DE2922520C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Regelsystem für die Kraftstoffversorgung einer Vergaser-Brennkraftmaschine, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 im einzelnen angegeben ist.

Regelsysteme dieser Art sind in der US-PS 39 69 614 und in gewisser Weise in der DE-OS 26 12 120 beschrieben. Die Arbeitsweise dieser bekannten Regelsysteme beruht im wesentlichen darauf, daß Betriebsbedingungen für die Brennkraftmaschine mit Hilfe entsprechender Fühler erfaßt werden, daß deren Ausgangssignale einem Rechner eingegegeben werden und daß dieser Rechner aufgrund dieser ihm eingegebenen Daten und in seinen Speicher enthaltener fester Daten die Kraftstoffversorgung für die Brennkraftmaschine beeinflussende Steuersignale abgibt, die auf die Einhaltung eines bestimmten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses abgestellt sind.

Grundsätzlich ergeben sich bei derartigen Regelsystemen verschiedene Probleme. Das erste dieser Probleme beruht zeitlichen Änderungen in den Kennlinien der verschiedenen für die Steuerung eingesetzten Baulemente und insbesondere der Fühler für die Erfassung der Betriebsbedingungen für das Kraftfahrzeug. Ein zweites Problem ergibt sich daraus, daß diese Kenngrößen auch von der Betriebstemperatur abhängig sind, wobei beispielsweise für die Erfassung der Sauerstoffkonzentration im Abgas verwendete Fühler bei niedrigen Betriebstemperaturen kein zufriedenstellendes Ausgangssignal abgeben, das die Grundlage für eine Steuerung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses liefern könnte. Ein drittes Problem schließlich ergibt sich aus den Schwankungen der Betriebsbedingungen für das Kraftfahrzeug selbst, wobei als wichtigste Einflußgrößen Änderungen in der Drehzahl der Brennkraftmaschine und in deren Belastung, der Kühlwassertemperatur und des Öffnungsgrades des Drosselventils zu nennen sind.

In Berücksichtigung dieser Probleme liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß es auch dann eine genaue Einhaltung eines gewünschten Kraftstoff/Luft- Verhältnisses gewährleisten kann, wenn an sich die Abhängigkeit dieses Verhältnisses selbst bei entsprechender Bedingung λ=1 auf einem konstanten Wert festgehaltenem Tastverhältnis von der Menge der angesaugten Luft zu einer Änderung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses führen würden.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Regelsystem, wie es im Patentanspruch 1 angegeben ist; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem nach der Erfindung gestalteten Regelsystem wird ein Signal, das einer Sauerstoffkonzentration im Abgas entspricht und mittels eines Sauerstoffühlers erfaßt wird, nach Anlogumsetzung einer Steuer- bzw. Regellogik zugeführt. Unter Verwendung des Ausgangssignals dieses Fühlers und abhängig von einem in einen Nur-Lese-Speicher zuvor gespeicherten Programm wird dann das Tastverhältnis für Impulssignale berechnet, die ihrerseits zum Aufrechterhalten des optimalen Kraftstoff/ Luft-Verhältnisses in Entsprechung zum Fahrzustand des Kraftfahrzeugs dienen. Dabei werden die Steuerimpulse mit dem vorgegebenen Tastverhältnis zur Steuerung eines Magentventils verwendet, das die Einstellung des Kraftstoff/ Luft-Verhältnisses in dem der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisch bestimmt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigt

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Kraftstoffzuführsystems und eines Abgassystems für eine Brennkraftmaschine zur Erläuterung eines Regelsystems gemäß der Erfindung,

Fig. 2A ein Blockschaltbild für den Aubau einer Regeleinheit gemäß der Erfindung;

Fig. 2B ein Blockschaltbild für einen Teil der Anordnung der Regellogik in der Regeleinheit.

Fig. 2C Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebs der Schaltung gemäß Fig. 2B,

Fig. 3 eine Darstellung der Charakteristik oder Kennlinie eines O₂-Fühlers,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs eines Fühlers, der den Öffnungsgrad eines Drosselventils erfaßt,

Fig. 5 eine Darstellung des Aufbaus des Magnetventils,

Fig. 6A bis 6D Signalverläufe zur Erläuterung des grundsätzlichen Betriebs des Regelsystems gemäß der Erfindung,

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des grundsätzlichen Betriebs des Regelsystems gemäß der Erfindung,

Fig. 8 eine Darstellung der Innenwiderstand/ Temperatur-Kennlinie des O₂-Fühlers,

Fig. 9 eine Darstellung der Ausgangsspannungs- Kennlinie des O₂-Fühlers,

Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Regelung zum Startzeitpunkt einer Maschine,

Fig. 11A und 11B Flußdiagramme zur Erläuterung der Regelung abhängig vom Lastzustand der Maschine,

Fig. 12 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Korrektursteuerung der Ansprechkennlinie des O₂-Fühlers,

Fig. 13, 14 Signalverläufe bzw. ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Regelung bei schneller Beschleunigung und bei schneller Verzögerung.

Fig. 15, 16 ein Flußdiagramm bzw. Signalverläufe zur Erläuterung der Regelung bei einem Fehler des O₂-Fühlers oder dgl.,

Fig. 17A eine Darstellung der Schwankungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses über der Ansaugmenge der Ansaugluft in einen Vergaser,

Fig. 17B, 17C Flußdigramm zum jeweils Erläutern der Steuerung des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses,

Fig. 18 eine Darstellung der Beziehung zwischen dem Luft/ Kraftstoff-Verhältnis und dem "Einschalt"- Tastverhältnis eines Regelimpulses,

Fig. 19 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Regelung bei einer Drossel­ wirkung,

Fig. 20 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Regelung eines ERG sowie eines IGN,

Fig. 21 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Regellogik zur Verwendung bei der IGN-Regelung,

Fig. 22 Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebs der Schaltung gemäß Fig. 21.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 1, das den Aufbau eines Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Rückkopplungssystems zeigt, und die Fig. 2A und 2B erläutert, die Blockschaltbilder einer Regeleinheit zeigt. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Rückkopplungssystem ist aus Fühlern aufgebaut wie einem O₂-Fühler 1, einem Wassertemperaturfühler 2 und einem Drosselventilöffnungsfühlers 3, sowie einer Regeleinheit 4, einem elektronisch geregelten Vergaser 5, einem Einstellglied 6 für Entlüftung bzw. Nebenluft, usw. Im folgenden werden die jeweiligen Bauelemente ausführlich erläutert.

Fühler

Der O₂-Fühler 1 zum Erfassen der Abgaskonzentration ist in einem Abgaskrümmer 8 einer Maschine 7 angeordnet. Wie an sich üblich, besitzt der O₂-Fühler einen Aufbau, bei dem die Innenfläche und die Außenfläche eines Zirkondioxid-Rohrs mit dünnen Schichten aus Platin beschichtet ist und eine elektromotorische Kraft zwischen der Innenseite (Atmosphärenluftseite) und der Außenseite (Abgasseite) des Zirkondioxid- Rohrs erzeugt. Die Größe der sich entwickelnden elektromotorischen Kraft ist abhängig vom Verhältnis der Sauerstoffkonzentrationen in der Atmosphärenluft und dem Abgas bestimmt. Im allgemeinen besitzt der O₂-Fühler eine Kennlinie der elektromotorischen Kraft, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Das heißt, die elektromotorische Kraft ändert sich plötzlich bei einem Anteil der Sauerstoffkonzentration im Abgas zu einem Zeitpunkt, zu dem das Gemisch mit dem theoretischen Luft/Kraftstoff- Verhältnis verbrannt wird. Die elektromotorische Kraft wird an der Seite des überfetten Gemisches hoch und an der Seite des abgemagerten Gemisches niedrig. Der Abgaskrümmer 8 ist mit einem (nicht dargestellten) Katalysator-Wandler versehen, der einen ternären Katalysator verwendet. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, bei dem der ternäre Katalysator wirksam arbeitet, steht in Übereinstimmung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, bei dem sich die elektromotorische Kraft des O₂-Fühlers plötzlich ändert. Das Ausgangssignal des O₂-Fühlers wird der Regeleinheit 4 zugeführt.

Andererseits ist ein Ansaugkrümmer 9 mit einem Drosselventil 10 vorgesehen, dessen Öffnungsgrad mittels des zwei Schalter SW₁ und SW₂ aufweisenden Fühlers 3 erfaßt wird. Wie in Fig. 4 dargestellt, arbeitet der Schalter SW₁ so, daß er schließt, wenn der Öffnungsgrad des Drosselventils 10 nicht größer als 9° ist, und öffnet, wenn er größer als dieser Wert ist. Der Schalter SW₂ arbeitet so, daß er schließt, wenn der Öffnungsgrad des Drosselventils 10 nicht kleiner als 60° ist, und öffnet, wenn er kleiner als dieser Wert ist. Aus den jeweiligen Betrieben bzw. Betätigungen dieser beiden Schalter kann folglich erfaßt werden, ob der Öffnungsgrad des Drosselventils 10 höchstens 9°, zwischen 9° und 60° oder mindestens 60° beträgt. Überlicherweise zeigt ein Wert von höchstens 9° für den Öffnungsgrad des Drosselventils 10 eine Verzögerung oder einen Leerlaufzustand an, zeigt ein Wert zwischen 9° und 60° eine Beschleunigung oder einen Dauerlastzustand an und zeigt ein Wert von mindestens 60° eine schnelle Beschleunigung oder einen Hochlastzustand an.

Der Wassertemperaturfühler 2 ist vorgesehen, um die Temperatur T _W des Kühlwassers der Maschine zu erfassen. Als weitere Fühler sind ein Druckfühler 12 zum Erfassen des Unterdrucks einer Saugleitung, ein Temperaturfühler 13 zum Erfassen der Ansaugtemperatur, ein Starterschalter 14 und ein Fühler 15 zum Erfassen des Drehungswinkels einer Kurbelwelle vorgesehen. Jedoch ist keiner dieser Fühler 12, 13, 14, 15 in Fig. 1 wiedergegeben.

Der Maschinen-Drehungswinkelfühler 15 erzeugt üblicherweise zwei Arten von Impulsen P₁ und P₂. Der eine Impuls P₁ wird jedesmal erzeugt, wenn sich die Maschine um einen vorgegebenen Winkel gedreht hat, während diejenige Anzahl von Impulsen P₂ erzeugt wird, die der Anzahl der Zylinder entspricht, jedesmal wenn die Maschine eine Umdrehung durchführt. Die Drehzahl der Maschine ist durch Zählen der Anzahl der Impulse P₁ bekannt, die innerhalb einer vorgegebenen Zeit erzeugt wird, oder durch Messen des Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen P₂.

Alle Ausgangssignale dieser Fühler werden der Regeleinheit 4 zugeführt.

Vergaser und Einstellglied für Entlüfung bw. Nebenluft

Der Vergaser 5 besteht aus einer Schwimmerkammer 51, einer Hauptentlüftung 52 und einer Nebenentlüftung 53. Die Hauptentlüftung 52 und die Nebenlüftung 53 des Vergasers 5 sind mit einem Hauptmagnetventil 63 bzw. einem Nebenmagnetventil 64 über korrigierenden Entlüftungen 61 und 62 verbunden. Die über die korrigierende Entlüftungen 61 und 62 anzusaugenden Luftmengen werden durch das Hauptmagnetventil 63 bzw. das Nebenmagnetventil 64 gesteuert, die durch Befehls- bzw. Steuersignale der Regeleinheit 4 betätigt werden. Auf diese Weise wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt. Eine veränderbare Entlüftung 65 im Hauptkanal erfaßt einen Venturi-Unterdruck und verändert die Durchtrittsfläche der korrigierenden Entlüftung abhängig von der Menge der Saugluft der Maschine. Auf diese Weise wird sie dazu verwendet, den Korrekturbereich der Luft/Kraftstoff- Verhältnisse konstant zu machen.

Fig. 5 zeigt den Aufbau des Magnetventils. Sowohl der Hauptkanal als auch der Nebenkanal besitzen den gleichen Aufbau. Wenn das Magnetventil 63 (64), wie dargestellt geschlossen ist, ist lediglich der Teil A ein mit der Entlüftung 52 (53) in Verbindung stehender Durchtritt zur Atmosphäre derart, daß ein Unterdruck P₁ zunimmt, um eine Kraft zum Ansaugen von Kraftstoff zu intensivieren bzw. zu verstärken. Folglich wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches fett. Im Gegensatz dazu steht, wenn das Magnetventil 63 (64) geöffnet ist, auch die korrigierende Entlüftung 61 (62) der Atmosphärenluft über einen Teil B in Verbindung, derart, daß der Unterdruck P₁ abnimmt zum Schwächen der Kraft für das Ansaugen des Kraftstoffs. Folglich wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager. Die Öffnungen A und B sind so eingestellt, daß das Gemisch fetter wird als das theoretische Luft/Kraftstoff- Verhältnis, wenn das Magnetventil 63 (64) geschlossen ist, und daß es magerer wird als das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wenn das Magnetventil 63 (64) offen ist. Folglich kann das Gemisch in den benachbarten Bereich des theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eingestellt werden durch Steuern der Zeitperioden mittels des Signals von der Regeleinheit 4, während der das Magnetventil 63 (64) geöffnet und geschlossen ist.

Regeleinheit

Die Regeleinheit 4 besteht aus einem Mikroprozessor oder MPU 41, der digitale arithmetische Verarbeitungen durchführt, einem Speicher oder RAM 42, der auslesen und wiedereinschreiben kann und der zum zeitweisen Speichern von Daten dient, einem Festwertspeicher oder ROM 43 zum Speichern von Regelprogrammen und festen Daten, einem Festwertspeicher oder ROM 44 zum Speichern von Daten, die die Charakteristik des Vergasers 5 wiedergeben, eine Eingabe/Ausgabe-Einheit oder I/O-Einheit 45, usw. Die I/O-Einheit 45 überträgt zum MPU 41 Informationen bezüglich der Fahrbedingungen oder -zustände der Maschine, die durch die Fühler erfaßt werden und gibt Regelsignale bzw. Steuersignale an das Hauptmagnetventil 63, das Nebenmagnetventil 64 usw. auf der Grundlage von Ergebnissen der arithmetischen Verarbeitungen des MPU 41 ab. Der MPU 41, der RAM 42, der ROM 43, der ROM 44 und die I/O-Einheit 45 sind mittels eines Bus 46 miteinander verbunden, der einen Adreßbus, einen Datenbus und einen Steuerbus enthält. Der MPU 41 führt die arithmetischen Verarbeitungen abhängig von dem Programm durch, das in dem ROM 43 eingeschrieben ist, und durch Verwenden der Eingangsdaten von der I/O-Einheit 45.

Diese I/O-Einheit 45 wird im folgenden ausführlich erläutert. Die den Betriebszuständen bzw. -bedingungen der Maschine entsprechenden Informationen enthalten analoge Informationen und digitale Informationen. Beispielsweise sind das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 1, die Ausgangsspannung des Drückfühlers 12 zum Erfassen des Unterdrucks in der Ansaugleitung, das Ausgangssignal des Fühlers 2 zum Erfassen der Kühlwassertemperatur und das Ausgangssignal des Fühlers 13 zum Erfassen der Ansauglufttemperatur analoge Signale. Andererseits sind das Ausgangssignal des Fühlers 14 zum Erfassen des Einschalt- oder Ausschalt-Zustands des Starterschalters usw. digitale Signale. Die durch analoge Signale wiedergegebenen Ausgangssignale der Fühler werden einem Multiplexer 451 zugeführt. Aufgrund eines Befehls vom MPU 41 wählt der Multiplexer 451 irgendein gewünschtes der mehreren analogen Eingangssignale aus. Ein Ausgangssignal des Multiplexers 451 wird durch einen Analog/ Digital-Umsetzer oder A/D-Umsetzer 452 in ein digitales Signal umgesetzt, das in einem (nicht dargestellten) Register einer logischen Schaltung zur Steuerung bzw. Regelung kurz einer Regellogik 450 gespeichert wird. Der MPU 41 ruft den gespeicherten Inhalt des Registers zu einem geeigneten Zeitpunkt ab und gegebenenfalls erfolgt dadurch ein Zutritt zu einer bestimmten Adresse des RAM 42, wobei die Information darin gespeichert wird. Nach Beendigung des Abrufs der Information von einem Fühler wählt der Multiplexer 451 das Ausgangssignal eines anderen Fühlers als Grundlage eines Befehls des MPU 41. Ähnlich wie zuvor wird die analoge Menge in die digitale Menge umgesetzt, die im RAM 42 gespeichert wird. Das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 1 wird dem Multiplexer 451 über einen Pufferverstärker 17 zugeführt. Andererseits wird ein Signal von der Regellogik 450 dem O₂-Fühler über einen Digital/Analog-Umsetzer, kurz einem D/A-Umsetzer 453 zugeführt. Der D/A-Umsetzer 453, ein Widerstand 18 und eine Diode 19 bilden eine Schaltung zur Stromzufuhr zum O₂-Fühler 1.

Die Regellogik 450 besitzt eine Schaltung gemäß Fig. 2B zur Bildung der Steuer- bzw. Regelimpulse, die den Magnetventilen 63 und 64 zugeführt werden. Wie sich aus Fig. 2B ergibt, werden Daten, die die Periode des Steuerimpulses V _p wiedergeben, der den Magnetventilen 63 und 64 zuzuführen ist, in einem Register 456 eingestellt. Ein Register 458 speichert Daten entsprechend dem Tastverhältnis des Steuerimpulses V _p, d. h. Daten, die der "Einschalt"-Periode der Steuerimpulse V _p wiedergeben. Ein Zeitgeber 457 besitzt die Wirkung, Ausgangsimpulse eines Impulsgenerators 460 zu zählen, der die Taktimpulse mit festen Zeitabständen erzeugt, und seinen Zählerstand zu löschen, wenn ein Rücksetzimpuls empfangen wird. Ein Vergleicher 454 vergleicht den Inhalt PERIOD des Registers 456 und den Inhalt TIMER des Zeitgebers 457. Er gibt die logische "1" ab, wenn PERIOD<TIMER und gibt die logische "0" ab, wenn PERIOD≦TIMER. Ein Vergleicher 455 vergleicht in ähnlicher Weise den Inhalt DUTY des Registers 458 und den Inhalt TIMER des Zeitgebers 457. Er erreicht eine logische "1", d. h. ein "Ein"-Signal, wenn DUTY<TIMER und eine logische "0", d. h. ein "Aus"-Signal, wenn DUTY≦TIMER. Der Ausgangsimpuls des Vergleichers 455 wird den Magnetventilen 63 und 64 zugeführt zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemisches. Andererseits erzeugt ein Rücksetzimpulsgenerator 459 den Rücksetzimpuls synchron zum Ausgangsimpuls des Taktimpulsgenerators 460, wenn die Inhalte des Registers 456 und des Zeitgebers 457 in Koinzidenz sind. Der Rücksetzimpuls wird zum Löschen des gezählten Wertes oder Zählerstandes des Zeitgebers 457 verwendet.

Wie in Fig. 2C bei a dargestellt, steigt das Ausgangssignal des Zeitgebers 457 mit der Ankuft des Taktimpulses an. Wenn es gleich den Daten PERIOD wird, die im Register 456 gespeichert sind, wird der Rücksetzimpuls b durch das Ausgangssignal des Vergleichers 454 erzeugt und wird der Inhalt des Zeitgebers 457 gelöscht. Währenddessen vergleicht der Vergleicher 455 das Ausgangssignal a des Zeitgebers 457 und die Daten DUTY, die im Register 458 gespeichert sind und erzeugt ein "Ein"-Signal während der Zeit, während der DUTY<TIMER. Folglich besitzt das Ausgangssignal des Vergleichers 455 einen Signalverlauf gemäß c in Fig. 2C. Wie sich aus der Erläuterung ergibt, kann das Tastverhältnis des Regel- bzw. Steuerimpulses nach Wahl geändert werden durch die im Register 458 gesetzten oder eingegebenen Daten.

Die durch die Regellogik 450 gebildeten Regelimpulse werden den Magnetventilen 63, 64 zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnises des Gemisches verwendet, das vom Vergaser zugeführt wird. Gegebenenfalls bildet die Regellogik 450 einen Regelimpuls für ein Magnetventil 20, das die Luftströmungsgeschwindigkeit eines (nicht dargestellten) Bypasses für die Menge der ankommenden oder einströmenden Luft des Ansaugkrümmers 9 einstellt, einen Steuerimpuls für ein EGR-Magnetventil 21, das die Abgasumwälzgeschwindigkeit steuert und einen Impuls, der einer Zündspule 22 einzuprägen ist.

Im folgenden werden die grundsätzlichen Betriebsschritte des Regelsystems gemäß der Erfindung erläutert.

Eine Zeitverzögerung, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, tritt zwischen der Änderung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses des Gemisches, das vom Vergaser 5 zugeführt wird, und dem Erfassungssignal auf, das momentan von dem O₂-Fühler erfaßt wird. Insbesondere ändert sich, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches des Vergasers 5 wie in Fig. 6 bei A dargestellt, geändert hat, das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 1 wie in Fig. 6 bei B dargestellt. Das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 1 zeigt, daß das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu einem Zeitpunkt a überschritten worden ist. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches das vom Vergaser 5 zugeführt wird bereits wie bei c dargestellt überfett. Die Zeitverzögerung b zwischen den Änderungskurven A und B gemäß Fig. 6 ist unvermeidbar, da es sich um die Zeitperiode handelt, die erforderlich ist, daß der zugeführte Kraftstoff in Zylinder 7 über den Ansaugkrümmer eintreten kann, verbrannt wird und abgegeben wird. Diese Zeitverzögerung b ändert sich sehr stark abhängig von den Betriebsbedingungen. Folglich wird, um den schlechten Einfluß auf das äußerste zu verringern, der durch die Zeitverzögerung b auf das Regelsystem ausgeübt werden kann und um eine schnell ansprechende Regelung zu erreichen, ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Steuersignal wie gemäß Fig. 6C verwendet. Insbesondere werden eine voreingestellte Bezugsspannung V _s und die Ausgangsspannung V _o des O₂-Fühlers verglichen. Wenn V _o<V _s wird entschieden, daß das Gemisch über das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis hinaus fett ist und wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mittels des Regelsignals kleiner gemacht. In diesem Fall geht, wenn erfaßt worden ist, daß V _o<V _s, das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches schon über das theoretische Luft/Kraftstoff- Verhältnis um c hinaus. Um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis schnell nahe an den theoretischen Wert heranzubringen, wird daher das Regelsignal stufenförmig um V _p geändert. Die stufenartige Veränderung V _p wird Pro­ portionalkomponente genannt. Danach wird das Steuersignal so verändert, daß es sich in einem festem Verhältnis Δ V _I bezüglich der Zeit verändert. Diese Veränderung Δ V _I wird als Integralkomponente bezeichnet. Andererseits wird, wenn V _o<V _s erfaßt worden ist, das Steuersignal so geändert, daß es stufenförmig um V _p ansteigt und anschließend mit dem festen Verhältnis Δ V _I ansteigt. Der Impuls V _p, der eine "Ein"-Zeit proportional dem Pegel des Reglersignals V _d besitzt, wird erzeugt und das Öffnen und das Schließen der Magnetventile 63 und 64 wird mittels des Impulses V _p gesteuert.

Diese Betriebsweise wird derart erreicht, daß ein Programm, wie es durch das Flußdiagramm gemäß Fig. 7 dargestellt ist, im ROM 43 zuvor gespeichert wird, und daß es durch die Verwendung des MPU 41 durchgeführt wird. In einem Block 100 unterliegt das Ausgangssignal V _o des O₂-Fühlers 1 der A/D-Umsetzung, um ein digitales Signal zu erreichen, wobei dieses Signal zur einfacheren Erläuterung im folgenden ebenfalls mit V _o bezeichnet ist. In einem Block 101 werden das Digitalsignal V _O und die Bezugsspannung V _s verglichen, um zu entscheiden, ob das Ausgangssignal V _o des O₂-Fühlers größer oder kleiner als die Bezugsspannung V _s ist, die dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis entspricht. Mit V _o<V _s ist angezeigt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches höher als das theoretische Luft/ Kraftstoff-Verhältnis ist, d. h., daß das Gemisch fett ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn V _o<V _s, angezeigt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches niedriger als das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, d. h., daß das Gemisch mager ist. Wenn V _o<V _s wird in einem Block 102 weiter entscheiden, ob das Gemisch von mager nach fett übergegangen ist oder im fetten Zustand gehalten worden ist. Für den Fall, daß ein Wechsel des Gemisches von mager nach fett entschieden bzw. erfaßt worden ist, wird eine arithmetische Verarbeitung, bei der ein der Proportionalkomponente V _p entsprechendes Signal von dem Steuersignal V _d subtrahiert wird, in einem Block 104 durchgeführt. Andererseits wird, wenn das Gemisch im fetten Zustand gehalten worden ist, eine arithmetische Verarbeitung in einem Block 105 durchgeführt, mit der die Integralkomponente Δ V _I von dem Steuersignal V _d subtrahiert wird. Für den Fall, daß im Block 101 festgestellt bzw. entschieden worden ist, daß V _s<V _o, wird anschließend in einem Block 103 erfaßt bzw. entschieden, ob das Gemisch von fett zu reich übergegangen ist oder im magern Bereich halten worden ist. Für den Fall einer Änderung von fett nach mager wird in einem Block 107 eine Verarbeitung durchgeführt, bei der die Proportionalkomponente V _p dem Steuersignal V _d hinzuaddiert wird. Andererseits wird für den Fall des Aufrechterhaltens des mageren Zustandes eine Verarbeitung in einem Block 106 durchgeführt, in der Integralkomponente Δ V _I dem Steuersignal V _d hinzuaddiert wird. Ein den arithmetischen Verarbeitungen der erläuterten Art unterlegenes Signal wird ein Digitalsignal, das dem Signalverlauf gemäß Fig. 6C entspricht. Weiter wird in einem Block 108 ein Impuls, dessen Tastverhältnisses sich abhängig vom Digitalsignal ändert, erzeugt.

Dieser Betrieb bzw. die Betriebsschritte sind die grundsätzlichen des Regelsystems gemäß der Erfindung. Zusätzlich dazu können folgende Betriebsschritte abhängig von den Fahrbedingungen des Kraftfahrzeugs sowie deren Schwankungen usw. durchgeführt werden.

(1) Regelung beim Start bzw. Anlassen der Maschine

Unmittelbar nach dem Start oder Anlassen der Maschine ist üblicherweise die Temperatur des O₂-Fühlers 1 niedrig, weshalb sich ein beträchtlich hoher Widerstand zeigt. Fig. 8 zeigt die Widerstandskennlinie des Innenwiderstands des O₂-Fühlers 1. Längs des Abzisses ist die Temperatur und längs der Ordinate ist der Innenwiderstand des O₂-Fühlers 1 in logarithmischem Maßstab aufgetragen. Die Eingangsimpedanz des Pufferverstärkers 17, der das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 1 verstärkt, ist im Vergleich mit dem Innenwiderstand des O₂-Fühlers 1 bei niedriger Temperatur nicht ausreichend hoch. Folglich kann, bis der O₂-Fühler 1 erwärmt ist, das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 1 nicht genau durch den Pufferverstärker 17 verstärkt werden. Aus diesem Grund wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A das Signal von der Regellogik 450 dem O₂-Fühler 1 über den D/A-Umsetzer 453, den Widerstand 18 und die Diode 19 zugeführt, um den O₂-Fühler 1 nach dem Starten der Maschine ausreichend zu erwärmen. Bis der O₂-Fühler 1 ausreichend erwärmt ist, werden Impulsausgangssignale, die auf ein Tastverhältnis von 50% fesgelegt sind, den Magnetventilen 63 und 64 zugeführt.

Weiter wird bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Spannungspegel V _s gemäß Fig. 6B abhängig von der Temperatur des O₂-Fühlers verändert. Der Spannungspegel V _s ist ein Pegel, der zuvor als Schwellenwert festgelegt ist, für die Entscheidung, ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches größer oder kleiner als das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, d. h., ob das Gemisch fett oder mager ist. Wenn dies festgelegt ist, tritt der folgende Nachteil auf. Fig. 9 zeigt die Ausgangsspannungskennlinie des O₂-Fühlers 1. Längs der Abzisse ist die Temperatur des O₂-Fühlers und längs der Ordinate die Ausgangspannung aufgetragen. In der Darstellung zeigt eine Vollinie R die Ausgangsspannung zu der Zeit, zu der das Gemisch fett ist oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis hat, das größer als das theoretische Luft/Kraftstoff- Verhältnis ist, während eine Vollinie L die Ausgangsspannung zu einer Zeit zeigt, zu der das Gemisch mager ist oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis besitzt, das kleiner als das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist. Wie sich aus der Darstellung ergibt, besteht, wenn der Schwellenwertpegel V _s konstant gehalten wird, die Gefahr eines Falles, daß die Entscheidung getroffen wird, daß das Gemisch mager ist statt daß es fett sein sollte oder umgekehrt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird daher der Spannungspegel V _s mit der Temperatur des O₂-Fühlers verändert, wie das durch die Vollinie V _s in Fig. 9 dargestellt ist, derart, daß der Spannungspegel stets zwischen dem momentanen Maximalwert und Minimalwert des Ausgangssignals des O₂-Fühlers eingestellt sein kann. Jede Strichlinie in Fig. 9 zeigt die Ausgangsspannung des O₂-Fühlers 1, wie es erhalten wird, wenn ein vorgegebener Strom dem O₂-Fühler zugeführt wird, um ihn aufzuwärmen. Wie ausgeführt, wird ein fester Strom von der Regellogik 450 dem O₂-Fühler 1 zugeführt unmittelbar nach dem Starten der Maschine. Wenn die Temperatur allmählich ansteigt, nimmt die Ausgangsspannung des O₂-Fühlers 1 ab. Wenn die Ausgangsspannung niedriger als ein vorgegebener Pegel V _h geworden ist, wird die Stromzufuhr unterbrochen. Bei Unterbrechen der Stromzufuhr verschiebt sich die Ausgangsspannung des O₂-Fühlers 1 von einem Punkt l₁ oder r₁ auf der Strichlinie zu einem Punkt l₂ oder r₂ auf der Vollinie. Da zu diesem Zeitpunkt der Innenwiderstand des O₂-Fühlers 1 ausreichend niedrig ist, kann dessen Ausgangssignal durch den Pufferverstärker 17 ausreichend verstärkt werden. Danach nimmt die Ausgangsspannung des O₂-Fühlers 1 mit dem Temperaturanstieg zu, wie das durch die Vollinie wiedergegeben ist. Da sich jedoch auch der Schwellenwertpegel V _s wie dargestellt ändert, kann die Entscheidung bezüglich "fett" oder "mager" für das Gemisch genau durchgeführt werden. Hier werden bevor das Ausgangssignal des O₂-Fühlers von l₁ oder r₁ zu l₂ oder r₂ verschoben wird, die Magnetventile 53 und 64 zur Umschaltung gesteuert mit einem Tastverhältnis von 50%, wobei sie nach der Verschiebung mit dem Tastverhältnis gesteuert werden, das sich abhängig vom Ausgangssignal des O₂-Fühlers ändert.

Im folgenden wird ein Flußdiagramm des Programms erläutert, das im ROM 43 zuvor gespeichert ist, um den oben erläuterten Betrieb durchzuführen, wie das in Fig. 10 wiedergegeben ist.

Nach dem Starten der Maschine wird eine Spannung V _a zu dem D/A-Umsetzer 453 in einem Block 110 erzeugt. Anschließend wird in einem Block 111 eine "1" im Kennzeichenbit FLG eines vorgegebenen Registers (nicht dargestellt) in der Regellogik 450 gesetzt. Dies zeigt an, daß der O₂-Fühler 1 aufgewärmt wird. In einem Block 112 wird das Digitalsignal mit der Ausgangsspannung des O₂-Fühlers 1, die der A/D-Umsetzung durch den A/D-Umsetzer 452 unterliegt, geladen. In einem Block 113 wird entschieden, ob das Kennzeichbit FLG des Registers "1" oder "0" ist. Wenn das Kennzeichenbit FLG "1" ist, wird der O₂-Fühler 1 aufgewärmt, weshalb der Betrieb zu einem Block 114 übergeht, in dem das Ausgangssignal V _a des O₂-Fühlers 1 und der vorgegebene Schwellenwertpegel V _h gemäß Fig. 9 verglichen werden. Wenn als Ergebnis das Ausgangssignal V _a des O₂-Fühlers 1 größer als der Schwellenwert V _a ist, ist das Aufwärmen des Fühlers 1 noch nicht vollendet. Folglich geht der Betrieb zu einem Block 124 über, in dem die Ausgangsimpulse, die auf das Tastverhältnis von 50% festgelegt sind, den Magnetventilen 63 und 64 zugeführt werden. Bis nicht das Ausgangssignal V _a des O₂-Fühlers 1 größer als der Schwellenwertpegel V _h ist, wird das Ausgangssignal des D/A-Umsetzers 453 in einem Block 115, wie in Fig. 10 dargestellt, zu Null gemacht. Als Folge davon wird das Aufwärmen des O₂-Fühlers 1 angehalten. Weiter wird in einem Block 116 das Kennzeichenbit FLG gelöscht zur Anzeige der Beendigung des Aufwärmens. In einem Block 117 geht der Schwellenwertpegel von einem Wert V _h zu einem Wert V _so über, der experimentell zuvor erhalten worden ist, woraufhin der Betrieb zum Block 112 springt. Wenn das Kennzeichenbit FLG im Block 113 "0" ist, ist das Aufwärmen des O₂-Fühlers 1 beendet, weshalb der Betrieb zu einem Block 118 übergeht. In Blöcken 118 und 119 wird entschieden, ob der Maximalwert V _max bzw. der Minimalwert V _min des Ausgangssignals des O₂-Fühlers 1 in vorgegebenen Registern (nicht dargestellt) der Regellogik 450 gesetzt sind. Wenn beide gesetzt sind, geht der Betrieb zu einem Block 120 über. Im Block 120 wird der Schwellenwertpegel V _s gemäß folgender Rechnung bestimmt:

V _s = k · (V _max - V _min) + V _min, (1)

mit 0 < k < 1.

Die Ausgangsspannung des O₂-Fühlers schwankt aufgrund säkulärer Änderungen, und die säkuläre Änderung kann in gewissem Maße aus dem Wert von (V _max -V _min) beurteilt werden. Durch geeignetes Wählen des Wertes von k kann daher die säkuläre Änderung des O₂-Fühlers korrigiert werden.

Wenn nicht V _max und V _min gesetzt sind, wird der im Block 117 bestimmte Schwellenwertpegel V _so verwendet. In einem Block 121 werden das Ausgangssignal V _o des O₂-Fühlers 1 und der Schwellenwertpegel V _s verglichen. Wenn V _o<V _s, wird der Maximalwert V _max des Ausgangssignals V _o im vorgenannten Registers (Block 122) gesetzt und wenn V _o<V _s, wird der Minimalwert V _min des Ausgangssignals V _o gesetzt. Die Betriebsweisen der anschließenden Blöcke 125, 126, 127, 128, 129, 130 und 131 sind identisch zu denen der zuvor anhand der Fig. 7 erläuterten Blöcke 102, 105, 104, 103, 106, 107 bzw. 108.

In der eben beschriebenen Weise kann die Regelung selbst dann durchgeführt werden, wenn der O₂-Fühler 1 noch nicht ausreichend oder perfekt aufgewärmt ist. Daneben kann die Entscheidung darüber, ob das Gemisch fett oder mager ist, richtig durchgeführt werden, selbst wenn das Ausgangssignal des O₂-Fühlers aufgrund säkulärer Änderungen oder Temperaturänderungen schwankt.

(2) Regelung abhängig vom Lastzustand der Maschine und von Fahrbedingungen

Wie erwähnt, werden bei dem Regelsystem gemäß der Erfindung die Magnetventile 63 und 64 durch das Impulssignal V _p gesteuert, dessen Tastverhältnis sich abhängig vom Pegel des Regelsignals V _d gemäß Fig. 6C ändert. Die Proportionalkomponente V _p und die Integralkomponente Δ V _I des Regelsignals V _p haben großen Einfluß auf das Ansprechverhalten des Regelsystems. Um ein schnelles Ansprechen zu erreichen, können V _p und Δ V _I groß gemacht werden. In diesem Fall wird jedoch die Schwingung der Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses groß, wodurch die nachteilige Wirkung auftritt, daß ein "hunting" (Nachhinken der Drehzahl bei Öffnung der Drosselklappe) der Maschine auftritt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird daher der Lastzustand erfaßt und werden V _p und Δ V _I abhängig von der Last bestimmt.

Fig. 11(A) zeigt ein Flußdiagramm eines Programms zur Durchführung der Regelung entsprechend dem Lastzustand. In einem Block 140 wird entschieden, ob der Schalter SW₁ zum Erfassen des Öffnungsgrades des Drosselventils 10 offen ist. Wie sich aus Fig. 4 ergibt, zeigt der Fall, in dem der Schalter SW₁ geschlossen ist, an, daß der Öffnungsgrad des Drosselventils 10 höchstens 9° beträgt. Das Kraftfahrzeug wird folglich so angesehen, als ob es im Leerlauf oder im Verzögerungs-Fahrbetrieb ist. In diesem Fall werden in Blöcken 142 und 145 die Integralkomponente Δ V _I und die Proportionalkomponente V _p, die der leichten Belastung der Maschine entsprechen, berechnet und wird ein Tastverhältnis, das auf deren Grundlage bestimmt ist, in das Register 458 gemäß Fig. 2B eingegeben. Wenn andererseits der Schalter SW₁ offen ist, wird der Betrieb in einem Block 141 weitergeführt, in dem entschieden wird, ob der andere Schalter SW₂ offen ist. Wie sich aus Fig. 4 ergibt, zeigt der Fall, in dem der Schalter SW₂ offen ist, an, daß der Öffnungsgrad des Drosselventils 10 im Bereich zwischen 9° und 60° liegt. Folglich befindet sich das Kraftfahrzeug im normalen Fahrzustand oder einem Zustand geringfügiger Beschleunigung. In Blöcken 143 und 146 werden Δ V _I und V _p entsprechend dem Fahrzustand berechnet und werden darauf beruhende Daten in das Register 458 eingegeben. Weiter zeigt der Fall, in dem der Schalter SW₂ geschlossen ist, an, daß der Öffnungsgrad des Drosselventils 10 zumindest 60° beträgt und daß das Fahrzeug einer schnellen Beschleunigung unterliegt oder unter hoher Last betrieben ist. In Blöcken 144 und 147 werden daher der Last entsprechend Δ V _I und V _p eingestellt bzw. gesetzt. Die Proportionalkomponente V _p und die Integralkomponente Δ V _I, die abhängig von der Größe der Last einzustellen sind, sind üblicherweise experimentell ermittelt.

In der beschriebenen Weise wird der Lastzustand der Maschine erfaßt und werden entsprechend die Proportionalkomponente und die Integralkomponente des Regelsignals gewählt. Folglich berücksichtigt das Tastverhältnis der Impulse, die den Magnetventilen 63 und 64 zugeführt werden, den Zustand der Maschine.

Bei dem in Fig. 11A dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Lastzustand der Maschine vom Öffnungsgrad des Drosselventils abgeleitet und wird das Tastverhältnis der Regelimpulse verändert. Wenn das Tastverhältnis der Regelimpulse unter Berücksichtigung anderer Fahrbedingungen verändert wird, beispielsweise der Maschinendrehzahl und der Kühlwassertemperatur kann die Regelgenauigkeit weiter erhöht werden.

Gemäß Fig. 11(B) werden in einem Block 191 Informationen über die Fahrbedingungen der Maschine, die Kühlwassertemperatur, den Öffnungsgrad des Drosselventils, den Unterdruck des Ansaugrohrs, die Drehzahl der Maschine, usw., von Fühlers 2, 3, 12, 15 usw. in der Regeleinheit 145 eingegeben. Anschließend werden in einem Block 192 die Proportionalkomponente V _p und die Integralkomponente Δ V _I, die experimentell unter Berücksichtigung dieser Fahrbedingungen bestimmt sind, berechnet. Dabei bezeichnet Δτ _on die Änderung der "Ein"-Periode des Tastverhältnisses entsprechend der Integralkomponente Δ V _I. Anschließend wird in einem Block 193 aufgrund des Ausgangssignals des O₂-Fühlers 1 entschieden, ob die Regelung so durchgeführt werden soll, daß das Gemisch fett oder mager gemacht wird. Für den Fall, daß die Regelung als Ergebnis der Entscheidung bestimmt "fett", wird eine Berechnung in Blöcken 195 und 196 durchgeführt, in der Δτ _on von den Daten abgezogen wird, die im Tastverhältnisregister 458 gemäß Fig. 2B eingegeben bzw. gesetzt sind, wobei das Ergebnis in einem Block 197 wieder in das Register 458 eingegeben wird. Folglich nimmt das "Ein"-Tastverhältnis das den Magnetventilen 63, 64 zuzuführen ist, ab und nimmt das Kraftstoffversorgungsverhältnis um eine Komponente entsprechend Δτ _on zu, derart, daß das Gemisch so gesteuert wird, daß es fett wird. Andererseits wird für den Fall, daß die Regelung "mager" fordert, ein Wert wieder in das Register 458 eingegeben, bei dem Δτ _on zum Inhalt des Registers 458 hinzuaddiert ist.

Obwohl die Korrektur der Proportionalkomponente V _p in dem Flußdiagramm nicht dargestellt ist, kann sie so durchgeführt werden, daß die Proportionalkomponente, die abhängig von den Fahrbedingungen zu bestimmen ist, berechnet wird und vom Inhalt des Registers 458 subtrahiert wird, wenn das Ausgangssignals des O₂-Fühlers 1 invertiert worden ist.

Auf die erläuterte Weise kann das Gemisch mit dem geeignetsten Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Maschine unter den verschiedenen Fahrbedingungen der Maschine zugeführt werden.

(3) Korrektur der Ansprechcharakteristik des O₂-Fühlers

Da die Ausgangsspannung des O₂-Fühlers 1 sich wie erläutert abhängig von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis ändert, kann aus der Ausgangsspannung bestimmt werden, ob das Gemisch fett oder mager ist. Im allgemeinen unterscheidet sich jedoch die Ansprechcharakteristik des O₂-Fühlers zwischen dem Fall, in dem das Gemisch von "fett" zu "mager" übergeht und dem Fall, in dem es von "mager" zu "fett" übergeht. Gewöhnlich ist das Ansprechverhalten des Ausgangssignals des O₂-Fühlers für den Fall, für den das Gemisch von "mager" zu "fett" übergeht, schneller als im gegenteiligen Fall. Folglich hat selbst für den Fall, in dem der Punkt der plötzlichen Änderung der Ausgangsspannung des O₂-Fühlers in Übereinstimmung mit dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis bezüglich der statischen Ausgangscharakteristik des O₂-Fühlers gemäß Fig. 3 ist, die abwechselnde Wiederholung von "mager" zu "fett" um das theoretische Luft/Kraftstoff- Verhältnis eine Abweichung des Durchschnittswertes der gesteuerten Luft/Kraftstoff-Verhältnisse in Richtung auf die magere Seite zur Folge, da dynamisch gesehen, die Zeitperiode, während der das Fett-Signal erzeugt wird, länger ist, als die Periode, während der das Mager-Signal erzeugt wird. Um diese Abweichung zu korrigieren, kann der zu vergleichende Schwellenwertpegel V _s zwischen dem Anstieg und dem Abfall des Ausgangssignals V _o geändert werden, ohne Anwendung des Merkmals oder der Maßnahme, bei der entschieden wird, ob das Ausgangssignal V _o vom O₂-Fühler 1 größer oder kleiner als der feste Schwellenwertpegel V _s ist, wie gemäß Fig. 6B und wobei das Regelsignal V _d gemäß Fig. 6C gebildet wird.

Fig. 12 zeigt ein Flußdigramm zur Durchführung dieses Betriebsschrittes. Das Flußdiagramm gemäß Fig. 12 ist zwischen die Blöcke 119 und 120 gemäß Fig. 10 eingesetzt. Für den Fall, daß im Block 121 gemäß Fig. 10 die Ausgangsspannung V _o des O₂-Fühlers 1 größer als der Schwellenwertpegel V _s ist, ist entschieden, daß das Gemisch fett sein soll, und für den Fall, in dem sie kleiner ist, ist entschieden, daß das Gemisch mager sein soll. Für den Fall, daß das Gemisch fett sein soll, wird das Kennzeichenbit FLG 1 eines vorgegebenen Registers (nicht dargestellt) der Regellogik 450 auf "1" gesetzt, und für die Entscheidung "mager" wird das Kennzeichenbit auf "0" gesetzt. In einem Block 150 gemäß Fig. 12 wird entschieden, ob das Kennzeichenbit FLG 1 "1" oder "0" ist. Wenn FLG 1=0, d. h., wenn das Gemisch mager ist, wird in einem Block 151 k=k₂ erreicht. Wenn das Gemisch fett ist, wird in einem Block 152 k=k₁ erreicht. Im Block 120 gemäß Fig. 10 werden folglich Koeffizienten k₂ und k₁ verwendet, die sich unterscheiden zwischen dem Fall eines mageren Gemisches und dem Fall eines fetten Gemisches. Folglich werden zwei Schwellenwerte V _{s 1} und V _{s 2} mit unterschiedlichen Pegeln erzeugt.

Auf diese Weise wird die Ausgangsspannung vom O₂-Fühler 1 mit Schwellenwertpegeln verglichen, die für den Anstieg und den Abfall unterschiedlich sind, wodurch die Ansprechcharakteristik des O₂-Fühlers 1 korrigierbar ist.

(4) Regelung der schnellen Beschleunigung oder schnellen Verzögerung

Bei dem Regelsystem der Erfindung erfolgt die Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses abhängig von dem Einschalt-Ausschalt-Ausgangssignal vom O₂-Fühler 1, weshalb das Ansprechverhalten während schneller Beschleunigung oder Verzögerung problematisch wird. Der Vergaser besitzt den Nachteil, daß die Menge an Luft und die Menge an Kraftstoff nicht im gleichen Verhältnis während der schnellen Beschleunigung oder Verzögerung veränderbar sind. Folglich ändert sich das Luft/Kraftstoff- Verhältnis des Gemisches plötzlich. Bei einer Proportionalintegral- oder PI-Regelung erfordert es jedoch eine erhebliche Zeit, Änderungen des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses zu folgen, die sich schnell ändern. Es besteht die Gefahr, das das Luft/Kraftstoff-Verhältnis stark von dem gewünschten oder Sollwert während dieser Zeit abweicht. Während einer solchen schnellen Beschleunigung oder Verzögerung muß daher das Luft/Kraftstoff-Verhältnis abhängig von einer erwarteten Veränderung korrigiert werden. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die schnelle Beschleunigung oder Verzögerung durch den Schalter SW₁ zum Erfassen des Öffnungsgrades des Drosselventils 10 erfaßt und wird das Regelsignal V _d zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses korrigiert. Fig. 13 zeigt die Änderung des Tastverhältnisses des Regelsignals entsprechend der Änderung F des Öffnungsgrades des Drosselventils 10. Der Schalter SW₂ arbeitet so, daß er öffnet, wenn der Öffnungsrad höchstens 9° ist, und daß er schließt, wenn er größer als 9° geworden ist. Die Pegel A, B und C zeigen Durchschnittspegel des Tastverhältnisses des Regelimpulses an, die sich abhängig von dem Öffnungsgrad des Drosselventils 10 ändern. Wenn der Schalter SW₁ vom Öffnungszustand zum Schließzustand übergeht, ändert sich der Durchschnittspegel des Tastverhältnisses sanft von A nach B. Wenn der Schalter SW₁ vom Schließzustand zum Öffnungszustand übergeht, ändert sich der Durchschnittspegel von B nach C. Hier ändern sich die Pegel A, B und C abhängig vom Zustand der Maschine und werden keine feste Werte. Es ist folglich schwierig, die Pegel vorherzusagen. Jedoch entspricht beispielsweise der Fall eine Übergangs vom Pegel B zum Pegel C einer Beschleunigung und erfordert ein schnelles Ansprechen. Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung wird daher, wenn der Schalter SW₁ vom Offenzustand zum Schließzustand übergeht, der unmittelbar vorgehende Durchschnittspegel A des Tastverhältnisses gespeichert und wird, wenn der Schalter SW₁ anschließend vom Schließzustand zum Offenzustand geändert wird, das Tastverhältnis zwangsweise auf einen Wert entsprechend dem Pegel A für eine vorgegebene Zeit T festgelegt. Wenn jedoch die Schließzeit des Schalters SW₁ eine vorgegebene Zeitdauer T₁ oder länger andauert, wird festgestellt, daß der Fahrzustand der Maschine im Leerlaufzustand oder dgl. ist und daß die übliche Regelung durchgeführt wird, selbst wenn der Schalter SW₁ wieder vom Schließzustand zum Offenzustand übergeht.

Ein Flußdiagramm eines Programms, das im ROM 43 zuvor gespeichert ist, um den erläuterten Betrieb durchzuführen, ist in Fig. 14 dargestellt. In einem Block 160 wird entschieden, ob der Schalter SW₁ offen ist oder schließt. Wenn er schließt, wird anschließend in einem Block 161 entschieden, ob der Schalter SW₁ vom Offenzustand zum Schließzustand übergegangen ist. Falls das Ergebnis JA beträgt, wird der Wert des Pegels A im RAM 42 in einem Block 162 gespeichert. Andererseits, d. h. wenn das Ergebnis NEIN ist, geht der Betrieb zum nächsten Schritt ohne weitere Verarbeitung über. Für den Fall, daß als Ergebnis der Entscheidung im Block 160 der Schalter SW₁ offen ist, geht der Betrieb zu einem Block 163 über, in dem entschieden wird, ob der Schalter SW₁ vom Schließzustand zum Offenzustand übergegangen ist. Wenn das Ergebnis JA ist, wird der Regelimpuls, der das Tastverhältnis des Pegels A besitzt, der zuvor gespeichert worden ist, den Magnetventilen 63, 64 in einem Block 164 zugeführt. Diese Verarbeitung wird jedoch nur dann durchgeführt, wenn die Schließzeit des Schalters SW₁ nicht größer als T₂ ist. Wenn andererseits das Ergebnis der Entscheidung des Blocks 163 NEIN ist, geht der Betrieb zum nächsten Schritt ohne weitere Verarbeitung über. Die in Fig. 14 dargestellten Verarbeitungsschritte werden zwischen die Blöcke 113 und 114 des Flußdiagramms gemäß Fig. 10 eingefügt.

Auf die erläuterte Weise wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches schnell auf den gewünschten oder Sollwert selbst bei schneller Beschleunigung oder Verzögerung gebracht.

(5) Regelung bei Fehlern des O₂-Fühlers, usw.

In dem Fall, in dem wie bei dem Regelsystem gemäß der Erfindung das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches des Vergasers 5 abhängig vom Ausgangssignal des O₂-Fühlers 1 gesteuert wird, wird die Regelung unmöglich, wenn der O₂-Fühler, der Vergaser usw. gestört sind. Wenn in einem solchen Fall die unregelbare Lage beibehalten wird, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu einem abnormen Wert, weshalb die Reinigungswirkung für das Abgas sich verschlechtert. Es ist daher notwendig, sofort einen Alarm an den Fahrzeugführer mittels einer Lampe oder dgl. abzugeben. Zu diesem Zweck wird bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Fehler im Ausgangssignal des O₂-Fühlers 1 erfaßt und zwar durch Erfassen, ob die Signalperiode, die den fetten oder den mageren Zustand des Gemisches wiedergibt, zumindest eine vorgegebene Periode ist. Wie in Fig. 6B dargestellt, ist die Periode des Ausgangssignals des O₂-Fühlers 1 nicht stets konstant. Es ist daher erwünscht, daß die zu vergleichende vorgegebene Zeit nicht festgelegt ist, sondern veränderbar ist, abhängig von beispielsweise den Einschalt- oder Ausschalt-Zuständen der Schalter SW₁ und SW₂, die abhängig vom Öffnungsgrad des Drosselventils 10 arbeiten. Andererseits können die Perioden des Mager-Signals und des Fett-Signals des Ausgangssignals des O₂-Fühlers 1 von dem Kennzeichenbit FLG 1 erfaßt werden.

Fig. 15 zeigt ein Flußdigramm eines Programms zur Durchführung dieses Betriebes und Fig. 6 zeigt die Zeitabläufe der Signale.

In einem Block 170 gemäß Fig. 15 wird eine Grenzstelle oder eine Unterbrechung dem MPU 41 zu jeder festen Zeitdauer zugeführt unter Verwendung des Signals vom Zeitgeber. Wie in Fig. 16 dargestellt, nimmt das Kennzeichenbit FLG 1 den Zustand "1" an, wenn das Gemisch fett ist, und den Zustand "0" an, wenn das Gemisch mager ist. In einem Block 171 wird entschieden, ob das Kennzeichenbit FLG 1 von "1" zu "0" oder von "0" zu "1" übergegangen ist. Für den Fall einer Änderung oder eines Übergangs wird ein vorgegebener Speicherbereich M im RAM 42 in einem Block 172 auf Null gelöscht. Wenn andererseits die Entscheidung des Blocks 171 NEIN lautet, wird zu einem Block 173 übergegangen, wobei der Inhalt des Speicherbereichs M um jeweils eins erhöht wird synchron zum Signal des Zeitgebers 161. Folglich wird ein Wert entsprechend der Periode, in der das Kennzeichenbit FLG 1 "1" oder "0" beträgt, als Inhalt des Speicherbereiches M gezählt. Wie bei M in Fig. 16 dargestellt, überschreitet der Zählwert nicht einen bestimmten Wert, da das Kennzeichenbit FLG 1 normalerweise die Zustände "1" oder "0" wiederholt. Wenn jedoch das Zustandsbit FLG 1 den Zustand von "0" oder "1" während einer langen Periode beibehalten hat, nimmt der Inhalt des Speicherbereiches M weiter zu, wobei ein vorgegebener Wert M _o überschritten wird. In einem Block 175 wird ein Alarm ausgelöst, wenn M<M _o erreicht ist. Weiter wird in einem Block 176 das Tastverhältnis der Regelimpulse, die den Magnetventilen 63 und 64 zuzuführen sind, auf 50% eingestellt. Andererseits wird, wenn im Block 174 nicht erfaßt worden ist, daß M<M _o der Unterbrechungsvorgang beendet unter der Feststellung, daß der O₂-Fühler, der Vergaser usw. normal arbeiten.

Auf die erläuterte Weise kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Fehler des Regelsystems einfach durch das Software-Zählersystem erfaßt werden.

(6) Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses

Üblicherweise ändert sich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches, das vom Vergaser erzeugt wird, wie in Fig. 17A dargestellt, wenn die Menge der Ansaugluft Q _A sich aufgrund beispielsweise der Herstell- Fehler des Venturi-Abschnittes oder einer zu kleinen Einstellung des Kopplungsabschnittes zwischen dem Hauptkanal und dem Nebenkanal ändert. Folglich wird bei Prüfen des Vergasers eine Abweichung des zugeführten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses bezüglich der Menge der zuströmenden Luft gemessen, wobei dieser Wert im ROM 44 gespeichert wird. Unter Verwenden der gespeicherten Daten kann die Charakteristik des Vergasers korrigiert werden. Insbesondere werden während des Betriebs der Maschine die Informationen bezüglich der Drehzahl und des Lastzustandes der Maschine zu diesem Zeitpunkt geladen bzw. eingegeben und wird die Menge der Ansaugluft Q _A aus den Informationen berechnet. Auf die Daten (A/F), die im ROM 43 gespeichert sind, wird im Zusammenhang mit der Menge der Ansaugluft Bezug genommen. Folglich kann festgestellt werden, wie groß die Abweichung des zugeführten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Vergasers gegenüber dem Bezugswert ist. Folglich wird der Nebenkanal oder der Hauptkanal so gesteuert, daß die Abweichungskomponente korrigiert wird, wodurch das Gemisch, das das festgelegte Luft/Kraftstoff-Verhältnis gegenüber der Menge der Ansaugluft besitzt, zu allen Zeiten zugeführt werden kann. Durch Durchführen einer derartigen Steuerung kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ohne Verwendung des O₂-Fühlers konstant gehalten werden.

Fig. 17B zeigt ein Flußdigramm eines Programms zur Durchführung dieser Steuerung. In einem Block 181 wird die Anzahl der Ausgangsimpulse P₁ des Drehwinkelfühlers 15, die während einer vorgegebenen Zeit erzeugt worden sind, gezählt. Die Impulszahl wird einer Information, die die Drehzahl N der Maschine wiedergibt. Anschließend wird in einem Block 182 ein Signal, das den Unterdruck im Ansaugrohr, wie er durch den Druckfühler erfaßt wird, wiedergibt, in die I/O-Einheit 45 eingegeben. Das heißt, der Multiplexer 451 empfängt Befehle zum Eingeben des Ausgangssignals des Druckfühlers 12. Das Erfassungssignal des Druckfühlers 12 wird einer A/D-Umsetzung unterworfen und dann in einem (nicht dargestellten) Register der Regellogik 450 gespeichert. Der Inhalt dieses Registers wird danach im RAM 42 gespeichert. Anschließend wird in einem Block 183 die Menge der zuströmenden Luft Q _a aus der Information bezüglich der Drehzahl N der Maschine und dem Druck L im Ansaugrohr mittels bekannter Verfahren berechnet. Weiterhin wird in einem Block 184 die Information bezüglich des zugeführten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses des Vergasers entsprechend der Menge der Ansaugluft Q _a durch Wiedergewinnung vom ROM 44 erhalten. Weiter wird in einem Block 185 die Differenz Δ A/F zwischen dem Bezugs-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F _i entsprechend der Menge der zuströmenden Luft und dem zuvor genannten Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F _c des Vergasers berechnet. In einem Block 186 wird die Änderung Δτ _on der "Ein"-Periode des Tastverhältnisses des Regelimpulses entsprechend der Differnz Δ A/F berechnet. In einem Block 187 wird die Änderung Δτ _on zu den Daten hinzuaddiert, die die "Ein"-Periode t _on wiedergeben, die im Register 458 gemäß Fig. 2B eingegeben ist, wobei dieses Ergebnis von neuem in das Register 458 eingegeben wird. Das sich vom Vergaser ergebende bzw. entwickelnde Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches ändert sich wie in Fig. 18 dargestellt abhängig vom "Ein"-Tastverhältnis des Regelimpulses, der den Magnetventilen 63 und 64 zugeführt wird. Folglich kann durch Korrigieren der Abweichung des zugeführten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses des Vergasers bezüglich dem Bezugs- Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu einem geeigneten Zeitpunkt ein Gemisch mit dem festgelegten Luft/Kraftstoff-Verhältnis während des gesamten Fahrbereichs der Maschine zugeführt werden, selbst wenn das zugeführte Luft/Kraftstoff- Verhältnis die Charakteristik gemäß Fig. 17A besitzt aufgrund von Fertigungsfehlern des Vergasers.

Dabei können die Daten zum Konstantmachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gegenüber der Menge der Ansaugluft Q _A im ROM 44 gespeichert werden. Die gespeicherten Daten sind beispielsweise das "Ein"-Tastverhältnis des die Magnetventile ansteuernden Impulses entsprechend der Maschinendrehzahl N und dem Ansaugunterdruck L. Wie in Fig. 18 dargestellt, entspricht das "Ein"-Tastverhältnis dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F. Natürlich machen die gespeicherten Daten das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des zugeführten Gemisches über den gesamten Fahrbereich der Maschine konstant. Folglich ist die Steuerung des konstanten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses derart möglich, daß das "Ein"- Tastverhältnis (D) des Ansteuerimpulses aus der Drehzahl N und dem Ansaugunterdruck L in einem Block 183′ gemäß Fig. 17C erhalten werden und daß die Daten D in das Tastverhältnisregister in einem Block 185′ eingegeben werden. In einem Block 184′ wird entschieden, ob die Korrektur mittels des O₂-Fühlers, die weiter unten beschrieben wird, durchgeführt werden soll. Für die Entscheidung JA müssen die Daten D in dem RAM 42 zeitweilig oder zwischengespeichert werden.

(7) Korrektur mittels des O₂-Fühlers bei der Steuerung gemäß (6)

Es ist, wie oben erläutert, sehr wirkungsvoll, daß, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des zugeführten Gemisches des Vergasers konstant zu machen unabhängig von Änderungen der Menge der Ansaugluft Q _A, Daten gemäß Fig. 17A im ROM gespeichert werden bezüglich des jeweiligen Vergasers. Wenn jedoch Betätigungsglieder (Düse, Neben- und Hauptmagnetventil des Vergasers, usw.) säkulären Änderungen unterlegen sind, weicht das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis des zugeführten Gemisches vom Idealwert ab, und wird während langer Zeit der fette oder der magere Zustand aufrechterhalten. Um diesen Nachteil zu beseitigen, können die säkulären Änderungen durch das Ausgangssignal des O₂-Fühlers simultan zur Steuerung gemäß der Erläuterung nach (6) korrigiert werden. Ein Regelprogramm für den Fall von Korrekturen mittels des O₂-Fühlers ist im wesentlichen gleich dem anhand Fig. 7 erläuterten, weshalb eine ausführliche Erläuterung hier unterbleiben kann.

(8) Regelung der Drosselwirkung

Durch elektrisches Regeln der Drosselwirkung (choke function) mit der der Vergaser versehen ist, können Verbesserungen der Anlaß- und der Aufwärmcharakteristik der Maschine erreicht werden. Zu diesem Zweck werden bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Signal vom Start- oder Anlaßschalter 14, das Signal vom Drosselventilfühler 3 usw. in die I/O-Einheit 45 eingegeben. Unter Verwendung eines Regelsignals auf der Grundlage dieser Signale wird das Magnetventil 20 gesteuert, das die Luft­ strömungsverhältnisse im Bypass einstellt, um einen Bypass bezüglich der Menge der zuströmenden Luft in dem Ansaugkrümmer zu erreichen.

Fig. 19 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms, das für diese Regelung verwendet wird. In einem Block 201 wird die Temperatur des Kühlwassers vor dem Anlassen oder Starten der Maschine mittels des Fühlers 2 erfaßt und in das Register der Regellogik 450 über den Multiplexer 451 und den A/D-Umsetzer 452 eingegeben. Anschließend wird in einem Block 202 das "Ein"-Tastverhältnis des dem Steuer-Magnetventil 20 zuzuführenden Impulses so berechnet, daß eine Bypass-Luftmenge hindurchtreten kann, die zuvor abhängig von dieser Wassertemperatur bestimmt ist. In einem Block 203 wird das berechnete Ergebnis in ein (nicht dargestelltes) Luft- Bypass-Tastverhältnisregister eingegeben, das vorgesehen ist, um das Tastverhältnis des Regelimpulses des Magnetventils 20 zu bestimmen. In einem Block 204 wird entschieden, ob der Starterschalter 14 eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Wenn der Anlaß- oder Starterschalter 14 eingeschaltet ist, um den Anlaßzustand zu erreichen, ist die Menge der Luft, die in den Ansaugkrümmer fließen muß, abhängig von der Wassertemperatur begrenzt, weshalb das Magnetventil 20 so gesteuert ist, daß das vom Vergaser zuzuführende Gemisch fetter wird, wenn die Wassertemperatur niedriger ist. Nach dem Beenden des Anlassens wird der Leerlaufzustand mittels des Signals vom Drossel­ ventilöffnungsfühler 3 erfaßt. Danach wird in einem Block 205 die Temperaturinformation bezüglich des Kühlwassers von neuem eingegeben. Weiter wird in einem Block 206 der gewünschte oder Sollwert N _o der Leerlaufdrehzahl entsprechend der eingegebenen Wassertemperatur berechnet. Die Beziehung zwischen der Wassertemperatur und dem Sollwert der Leerlaufdrehzahl ist zuvor experimentell bestimmt und im ROM 43 oder 44 gespeichert. In einem Block 207 wird die Information der momentanen Drehzahl N der Maschine vom Fühler 15 eingegeben und in einen Block 208 wird die Differnz Δ N gegenüber dem Sollwert berechnet. In einem Block 209 wird entschieden, ob diese Differenz größer als ein vorgegebener Wert Δ N _o ist. Für |Δ N|≦Δ N _o muß das "Ein"-Tastverhältnis der dem steuernden Magnetventil 20 für die Menge der Bypass-Luft zuzuführenden Impulse nicht korrigiert werden. Anderenfalls, wenn |Δ N|<N _o, wird das "Ein"-Tastverhältnis des Regelimpulses entsprechend Δ N in einem Block 210 berechnet und wird das auf der Grundlage der Berechnung bestimmte neue Tastverhältnis in das Luft-Bypass-Tastverhältnisregister im Block 211 eingegeben.

Dieses oben erläuterte Programm wird wiederholt ausgelöst in geeigneten Zeitintervallen bis zum Unterbrechen bzw. Anhalten des Betriebs der Maschine für den Fall, für den der Öffnungsgrad des Drosselventils nicht größer als ein vorgegebener Wert nach dem Anlassen der Maschine ist.

Folglich wird die Leerlaufdrehzahl stets auf den Sollwert entsprechend der Temperatur des Kühlwassers eingestellt. In dieser Hinsicht ist es, wenn Daten zuvor so gespeichert sind, daß die Leerlaufdrehzahl bei niedrigen Temperaturen angehoben wird, möglich, das Aufwärmen in sehr kurzer Zeit zu beenden und die Drehzahl mit fortschreitendem Aufwärmen automatisch zu verringern. Es ist daher möglich, Kraftstoff zu sparen, der für das Aufwärmen unnütz verbraucht wird.

(9) Regelung von EGR und IGN

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Regelung oder Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemisches möglich und kann die Maschine zusammen mit einer Abgaswiederumwälzregelung (EGR) und einer Zündzeitpunktregelung (IGN) geregelt werden.

Die ERG-Umwälzgeschwindigkeit ergibt sich zu

Umwälzgeschwindigkeit = (Menge der Abgasumwälzung/ Menge der Ansaugluft) × 100%.

Wenn also eine gewünschte Umwälzgeschwindigkeit bestimmt ist, um beispielsweise die Menge an NO-Emission zu unterdrücken bzw. zu verringern, kann die Menge der Abgasumwälzung bestimmt werden durch (Umwälzgeschwindigkeit × Menge der Ansaugluft) aus der obigen Relation. Andererseits besitzen das "Ein"-Tastverhältnis des dem Magnetventil einzuprägenden oder zuzuführenden Impulses und die genannte Menge an Abgasumwälzung eine feste Beziehung. Folglich wird die Menge an Absaugluft ausgehend von der Maschinendrehzahl N und dem Ansaugunterdruck L berechnet, wird die Menge an Abgasumwälzung durch das Produkt zwischen dem Ergebnis und der vorgegebenen Umwälzgeschwindigkeit bzw. Umwälzrate erhalten und wird der Impuls, der das "Ein"-Tastverhältnis entsprechend der Umwälzmenge besitzt, dem ERG-Magnetventil 21 zugeführt, wodurch eine ERG-Regelung entsprechend den Fahrbedingungen durchführbar ist.

Gemäß Fig. 20 wird in einen Block 221 eine Information, die die Maschinendrehzahl N anzeigt, von dem Fühler 15 eingegeben. In einem Block 222 wird eine Information, die den Ansaugunterdruck der Ansaugleitung anzeigt von dem Druckfühler 12 eingegeben. Weiter wird in einen Block 223 die gewünschte Menge der Abgasumwälzung aus der vorgegebenen Umwälzgeschwindigkeit oder -rate und den Informationen N und L abgeleitet und wird in einem Block 224 das entsprechende Tastverhältnis des Regelimpulses abgeleitet. Die Beziehung zwischen der Menge der Abgasumwälzung und dem Tastverhältnis ist zuvor experimentell bestimmt und die Daten sind im ROM 44 gespeichert. Die dem abgeleiteten oder berechneten Tastverhältnis entsprechenden Daten sind in ein EGR- Tastverhältnisregister (nicht dargestellt) eingegeben, das in der Regellogik 54 angeordnet ist. Der Regelimpuls, dessen "Ein"-Tastverhältnis abhängig von dem zugeführten Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der Maschinendrehzahl in obiger Weise erhalten worden ist, wird dem EGR-Magnetventil 21 zugeführt. Wie üblich, wird dieses Magnetventil 21 dazu verwendet, einen Teil des Abgases in den Ansaugkrümmer umzuwälzen bzw. zu führen. Folglich kann unverbranntes Gas in geeigneter Weise wieder umgewälzt werden, derart, daß die Reinigung des Abgases verbessert werden kann.

Andererseits kann die Zündzeitpunktregelung durch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, die EGR-Umwälzgeschwindigkeit und die Dichte des Gemisches bestimmt werden. Da diese Werte bereits erhalten worden sind, kann mit diesen der optimale Zündzeitpunkt in einem Block 226 berechnet werden. Daten, die den Zündzeitpunkt wiedergeben, werden in ein Register eingegeben, das in der Regellogik 450 enthalten ist und das später erläutert werden wird. Die Zündspule 22 ist mit einem Zündimpuls versorgt, der auf der Grundlage der eingegebenen Daten gesteuert bzw. geregelt ist. Folglich erfolgt die Steuerung bzw. Regelung des Zündzeitpunkts in Verbindung mit der Regelung bzw. Steuerung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses des Ansauggemisches der Maschine. Das kann zu einer Verbesserung des Ansprechens bei Übergangszuständen und der Verringerung des Kraftstoffverbrauchs beitragen.

Fig. 21 zeigt den Aufbau der Regellogik 54 für die Zündzeitpunktsteuerung während Fig. 22 Signalverläufe an verschiedenen Teilen dieser Schaltung zeigt. Die Regellogik 450 gemäß Fig. 21 besteht im wesentlichen aus Registern 250, 252, Zählern 251, 253 und Vergleichern 254, 255. Daten ADV zur Bestimmung des Zündzeitpunkts werden vom MPU 41 zuvor an das Register 250 gegeben. Andererseits werden Daten DWL entsprechend einem Zeitpunkt zum Beginn der Stromzufuhr zur Zündspule 22 vom MPU 41 zuvor in das Register 252 eingegeben. Ein durch den Fühler 15 erzeugter Impuls P₁ wird dem Zähler 251 über ein UND-Glied 256 zugeführt. Dieser Zähler 251 wird durch einen Impuls P₂ rückgesetzt. Folglich ändert sich der Zählerstand oder Zählwert des Zählers 251 entsprechend dem Signal CNTR 1 in Fig. 22. Wenn der Wert CNTR 1 den in das Register 250 eingegebenen Wert ADV erreicht hat, gibt der Vergleicher 254 ein Ausgangssignal CMP 1 ab. Das Signal CMP 1 wird einem Kippglied oder Flipflop 258 zugeführt zum Sperren des UND-Glieds 256 derart, daß Impulse P₁ nach Erzeugung des Signals CMP 1 nicht mehr dem Zähler 251 zuführbar sind. Andererseits wird ein Kippglied oder Flipflop 259 durch das Signal CMP 1 gesetzt zur Freigabe eines UND-Glieds 257 mit dem Ergebnis, daß die Impulse P₁ durch das UND-Glied 257 zum Eintritt in den Zähler 253 hindurchtreten. Folglich ändert sich der Zählerstand bzw. Zählerwert des Zählers 253 wie gemäß dem Verlauf CNTR 2 in Fig. 22. Wenn dieser Wert den eingestellten Wert DWL im Register 252 erreicht hat, wird ein Ausgangssignal CMP 2 vom Vergleicher 255 abgegeben. Das Flipflop 259 wird durch das Signal CMP 2 rückgesetzt und das UND-Glied 257 wird gesperrt. Da das Flipflop 260 durch das Signal CMP 1 gesetzt und durch das Signal CMP 2 rückgesetzt wird, wird ein Signal gemäß dem Verlauf IGNFF in Fig. 22 abgegeben. Folglich fließt ein Strom entsprechend dem Verlauf in Fig. 22 durch die Zündspule 22, wobei der Zeitpunkt, der dem Abfall des Stromes entspricht, der Zündzeitpunkt wird. Auf diese Weise kann der Zündzeitpunkt durch die in die Register 250 und 252 eingegebenen Daten frei gesteuert bzw. geregelt werden.

Claims (10)

1. Elektronisches Regelsystem für die Kraftstoffversorgung einer Vergaser-Brennkraftmaschine mit

• - Steuergliedern (63, 64) zum Steuern des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses,
• - einem ersten Fühler (1) zum Erfassen der Sauerstoffkonzentration im Abgas,
• - einem zweiten Fühler (15) zum Erfassen des Drehwinkels der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (7),
• - einem dritten Fühler (12) zum Erfassen des Unterdrucks im Ansaugkrümmer (9), und
• - einer mit den Fühlersignalen beaufschlagten und Steuerimpulse für die Steuerglieder (63, 64) erzeugenden Regeleinheit (4), die
  • - einen Schreib/Lese-Speicher (RAM (42)) für die vom Fühler (1) erfaßten Daten,
  • -Nur-Lese-Speicher (ROM (43, 44)) zum Speichern eines Programms und fester Daten, und
  • - einen mit dem Schreib/Lese-Speicher (RAM (42)) und den Nur-Lese-Speichern (ROM (43, 44)) über ein Bus-System (46) verbundenen Mikroprozessor (41) aufweist, der das gespeicherte Programm unter Verwendung der festen Daten und der vom ersten Fühler (1) erfaßten Daten abarbeitet und ein Tastverhältnis für die Steuerimpulse für die Steuerglieder (63, 64) berechnet, und
• - eine mit den Fühlern (1, 12, 15), den Speichern (42, 43, 44) und dem Mikroprozessor (41) verbundene Eingabe/ Ausgabe-Einheit (45) umfaßt, die
  • - ein Register (458) zum Speichern von für das vom Mikroprozessor (41) berechnete Tastverhältnis repräsentativen Daten,
  • - ein Zeitgeber (457) zum Zählen von Taktimpulsen und
  • - einen Vergleicher (455) aufweist, der die Ausgangssignale des Registers (458) und des Zeitgebers (457) vergleicht und die Steuerglieder (63, 64) mit dem als Vergleichsergebnis erhaltenen Impuls ansteuert,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Nur-Lese-Speicher (ROM (44)) Daten speichert, die eine Abweichung des zugeführten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses bezüglich der Menge (Q _a) der Ansaugluft anzeigen, und
daß die Regeleinheit (4) folgende Schritte durchführt:

• (a) die Berechnung der Menge (Q _a) der Ansaugluft aus den Signalen des zweiten und des dritten Fühlers (15 bzw. 12),
• (b) die Berechnung der Änderung ( Δε _on ) der Einschaltdauer der Steuerimpulse in Entsprechung zur Menge (Q _a) der Ansaugluft gemäß der Berechnung im Schritt (a) und
• (c) Addition der im Schritt (b) berechneten Änderung ( Δε _on ) zu den die Einschaltdauer wiedergebenden Daten ( τ _on ).

2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nur-Lese-Speicher (ROM (43, 44)) ein Programm enthalten, das einen Schritt zum Vergleichen des Ausgangssignals des ersten Fühlers (1) und eines vorgegebenen Schwellenwertpegels (V _h) und einen Schritt zur Zufuhr des Aufwärmstroms zum ersten Fühler (1) während lediglich einer Periode enthält, während der das Ausgangssignal des ersten Fühlers (1) größer ist als der Schwellenwertpegel (V _h).

3. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Aufwärmung des ersten Fühlers (1) die Steuerimpulse für die Steuerglieder (63, 64) ein festes Tastverhältnis aufweisen.

4. Regelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nur-Lese-Speicher (ROM (43, 44)) ein Programm enthalten, das besteht aus

• - einem Schritt zum Ableiten eines Maximalwerts und eines Minimalwerts des Ausgangssignals des ersten Fühlers (1),
• - einem Schritt zur Berechnung eines zwischen den abgeleiteten Maximal- und Minimalwerten liegenden Schwellenwertpegels (V _s),
• - einem Schritt zum Vergleichen des berechneten Schwellenwertpegels (V _s) und des Ausgangssignals des ersten Fühlers (1) und
• - einem Schritt zum Berechnen des Tastverhältnisses der Steuerimpulse für die Steuerglieder (63, 64) auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses aus dem vorangehenden Schritt.

5. Regelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein vierter Fühler (3) zum Erfassen des Öffnungsgrades eines Drosselventils (10) vorgesehen ist und
daß die Nur-Lese-Speicher (ROM (43, 44)) ein Programm enthalten mit

• - einem Schritt zum Ableiten einer proportionalen Zunahme und eines integralen Koeffizienten entsprechend einem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs aus dem Ausgangssignal des zweiten Fühlers (3)
• - einem Schritt einer Proportional/Integral-Regelung für die Steuerglieder (63, 64) unter Verwendung der abgeleiteten proportionalen Zunahme und des integralen Koeffizienten.

6. Regelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nur-Lese-Speicher (ROM (43, 44)) ein Programm speichern, das enthält

• - einen Schritt zum Erreichen eines ersten und eines zweiten Schwellenwertpegels unterschiedlicher Werte und zum Vergleichen eines Anstiegteils des Ausgangssignals des ersten Fühlers (1) mit dem ersten Schwellenwertpegel und des Abfallteils des Ausgangssignals des ersten Fühlers (1) mit dem ersten Schwellenwertpegel und
• - einen Schritt der Berechnung des Tastverhältnisses für die Steuerimpulse für die Steuerglieder (63, 64) auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses aus dem vorangehenden Schritt.

7. Regelsystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nur-Lese-Speicher (ROM (43, 44)) ein Programm enthalten mit

• - einem Schritt zum Erfassen einer schnellen Beschleunigung oder Verzögerung des Kraftfahrzeugs ausgehend von dem Ausgangssignal des zweiten Fühlers (3),
• - einem Schritt zum Speichern des Tastverhältnisses des den Steuergliedern (63, 64) unmittelbar vor der schnellen Beschleunigung oder Verzögerung zugeführten Steuerimpulses und
• - einem Schritt zum Zuführen des Steuerimpulses mit dem gespeicherten Tastverhältnisses zu den Steuergliedern (63, 64) während einer vorgegebenen Zeitdauer bei der schnellen Beschleunigung oder Verzögerung.

8. Regelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nur-Lese-Speicher (ROM (43, 44)) ein Programm speichern, das aufweist

• - einen Schritt zum Zählen von mit festen Intervallen erzeugten Taktimpulsen während einer Ein- und Aus-Periode des Ausgangssignals des ersten Fühlers (1) und
• - einen Schritt zum Zuführen der Steuerimpulse zu den Steuergliedern (63, 64) mit festem Tastverhältnis, wenn der Zählerstand bzw. Zählwert zumindest einen vorgegebenen Wert erreicht hat.

9. Regelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mikroprozessor (41) eine rechnerische Verarbeitung der Menge an Abgasumwälzung aus der Menge an Ansaugluft und einer vorgegebenen Abgasumwälzgeschwindigkeit sowie eine Berechnung des Tastverhältnisses für den der berechneten Menge an Abgasumwälzung entsprechenden Impuls durchführt, wobei dieser Impuls einem Magnetventil (21) zum Steuern der Abgasumwälzung zuführbar ist.