemperatur extrem hoch (TA ≧ TASTROFF) ist, kann Dampfblaseneinschluß in der Kraftstoffversorgungsleitung auftreten, um die augenblickliche Kraftstoffeinspritzmenge zu verkleinern. Wenn die Maschinendrehzahl NE hoch ist, d. h. wenn NE ≧ NESTRLMT ist, kann die ECU 5 eine ungenügende Berechnungszeit aufweisen und ferner ist die Maschinenverbrennung nicht stabil.
Ferner, wenn die Maschine im Leerlauf ist, ist der Maschinenbetriebszustand
weitestgehend stabil, so daß es nicht erforderlich ist, daß die
hochansprechende Regelung, welche eine hohe Verstärkung aufweist,
auszuführen. Unmittelbar nach Beenden der Traktionskontrolle, in welcher die
Zündzeitsteuerung vorübergehend stark verzögert oder eine
Kraftstoffunterbrechung bewirkt wird, um das Maschinendrehmoment zu
verringern, um übermäßigen Schlupf der Räder zu vermeiden, ist die
Maschinenverbrennung vor Verstreichen einer vorbestimmten Zeitperiode nach
Beendigung der Traktionskontrolle nicht stabil, so daß eine Ausführung der
hochansprechenden Regelung unerwarteterweise in einem Anstieg der
Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses resultieren kann. Aus einem
ähnlichen Grund wird unmittelbar nach Beenden eines gewöhnlichen
verzögernden Kraftstoffzufuhrbetriebs die schwach ansprechende Regelung
ausgewählt. Ähnlich ist dann, wenn in der Maschine eine Fehlzündung auftritt,
die Maschinenverbrennung zweifellos instabil, so daß die schwach
ansprechende Regelung ausgewählt wird. Ferner ändert sich vor Verstreichen
einer vorbestimmten Zeitperiode (TCHNG) nach Wechseln der
Ventilzeitsteuerung der Verbrennungszustand der Maschine drastisch
aufgrund einer Veränderung in der Ventilöffnungsdauer, über welche die
Einlaß- und Auslaßventile geöffnet sind. Auch vor Verstreichen der
vorbestimmten Zeitperiode TCHNG nach Beendigung der Regelung der
Zündzeitsteuerung zu einer stark verzögerten Zeitsteuerung ist die
Maschinenverbrennung nicht stabil und es kann kein stabiler KACT-Wert
erwartet werden.
Zusätzlich zur Traktionskontrolle kann eine starke Verzögerung der
Zündzeitsteuerung bei der Ausführung anderer Steuerungs-/Regelungsarten
durchgeführt werden, wie beispielsweise eine Steuerung/Regelung die einen
plötzlichen Drehmomentwechsel (Drehmomentruck) reduziert, welche
ausgeführt wird, wenn das Automatikgetriebe einen Wechsel der
Gangstellungsposition erfährt, bei einer Klopf-vermeidenden
Steuerung/Regelung, welche ausgeführt wird, wenn die Last der Maschine
hoch ist, bei einer Zündzeitsteuerung/regelung, welche zum Zweck der
Beschleunigung des Temperaturanstiegs der Katalysatoren unmittelbar nach
Starten der Maschine oder ähnlichen Gelegenheiten ausgeführt wird.
Als nächstes wird die hochansprechende bzw. schwach ansprechende
Regelung beschrieben werden, welche bei dem Steuerungs-/Regelungssystem
gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
Fig. 17 zeigt eine Unterroutine zum Durchführen der hochansprechenden
Regelung, welche im Schritt S408 in Fig. 14 ausgeführt wird. Zunächst wird
im Schritt S601 bestimmt, ob ein Flag FKSTR in der unmittelbar
vorangehenden Schleife "0" angenommen hat, welches Flag dann, wenn es
auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß die Maschine in einem Bereich arbeitet, in
welchem die Regelung durch Verwendung des Adaptiv-Regelungs-
Korrekturkoeffizienten KSTR ausgeführt werden sollte (nachfolgend als "der
Adaptiv-Regelungsbereich" bezeichnet). Wenn das Flag KSTR in der letzten
Schleife "1" angenommen hat, springt das Programm zu einem Schritt S603,
in welchem der Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizient KSTR in der oben
beschriebenen Weise berechnet wird, und dann wird das Flag FKSTR in einem
Schritt S604 auf "1" gesetzt, gefolgt vom Beenden des Programms.
Andererseits, wenn das Flag FKSTR in der letzten Schleife "0" angenommen
hat, wird der Adaptivparameter b0 (skalare Größe, welche die Verstärkung
bestimmt) durch einen Wert ersetzt, welcher dadurch erhalten wird, daß der
b0-Wert durch den letzten KLAF(k-1)-Wert des PID-Korrekturkoeffizienten
KLAF in einem Schritt S602 dividiert wird, gefolgt durch Fortsetzen des
Programmes im Schritt S603.
Durch Ersetzen des Adaptivparameters b0 durch den Wert b0/KLAF(k-1) im
Schritt S602 kann ein weiterer sanfter Wechsel von der PID-Regelung zur
Adaptivregelung erreicht werden, um dadurch die erforderliche Stabilität der
Regelung sicherzustellen. Der Grund für das Durchführen des Ersetzens ist der
folgende: Wenn der Wert b0 in der Gleichung (31) durch den Wert b0/KLAF(k-1)
ersetzt wird, erhält man folgende Gleichung (32), in welcher der erste Term
der ersten Gleichung gleich "1" ist, da der Adaptiv-Regelungs-
Korrekturkoeffizient KSTR während der Ausführung der PID-Regelung auf 1
gesetzt ist und auf 1 gehalten wird (KSTR(k) = 1). Entsprechend wird der
Wert KSTR(k) beim Start der Adaptivregelung gleich dem Wert KLAF(k-1), was
in einem sanften Wechsel der Korrekturkoeffizienten resultiert:
KSTR(k) = [{KCMD(k-4xd') - s0 × KACT(k) - r1 × KSTR(k-4)
- r2 × KSTR(k-8) - r3 × KSTR(k-12)}/b0] × KLAF(k-1)
= 1 × KLAF(k-1)
= KLAF(k-1) (32)
= 1 × KLAF(k-1)
= KLAF(k-1) (32)
Fig. 18 zeigt eine im Schritt S411 aus der Fig. 14-Unterroutine ausgeführte
Unterroutine zur Durchführung der schwach ansprechenden Regelung.
Zunächst wird in einem Schritt S621 bestimmt, ob das STR-Flag FKSTR in der
letzten Schleife "1" angenommen hat oder nicht. Wenn in der letzten Schleife
FKSTR = 0, springt das Programm zu einem Schritt S623, in welchem der
PID-Korrekturkoeffizient KLAF durch Ausführen der Fig. 12-Unterroutine
berechnet wird. Dann wird das Flag FKSTR in einem Schritt S624 auf "0"
gesetzt und das Programm schreitet zu einem Schritt S625, in welchem der
Rückkopplungs-Korrekturkoeffizient KFB auf den PID-Korrekturkoeffizienten
KLAF(k) gesetzt wird, welcher im Schritt S623 berechnet wird, gefolgt vom
Beenden des vorliegenden Programmes.
Andererseits wird dann, wenn in der letzten Schleife FKSTR = 1 ist, in einem
Schritt S622 der unmittelbar vorangehende Wert KLAFI(k-1) des integralen
Terms der PID-Regelung auf den unmittelbar vorangehenden Wert KSTR(k-1)
des Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizienten KSTR gesetzt, gefolgt von der
Fortsetzung des Programms im Schritt S623.
Wenn ein Wechsel von der Adaptivregelung zur PID-Regelung durchgeführt
wird (wenn in der unmittelbar vorangehenden Schleife FKSTR = 1 ist und die
Maschine sich in der gegenwärtigen Schleife im niedrigansprechenden F/B-
Bereich befindet) besteht die Möglichkeit einer starken Änderung des
Integralterms KLAFI der PID-Regelung. Deshalb wird der Schritt S622
durchgeführt, um KLAF(k-1) = KSTR(k-1) zu setzen. Dies kann die Differenz
zwischen dem Adaptiv-Regelungs-Korrekturkoeffizienten KSTR(k-1) und dem
PID-Korrekturkoeffizienten KLAF(k) herabsetzen, wodurch ein sanfter Wechsel
von der Adaptivregelung zu der PID-Regelung durchgeführt werden kann, um
dadurch die erforderliche Stabilität der Maschinensteuerung/regelung
sicherzustellen.
Infolge der durchgeführten Operationen der Unterroutinen gemäß den Fig.< 02168 00070 552 001000280000000200012000285910205700040 0002019737840 00004 02049/BOL< 14
bis 18 wird, solange wie sich die Maschine in keinem stabilen Zustand
befindet, die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung/Regelung von der
Adaptivregelung zur PID-Regelung gewechselt, wodurch ausreichende
Genauigkeit und Stabilität der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung/Regelung
sichergestellt werden kann, selbst wenn sich die Maschine nicht in einem
stabilen Betriebszustand befindet, um dadurch ausgezeichnete
Antriebseigenschaften und Abgasemissionscharakteristika der Maschine
aufrechtzuerhalten.
Es sollte angemerkt werden, daß im vorliegenden Ausführungsbeispiel der STR
als ein Beispiel der Rekursionsformeltyp-Regeleinheit eingesetzt wird, daß es
allerdings möglich ist, ein Modellreferenzadaptiv-Steuerungs-/Regelungssystem
(MRACS) anstelle des STRs einzusetzen.
Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem für eine
Brennkraftmaschine 1 mit einer Mehrzahl von Zylindern und einem
Abgassystem. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von von den Zylindern emittierten
Abgasen wird durch einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 17 erfaßt, welcher
im Abgassystem angeordnet ist. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines jeden der
Zylinder zugeführten Gemisches wird auf Grundlage einer Ausgabe von
Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 17 unter Verwenung einer Überwachungseinheit
B11 zum Überwachen eines internen Betriebszustands des Abgassystems
mittels eines Modells geschätzt, welches ein Verhalten des Abgassystems
wiedergibt. Eine Regelung einer jeden der Zylinder zuzuführenden
Kraftstoffmenge wird in Antwort auf die Ausgabe vom Luft-Kraftstoff-
Verhältnis-Sensor unter Verwendung eines Reglers eines Rekursionsformeltyps
durchgeführt, so daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des jedem der Zylinder
zugeführten Gemisches sich einem Sollwert nähert. Der Regler des
Rekursionsformeltyps stellt Adaptivparameter zur Verwendung in der Regelung
ein für jeden der Zylinder auf der Grundlage des geschätzten
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
Claims (6)
1. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem für eine
Brennkraftmaschine (1) mit einer Mehrzahl von Zylindern und einem
Abgassystem (15, 16, 19, 20), wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Steuerungs-/Regelungssystem umfaßt:
ein im Abgassystem (15, 16, 19, 20) angeordnetes Luft-Kraft stoff-Verhältnis-Erfassungsmittel (17) zum Erfassen eines Luft- Kraftstoff-Verhältnisses der von der Mehrzahl von Zylindern emittierten Abgasen nach deren Zusammenfluß;
Überwachungsmittel (B11) zum Überwachen eines internen Betriebszustands des Abgassystems (15, 16, 19, 20) mittels eines Modells, welches ein Verhalten des Abgassystems (15, 16, 19, 20) wiedergibt; und
Regelungsmittel (Fig. 8) zum Durchführen einer Regelung einer der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffmenge in Antwort auf das Ausgangssignal des Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Erfassungsmittels (17) unter Verwendung einer Rekursions formeltyp-Regeleinheit, derart, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches einem Sollwert (KCMD) angenähert wird, wobei die Rekursionsformel typ-Regeleinheit Parametereinstellmittel zum Einstellen von Adaptivparametern zur Verwendung in der Regelung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem ferner zylin derweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Schätzmittel umfaßt zum Schätzen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines dem jeweiligen Zylinder zugeführten Gemisches auf der Grundlage des Ausgangssignals des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmittels (17) unter Verwendung der Überwachungsmittel (B11),
daß die Regelungsmittel zylinderweise die dem jeweiligen Zylinder zuzuführende Kraftstoffmenge (TOUT (N)) auf der Grundlage des für diesen Zylinder abgeschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses regeln und daß
die Parametereinstellmittel die Adaptivparameter für jeden der Zylinder auf Grundlage des durch die zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Schätzmittel geschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einstellen.
ein im Abgassystem (15, 16, 19, 20) angeordnetes Luft-Kraft stoff-Verhältnis-Erfassungsmittel (17) zum Erfassen eines Luft- Kraftstoff-Verhältnisses der von der Mehrzahl von Zylindern emittierten Abgasen nach deren Zusammenfluß;
Überwachungsmittel (B11) zum Überwachen eines internen Betriebszustands des Abgassystems (15, 16, 19, 20) mittels eines Modells, welches ein Verhalten des Abgassystems (15, 16, 19, 20) wiedergibt; und
Regelungsmittel (Fig. 8) zum Durchführen einer Regelung einer der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffmenge in Antwort auf das Ausgangssignal des Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Erfassungsmittels (17) unter Verwendung einer Rekursions formeltyp-Regeleinheit, derart, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches einem Sollwert (KCMD) angenähert wird, wobei die Rekursionsformel typ-Regeleinheit Parametereinstellmittel zum Einstellen von Adaptivparametern zur Verwendung in der Regelung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem ferner zylin derweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Schätzmittel umfaßt zum Schätzen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines dem jeweiligen Zylinder zugeführten Gemisches auf der Grundlage des Ausgangssignals des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmittels (17) unter Verwendung der Überwachungsmittel (B11),
daß die Regelungsmittel zylinderweise die dem jeweiligen Zylinder zuzuführende Kraftstoffmenge (TOUT (N)) auf der Grundlage des für diesen Zylinder abgeschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses regeln und daß
die Parametereinstellmittel die Adaptivparameter für jeden der Zylinder auf Grundlage des durch die zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Schätzmittel geschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einstellen.
2. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rekursionsformeltyp-
Regeleinheit einen Adaptiv-Korrekturkoeffizienten (KSTR) als
Regelgröße der Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für jeden
Zylinder berechnet, in Antwort auf das durch die zylinderweise Luft-
Kraftstoff-Verhältnisschätzmittel geschätzte Luft-Kraftstoff-
Verhältnis, wobei die Parametereinstellmittel die Adaptivparameter
für jeden der Zylinder auf Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
einstellen, welches durch die zylinderweise Luft-Kraftstoff-
Verhältnisschätzmittel geschätzt wurde und auf Grundlage des
Adaptiv-Korrekturkoeffizienten (KSTR), welcher für jeden der
Zylinder durch die Regeleinheit berechnet wurde und nach Maßgabe
des durch die zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnisschätzmittel
geschätzten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses berechnet wurde.
3. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Regelungsmittel den Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des
Gemisches für jeden der Zylinder berechnen, und die Regelung des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des jedem der Zylinder zugeführten
Gemisches unter Verwendung des berechneten Sollwerts zusammen
mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchführen, welches durch die
zylinderweise Luft-Kraftstoff-Verhältnisschätzmittel nach Maßgabe
des Sollwerts geschätzt wurde.
4. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderweise Luft-
Kraftstoff-Verhältnisschätzmittel das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des
jedem der Zylinder zugeführten Gemisches unter Verwendung einer
Zeitkonstante (DL) der Ansprechverzögerung der Luft-Kraftstoff-
Verhältnis-Erfassungsmittel (17) abschätzen.
5. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem nach
Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine (1) einen
Einlaßkanal (11) aufweist, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-
Steuerungs-/Regelungssystem Druck-Erfassungsmittel (10)
aufweist, welche in dem Einlaßkanal (11) zum Erfassen des
Einlaßkanal-Innendrucks (PBA) angeordnet sind, wobei das Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem
Maschinendrehzahl-Erfassungsmittel zum Erfassen einer
Maschinendrehzahl (NE) umfaßt, wobei die Zeitkonstante (DL) nach
Maßgabe der Maschinendrehzahl (NE) und des Einlaßkanal-
Innendrucks (PBA) festgesetzt wird.
6. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem nach
Anspruch 1, gekennzeichnet durch zweite Regelungsmittel zum
Regeln der jedem der Zylinder zugeführten Kraftstoffmenge
(TOUT (N)) mit Rückkopplung in Antwort auf die Ausgabe der Luft-
Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmittel (17) mit einer
Ansprechgeschwindigkeit, welche geringer ist als eine
Ansprechgeschwindigkeit der Regelungsmittel zum Durchführen der
Regelung unter Verwendung der Rekursionsformeltyp-Regeleinheit in
einer derartigen Weise, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des jedem
der Zylinder zugeführten Gemisches einem Sollwert angenähert wird,
und Auswahlmittel zum Auswählen eines der Regelungsmittel zum
Durchführen der Regelung unter Verwendung der
Rekursionsformeltyp-Regeleinheit und der zweiten Regelungsmittel in
Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Maschine.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24546196A JP3729295B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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ID=17134014
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DE19737840A Expired - Fee Related DE19737840C2 (de) | 1996-08-29 | 1997-08-29 | Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungs-/Regelungssystem für Brennkraftmaschinen |
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