DE4326464C2 - Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine und bezieht sich insbesondere auf eine solche Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine, welcher Kraftstoff zugeführt wird, der in einem Kraftstofftank verdampft und gesammelt wird. Ein solches Kraftstoff-Verdunstungs-Rückhaltesystem ist beispielsweise im "Kraftfahrtechnischen Taschenbuch" der Firma Bosch auf Seite 470 dargestellt (Kraftfahrtech­ nisches Taschenbuch, Robert Bosch GmbH, 21. Aufl., VDI-Ver­ lag, Düsseldorf 1991).

Vorrichtungen zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses dieser Art haben einen Kanister, der auch als Behälter be­ zeichnet werden kann, der zwischen einer Luft-Ansaugleitung und einem Kraftstofftank angeordnet ist, sowie ein Ablaß­ ventil, welches zwischen dem Kanister und der Luft-Ansaug­ leitung angeordnet ist. Dieses Ablaßventil, welches auch als Entlüftungsventil bezeichnet werden kann, wird in Ab­ hängigkeit von den Öffnungen einer Motor-Drosselklappe ge­ öffnet, um verdampften Kraftstoff der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zuzuführen, wobei sich das Luft-Kraftstoff- Verhältnis nur geringfügig ändert.

Die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regeleinrichtung, welche in der oben erwähnten Publikation beschrieben ist, hat den Vorteil, daß verdampfter Kraftstoff effektiv verwendet wird und da die Versorgung mit verdampftem Kraftstoff keine ra­ sche Veränderung in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Kraftstoffmischung herbeiführt, wird der verdampfte Kraft­ stoff verbrannt, ohne die Maschine in unerwünschte Be­ triebszustände zu bringen. Da verdampfter Kraftstoff zu­ geführt werden kann, ohne das Luft-Kraftstoff-Verhältnis rasch zu ändern, wird diese Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Re­ geleinrichtung auch als lineare Ablaß-Einrichtung oder Entlüftungs-Einrichtung bezeichnet.

Da jedoch bekannte lineare Ablaß-Einrichtungen dieser Art voraussetzen, daß die Entlüftung oder der Ablaß von Luft nur in einem Bereich erlaubt ist, in welchem eine Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelung durchgeführt wird, mit anderen Worten, daß dann, wenn eine große Menge an Ver­ dampfung auftritt, welche eine ordnungsgemäße Rückführ-Re­ gelung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ausschließt, ei­ ne bestimmte Menge des verdampften Kraftstoffes in die Luft abgegeben wird, wird dadurch der verdampfte Kraftstoff nicht immer effektiv verwendet.

Zusätzlich dazu, daß ein Verlust von verdampftem Kraftstoff unter dem Gesichtspunkt der strikten Einhaltung von Umwelt­ bestimmungen zu vermeiden ist, ist es erforderlich, fast den gesamten verdampften Kraftstoff in dem gesamten Bereich der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine zu verbrau­ chen. Um andererseits die gesamte Menge des verdampften Kraftstoffes aus einem Kraftstofftank zu erfassen, ohne ihn teilweise zu verlieren, ist eine große Kapazität des Kani­ sters erforderlich.

Wie bereits ausgeführt wurde, sind lineare Entlüftungsein­ richtungen, weil sie eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rück­ führregelung voraussetzen, schwer derart auszubilden, daß die Ablaß-Menge an Kraftstoff vergrößert wird, ohne die Be­ triebseigenschaften und Leistungen des Fahrzeuges zu ver­ schlechtern. Es sind beispielsweise Entlüftungseinrichtun­ gen bekannt, bei welchen eine Regelgröße erlernt wird, wäh­ rend die Brennkraftmaschine im Leerlauf bei einem einge­ schalteten Ablaß-Vorgang betrieben wird. Diese Einreichtun­ gen berücksichtigen außerhalb des Leerlaufs die Menge der Ansaugluft. Es wird jedoch die Menge an Kraftstoff, der aus einem Kanister erneut verdampft wird, nicht einfach auf der Grundlage der Menge der Ansaugluft bestimmt, und folglich arbeiten solche Einrichtungen außerhalb des Leerlaufs nicht mit hoher Genauigkeit.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 01 494 A1 wird ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Überwachungssystem für eine Kraftfahrzeugmaschine beschrieben, die Degradationen des Einspritzsystems und des Luftmengenmeßsystems separat durch Lerngrößen ausgleicht.

Es ist in der genannten Druckschrift eine Ausführungsform mit einem Kraftstoff-Verdunstungs-Rückhaltesystem beschrie­ ben, dabei entscheidet die Stellung einer Drosselklappe, welches "Lerngebiet" (Einspritzsystem oder Luftmengenmeß­ system) gewählt wird. Die in dieser Druckschrift beschrie­ benen Lerngrößen dienen aber nicht dazu, Information über eine Menge von aus dem Kraftstofftank verdampftem, in einem Behälter aufgefangenem und während eines "Entlüftungsvor­ gangs" der Kraftstoffmaschine zugeführtem Kraftstoff zu er­ halten.

In der US 4 467 769, die als nächstliegender Stand der Technik berücksichtigt wird, ist ein Verfahren zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine of­ fenbart, welche mit einem Rückführ- oder Rückkoppel-Steuer­ system ausgestattet ist. Über verschiedene Leitungen werden Meßwerte in ein Steuersystem eingelesen. Auf Grundlage die­ ser Meßwerte werden ein erster Korrekturfaktor K1 und ein zweiter Korrekturfaktor K2 berechnet und zur Steuerung von Einspritzventilen verwendet. Die erste Regelgröße K1 wird ausgehend von einem Startwert beim Starten der Brennkraft­ maschine bei jeder Zustandsänderung der Brennkraftmaschine durch Addition oder Subtraktion eines Korrekturwertes gemäß dem aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine aktua­ lisiert. Die Regelgröße K1 bezieht sich somit nicht auf ei­ nen einzigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine sondern enthält vielmehr ein Integral über alle Zustände seit dem Starten der Brennkraftmaschine.

In der EP-A-0 288 090 und der US 5 090 388 sind weiterhin Regelsysteme für Brennkraftmaschinen mit Kraftstoff-Dampf- Rückführsystemen offenbart, bei welchen im aktuellen Be­ triebszustand der Brennkraftmaschine anhand der aktuellen Betriebsbedingungen kontinuierlich ein Wert einer zuzu­ führenden Kraftstoffmenge berechnet wird.

Es liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welche eine ver­ besserte Anpassung der Zusammensetzung des zugeführten Luft- Kraftstoff-Gemisches an den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine ermöglicht und welche dadurch eine be­ sonders effiziente Nutzung des Kraftstoffs gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Vorrichtung zur Rege­ lung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung einer Ein­ spritzmenge eines Kraftstoffs und zur Regelung eines Luft- Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine weist folgende Komponenten auf:

• - einen Behälter, der mit einem Kraftstofftank der Brenn­ kraftmaschine über eine Leitung so verbunden ist, daß Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank verdampft ist, im Behälter aufgefangen wird,
• - eine weitere, durch ein Ablaßventil verschließ- oder frei­ gebbare Leitung, über die der Behälter in eine Luftan­ saugeinrichtung der Brennkraftmaschine entlüftbar ist, wobei in Phasen, in denen das Ablaßventil die Leitung freigibt, eine Menge des im Behälter aufgefangenen ver­ dampften Kraftstoffs der Luftansaugeinrichtung der Brenn­ kraftmaschine zugeführt wird,
• - einen Motor-Drehzahl-Fühler,
• - ein Luftdurchfluß-Meßgerät,
• - einen Sauerstoff-Fühler in einer Auspuffeinrichtung der Brennkraftmaschine,
• - einen Kraftstoff-Injektor und
• - eine Motor-Steuereinheit.

Hierbei weist die Motor-Steuereinheit folgende Merkmale auf:

• a) Die Motor-Steuereinheit steuert die Einspritzmenge Tp des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank durch Ansteuerung des Kraftstoff-Injektors unter Berück­ sichtigung einer vom Betriebszustand der Brennkraft­ maschine abhängenden, die der Brennkraftmaschine zu­ geführte Menge Fre von verdampftem Kraftstoff cha­ rakterisierende Lerngröße Clr und regelt dadurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F bei der Brenn­ kraftmaschine, wobei der Motor-Steuereinheit Meßdaten des Motor-Drehzahl-Fühlers, des Luftdurchfluß-Meßge­ räts und des Sauerstoff-Fühlers zugeführt werden.
• b) Basierend auf der Sauerstoff-Konzentration Vo be­ rechnet die Motor-Steuereinheit eine Rückführungs- Korrekturgröße Cfb, die in die Berechnung der Ein­ spritzmenge des Kraftstoffs Tp eingeht.
• c) Basierend auf einem Verhältnis NeI/NeIn von Ma­ schinen-Drehzahlen NeI, NeIn in einem ersten Be­ triebszustand der Brennkraftmaschine und in einem vom ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine verschiedenen zweiten Betriebszustand der Brenn­ kraftmaschine, einem Verhältnis CeI/CeIn von einge­ saugten Luftmengen CeI, CeIn im ersten und zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, einem Verhältnis CpaI/CpaIn von Luftmengen CpaI, CpaIn im ersten und zweiten Betriebszustand der Brennkraftma­ schine, die in Phasen, in denen das Ablaßventil die weitere Leitung freigibt, durch den Behälter strö­ men, sowie basierend auf der Rückführungs-Korrektur­ größe Cfb berechnet die Motor-Steuereinheit einen Wert ClrInP der Lerngröße Clr innerhalb des zweiten Betriebszustands der Brennkraftmaschine bei geöffne­ tem Ablaßventil.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung kann darin ge­ sehen werden, daß die Eigenschaften der Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebszustand in die Steuerung der Ein­ spritzmenge des Kraftstoffes während eines zweiten Be­ triebszustands eingehen.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zum Stand der Technik und insbesondere zu dem in der US 4 467 769 beschriebenen System ist, daß die Menge des im zweiten Betriebszustand verdampften Kraftstoffes mit sehr hoher Genauigkeit anhand der im ersten Betriebszustand ermittelten Daten berechnet wird und daß das Luft-Kraft­ stoff-Gemisch mit sehr hoher Genauigkeit eingestellt wird. Dadurch kann der Kraftstoff sehr effizient genutzt werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Brennkraftmaschine im ersten Betriebszustand im Leerlauf und im zweiten Betriebs­ zustand außerhalb des Leerlaufs befindet (Unteranspruch 2). Dies ist von Vorteil, da der Leerlauf ein gut definierter Betriebszustand einer Brennkraftmaschine ist, der während eines normalen Betriebs, etwa beim Einsatz in einem Automo­ bil, regelmäßig eingenommen wird, so daß die entsprechenden Meßgrößen regelmäßig aktualisiert werden können.

Bevorzugt ist weiterhin, daß die Motor-Steuereinheit die Berechnung der Werte ClrInP, ClrInPn der Lerngröße Clr im zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine weiterhin auf eine Menge des Kraftstoffs in dem Behälter und auf ei­ nem Entlüftungswert Cda stützt, wobei der Entlüftungswert Cda von der durch den Behälter in Phasen, in denen das Ven­ til die weitere Leitung freigibt, hindurchgehenden Luftmen­ ge Cpa abhängt (Unteranspruch 3). Auf diese Weise kann eine noch genauere Einstellung des Luft-Kraftstoff-Gemisches er­ reicht werden.

Unterschiedliche Eigenschaften von Behältern können bei ei­ ner Ausführungsform der Erfindung ausgeglichen werden, bei­ der die Motor-Steuereinheit den Entlüftungswert berechnet in Abhängigkeit von einer Differenz δClr zwischen einem ersten Wert ClrIP und einem zweiten Wert ClrIPn der Lern­ größe Clr im ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Die Motor-Steuereinheit berechnet dabei innerhalb des ersten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine den ersten Wert ClrIP der Lerngröße Clr während das Ablaßventil die weitere Leitung freigibt und den zweiten Wert ClrIPn der Lerngröße Clr während das Ablaßventil die weitere Leitung verschließt (vergl. Unteranspruch 4).

Speziell kann die zweite Regelgröße auf einen Wert gestützt werden, der als Entlüftungswert bezeichnet werden kann, der in Abhängigkeit von der Menge der Ablaßluft, welche durch den Kanister hindurch geht, und der Menge an Treibstoff im Kanister definiert ist.

Weil bei der erfindungsgemäßen Luft-Kraftstoff-Regelein­ richtung ein Rückführ-Korrektur-Koeffizient Cfb oder ein Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIP, welcher während des Leer­ laufs erlernt wurde, sicherlich die Eigenschaften eines Ka­ nisters reflektieren müssen, wobei der Korrektur-Koeffi­ zient Cfb oder ClrIP verwendet wird, wird die Möglichkeit geschaffen, quantitiativ einen Lern-Korrektur-Koeffizienten ClrInP für einen Zustand außerhalb des Leerlaufs und bei einem Ablaß-Vorgang mit hoher Genauigkeit aufzubauen. Folg­ lich reflektiert eine Luft-Kraftstoff-Rückführregelung mit dem Lern-Korrektur-Koeffizienten ClrInP, welche somit genau errichtet werden kann, die erneut verdampfte Menge an Kraft­ stoff und arbeitet folglich mit einer hohen Genauigkeit.

Die Durchführung einer Entlüftungskorrektur läßt weiterhin einen Lern-Korrektur-Koeffizienten ClrInP außerhalb des Leerlaufs oder ClrIP innerhalb des Leerlaufs und reflek­ tiert die im Kanister enthaltene Menge an verdampftem Kraft stoff. Folglich wird eine große Menge an Luft abgelassen oder ausgeblasen, ohne eine große Veränderung im Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis herbeizuführen. Außerdem kann ein Entlüf­ tungs-Koeffizient in Abhängigkeit von der Differenz des Lern-Korrektur-Koeffizienten δClr (= ClrIP - ClrIPn) verändert werden, und zwar während des Leerlaufs zwischen einem Zustand, bei dem ein Ablaß-Vorgang auftritt, und ei­ nem Zustand, bei dem kein Ablaß-Vorgang auftritt. Dies eli­ miniert Differenzen von Eigenschaften zwischen Kanistern, so daß die Ausführung einer genauen Luft-Kraftstoff-Verhält­ nis-Rückführregelung ermöglicht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regeleinrichtung,

Fig. 2 ein Flußdiagramm einer Kraftstoff-Versorgungs-Regelungs-Hauptroutine für einen Microcomputer einer Motor-Steuereinheit,

Fig. 3 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführ-Regelungs- Koeffizienten Cfb und der Menge der Ablaßluft veranschaulicht,

Fig. 4 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Menge der Ablaßluft und der Menge an erneut verdampftem Kraftstoff veranschaulicht,

Fig. 5 eine Veranschaulichung, welche eine Karte für Entlüftungs-Korrektur-Koeffizienten darstellt,

Fig. 6 eine Darstellung, welche das Konzept der Arbeitsweise der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regeleinrichtung veranschaulicht,

Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lern-Regelungs- Unterroutine für den Microcomputer der Motor-Steuereinheit,

Fig. 8A bis 8D Flußdiagramme einer Lern-Korrektur-Koeffizienten-Erneuerungs-Unter­ routine für einen Microcomputer der Motor-Steuereinheit,

Fig. 9 ein Zeitdiagramm, welches die Arbeitsweise der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regeleinrichtung für den Fall veranschaulicht, daß eine Veränderung des Rückführregelungs-Koeffizienten groß ist, und

Fig. 10 ein Zeitdiagramm, welches die Arbeitsweise der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regeleinrichtung für den Fall veranschaulicht, daß eine Veränderung, des Rückführ-Regelungs-Koeffizienten klein ist.

In den Zeichnungen und insbesondere in der Fig. 1 wird eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regeleinrichtung veranschau­ licht, welche einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung entspricht und welche beispielsweise mit einer Brenn­ kraftmaschine 1 zusammenwirkt, die als Vier-Zylinder-Rei­ henmotor ausgebildet ist. Luft wird der Brennkraftmaschine 1 über eine Ansaugeinrichtung 30 zugeführt, welche einen Luftfilter 30A aufweist. Diese Ansaugeinrichtung weist ein Ansaugrohr 30B auf, welche mit einer Luft-Durchfluß-Meßein­ richtung 2 und mit einer Drosselkammer 3 ausgestattet ist. Andererseits wird der Brennkraftmaschine 1 Kraftstoff von dem Kraftstofftank 12 zugeführt, und zwar mittels einer Kraftstoffpumpe 13. Der Kraftstoff wird durch einen Kraft­ stoff-Injektor 5 injiziert.

Die Menge der Ansaugluft wird durch eine Drosselklappe 6 gesteuert oder geregelt, welche in einer Drosselkammer 3 angeordnet ist, und zwar in Abhängigkeit davon, wie stark ein (nicht dargestelltes) Gaspedal niedergedrückt wird. Die Drosselklappe 6 wird während einer Verzögerung und während des Leerlaufs auf einer minimalen Öffnung gehalten. Wenn die Drosselklappe 6 geschlossen ist, wird ein Leerlauf­ schalter (ID) aktiviert, um ein Signal zu liefern, welches den Leerlauf anzeigt und welches durch eine Motor-Steuer­ einheit (ECU) 9 überwacht wird, die unten im einzelnen näher erläutert wird.

Die Drosselkammer 3 ist mit einer Umgehungsleitung 7 aus­ gestattet, die auch als Nebenschluß bezeichnet werden könnte, um die Möglichkeit zu schaffen, daß Luft um die Drosselklappe 6 herumgeführt werden kann. In der Umge­ hungsleitung befindet sich ein durch einen elektrischen Strom beaufschlagbares elektromagnetisches Ventil (ISC) 8, welches dazu dient, die Drehzahl der Maschine zu steuern oder zu überwachen, während die Maschine im Leerlauf läuft und während Luftpolster-Luft zugeführt wird. Folglich wird in einem Bereich, in welchem die Maschine im Leerlauf läuft, und auch in einem Zustand, in welchem Luftpolster- Luft zugeführt wird, solche Ansaugluft, die am Luft-Durch­ fluß-Meßgerät 2 vorbeigeführt wurde, der Brennkraftmaschine 1 über die Umgehungsleitung 7 zugeführt. Die Menge der An­ saugluft wird durch das elektromagnetische Ventil 8 gere­ gelt. Dieses elektromagnetische Ventil 8 wird in der Weise betätigt, daß es mit einem Arbeitszyklus oder Tast­ verhältnis D eines Steuersignals geöffnet und geschlossen wird, welches durch die Motor-Steuereinheit 9 geliefert wird.

Eine Abgaseinrichtung oder Auspuffeinrichtung 10 ist mit einem 3-Wege-Katalysator 11 in einer Abgasleitung 10A und einem Sauerstoff-Fühler (O₂-Fühler) S1 ausgestattet, der stromaufwärts von dem 3-Wege-Katalysator 11 angeordnet ist, um die Konzentration von Sauerstoff (O₂) in den Abgasen zu überwachen. Die Brennkraftmaschine selbst ist mit einer Einrichtung ausgestattet, die als Klopf-Fühler zu bezeichnen ist und dazu dient, ein Klopfen der Maschine zu ermitteln.

Die Motor-Steuereinheit 9, welche die Funktion hat, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis für eine elektronische Kraft­ stoff-Einspritz-Einrichtung zu regeln, bestimmt die elemen­ tare Einspritzmenge des Kraftstoffs Tp, und zwar auf der Basis der Menge der Ansaugluft Q, welche von dem Luft-Durch­ fluß-Meßgerät 2 ermittelt wird, und in Abhängigkeit von der Motor-Drehzahl Ne welche durch einen Motor-Drehzahl-Fühler 15 ermittelt wird. Weiterhin ermittelt sie ein Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis (A/F) auf der Basis der Sauerstoffkonzen­ tration Vo, welche durch den Sauerstoff-Fühler S1 ermittelt wird, und zwar in der Weise, daß die elektronische Kraft­ stoff-Einspritzeinrichtung in einem geschlossenen Regel­ kreis die elementare Einspritzmenge des Kraftstoffs Tp auf der Basis der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Luft- Kraftstoff-Verhältnis und einem Soll-Luft-Kraftstoff- Verhältnis regelt, so daß dadurch versucht wird, ein spe­ zielles Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Kraftstoffgemisches aufrechtzuerhalten. Dieses Verhältnis wird im allgemeinen so eingestellt, daß es in der Nähe eines theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von 14,7 liegt. Die Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Regeleinrichtung liefert im allgemei­ nen die tatsächliche Einspritzmenge des Kraftstoffes durch die in der Fig. 2 veranschaulichten Schritte, die unten im einzelnen näher erläutert werden.

Eine Zündkerze 14, die oben auf einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist, wird über einen Ver­ teiler 17 und eine Zündspule 18 mit einer speziellen Zündfunken-Spannung beaufschlagt. Eine zeitliche Steuerung der Zündspannung, d. h. eine Steuerung des Zündzeitpunktes erfolgt durch ein Zündzeitsignal ΘIgt, welches der Zündspule 18 von der Motor-Steuereinheit 9 zugeführt wird. Ein Verdichtungsdruckfühler S2 ist in dem Ansaugrohr 30B angeordnet, um ein Ansaug- oder Verdichtungsdruck Pb zu er­ mitteln, welcher einer Maschinenlast entspricht.

Die Motor-Steuereinheit 9 umfaßt eine Zentraleinheit (CPU), die aus einem Microcomputer und verschiedenen Schaltungs­ einrichtungen besteht, beispielsweise aus einer Schaltung, welche dazu dient, die Menge der Ansaugluft Q zu errechnen, einer Schaltung, welche dazu dient, die Einspritzmenge des Kraftstoffes zu berechnen und den Zeitpunkt der Einsprit­ zung, einer Schaltung, welche dazu dient, die Oktanzahl des Kraftstoffes zu beurteilen, aus Speichern, beispielsweise aus einem Festspeicher (ROM) aus dem nur ausgelesen werden kann, und einem Speicher mit statistischem Zugriff (RAM) sowie aus einer Anpaßschaltung (I/O). Über die Anpaßschal­ tung empfängt die Motor-Steuereinheit 9 verschiedene Signa­ le, beispielsweise ein Motorstartsignal von einem (nicht dargestellten) Startschalter, ein Motor-Drehzahl-Signal Ne von einem Drehzahl-Fühler 15, ein Kühlmittel-Temperatur- Signal Tw von einem Thermistor 16, ein Drosselklappen- Öffnungssignal TVo von einem Drosselklappen-Öffnungs­ fühler 4, ein Ansaugluftsignal Q von einem Luft-Durchfluß- Fühler 2, und zusätzlich Signale Vo und Pb, die oben bereits beschrieben wurden.

Aufgrund dieser Signale liefert die Motor-Steuereinheit 9 eine Korrektur-Steuerung oder Korrektur-Regelung für die Einspritzmenge des Kraftstoffes gemäß den Motor-Betriebsbe­ dingungen und eine Lern-Steuerung oder Lern-Regelung für die Einspritzmenge des Kraftstoffes.

Die Brennkraftmaschine 1 ist mit einem Kanister 31 ausge­ stattet, der zwischen der Ansaugleitung 30B stromabwärts von der Drosselklappe 6 und dem Kraftstofftank 12 angeord­ net ist. Es wird darin verdampfter Kraftstoff im Kraft­ stofftank gesammelt und aufbewahrt. Dieser Kanister 31 enthält Holzkohle, Aktivkohle oder körperlichen Kohlen­ stoff, durch welchen Kraftstoff von dem Kraftstofftank 12 adsorbiert wird. Der im Kanister 31 enthaltene Kraftstoff wird über eine Kraftstoff-Abführleitung 32 in die Ansauglei­ tung 30B abgeführt, wenn das Ablaßventil 33 geöffnet ist. Das Ablaßventil wird in die geöffnete und in die geschlos­ sene Stellung gesteuert, indem ein Ablaß-Steuersignal PG von der Motor-Steuereinheit 9 verwendet wird.

Gemäß der Darstellung in der Fig. 2, die ein Flußdiagramm darstellt, welches die Kraftstoff-Einspritz-Steuerroutine veranschaulicht, beginnt der Vorgang und die Steuerung er­ folgt direkt am Schritt S1, bei welchem verschiedene Signa­ le Tw, Q, Ta, Pa und Ne auftreten, welche jeweils die Tem­ peratur des Motor-Kühlmittels, die Menge der Ansaugluft, die Temperatur der Ansaugluft, den Druck der Atmosphäre und die Drehzahl der Maschine bezeichnen. Es wird dann auf der Basis der Menge der Ansaugluft (Ce) und der Drehzahl der Ma­ schine (Ne) im Schritt S2 eine elementare Einspritz-Menge (Tp) für Kraftstoff berechnet. Anschließend werden ver­ schiedene Korrekturen der Einspritz-Menge des Kraftstoffes in Abhängigkeit von Motor-Betriebsbereichen in den Schrit­ ten S3 bis S7 ausgeführt.

Dies bedeutet, daß folgende Korrekturen bei diesen Schrit­ ten bei diesen Schritten ausgeführt werden: 1) eine auf die Ansaugluft-Temperatur, und zwar unter Verwendung eines Kor­ rektur-Koeffizienten Ca im Schritt S3; 2) eine auf den at­ mosphärischen Druck bezogene Korrektur unter Verwendung ei­ nes Korrektur-Koeffizienten Cat im Schritt S4; 3) eine auf das Aufwärmen bezogene Korrektur unter Verwendung eines Korrektur-Koeffizienten Cw im Schritt S5; 4) eine auf eine Beschleunigung/Verzögerung bezogene Korrektur unter Verwen­ dung eines Korrektur-Koeffizienten Cac im Schritt S6; und 5) eine auf eine hohe Belastung der Maschine bezogene Kor­ rektur unter Verwendung eines Korrektur-Koeffizienten Cel im Schritt S7. Danach wird eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Regelung ausgeführt, und zwar unter Verwendung eines Rückführ-Korrektur-Koeffizienten Cfb, auf der Basis der Sauerstoff-Konzentration (Vo), welche durch den Sauerstoff- Fühler S1 überwacht wird, und zwar im Schritt S8, und es wird eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Lern-Regelung aus­ geführt, und zwar unter Verwendung eines Lern-Korrektur-Ko­ effizienten Clr. Dies bedeutet, daß eine elementare Ein­ spritz-Menge des Kraftstoffs (Tp) folgendermaßen berechnet wird:

Tp = Tp × (1 + Ca + Cp + Cw + Cac + Cel + Cfb + Clr) ... (I)

Dieser Rückführ-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrektur-Koef­ fizient Cfb für die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführ- Regelung wird eine an sich bekannte Proportional-Integral/­ Differenzial-Regelung (PID) berechnet. Kurz gesagt, wenn die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung in einem Integral- Regelungs-Modus (I-Regelung) ausgeführt wird, wenn die Kon­ zentration von Sauerstoff (Vo) sich auf einem Niveau für fette Luft-Kraftstoff-Verhältnisse befindet, wird der Rückführ-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrektur-Koeffizient Cfb folgendermaßen ausgedrückt:

Cfb = Cfb - δI ... (II)

Wenn andererseits die Sauerstoff-Konzentration (Vo) sich auf einem Niveau für magere Luft-Kraftstoff-Verhältnisse befindet, wird der Rückführ-Korrektur-Koeffizient Cfb fol­ gendermaßen ausgedrückt:

Cfb = Cfb + δI ... (III)

Danach werden die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrektur-Ko­ effizienten ClrIP und ClrIPn auf deren Basis der Lern-Kor­ rektur-Koeffizient Clr ermittelt wird, im Schritt S10 ge­ lernt und erneuert. In der vorliegenden Beschreibung bedeu­ ten die Symbole "I", "In", "P" und "Pn" jeweils zur Verein­ fachung "im Leerlauf", "nicht im Leerlauf", "Ablaß" und "kein Ablaß". Dies bedeutet, ein Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIP ist ein Koeffizient, der durch einen Lernvorgang her­ vorgebracht wird, während sich die Maschine im Leerlauf be­ findet und ein Ablaß erfolgt. Ein Lern-Korrektur-Koeffi­ zient ClrIPn ist ein Koeffizient, der hervorgebracht wird, während sich die Maschine im Leerlauf befindet und kein Ab­ laß erfolgt. Danach wird die Regelung fortgesetzt und nach­ dem eine ungültige Kraftstoff-Einspritzzeit im Schritt S11 eingestellt wurde und Zylinder bezeichnet oder eingestellt wurden, welche im Schritt S12 von einer Kraftstoff-Ein­ spritzung ausgenommen wurden, wird die tatsächliche Ein­ spritzmenge des Kraftstoffs Tf aufgebaut. Der Kraftstoff- Injektor 5 wird mit einem Treiberimpuls betrieben, der ein Tastverhältnis D aufweist, welches der tatsächlichen Ein­ spritz-Menge des Kraftstoffes Tf zur Kraftstoff-Einsprit­ zung in die Brennkraftmaschine 1 entspricht.

Zur Vereinfachung der Beschreibung soll der Ausdruck "wie­ derverdampfte Menge von Kraftstoff (Fre)" in der vorliegen­ den Beschreibung in der Bedeutung verwendet werden, daß er sich auf diejenige Menge von Kraftstoff bezieht, welche einmal in dem Kanister 31 enthalten ist und nach erneuter Verdampfung in die Ansaugleitung 30B geführt wurde. Bei dieser Regelung wird ein Korrektur-Koeffizient für die Re­ gelung von verdampften Kraftstoff im Leerlauf dazu verwen­ det, um eine Lern-Korrektur in einer Regelung für verdampf­ ten Kraftstoff außerhalb des Leerlaufs abzuschätzen. Dies geschieht, weil im Leerlauf die Maschine in einem stabilen Betriebszustand ist und folglich die Versorgung mit ver­ dampftem Kraftstoff stabil durchgeführt wird.

Die Abschätzung der Menge des erneut verdampften Kraftstof­ fes, der in eine Brennkraftmaschine einzugeben ist, erfolgt gemäß der nachfolgenden Beschreibung.

Wenn sich die Maschine im Leerlauf befindet, wird zunächst die Menge der Ansaugluft (oder der Luft-Aufladungs-Wir­ kungsgrad) Ce und die Veränderung im Luft-Kraftstoff- Verhältnis (praktisch ein Rückführ-Korrektur-Koeffizient Cfb für Luft-Kraftstoff-Rückführ-Regelung) ermittelt, wel­ che eine Induktion einer speziellen Ablaß-Menge an Luft be­ gleitet. Der Begriff "Ablaß-Menge an Luft (Cpa)", wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, soll diejeni­ ge Menge an Luft bedeuten, welche aus dem Kanister 31 in die Ansaugleitung 30B eingeführt wird. Außerdem wird nach­ folgend zu Vereinfachung die Veränderung im Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis auf den Rückführ-Korrektur-Koeffizienten Cfb im Leerlauf bezogen. Grundsätzlich ist die erneut ver­ dampfte Menge an Kraftstoff, während sich die Maschine außerhalb des Leerlauf-Bereiches befindet, derjenigen Menge proportional, die während des Leerlaufs vorhanden ist, und die außerhalb des Leerlaufs verdampfte Menge an Kraftstoff ist umgekehrt proportional zu der Drehzahl der Maschine Ne und der eingeführten Menge an Ansaugluft Ce.

Unter Beachtung dieser Tatsachen wird ein abnehmender Kor­ rektur-Koeffizient ClrInP (InP zeigt einen Bereich außer­ halb des Leerlaufs beim Ablaß-Vorgang an) für die Luft- Kraftstoff-Verhältnis-Lern-Regelung, welche der Versorgung mit verdampftem Kraftstoff folgt, folgendermaßen aus­ gedrückt:

ClrInP = (FreIn/((FreI))) × (((NeI))/NeIn) × (((CeI))/CeIn) × ((CfbI)) ... (IV)

wobei ein Wert in Klammern einen Lern-Wert oder einen Mit­ telwert anzeigt.

Ein Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIn außerhalb des Leer­ laufs wird als proportional zu einem Lern-Wert angenommen (praktisch ein integrierter Wert), und zwar in Bezug auf einen Rückführ-Korrektur-Koeffizienten Cfb im Leerlauf. Ob­ wohl im wesentlichen der Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIn außerhalb des Leerlaufs proportional zu der Menge des Kraftstoffs im Kanister 31 angenommen werden muß, wird in der Gleichung (IV) eine Veränderung im Luft-Kraftstoff- Verhältnis, d. h. der Rückführ-Korrektur-Koeffizient Cfb im Leerlauf, der während des Leerlaufs erlernt wurde, für die im Kanister befindliche Menge an Kraftstoff ersetzt.

Weder für den Leerlauf, noch für einen Bereich außerhalb des Leerlaufs wird eine erneut verdampfte Menge an Kraft­ stoff direkt abgeschätzt. Es kann jedoch die Ablaß-Menge von Luft, d. h. die Menge derjenigen Luft, welche durch den Kanister 31 strömt, für die Menge an Kraftstoff gesetzt werden, welche von dem Kanister 31 abfließt. Folglich kann die Gleichung (IV) folgendermaßen geschrieben werden:

ClrInP = (CpaIn/((CpaI))) × (((NeI))/NeIn) × (((CeI))/CeIn) × ((CfbI)) ... (V)

Es ist jedoch praktisch die erneut verdampfte Menge an Kraftstoff Fre nicht direkt proportional zu der Ablaß-Menge an Luft Cpa, und sie ändert sich tatsächlich in Abhängig­ keit von dem Füllzustand des Kanisters 31.

In der Fig. 3 ist die Beziehung zwischen dem Rückführ-Kor­ rektur-Koeffizienten Cfb und der Ablaß-Menge an Luft Cpa veranschaulicht. Die gestrichelten Kurven zeigen Beziehun­ gen zwischen diesen Größen, wenn sie einander direkt pro­ portional sind. Die durchgezogenen Kurven zeigen experimen­ tielle Beziehungen zwischen diesen Größen. Weiterhin ist eine Kurve "A" die Beziehung zwischen dem Zustand, in wel­ chem der Kanister 31 verdampften Kraftstoff bis zu seiner vollen Kapazität enthält; die Kurve "B" ist die Beziehung für den Fall, daß der Kanister 31 seine darin enthaltene Menge an Kraftstoff vermindert, und die Kurve "C" ist die Beziehung für den Fall, daß der Kanister 31 fast leer ist.

Die Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der erneut ver­ dampften Menge an Kraftstoff in Bezug auf die Ablaß-Menge an Luft.

Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, ist eine entsprechende Korrektur erforderlich, weil während eines Zustandes außer­ halb des Leerlaufs die erneut verdampfte Menge kaum propor­ tional ist zu der Ablaß-Menge von Luft. Für diese Korrektur wird ein sogenannter Entlüftungs-Korrektur-Koeffizient Cda verwendet. Dann kann die Gleichung (V) folgendermaßen modi­ fiziert werden:

ClrInP = (CpaIn/((CpaI))) × Cda × (((NeI))/NeIn) × (((CeI))/CeIn) × ((CfbI)) ... (VI)

Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, ist dieser Entlüftungs-Kor­ rektur-Koeffizient Cda in der Form einer Karte in Bezug auf die Ablaß-Menge an Luft Cpa und die im Kanister enthaltene Menge an Kraftstoff definiert (für welche ein Lern-Korrek­ tur-Koeffizient ClrIP während des Leerlaufs und des Ab­ laß-Vorgangs substituiert wird). Die Ablaß-Menge an Luft im Leerlauf CpaI, die Drehzahl der Maschine im Leerlauf NeI, die Menge an Ansaugluft im Leerlauf CeI und der Rückführ-Korrektur-Koeffizient im Leerlauf CfbI werden während des Leerlaufs berechnet und gespeichert. Außerhalb des Leerlaufs wird der Entlüftungs-Korrektur-Koeffizient Cda in Bezug auf die Ablaß-Menge an Luft in einem bestimm­ ten Zeitpunkt ermittelt. Weil für den Rückführ-Korrektur- Koeffizienten im Leerlauf CfbI ein Lern-Korrektur-Koeffi­ zient ClrIP während des Leerlaufs und des Ablaß-Vorganges substituiert wird, läßt sich der Rückführ-Korrektur-Koeffe­ zient außerhalb des Leerlaufs CfbIn, während verdampfter Kraftstoff in die Ansaugleitung 30B geführt wird, für einen Zustand außerhalb des Leerlaufs folgendermaßen ausdrücken:

ClrInP = (CpaIn/((CpaI))) × Cda × (((NeI))/NeIn) × (((CeI))/CeIn) × ClrIP ... (VII)

Die Fig. 6 veranschaulicht die oben beschriebene Technik. Die Differenz des Luft-Kraftstoff-Korrektur-Koeffizienten im Bereich des Leerlaufs zwischen einem Bereich innerhalb des Ablaß-Vorganges und außerhalb des Ablaß-Vorganges, der als die Menge des erneut verdampften Kraftstoffes zusammen mit Maschinen-Betriebsbedingungen erlernt wurde, beispiels­ weise mit der Motor-Drehzahl, der Menge an Ansaugluft und der Menge an Ablaß-Luft, wird in den anderen Bereich der Motor-Drehzahl reflektiert, d. h. in einen Betriebszustand außerhalb des Leerlaufs. Folglich ist eine Korrektur nicht immer für die entsprechenden Bereiche der Maschinen-Be­ triebsbedingungen erforderlich.

Weiterhin wird eine Vergrößerung der Menge an Ablaß-Luft herbei geführt, ohne daß dadurch eine große Veränderung im Luft-Kraftstoff-Verhältnis eintritt.

Bei dieser Ausführungsform wird der Lern-Korrektur-Koeffi­ zient Clr nicht getrennt für einen Bereich im Leerlauf und beim Ablaß-Vorgang und einen Bereich außerhalb des Leer­ laufs beim Ablaß-Vorgang aufgebaut. Dies ist deshalb der Fall, weil während des Leerlaufs das Produkt aus Elementen der Gleichung (VII) von (CpaIn/((CpaI))) × Cda × (((NeI))/NeIn) × (((CeI))/CeIn) gleich Eins ist (1) und die Gleichung (VII) praktisch auf den Leerlauf angewandt werden kann. Dies bedeutet, die Gleichung (VII), welche den LernKorrektur-Koeffizienten Clr darstellt, der ein Element der Gleichung (I) ist, läßt sich folgendermaßen ausdrücken:

Clr = ClrIP or ClrInP = (CpaIn/((CpaI))) × Cda × (NeI/NeIn) × (CeI/CeIn) × ClrIP(i) ... (VIII)

wobei ClrIP(i) der letzte Korrektur-Koeffizient für den Leerlauf und den Ablaß-Vorgang ist, der zuletzt erlernt und erneuert wurde.

Bei dieser Ausführungsform wird die Eigenschaft der Luft- Kraftstoff-Verhälnis-Rückführung erlernt, und zwar sogar während eines Zustandes außerhalb des Ablaß-Vorganges. Weil die Anlage in einem Betriebsbereich, in welchem kein Ablas­ sen stattfindet, im Leerlauf eine stabile Luft-Treib­ stoff-Rückführung durchführt, reflektiert der Lernvorgang genau die Eigenschaft der Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Rückführung. Wenn ein Ablaß-Vorgang während des Leerlaufs nicht durchgeführt wird, wird die Eigenschaft der Luft- Kraftstoff-Rückführung als ein Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIPn für den Leerlauf und den Bereich außerhalb des Ab­ laß-Vorganges erlernt, welcher für einen Lern-Korrektur-Ko­ effizienten ClrIPn außerhalb des Leerlaufs und außerhalb des Ablaß-Vorganges substituiert wird. Dies bedeutet, der Lern-Korrektur-Koeffizient Clr, der ein Element der Glei­ chung (I) ist, wird folgendermaßen ausgedrückt:

Clr = ClrInPn = CpaIPn × (NeI/NeIn) × (QI/QIn) ... (IX)

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches die Lern-Korrektur-Un­ terroutine veranschaulicht, welche im Schritt S9 durch­ geführt wird, der in der Fig. 2 veranschaulicht ist. Die Routine beginnt und die Regelung erfolgt direkt im Schritt S101, in welchem ein Signal PG den Zustand "offen" oder "geschlossen" des Ablaßventils 33 darstellt. Folglich wird im Schritt S102 eine Entscheidung darüber getroffen, ob das Ablaßventil 33 geöffnet wurde, so daß Kraftstoff, der im Kanister 31 enthalten ist, der Brennkraftmaschine 1 zu­ geführt werden kann. Wenn die Antwort "JA" lautet, dann wird die Gleichung (VIII) berechnet, um einen Lern-Korrek­ tur-Koeffizienten Clr während des Ablaß-Vorganges im Schritt S103 zu erreichen. Da die Gleichung (VIII) auf den Leerlauf und einen Bereich außerhalb des Leerlaufs anwend­ bar ist, wird der Lern-Korrektur-Koeffizient Clr, der im Schritt S103 berechnet wird, sicherlich als ein Koeffizient anzusehen sein, der auf der Basis eines Lern-Korrektur-Ko­ effizienten ClrIP während des Leerlaufs und des Ablaß-Vor­ ganges erlernt wurde, wobei die Ablaß-Menge der Luft während eines Betriebes außerhalb des Leerlaufs in Betracht gezogen wird.

Wenn andererseits die Antwort bei dieser Entscheidung "NEIN" lautet, so deutet dies einen Zustand an, bei dem kein Ablaß stattfindet, und es wird dann die Gleichung (IX) berechnet, um einen Lern-Korrektur-Koeffizienten Clr für einen Bereich außerhalb des Leerlaufs und außerhalb des Ab­ laß-Vorganges zu erreichen, und zwar auf der Basis eines Lern-Korrektur-Koeffizienten Clr, der während des Leerlaufs und außerhalb des Ablaß-Vorganges im Schritt S103 erlernt wurde.

Auf diese Weise wird ein Lern-Korrektur-Koeffizient für den Leerlauf Clr bestimmt, und zwar für die Versorgungsregelung an verdamftem Kraftstoff, gemäß dem Zustand des Ablaß-Vor­ ganges und dem Zustand außerhalb des Ablaß-Vorganges in dem speziellen Bereich des Betriebes der Brennkraftmaschine, d. h. dem Bereich des Leerlaufs. Nachdem ein Lern-Korrektur- Koeffizient Clr für die Versorgungsregelung mit verdampftem Kraftstoff auf diese Weise bestimmt wurde, wird auf dieser Grundlage ein Einspritz-Korrektur-Koeffizient außerhalb des Leerlaufs bestimmt, wie es nachfolgend im einzelnen erläutert wird.

Die Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, welches die Lern-Rege­ lungs-Unterroutine zum Erlernen der Korrektur-Koeffizienten ClrIP und ClrIPn veranschaulicht. Der Ablauf beginnt und die Steuerung erfolgt direkt im Schritt S201, in welchem verschiedene Signale Ne, Ce, Vo, Clr und Cfb, welche je­ weils die Drehzahl der Maschine, die Menge an Ansaugluft, die Konzentration an Sauerstoff, einen Korrektur-Koeffi­ zienten der Menge an Ablaß-Luft bzw. einen Rückführ-Korrek­ tur-Koeffizienten darstellen, gelesen und in den Speicher mit statistischem Zugriff RAM der Motor-Steuereinheit 9 eingespeichert werden.

Dann wird im Schritt S202 eine Entscheidung darüber getrof­ fen, ob die Brennkraftmaschine 1 gestartet wurde. Wenn die Antwort auf diese Frage "JA" lautet, dann wird eine Markie­ rung F auf "0" gesetzt. Die Markierung F wird unmittelbar nach dem Start der Maschine auf "0" gesetzt und zeigt an, daß sich der Kanister 31 in seinem Ursprungszustand oder Ausgangszustand befindet. Sobald andererseits ein Signal Vo, welches die Sauerstoff-Konzentration angibt, von einem mageren Pegel für magere Luft-Kraftstoff-Verhältnisse auf einen fetten Pegel für fette Luft-Kraftstoff-Verhältnisse übergeht, und sobald es dann von dem fetten Pegel auf den mageren Pegel während der Ausführung der Luft-Kraftstoff- Rückführregelung übergeht, wird die Markierung F auf "1" ge­ setzt, um anzuzeigen, daß der Kanister 31 aus seinem Ur­ sprungszustand oder Ausgangszustand herausgegangen ist, beispielsweise im Schritt S214 oder S216.

Bis die Kanister-Zustands-Markierung F auf "1" gesetzt ist, nach dem Starten der Brennkraftmaschine, d. h. bis die Ant­ wort auf eine der Entscheidungen, welche in den Schritten S205 bis S208 und S210 getroffen werden, zu "NEIN" wird, kehrt die Regelungs-Ablauf-Folge zu der Hauptroutine zurück, und folglich wird irgendein Lernvorgang nicht aus­ geführt. Mit anderen Worten, da beispielsweise in glühender Sonne oder ähnlichen Bedingungen ein großer Teil der Ver­ dampfung des Kraftstoffes möglicherweise unmittelbar nach dem Anlassen der Maschine erfolgt, ist es nicht erwünscht, einen Lernvorgang unter solchen äußeren Bedingungen herbei­ zuführen. Wenn eine Veränderung im Luft-Kraftstoff- Verhältnis von mager zu fett und danach wieder zu mager in den Schritten S205 bis S210 festgestellt wird, wird im Schritt S212 eine Entscheidung darüber getroffen, ob ein absoluter Wert δCfb einer Veränderung im Rückführ-Kor­ rektur-Koeffizienten Cfb des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses größer als 10% ist, und zwar für eine Periode von einem Zeitpunkt, zu dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ge­ worden ist, zu einem Zeitpunkt, zu dem es mager geworden ist. Der Rückführ-Korrektur-Koeffizient Cfb wird im Schritt S209 ermittelt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett wird, und im Schritt S211, wenn das Luft-Kraftstoff-Ver­ hältnis mager wird. Wenn eine größere Veränderung als 10 . für δCfb festgestellt wird, so zeigt dies an, daß eine große Menge an Kraftstoff verdampft wurde und der Kanister 31 mit verdampftem Kraftstoff gefüllt wurde. Dann wird der letzte Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIP(i) für den Leer­ lauf und den Ablaß-Vorgang auf einen speziellen Wert zu einer größeren Seite hin gesetzt, beispielsweise auf 20% im Schritt S213. Nachdem die Kanister-Zustands-Markierung F auf "1" und eine Markierung G auf "1" gesetzt wurde, wird die Folge dann wiederholt. Dabei zeigt die Markierung G an, welche auf "1" gesetzt wurde, daß ein Lernvorgang im Leer­ lauf und dem Ablaß-Zustand durchgeführt wird. Wenn der letzte Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIP(i) auf eine große Zahl gesetzt wird, so wird dadurch eine Fluktuation der Luft-Kraftstoff-Regelung in die Lage versetzt, in kurzer Zeit zu konvergieren.

Wenn andererseits die Veränderung δCfb geringer als 10% ist, dann wird ein vorhergehender Lern-Korrektur-Koeffi­ zient ClrIP(i - 1) für den letzten Lern-Korrektur-Koeffizien­ ten CIrIP(i) im Schritt S215 substituiert. Nachdem die Ein­ stellung der Kanister-Zustands-Markierung F auf "1" erfolgt ist, wird dann die Folge wiederholt. Dies bedeutet, wenn die Veränderung des Rückführ-Korrektur-Koeffizienten δCfb für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kleiner als 10% ist, d. h., wenn der Kanister 31 mit weniger verdampftem Kraftstoff gefüllt ist, wird ein vorhergehender Lern-Kor­ rektur-Koeffizient ClrIP(i - 1) als der letzte Lern-Korrek­ tur-Koeffizient ClrIP(i) erneuert und abgespeichert.

Wenn jedoch der Kanister 31 mit Kraftstoff gefüllt ist und die Veränderung des Rückführ-Korrektur-Koeffizienten δCfb größer ist als 10%, und zwar für einen Fall, in welchem das Fahrzeug für viele Stunden in glühender Sonne steht, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis korrigiert wird, ohne die Konzentration des Sauerstoffs so zu reduzieren, daß die Veränderung des Rückführ-Korrektur-Koeffizienten δCfb auf einen bestimmten Wert vermindert wird, bei­ spielsweise 10%, wird die Differenz des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses aufgrund des verdampften Kraftstoffes so be­ urteilt, daß sie größer ist als jener Wert, und ein be­ stimmter hoher Wert, beispielsweise 20%, wird als ein Lern-Korrektur-Koeffizient für den Leerlauf abgespeichert. Wie oben bereits beschrieben wurde, wird in einem solchen Fall, daß eine große Veränderung in der Menge an verdampf­ tem Kraftstoff im Kanister 31 während eines Stillstandes der Maschine verursacht wird, eine versuchsweise Erneuerung des Lern-Korrektur-Koeffizienten ermöglicht, um die Ver­ schlechterung der Fahr-Möglichkeiten wegen eines übermäßig fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der Verschlechte­ rung der Abgas-Emissions-Eigenschaften auf ein Minimum zu begrenzen.

Damit die Markierung F des Kanister-Zustandes auf "0" ge­ setzt wurde, nachdem die Brennkraftmaschine im Schritt S204 angelassen wurde, erfolgt eine Regelung im Schritt S217, in welchem eine Entscheidung darüber herbeigeführt wird, ob die Brennkraftmaschine 1 nun im Leerlauf ist. Dies ge­ schieht deswegen, weil ein Lernvorgang im Bereich des Leer­ laufes durchgeführt wird, in welchem die Brennkraftmaschine 1 in ihrer Drehzahl stabil ist. Die folgende Beschreibung ist auf den Fall gerichtet, daß die Maschine im Leerlauf ist und ein Ablaß-Vorgang erfolgt, um die Sache zu verein­ fachen.

In einem solchen Fall wird im Schritt S219 eine Entschei­ dung darüber getroffen, ob eine Lernmarkierung G auf "1" gesetzt wurde. Wenn die Antwort auf diese Frage "JA" lau­ tet, dann wird ein vorhergehender Lern-Korrektur-Koeffi­ zient ClrIP(i - 1), der um 50% eines Mittelwertes (Cfb) von allen vorangegangenen Rückführ-Korrektur-Koeffizienten Cfb für einen Lernvorgang im Leerlauf Crb erhöht wurde, für den letzten Lern-Korrektur-Koeffizienten ClrIP(i) im Schritt S220 substituiert. Der Grund dafür, daß 50% eines Mittel­ wertes (Cfb) von allen vorangegangenen Rückführ-Korrektur- Koeffizienten Cfb addiert werden, besteht darin, daß dann, wenn die Antwort auf die Entscheidung im Schritt S219 "JA" lautet, damit angezeigt wird, daß ein großer Teil des ver­ dampften Kraftstoffes in dem Kanister 31 bleibt, so daß der Mittelwert (Cfb) groß ist. Wenn dieser große Mittelwert (Cfb) für den Lern-Korrektur-Koeffizienten ClrIP substitu­ iert wird, wird folglich eine Zunahme in der Luft-Kraft­ stoff-Verhältnis-Rückführregelung übermäßig groß, und des­ halb besteht die Gefahr, daß die Rückführ-Regelung diver­ giert.

Wenn andererseits die Antwort auf die Entscheidung im Schritt S219 "NEIN" lautet, so zeigt dies an, daß die Veränderung des Rückführ-Korrektur-Koeffizienten δCfb geringer ist als 10%, nachdem der Kanister 31 seinen Aus­ gangszustand verlassen hat, weil davon ausgegangen wird, daß die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückführregelung stabil war, bevor die Kanister-Zustands-Markierung F auf "1" verändert wurde, und es besteht dann kein Problem, einen Mittelwert (Cfb) zu verwenden, der dann ermittelt wird, wenn die Kanister-Zustands-Markierung F auf "1" verändert wird, und zwar für einen Lern-Korrektur-Koeffizienten ClrIP. Folglich wird im Schritt S221 der Mittelwert (Cfb) für den letzten Lern-Korrektur-Koeffizienten ClrIP(i) sub­ stituiert. Dann wird die Lern-Markierung G auf "1" gesetzt.

Die Differenz zwischen der Substitution eines vorangegange­ nen Lern-Korrektur-Koeffizienten ClrIP(i - 1), der um 50% eines Mittelwertes (Cfb) im Schritt S220 erhöht wurde, und die Substitution eines Mittelwertes (Cfb) im Schritt S221 werden unten beschrieben. Die Substitution von ClrIP(i - 1) + (Cfb)/2 wird nur einmal durchgeführt, wenn die Lern-Markie­ rung G "0" bleibt, mit einer Veränderung δCfb von weni­ ger als 10%, d. h., wenn die Regelung vom Schritt S219 auf den Schritt S221 übergeht. Mit anderen Worten, weil selbst dann, wenn die Lern-Markierung G auf "0" gesetzt wird, sie im Schritt S222 auf "1" gesetzt wird, wird ClrIP(i - 1) + (Cfb)/2 nur einmal verwendet. Nach der Substitution von ClrIP(i - 1) + (Cfb)/2 für einen letzten Lern-Korrektur-Koef­ fizienten ClrIP(i) wird ClrIP(i - 1) + (Cfb)/2 für einen letzten Lern-Korrektur-Koeffizienten ClrIP(i) im Schritt S220 substituiert. Wenn die Lern-Markierung G im Schritt S214 auf "1" gesetzt wird, ist der vorangegangene Lern-Kor­ rektur-Koeffizient ClrIP(i - 1) ein solcher Koeffizient, der erlernt wurde, bevor die Maschine angelassen wurde, d. h. während eines letzten Betriebes der Maschine.

Wenn folglich gemäß der Darstellung in der Fig. 9 die Veränderung des Rückführ-Korrektur-Koeffizienten δCfb groß ist, bevor die Lern-Markierung G auf "1" gesetzt wird, d. h., wenn die Antwort auf die Entscheidung im Schritt S212 "JA" lautet, wird ein vorangegangener Lern-Korrektur-Koef­ fizient ClrIP(i - 1), der um 50% eines Mittelwertes (Cfb) (d. h. ((Cfb))/2) erhöht wurde, für einen letzten Lern-Kor­ rektur-Koeffizienten ClrIP(i) substituiert. Es ist zu be­ achten, daß der vorangegangene Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIP(i - 1) die erneut verdampfte Menge an Kraftstoff im Ka­ nister 31 zu einer Zeit reflektiert, bei welcher der voran­ gegangene Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIP(i - 1) als Start- Koeffizient genommen wurde, wodurch möglicherweise eine frühe Konvergenz der Luft-Kraftstoff-Rückführregelung be­ schleunigt wird. Wenn andererseits gemäß der Darstellung in der Fig. 10 die Veränderung des Rückführ-Korrektur-Koeffi­ zienten δCfb gering ist, d. h., wenn die Antwort auf die Entscheidung im Schritt S212 "NEIN" lautet, weil keine Be­ trachtung eines vorangegangenen Lern-Korrektur-Koeffizien­ ten ClrIP(i - 1) erforderlich ist, wird ein Mittelwert (Cfb) der Rückführ-Korrektur-Koeffizienten Cfb, welche in der Pe­ riode vom Beginn des Lernvorganges bis zur Einstellung der Lern-Markierung G auf "1" gesammelt wurden, als der Start- Koeffizient für einen vorangegangenen Lern-Korrektur-Koef­ fizienten ClrIP(i - 1) genommen.

Wenn die Brennkraftmaschine ohne Ablaß-Vorgang im Leerlauf ist, lautet die Antwort auf die Enscheidung im Schritt S218 "NEIN". Dann wird der Zustand der Markierung H im Schritt S223 beurteilt. Hier zeigt die Markierung H bei einer Ein­ stellung auf "1" an, daß ein Lernvorgang im Leerlauf und ohne Ablaß-Vorgang durchgeführt wird. Da die Lern-Markie­ rung H in einem Ausgangszustand auf "0" gesetzt wurde, wird ein Mittelwert (Cfb) für den letzten Lern-Korrektur-Koeffe­ zienten ClrIPn(i) substituiert. Dann wird Lern-Markierung H im Schritt S225 auf "1" gesetzt. Sobald die Lern-Markierung H auf "1" gesetzt wurde, fährt die Regelung vom Schritt S223 zum Schritt S226 fort, bei welchem ein vorangegangener Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIPn(i - 1), dem 50% eines Mit­ telwertes (Cfb) von allen vorangegangenen Rückführ-Korrek­ tur-Koeffizienten Cfb für einen Lernvorgang Crb im Leerlauf zugefügt wurden, für den letzten Lern-Korrektur-Koeffizien­ ten ClrIPn(i) substituiert.

Gemäß der Darstellung in der Fig. 8D geht im Anschluß an den Aufbau eines letzten Lern-Korrektur-Koeffizienten Clr(i) die Regelung zum Schritt S227, um einen nachfolgen­ den Lern-Korrektur-Koeffizienten Clr(i + 1) aufzubauen. Im Schritt S227 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob der letzte Lern-Korrektur-Koeffizient ClrIP(i) im Leerlauf und beim Ablaß-Vorgang kleiner als 15% ist. Wenn die Ant­ wort auf diese Entscheidung "JA" lautet, so zeigt dies an, daß ein großer Teil der Mager-Korrektur notwendig ist. Dann wird im Schritt S228 eine weitere Entscheidung darüber ge­ troffen, ob der letzte Rückführ-Korrektur-Koeffizient Cfb(i) größer als 10% ist, d. h. ob die Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Rückführregelung in der Weise ausgeführt wurde, daß das Luft-Krafstoff-Verhältnis mehr als 10% zum fetten Bereich hin verändert wurde. Wenn der letzte Lern-Korrek­ tur-Koeffizient ClrIP(i) im Leerlauf und beim Ablaß-Vorgang hinreichend groß ist, um einen großen Teil der Mager-Kor­ rektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auszuführen und der letzte Rückführ-Korrektur-Koeffizient Cfb(i) ausrei­ chend groß ist, um einen großen Teil der Fett-Korrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auzuführen, d. h., wenn die Antworten auf die Entscheidungen in den Schritten S227 und S228 "JA" lauten, wird der letzte Lern-Korrektur-Koeffi­ zient ClrIP(i), der um 5% erhöht wurde, für einen nachfol­ genden Lern-Korrektur-Koeffizienten ClrIP(i + 1) substitu­ iert. Diese Addition von 5% beschleunigt die Konvergenz der Luft-Kraftstoff-Rückführregelung. Danach wird eine Be­ rechnung durchgeführt, um die Differenz des Lern-Korrektur- Koeffizienten δClr (= ClrIP - ClrIPn) während des Leer­ laufs zwischen dem Ablaß-Vorgang und einem Bereich außer­ halb des Ablaß-Vorganges zu erreichen. Diese Lern-Korrektur- Koeffizienten-Differenz δClr ist so zu sehen, daß sie Unterschiede in Eigenschaften zwischen Kanistern von Brenn­ kraftmaschinen-Systemen reflektieren muß. Auf der Grundlage dieser Betrachtung wird im Schritt S231 eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Lern-Korrektur-Koeffizienten-Dif­ ferenz δClr größer ist als Null (0). Wenn die Antwort auf diese Entscheidung "JA" lautet, dann wird ein Entlüftungskoeffizient Cda, welcher in Abhängigkeit von der Menge der Ablaßluft Cpa und der Menge des im Kanister be­ findlichen Kraftstoffes definiert ist, dadurch vermindert, daß er mit einem Dämpfungsfaktor K im Schritt S232 multi­ pliziert wird. Nachdem eine Korrektur-Ausführungs-Markie­ rung I auf "1" gesetzt wurde, wird die Folge wiederholt.

Diese Lern-Korrektur-Koeffizienten-Differenz δClr bleibt so lange konstant, wie der Kanister 31 nicht durch einen anderen Kanister ersetzt wird. Folglich lautet die Antwort auf die Entscheidung im Schritt S231 immer "JA", und zwar sogar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine. Wenn jedoch ein anderer Kanister eingesetzt wird, welcher die Eigen­ schaft hat, daß eine Lern-Korrektur-Koeffizienten-Differenz δClr kleiner ist als Null (0), dann werden die Schritte S234 bis S236 ausgeführt. Dies bedeutet, nachdem ein Dämpfungsfaktor K von 1 eingeführt wurde, (die Dämpfung des Entlüftungs-Koeffizienten ist gleich Null), und zwar im Schritt S235, und nachdem die Korrektur-Ausführungs-Markie­ rung I auf "1" gesetzt wurde, wird die Folge wiederholt.

Claims (4)

1. Vorrichtung
zur Steuerung einer Einspritzmenge (Tp) eines Kraft­ stoffs und zur Regelung eines Luft-Kraftstoff-Verhält­ nisses (A/F) bei einer Brennkraftmaschine (1), mit

• 1. einem Behälter (31), der mit einem Kraftstofftank (12) der Brennkraftmaschine (1) über eine Leitung so verbunden ist, daß Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank (12) verdampft ist, im Behälter (31) aufgefangen wird,
• 2. einer weiteren, durch ein Ablaßventil (33) ver­ schließoder freigebbaren Leitung (32), über die der Behälter (31) in eine Luftansaugeinrichtung (30) der Brennkraftmaschine (1) entlüftbar ist, wobei in Phasen in denen das Ablaßventil (33) die Leitung (32) freigibt, eine Menge (Fre) des im Behälter (31) aufgefangenen verdampften Kraftstoffs der Luftansaugeinrichtung (30) der Brennkraftmaschine (1) zugeführt wird,
• 3. einem Motor-Drehzahl-Fühler (15),
• 4. einem Luftdurchfluß-Meßgerät (2),
• 5. einem Sauerstoff-Fühler (S1) in einer Auspuffein­ richtung (10) der Brennkraftmaschine (1),
• 6. einem Kraftstoff-Injektor (5), und
• 7. einer Motor-Steuereinheit (9), die folgende Merk­ male aufweist:
  • a) Die Motor-Steuereinheit (9) steuert die Ein­ spritzmenge (Tp) des Kraftstoffs aus dem Kraft­ stofftank durch Ansteuerung des Kraftstoff-In­ jektors (5) unter Berücksichtigung einer vom Be­ triebszustand der Brennkraftmaschine (1) abhän­ genden, die der Brennkraftmaschine (1) zugeführ­ te Menge (Fre) von verdampftem Kraftstoff cha­ rakterisierende Lerngröße (Clr) und regelt da­ durch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) bei der Brennkraftmaschine (1), wobei der Motor- Steuereinheit (9) Meßdaten des Motor-Dreh­ zahl-Fühlers (15), des Luftdurchfluß-Meßgeräts (2) und des Sauerstoff-Fühlers (51) zugeführt werden.
  • b) Basierend auf der Sauerstoff-Konzentration (Vo) berechnet die Motor-Steuereinheit (9) eine Rückführungs-Korrekturgröße (Cfb), die in die Berechnung der Einspritzmenge des Kraftstoffs (Tp) eingeht.
  • c) Basierend auf einem Verhältnis (NeI/NeIn) von Maschinendrehzahlen (NeI, NeIn) in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) und in einem vom ersten Betriebszustand der Brenn­ kraftmaschine (1) verschiedenen zweiten Be­ triebszustand der Brennkraftmaschine (1), einem Verhältnis (CeI/CeIn) von eingesaugten Luftmen­ gen (CeI, CeIn) im ersten und zweiten Betriebs­ zustand der Brennkraftmaschine (1), einem Ver­ hältnis (CpaI/CpaIn) von Luftmengen (CpaI, CpaIn) im ersten und zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1), die in Phasen, in denen das Ablaßventil (33) die weitere Leitung (32) freigibt, durch den Behälter (31) strömen, sowie basierend auf der Rückführungs-Korrek­ turgröße (Cfb) berechnet die Motor-Steuerein­ heit (9) einen Wert (ClrInP) der Lerngröße (Clr) innerhalb des zweiten Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1) bei geöffnetem Ab­ laßventil (33).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Brennkraftmaschine (1) im ersten Be­ triebszustand im Leerlauf und im zweiten Betriebs­ zustand außerhalb des Leerlaufs befindet.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Steuereinheit (9) die Berechnung der Werte (ClrInP, ClrInPn) der Lerngröße (Clr) im zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) weiterhin auf eine Menge des Kraftstoffs in dem Behälter (31) und auf einen Entlüftungswert (Cda) stützt, wobei der Entlüftungswert (Cda) von der durch den Behälter (31) in Phasen, in denen das Ventil (33) die weitere Lei­ tung (32) freigibt, hindurchgehenden Luftmenge (Cpa) abhängt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Motor-Steuereinheit (9) innerhalb des ersten Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1) einen ersten Wert (ClrIP) der Lerngröße (Clr) und einen zweiten Wert (ClrIPn) der Lerngröße (Clr) berechnet, wobei der erste Wert (ClrIP) berechnet wird während das Ablaßventil (33) die weitere Leitung (32) frei­ gibt und wobei der zweite Wert (ClrIPn) berechnet wird während das Ablaßventil (33) die weitere Leitung (32) verschließt und
daß die Motor-Steuereinheit (9) den Entlüftungswert (Cda) berechnet in Abhängigkeit von einer Differenz (δClr) zwischen dem ersten Wert (ClrIP) der Lern­ größe (Clr) und dem zweiten Wert (ClrIPn) der Lern­ größe (Clr) im ersten Betriebszustand der Brennkraft­ maschine (1).