DE3141595C2 - Verfahren zum regeln des kraftstoff/luftverhaeltnisses fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren mit einem lernfähigen System ist aus der DE-OS 28 12 442 bekannt, wobei eine Korrektur der Kennfeldwerte nur während einer Regelung mit geschlossener Regelschleife erfolgt.

Nach der DE-OS 28 46 804 erfolgt bei einem lernfähigen System eine Korrektur nur dann, wenn ein Zeitintervall abgelaufen ist. Eine Erneuerung des Lernkorrekturwertes wird dabei nicht für eine bestimmte Zeitdauer ausgeführt, nachdem Betriebsbedingungen wie Last, Drehzahl oder dgl. stabil geworden sind. Die Erneuerung wird immer in einem stetigen Betriebszustand der Maschine ausgeführt, weil sie nach einer vorbestimmten Zeitdauer einsetzt, die beginnt, wenn der Betrieb der Maschine stabil geworden ist.

Bei einer typischen herkömmlichen Regelung mit Rückführung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug oder ein ähnliches Fahrzeug wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches bestimmt, indem der Grundwert des Durchsatzes des Kraftstoffes für die Zylinder der Maschine nach Maßgabe der verschiedenen Informationen bezüglich der Maschinenparameter bestimmt und nach Maßgabe der Konzentration eines gegebenen Gases in den Abgasen korrigiert wird. Bei der herkömmlichen Regelung mit Rückführung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird die pro Zeiteinheit der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge auf der Grundlage einer Integration des Ausgangssignals des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors gesteuert. Wenn daher bei Übergangszuständen des Maschinenbetriebes sich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mit einer größeren Geschwindigkeit als der Korrekturgeschwindigkeit auf der Grundlage der Integrationsregelung ändert, kann die Korrektur der Änderung des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nicht folgen. Wenn weiterhin der Sensor nicht arbeitet, kann eine genaue Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses mit Rückführung nicht erfolgen, was eine Verschlechterung der Abgase zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis genau und schnell selbst bei Übergangsverhältnissen des Maschinenbetriebes und unabhängig von einem stabilen Zustand von Last und Drehzahl geregelt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erneuerung des Lernkorrekturwertes wird ausgeführt, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis unabhängig von den Betriebsbedingungen der Maschine stabil ist, weil die Erneuerung nach Ablauf der Zeitdauer Δ t₃ vorgenommen wird, die beginnt, wenn die Änderung von fettem zu magerem Gemisch oder umgekehrt festgestellt wird. Damit kann die Erneuerung des Lernkorrekturwertes bei verschiedenen Betriebsbedingungen ausgeführt werden, solange das Luft/Kraftstoff-Verhältnis stabil ist. Das Zeitintervall Δ t₃ ist für die Verhinderung einer irrtümlichen Lernsteuerung aufgrund von Rauschen oder unstabilen Komponenten im Ausgangssignal des Abgassensors vorteilhaft.

Es können viele Lernkorrekturwerte K₃, d. h. K _n ^m Faktoren, entsprechend den verschiedenen Werten der angesaugten Luftmenge und den verschiedenen Werten der Maschinendrehzahl vorgesehen werden. Die Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses kann daher mit einem schnellen Ansprechvermögen bezüglich beliebiger Betriebszustände einschließlich der Übergangsbetriebsverhältnisse der Maschine erfolgen. Wenn weiterhin der zweite Korrekturfaktor (Integrationskorrekturwert) K₂ sich in unerwünschter Weise verschoben hat oder bei abnormen Verhältnissen des Sensors abgewandert ist, ist nur eine geringe Korrektur des dritten Korrekturfaktors K₃ erforderlich. Wenn sich der Ausgangssignalpegel des Sensors für ein relativ langes Zeitintervall nicht geändert hat, wird der zweite Korrekturfaktor K₂ gleich 1 gesetzt, während der dritte Korrekturfaktor K₃ nicht geändert wird. Das zu regelnde Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird daher an einer übermäßigen Abweichung von einem gewünschten Wert oder Punkt unter Verwendung eines derartigen Wertes von K₂ und eines vorher gespeicherten Wertes von K₅ gehindert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Regelvorrichtung für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis,

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild der in Fig. 1 dargestellten Regeleinheit,

Fig. 3 in einem Flußdiagramm die Arbeitsschritte der Zentraleinheit in Fig. 2,

Fig. 4 in einem detaillierten Flußdiagramm den in Fig. 3 dargestellten Arbeitsschritt der Bildung eines zweiten Korrekturfaktors (Integrationskorrekturwert),

Fig. 5 in einem detaillierten Flußdiagramm den in Fig. 3 dargestellten Arbeitsschritt der Bildung eines dritten Korrekturfaktors (Lernkorrekturwert),

Fig. 6 ein Erläuterungsdiagramm zur Darstellung der Arbeit der Zentraleinheit in Fig. 2 und

Fig. 7 eine Tabelle für den dritten Korrekturfaktor (Korrekturwert).

Fig. 1 zeigt eine Regelvorrichtung für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mit Rückführung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. Die Brennkraftmaschine 1, die in ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug eingebaut ist, ist eine bekannte Viertakt-Maschine mit Funkenzündung. Die Maschine 1 wird mit Luft über ein Luftfilter 2, einen Ansaugkrümmer 3 und ein Drosselventil 4 versorgt, das im Ansaugkrümmer 3 vorgesehen ist. Die Maschine 1 wird gleichfalls mit Kraftstoff über eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 5, die jedem Zylinder entsprechen, von einer nicht dargestellten Kraftstoffversorgung versorgt. Die als Folge der Verbrennung erzeugten Abgase werden an die Außenluft über einen Abgaskrümmer 6, eine Abgasleitung 7 und einen katalytischen Dreiwegewandler 8 abgegeben.

Der Ansaugkrümmer 3 ist mit einem Luftdurchflußmesser 11 ausgerüstet, der aus einer beweglichen Klappe und einem Potentiometer besteht, dessen beweglicher Kontakt in Arbeitsverbindung mit der Klappe steht. Der Ansaugkrümmer 3 ist mit einem Temperatursensor 12 in Form eines Thermistors ausgerüstet, der ein analoges Ausgangssignal erzeugt, das die Temperatur der angesaugten Luft angibt. Ein zweiter Temperatursensor 13 in Form eines Thermistors ist in der dargestellten Weise mit der Maschine 1 so gekoppelt, daß er ein analoges Ausgangssignal erzeugt, das die Kühlmitteltemperatur angibt.

Ein Sauerstoffsensor 14, der als Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor arbeitet, befindet sich im Abgaskrümmer 6 und erzeugt ein analoges Ausgangssignal, das die Konzentration des Sauerstoffs in den Abgasen angibt. Wie es allgemein bekannt ist, gibt die Sauerstoffkonzentration das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine 1 gelieferten Gemisches wieder, so daß beispielsweise die Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors annähernd 1 V beträgt, wenn das aufgenommene Luft/Kraftstoff-Verhältnis kleiner, d. h. das Gemisch fetter als das stöchiometrische Verhältnis ist, und annähernd 0,1 V beträgt, wenn das aufgenommene Verhältnis größer, d. h. das Gemisch magerer stöchiometrische Verhältnis ist. Das Ausgangssignal des Gassensors kann daher als digitales Signal behandelt werden.

Ein Drehzahlsensor 15 dient dazu, die Drehzahl der Maschine (Umdrehungen/Minute) aufzunehmen. Die Drehzahl der nicht dargestellten Kurbelwelle der Maschine wird nämlich durch die Anzahl der pro Zeiteinheit erzeugten Impulse angegeben. Ein derartiges Impulssignal, d. h. ein mit der Umdrehung der Maschine synchronisiertes Signal, kann leicht von der Primärwicklung der Zündspule der nicht dargestellten Zündanlage abgeleitet werden.

Die Ausgangssignale der oben erwähnten Sensoren, nämlich des Luftdurchflußmessers 11, des Sensors 12 für die Temperatur der angesaugten Luft, des Sensors 13 für die Kühlmitteltemperatur, des Sauerstoffsensors 14 und des Sensors 15 für die Drehzahl der Maschine liegen jeweils an einer Regeleinheit 20, die aus einem Mikrocomputer bestehen kann.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild der Regeleinheit 20 in Fig. 1 im einzelnen. Die Regeleinheit 20 umfaßt einen Mikroprozessor, d. h. eine Zentraleinheit CPU 100, die die Menge des der Maschine 1 zugeführten Kraftstoffes nach Maßgabe der verschiedenen anliegenden Informationen berechnet. Ein Zähler 101 zum Zählen der Anzahl der Umdrehungen der Kurbelwelle der Maschine spricht auf das Ausgangssignal des oben erwähnten Drehzahlsensors 15 an. Der Zähler 101 weist einen ersten und einen zweiten Ausgang auf, die mit einer gemeinsamen Sammelleitung 150 und einem Eingang einer Unterbrechungssteuereinheit 102 verbunden sind, deren Ausgang mit der gemeinsamen Sammelleitung 150 verbunden ist. Bei einer derartigen Anordnung des Zählers 101 kann der Zähler die Unterbrechungssteuereinheit 102 mit einer Unterbrechungsanweisung versorgen. Beim Empfang einer derartigen Anweisung erzeugt die Unterbrechungssteuereinheit 102 ein Unterbrechungssignal, das über die gemeinsame Sammelleitung 150 an der Zentraleinheit CPU 100 liegt.

Es ist ein digitaler Eingangsteil 103 vorgesehen, an dem digitale Signale von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 14 und von einem Startschalter 16 liegen, mit dem der nicht dargestellte Anlasser der Maschine an- und abgeschaltet wird. Diese digitalen Signale liegen über die gemeinsame Sammelleitung 150 an der Zentraleinheit CPU 100. Ein analoger Eingangsteil 104, der aus einem Analogmultiplexer und einem Analog-Digitalwandler besteht, dient dazu, die analogen Signale vom Luftdurchflußmesser 11, vom Sensor 12 für die Temperatur der angesaugten Luft und vom Sensor 13 für die Kühlmitteltemperatur in eine Signalfolge umzuwandeln und die umgewandelten Signale über die gemeinsame Sammelleitung 150 der Zentraleinheit CPU 100 zuzuführen.

Eine erste Energieversorgungsschaltung 105 empfängt elektrische Energie von einer Energiequelle 17, beispielsweise der Batterie eines Kraftfahrzeuges. Diese erste Energieversorgungsschaltung 105 versorgt einen Speicher mit direktem Zugriff RAM 107, der später beschrieben wird, mit elektrischer Energie und ist direkt mit der Energiequelle 17 ohne einen zwischengeschalteten Schalter verbunden. Eine zweite Energieversorgungsschaltung 106 ist jedoch über einen Schalter 18 mit der Energiequelle 17 verbunden, der der Zündschalter oder ein vom Zündschalter gesteuerter Schalter sein kann. Die zweite Energieversorgungsschaltung 106 versorgt alle Schaltungen in der Regeleinheit 20 außer den oben erwähnten Speicher mit direktem Zugriff RAM 107 mit Energie.

Der Speicher mit direktem Zugriff RAM 107 dient dazu, kurzzeitig die verschiedenen Daten während der Arbeitsvorgänge der Zentraleinheit CPU 100 zu speichern. Da der Speicher RAM 107 fortlaufend mit elektrischer Energie von der Energiequelle 17 über die erste Energieversorgungsschaltung 105 versorgt wird, werden die Daten im Speicher RAM 107 nicht gelöscht oder vernichtet, selbst wenn der Zündschalter 18 ausgeschaltet wird, um die Arbeit der Maschine zu unterbrechen. Dieser Speicher mit direktem Zugriff RAM 107 kann als ein Permanentspeicher angesehen werden. Daten, die dritte Korrekturfaktoren K₃ (Lernkorrekturwert) angeben, die später beschrieben werden, werden im Speicher RAM 107 gespeichert. Der Speicher RAM 107 ist über die gemeinsame Sammelleitung 150 mit der Zentraleinheit CPU 100 verbunden, so daß verschiedene Daten in den Speicher RAM 107 eingeschrieben oder vom Speicher RAM 107 ausgelesen werden können, wie es später im einzelnen beschrieben werden wird.

Ein Feststpeicher ROM 108 ist über die gemeinsame Sammelleitung 150 mit der Zentraleinheit CPU 100 verbunden, um diese mit einem Arbeitsprogramm und verschiedenen Konstanten zu versorgen. Wie es allgemein bekannt ist, werden die Daten oder Informationen im Festspeicher ROM 108 vorher nicht löschbar bei der Herstellung gespeichert, so daß die Daten unverändert unabhängig von der Betätigung des Zündschalters 18 gehalten werden können.

Ein Zähler 109 aus einem Abwärtszähler und Registern dient dazu, Impulssignale zu erzeugen, deren Impulsbreite der der Maschine 1 zugeführten Kraftstoffmenge entspricht. Der Zähler 109 ist über die gemeinsame Sammelleitung 150 mit der Zentraleinheit CPU 100 verbunden und empfängt digitale Signale, die die Menge an Kraftstoff angeben, die der Maschine 1 zugeführt werden sollte. Der Zähler 109 wandelt nämlich sein digitales Eingangssignal in ein Impulssignal um, dessen Impulsbreite durch das digitale Eingangssignal verändert wird, so daß die Kraftstoffeinspritzventile 5 der Reihe nach für ein Zeitintervall erregt werden, das durch die Impulsbreite bestimmt ist, um den Kraftstoff in den Ansaugkrümmer 3 einzuspritzen. Das vom Zähler 109 erzeugte Impulssignal liegt anschließend an einer Treiberstufe 110 zum Erzeugen eines Treiberstromes, mit dem die Kraftstoffeinspritzventile 5 der Reihe nach erregt werden.

Eine Zeitgeberschaltung 111 ist über die gemeinsame Sammelleitung 150 mit der Zentraleinheit CPU 100 verbunden, um diese mit einer Information über den Ablauf eines gemessenen Zeitintervalls zu versorgen.

Der Zähler 101 mißt die Anzahl der Drehungen der Kurbelwelle der Maschine einmal pro Umdrehung der Kurbelwelle der Maschine, indem er die Anzahl der Impulse vom Drehzahlsensor 15 zählt. Die oben erwähnte Unterbrechungsanweisung wird am Ende jeder Messung der Drehzahl der Maschine erzeugt. Auf die Unterbrechungsanweisung ansprechend erzeugt die Unterbrechungssteuereinheit 102 ein Unterbrechungssignal, das an der Zentraleinheit CPU 100 liegt. Dementsprechend wird das laufende Programm unterbrochen, um ein Unterbrechungsprogramm auszuführen.

Fig. 3 zeigt in einem Flußdiagramm eine Zusammenfassung der Arbeitsschritte der Zentraleinheit CPU 100 und die Funktion der Zentraleinheit CPU 100 sowie die Arbeit der in Fig. 2 dargestellten Anordnung, die anhand dieses Flußdiagramms im folgenden näher beschrieben wird. Die Maschine 1 beginnt zu laufen, wenn der Zündschalter 18 angeschaltet wird. Die Regeleinheit 20 wird daher mit Energie versorgt, um mit der Arbeitsabfolge vom Startprogrammschritt 1000 zu beginnen. Es wird nämlich das Hauptprogramm ausgeführt. Im folgenden Programmschritt 1001 wird eine Einleitung oder Vorbereitung ausgeführt, woraufhin im folgenden Programmschritt 1002 die digitalen Daten der Kühlmitteltemperatur und der Temperatur der angesaugten Luft vom Analogeingangsteil 104 gespeichert werden. Anschließend wird im folgenden Programmschritt 1003 ein erster Korrekturfaktor K₁ auf der Grundlage der oben erwähnten Daten erhalten und im Speicher RAM 107 gespeichert.

Der obige erste Korrekturfaktor K₁ kann beispielsweise dadurch erhalten werden, daß ein Wert entsprechend den Temperaturen des Kühlmittels und der angesaugten Luft aus einer Vielzahl von Werten gewählt wird, die vorher im Festspeicher ROM 108 in Form einer Tabelle gespeichert sind. Falls es erwünscht ist, kann der erste Korrekturfaktor K₁ jedoch auch dadurch erhalten werden, daß er aus einer gegebenen Gleichung durch Einsetzen der oben erwähnten Daten errechnet wird. In einem folgenden Programmschritt 1004 wird das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors 14, das über den digitalen Eingangsteil 103 anliegt, gelesen und wird ein zweiter Korrekturfaktor K₂, der später beschrieben wird, als Funktion der vom Zeitgeber 111 gemessenen Zeit entweder vergrößert oder verkleinert. Der zweite Korrekturfaktor K₂ gibt ein Integrationsergebnis an und wird im Speicher RAM 107 gespeichert.

Fig. 4 zeigt in einem Flußdiagramm die einzelnen Arbeitsschritte im Programmschritt 1004 von Fig. 3, die dazu dienen, den zweiten Korrekturfaktor K₂ (Integrationskorrekturwert) zu vergrößern oder zu verkleinern, d. h. zu integrieren. In einem Schritt 400 wird festgestellt, ob die Regelvorrichtung mit Rückführung mit offener Schleife oder geschlossener Schleife arbeitet. Um einen derartigen Zustand der Regelvorrichtung mit Rückführung festzustellen, wird ermittelt, ob der Sauerstoffsensor 14 arbeitet oder nicht. Dieser Schritt 400 kann jedoch durch einen Schritt ersetzt werden, in dem festgestellt wird, ob die Kühlmitteltemperatur oder ein ähnlicher Parameter über einem gegebenen Wert liegt, so daß es möglich ist, eine Regelung mit Rückführung durchzuführen. Wenn eine Regelung mit Rückführung nicht durchgeführt werden kann, d. h. wenn die Regelvorrichtung mit offener Regelschleife arbeitet, wird der folgende Schritt 406 ausgeführt, um K₂ = 1 zu setzen, worauf auf den folgenden Schritt 405 übergegangen wird.

Wenn andererseits eine Regelung mit Rückführung erfolgen kann, wird der Schritt 401 ausgeführt, um festzustellen, ob die gemessene abgelaufene Zeit ein Zeitintervall Δ t₁ überschritten hat. Wenn das Ergebnis im Schritt 401 negativ ist, wird die Ausführung des Programmschrittes 1004 beendet. Wenn die Antwort in diesem Schritt 401 positiv ist, d. h. wenn das Zeitintervall Δ t₁ überschritten ist, wird der folgende Schritt 402 ausgeführt, um festzustellen, ob das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors 14 anzeigt, daß das Gemisch ein fettes Gemisch ist oder nicht. Wenn angenommen wird, daß ein Ausgangssignal des Sensors 14 mit hohem Pegel ein fettes Gemisch angibt, so geht das Programm dann, wenn ein derartiges Ausgangssignal mit hohem Pegel aufgenommen wird, auf einen Schritt 403 über, in dem der Wert von K₂, der beim vorhergehenden Zyklus erhalten wurde, um Δ K₂ verringert wird. Wenn im Gegensatz dazu festgestellt wird, daß das Gemisch ein mageres Gemisch ist, d. h. wenn das Ausgangssignal des Sensors 14 einen niedrigen Pegel hat, dann wird der Schritt 404 ausgeführt, um den Wert von K₂ umd Δ K₂ zu vergrößern. Nachdem der Wert von K₂ entweder vergrößert oder verkleinert ist, wie es oben beschrieben wurde, wird der oben erwähnte Schritt 405 ausgeführt, um den erneuerten Wert von K₂ im Speicher RAM 107 zu speichern.

Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, folgt auf den Programmschritt 1004, der im einzelnen anhand von Fig. 4 beschrieben wurde, ein Programmschritt 1005. Im Programmschritt 1005 wird ein dritter Korrekturfaktor K₃ (Lernkorrekturwert) durch eine Veränderung berechnet, wobei das Ergebnis der Berechnung im Speicher RAM 107 gespeichert wird. Ein detailliertes Flußdiagramm des Programmschrittes 1005 ist in Fig. 5 dargestellt. Die Bildung des Wertes K₃ wird im folgenden anhand von Fig. 5 beschrieben.

In einem Schritt 501 wird festgestellt, ob der Zeitablauf, der vom Zeitpunkt der Aufnahme der Änderung des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors von einem Zustand, der ein fettes Gemisch angibt, zu dem anderen Zustand, der ein mageres Gemisch angibt, und umgekehrt, abgelaufen ist, ein zweites Zeitintervall Δ t₂ überschritten hat oder nicht. Wenn die gemessene Zeit das Zeitintervall Δ t₂ überschritten hat, wird der Programmschritt 1005 beendet. Wenn das Zeitintervall Δ t₂ nicht überschritten ist, wird der folgende Schritt 502 ausgeführt. In diesem Schritt 502 wird festgestellt, ob der Zeitablauf, der in derselben Weise gemessen wird, wie es oben beschrieben wurde, ein drittes Zeitintervall Δ t₃ überschritten hat oder nicht. Das dritte Zeitintervall Δ t₃ ist kürzer als das zweite Zeitintervall Δ t₂, wie es in einem Erläuterungsdiagramm in Fig. 6 dargestellt ist. Die Messung des Zeitablaufs erfolgt in der folgenden Weise. Immer dann, wenn der Wert des Ausgangssignals des Sensors 14 im Schritt 1004 in Fig. 3 gelesen wird, wird der gelesene Wert mit einem früheren Wert verglichen, der gespeichert war. Wenn ein Unterschied zwischen diesen beiden Werten auftritt, wird ein Datum einer Adresse des Speichers RAM 107 auf Null rückgesetzt und der Wert des Datums in einem gegebenen Intervall immer um eins erhöht. Der ansteigende Wert des Datums wird aufgenommen, um den Zeitablauf zu ermessen. Bei einem anderen Verfahren wird der Datumswert um eins immer dann erhöht, wenn die Kurbelwelle der Maschine sich einmal vollständig gedreht hat. In diesem Fall kann ein akkumulativer Umdrehungszähler, der auf die Drehung der Maschinenkurbelwelle anspricht, verwandt werden. Obwohl im Obigen dargestellt wurde, daß der Zeitablauf vom Zeitpunkt der Aufnahme einer Änderung des Ausgangssignals des Sensors 14 gemessen wird, kann der Zeitablauf auch vom Zeitpunkt einer Änderung im zweiten Korrekturfaktor K₂ gemessen werden.

Wenn der Zeitablauf das Zeitintervall Δ t₃ im Schritt 502 nicht überschritten hat, wird der Arbeitsvorgang im Schritt 1005 beendet. Wenn andererseits der Zeitablauf das Zeitintervall Δ t₃ überschritten hat, wird der Schritt 503 ausgeführt. In diesem Schritt 503 wird der Wert des zweiten Korrekturfaktors K₂ aufgenommen, wobei dann, wenn K₂ = 1 ist, kein weiterer Schritt ausgeführt wird, so daß der Programmschritt 1005 endet.

Der dritte Korrekturfaktor steht mit den Arbeitsparametern der Maschine 1 in Beziehung. D. h. im einzelnen, daß eine Anzahl dritter Korrekturfaktoren K₃ eine Tabelle im Speicher RAM 107 derart bildet, daß jeder dritte Korrekturfaktor K₃ einer angesaugten Luftmenge Q und einer Drehzahl der Maschine 1 entspricht, wie es in einer Tabelle in Fig. 7 dargestellt ist. Ein dritter Korrekturfaktor K₃, der dem m-ten Wert der angesaugten Luftmenge Q und dem n-ten Wert der Drehzahl der Maschine N (U/min) entspricht, wird als K _n ^m ausgedrückt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden mehrere Drehzahlwerte der Maschine im Abstand von 200 U/min verwandt, während die angesaugte Luftmenge Q von einem Minimum beim Leerlauf bis zu einem Maximum bei voller Last in zweiundreißig Werte unterteilt variiert.

Wenn im Schritt 503 K₂ < 1 ist, wird der Schritt 504 ausgeführt, während andererseits dann, wenn K₂ < 1 ist, der Schritt 505 ausgeführt wird. In den Schritten 504 und 505 wird vom Wert oder zum Wert des dritten Korrekturfaktors K _n ^m, der von einer gegebenen Adresse des Speichers RAM 107 ausgelesen wird, der Wert Δ K₃ zuaddiert oder subtrahiert. Nach der Addition oder Subtraktion in den Schritten 504 oder 505 wird ein Schritt 506 ausgeführt, in dem ein neuer Wert des dritten Korrekturfaktors K _n ^m, der als Folge der Addition oder Subtraktion erhalten wird, im Speicher RAM 107 gespeichert wird. Der dritte Korrekturfaktor K₃ wird nämlich im Schritt 504 oder 505 erneuert, woraufhin der Programmschritt 1005 endet, um zum Schritt 1002 des Hauptprogrammes in Fig. 3 zurückzukehren.

Das oben erwähnte Zeitintervall Δ t₃ ist dazu vorgesehen, daß eine Erneuerung des dritten Korrekturfaktors K₃ innerhalb dieses Zeitintervalls nicht erfolgt, da das Luft/Kraftstoff-Verhältnis innerhalb dieser kurzen Zeitspanne Δ t₃, die sich unmittelbar an den Zeitpunkt einer Änderung des Ausgangssignalspegels des Sensors 14 anschließt, nicht stabil sein kann. Das andere Zeitintervall Δ t₂ ist dazu vorgesehen, daß eine Erneuerung des dritten Korrekturfaktors K₃ nicht erfolgt, wenn ein relativ langes Zeitintervall vom Zeitpunkt der Aufnahme einer Änderung des Ausgangssignalpegels des Luft/Kraftstoffsensors vergangen ist, da der aufgenommene Pegel des Ausgangssignals des Sensors nach Ablauf eines derart langen Zeitintervalls unzuverlässig sein kann.

Im folgenden wird wiederum anhand von Fig. 3 beschrieben, in welcher Weise das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine 1 gelieferten Gemisches geregelt wird. Die Arbeitsschritte 1002 bis 1005 des Hauptprogrammes werden normalerweise wiederholt ausgeführt. Wenn jedoch das oben erwähnte Unterbrechungssignal an der Zentraleinheit CPU 100 von der Unterbrechungssteuerschaltung 102 liegt, wird ein Unterbrechungsprogramm ausgeführt, das gleichfalls in Fig. 3 dargestellt ist. Die Ausführung der Programmschritte des Hauptprogramms wird nämlich unterbrochen, um in das Unterbrechungsprogramm einzutreten, selbst wenn die Ausführung eines Zyklus des Hauptprogrammes noch nicht beendet ist.

Nachdem der Arbeitsablauf in den Startschritt 1010 des Unterbrechungsprogrammes eingetreten ist, folgt ein erster Arbeitsschritt 1011, in dem Daten, die die Drehzahl N der Maschine in Umdrehungen pro Minute angeben, vom Drehzahlzähler 101 gelesen werden. In einem folgenden Schritt 1012 werden Daten vom analogen Eingangsteil 104 gelesen, die die angesaugte Luftmenge Q angegeben. Diese Daten N und Q werden jeweils im Speicher RAM 107 gespeichert, um eine Grundkraftstoffmenge zu berechnen, die in jeden Zylinder der Maschine 1 über den Ansaugkrümmer 3 einzuspritzen ist. Die in jeden Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge ist proportional einem Zeitintervall, für das jedes elektromagnetische Einspritzventil 5 geöffnet wird. Die Grundkraftstoffmenge, ausgedrückt in Form der Öffnungszeit t ist gegeben durch die folgende Gleichung:

wobei F eine Konstante ist.

Nachdem der Grundwert des Öffnungszeitintervalls t im Schritt 1014 erhalten worden ist, wird dieses Grundöffnungszeitintervall t durch die oben beschriebenen drei Korrekturfaktoren K₁, K₂ und K₃ in einem folgenden Schritt 1015 korrigiert. Die Korrekturfaktoren K₁, K₂ und K₃, die durch die Arbeitsvorgänge im Hauptprogramm erhalten wurden, werden nämlich von den Speichern ROM 108 und RAM 107 ausgelesen, woraufhin ein gewünschtes Einspritzzeitintervall T nach der folgenden Gleichung berechnet wird:

T = t · K₁ · K₂ · K₃.

Das Öffnungszeitintervall T, das als Ergebnis des oben beschriebenen Rechenvorganges erhalten worden ist, wird dann in den Zähler 109 eingegeben, um eine Impulsbreitenmodulation in Verbindung mit dem an der Treiberschaltung 110 liegenden Impuls zu bewirken. Jedes Einspritzventil 5 wird für das Öffnungszeitintervall T auf den Empfang jedes Impulses von der Treiberschaltung 110 erregt, um eine gegebene Kraftstoffmenge einzuspritzen, die durch das Öffnungsintervall T bestimmt ist. Das Unterbrechungsprogramm endet an einem Endschritt 1017 nach Beendigung des Schrittes 1016, so daß der Arbeitsablauf zum ursprünglichen Programmschritt im Hauptprogramm zurückkehrt, an dem die Ausführung des Hauptprogrammes unterbrochen wurde.

Obwohl bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses über eine Steuerung des Einspritzzeitintervalls der Kraftstoffeinspritzventile einer elektronischen Kraftstoffeinspritzanlage erfolgte, kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auch in anderer Weise geregelt werden. Bei einer Brennkraftmaschine mit einem Vergaser kann beispielsweise die dem Vergaser zugeführte Kraftstoffmenge und/oder die den Vergaser umgehende Luftmenge gesteuert werden. Weiterhin kann die Sekundärluftmenge, die dem Abgassystem der Maschine zugeführt wird, so gesteuert werden, daß die Konzentration eines Gasbestandteils in den Abgasen, die an dem folgenden katalytischen Wandler liegen, in wünschenswerter Weise so geregelt wird, als würde das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine zugeführten Gemisches auf einen gewünschten Wert geregelt.

Claims (6)

1. Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemisches in geschlossener Schleife in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines die Konzentration eines Gasbestandteils im Abgas der Maschine messenden Abgassensors, bei dem

• a) das Ausgangssignal des Abgassensors (14) integriert wird und der erhaltene Integrationskorrekturwert (K₂) zur Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verwendet wird,
• b) auf der Grundlage des Integrationskorrekturwertes (K₂) ein Lernkorrekturwert (K₃) berechnet wird,
• c) der Lernkorrekturwert (K₃) in einem Speicher (107) gespeichert wird,
• d) der gespeicherte Lernkorrekturwert (K₃) mittels des Integrationskorrekturwertes (K₂) erneuert wird,
• e) ein das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bestimmender Grundwert (t) in Abhängigkeit von Arbeitsparametern (Q, N) der Maschine erhalten wird, und
• f) das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch Korrektur des Grundwertes (t) mittels sowohl des Integrationskorrekturwerts (K₂) als auch des Lernkorrekturwerts (K₃) geregelt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt (504, 505) der Erneuerung des gespeicherten Lernkorrekturwerts (K₃) nur dann ausgeführt wird, wenn seit dem Zeitpunkt des letzten Wechsels des Ausgangssignals des Abgassensors (14) von einem ein fettes Gemisch anzeigenden Zustand auf einen ein mageres Gemisch anzeigenden Zustand - oder umgekehrt - ein erstes vorbestimmtes Zeitintervall ( Δ t₃) abgelaufen (502) und ein zweites vorbestimmtes Zeitintervall ( Δ t₂) noch nicht abgelaufen ist (501), wobei das erste Zeitintervall ( Δ t₃) dadurch bestimmt ist, daß es eine Zeit umfaßt, in der das Ausgangssignal des Abgassensors (14) nach dem letzten Wechsel nicht stabil ist, und wobei das zweite Zeitintervall ( Δ t₂) dadurch bestimmt ist, daß es ein langes Zeitintervall umfaßt, nach dessen Ablauf der gleichgebliebene Pegel des Ausgangssignals des Abgassensors unzuverlässig sein kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Zeitintervall ( Δ t₃, Δ t₂) durch eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen der Maschine bestimmt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Integration

• a) festgestellt wird (402), ob das Ausgangssignal des Abgassensors ein fettes oder ein mageres Gemisch anzeigt,
• b) ein gegebener Wert ( Δ K₂) vom Integrationskorrekturwert (K₂), der im vorhergehenden Zyklus erhalten wurde, abgezogen wird (403), wenn das Ausgangssignal des Abgassensors ein fettes Gemisch anzeigt,
• c) ein gegebener Wert ( Δ K₂) zum Integrationskorrekturwert (K₂), der im vorhergehenden Zyklus erhalten wurde, zuaddiert wird (404), wenn das Ausgangssignal des Abgassensors ein mageres Gemisch anzeigt, und
• d) der neue Wert des Integrationskorrekturwerts (K₂) gespeichert wird (405).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Integration

• a) festgestellt wird (400), ob die Regelvorrichtung mit Rückführung mit einer offenen Regelschleife arbeitet oder nicht,
• b) der Integrationskorrekturwert (K₂) gleich 1 gesetzt wird (406), wenn die Regelvorrichtung mit offener Regelschleife arbeitet,
• c) festgestellt wird (401), ob mehr als ein bestimmtes drittes Zeitintervall ( Δ t₁) abgelaufen ist, während die Regelvorrichtung mit geschlossener Regelschleife arbeitet, und
• d) die Integration des Ausgangssignals des Abgassensors nur dann durchgeführt wird (402 bis 405), wenn das dritte Zeitintervall ( Δ t₁) abgelaufen ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erneuerung des gespeicherten Lernkorrekturwertes

• a) ein Lernkorrekturwert (K₃) aus einer Tabelle von Lernkorrekturwerten (K _n ^m) unter Verwendung der Arbeitsparameter (Q, N) der Maschine ausgewählt wird,
• b) festgestellt wird, ob das zweite vorbestimmte Zeitintervall ( Δ t₂) abgelaufen ist (501),
• c) festgestellt wird, ob das erste vorbestimmte Zeitintervall ( Δ t₃) abgelaufen ist (502),
• d) der gespeicherte Lernkorrekturwert (K _n ^m) unverändert gehalten wird, wenn das zweite vorbestimmte Zeitintervall ( Δ t₂) abgelaufen ist oder das dritte vorbestimmte Zeitintervall ( Δ t₃) noch nicht abgelaufen ist,
• e) der Integrationskorrekturwert (K₂) verglichen wird (503),
• f) ein gegebener Wert ( Δ K₃) dem ausgewählten Lernkorrekturwert (K _n ^m) zuaddiert wird, wenn der Integrationskorrekturwert (K₂) größer als 1 ist (504),
• g) der gegebene Wert ( Δ K₃) vom ausgewählten Lernkorrekturwert (K _n ^m) abgezogen wird, wenn der Integrationskorrekturwert (K₂) kleiner als 1 ist (505),
• h) der gespeicherte Lernkorrekturwert (K _n ^m) unverändert gehalten wird, wenn der Integrationskorrekturwert (K₂) gleich 1 ist, und
• i) der erneuerte Lernkorrekturwert (K _n ^m) gespeichert wird (506).