DE4436309C2 - Steuersystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit magerer Verbrennung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine an einem Fahrzeug angebrachte Verbrennungskraftmaschine nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

In den letzen Jahren wurden Verbrennungskraftmaschinen mit magerer Verbrennung (sogenannte Magermotoren) geschaffen, die bei vorherbestimmten Betriebsbedingungen einen Betrieb mit magerer Verbrennung durchführen, in dem das Luft/Kraftstoff­ verhältnis magerer ist als das stöchiometrische Luft/Kraft­ stoffverhältnis.

Bei solchen Magermotoren kann sowohl eine Verringerung des Beschleunigungsvermögens als auch eine Verschlechterung des Abgases stattfinden, wenn der Betrieb mit magerer Verbrennung während der Beschleunigung durchgeführt wird. Es wurde deswe­ gen beispielsweise in der EP 272 814 B1 vorgeschlagen, eine Steuerung so durchzuführen, daß der Magermotor bei Beschleunigung mit einem stöchiome­ trischen oder fetteren Luft/Kraftstoffgemisch betrieben wird, das Luft/ Kraftstoffgemisch jedoch nach Beendigung der Be­ schleunigung auf ein mageres Luft/Kraftstoffverhältnis zurück­ gesetzt wird und der Magermotor dann mit dem mageren Luft/­ Kraftstoffverhältnis betrieben wird.

Bei dieser Steuerung muß festgestellt werden, ob sich der Motor in einem Beschleunigungszustand befindet. Diese Bestim­ mung kann beispielsweise mittels einer Abweichung der Drossel­ stellung bewirkt werden. Wenn die Abweichung der Drosselstel­ lung größer ist als ein Schwellwert, kann nämlich festgestellt werden, daß sich der Motor in einem Beschleunigungszustand befindet.

Bei einem solchen herkömmlichen Magermotor wird das Drehmoment verringert, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis von dem stö­ chiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis auf das magere Luft/­ Kraftstoffverhältnis geändert wird. In einem niedrigen Dreh­ zahlbereich des Motors kann diese Drehmomentverringerung auf ein kleines Maß reduziert werden, indem zusätzliche Luft zugeführt wird, indem ein Luftbypassventil für eine Zuführung von Luft durch eine Luftbypassleitung geöffnet wird. In einem hohen Drehzahlbereich wird die Luftmenge jedoch auch dann unzureichend, wenn eine Zusatzluft durch die Luftbypassleitung geführt wird, wodurch eine gewisse Drehmomentverringerung auftritt, wenn das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis auf das magere Luft/Kraftstoffverhältnis geändert wird. Nach Beendigung der Beschleunigung kehrt das Luft/Kraftstoffver­ hältnis wieder zu dem mageren Luft/Kraftstoffverhältnis zu­ rück, weshalb der Fahrer eine Verringerung der Fahrzeugge­ schwindigkeit fühlt. Der Fahrer kann daher zur Erhaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf das Gaspedal drücken. Dies führt zu einer größeren Abweichung der Drosselstellung, so daß eine Beschleunigung des Fahrzeugs bestimmt wird. Demgemäß wird das Luft/Kraftstoffverhältnis von dem mageren Luft/Kraftstoff­ verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis verändert. Es ist daher kein Betrieb mit magerer Verbrennung möglich, obwohl die Beschleunigung bereits beendet worden ist und der Motor für einen Betrieb mit magerer Verbrennung be­ reitsteht.

Die Fig. 8 und 9 zeigen beispielsweise schematisch die Ver­ änderungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses, des Motordrehmo­ ments, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselöffnung von dem Zeitpunkt der Beschleunigung ab bis zur Beendigung der Beschleunigung. Fig. 8 zeigt die Veränderungen bei geringer Geschwindigkeit, wohingegen Fig. 9 die Veränderungen bei hoher Geschwindigkeit darstellt.

Wie es Fig. 8 zeigt, fällt das Motordrehmoment bei geringer Geschwindigkeit naturgemäß ab, wenn das Luft/Kraftstoffver­ hältnis aufgrund der Beendigung der Beschleunigung von dem stöchiometrischen Wert für die Beschleunigung auf den mageren Wert geändert wird. Der Motor erfährt jedoch eine geringe Drehmomentverringerung, da sich die durch eine Luftbypass­ leitung zum Zeitpunkt des Magerbetriebes zugeführte Zusatzluft ausreichend auswirkt, so daß eine Verringerung der Fahrzeug­ geschwindigkeit klein gehalten werden kann. Der Fahrer kommt daher nicht in die Versuchung, das Gaspedal kurz nach dem Umschalten auf das magere Luft/Kraftstoffverhältnis wesentlich herunterzudrücken. Auch wenn die Abweichung der Drosselstel­ lung größer wird, wird sie jedoch nicht so groß, daß ein Beschleunigungskriterium überschritten wird. Der Magerzustand wird daher beibehalten.

Bei hoher Geschwindigkeit führt das Umschalten des Luft/Kraft­ stoffverhältnisses von dem stöchiometrischen Wert auf den mageren Wert nach Beendigung der Beschleunigung andererseits dazu, daß das Motordrehmoment deutlich verringert wird, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, da die Zusatzluft bei hoher Ge­ schwindigkeit weniger wirksam ist, was zu einer unzureichenden Luftmenge führt. In diesem Fall fällt die Fahrzeuggeschwindig­ keit deutlich ab, so daß der Fahrer kurz nach Änderung des Luft/Kraftstoffverhältnisses auf den mageren Wert das Gaspedal wesentlich herunterdrückt, so daß die Abweichung der Drossel­ stellung sich über das Beschleunigungskriterium hinaus ver­ größert. Folglich wird der Motor mit einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis betrieben, obwohl die Beschleunigung beendet ist und der Motor für einen Betrieb mit einem mageren Luft/Kraftstoffverhältnis bereitsteht.

In einem Betrieb mit geringer Geschwindigkeit gibt es im allgemeinen mehr Beschleunigungsfälle, so daß es erforderlich ist, jede Forderung für eine Beschleunigung sofort zu beant­ worten. In einem Betrieb mit hoher Geschwindigkeit ist im allgemeinen die Wahrscheinlichkeit höher, daß ein konstanter Betrieb durchgeführt wird, in dem weniger Veränderungen auf­ treten. Falls es von dem Fahrer nicht anders gefordert wird, wird daher vorzugsweise ein Magerbetrieb durchgeführt, so daß der Kraftstoffverbrauch verbessert werden kann.

Aus der DE 40 11 622 A1 ist ein Steuersystem bekannt, bei dem ein Beschleunigungskriterium, das nach Bestimmung einer Be­ schleunigung anhand einer Änderung der Drosselventilstellung verwendet wird, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs größer gesetzt wird.

Daraus folgt, daß das Beschleunigungskriterium auf einem hohen Wert gehalten wird, wenn mit hoher Geschwindigkeit gefahren wird. Eine gemäßigte Beschleunigung, die bei geringer Fahr­ zeuggeschwindigkeit als Beschleunigungsbetrieb erfaßt werden würde, so daß das Luft/Kraftstoffverhältnis so angereichert werden würde, daß eine fette Verbrennung stattfindet, wird deshalb bei einem Fahren mit hoher Geschwindigkeit nicht als Beschleunigungsbetrieb bestimmt, so daß die Magerverbrennung fortgeführt wird. Die Fortführung der mageren Verbrennung führt bei hoher Geschwindigkeit jedoch zu einer Abgasver­ schlechterung und zu einer Beeinträchtigung des Beschleuni­ gungsgefühls.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, das im Beschleuni­ gungsfall einen sparsamen und abgasarmen Betrieb der Verbren­ nungskraftmaschine ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Steuersystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungs­ gemäßen Systems sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 4.

Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem wird nach einer Bestim­ mung eines Beschleunigungsbetriebes während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit das Beschleunigungskriterium auf einen hohen Wert gesetzt und auch nach dem Ende der Beschleunigung einen vorherbestimmten Zeitabschnitt lang auf dem hohen Wert gehalten. Dies ermöglicht es, nach Ende der bestimmten Beschleunigung die Steuerung so durchzuführen, daß nicht von einem Magerbetrieb auf einen Betrieb mit fetter Verbrennung umgeschaltet wird, wenn durch den Fahrer aufgrund eines von ihm erkannten Drehmomentabfalls oder einer erkannten Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäßigt beschleunigt Wird. Nach Ablauf des vorherbestimmten Zeitab­ schnitts wird jedoch das Beschleunigungskriterium von dem großen Wert auf den kleinen Wert zurückgesetzt. Deswegen kann das Luft/Kraftstoffverhältnis auch bei Fahren mit hoher Ge­ schwindigkeit von dem mageren Luft/Kraftstoffverhältnis auf ein fettes Luft/Kraftstoffverhältnis geändert werden, wenn gemäßigt beschleunigt wird, wie es auch beim Fahren mit gerin­ ger Geschwindigkeit der Fall ist. Das Abgas wird dabei nicht verschlechtert. Außerdem ist das Gefühl für die Beschleunigung gut.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Steuerblockdiagramm eines Steuersystems für einen Magermotor;

Fig. 2 den Gesamtaufbau eines Motorsystems, das mit dem Steuersystem ausgerüstet ist;

Fig. 3 ein Hardware-Blockdiagramm, das die Steuerausstattung eines Motorsystems zeigt, in das das Steuersystem eingebaut ist;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das einen Betrieb des Steuersy­ stems erläutert;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Beschreibung der Berechnung eines Entscheidungsparameter, der zur Steuerung des Steuersystems verwendet wird;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Darstellung der technischen Größen der Ausführungsbeispiele;

Fig. 7 ein weiteres Zeitdiagramm zur Darstellung weiterer technischer Größen der Ausführungsbeispiele;

Fig. 8 ein Diagramm, das die Steuerung durch ein bekanntes Steuersystem für einen Magermotor zeigt;

Fig. 9 schematisch ein Beispiel der Steuerung durch das Steu­ ersystem des bekannten Magermotors, wobei das Problem dargestellt wird, das durch die Erfindung bzw. deren Ausführungsbeispiele gelöst wird.

Die in Fig. 2 gezeigte Verbrennungskraftmaschine für ein Automobil (im folgenden Magermotor genannt) führt bei vorher­ bestimmten Betriebsbedingungen einen Betrieb mit magerer Verbrennung (im folgenden Magerbetrieb genannt) bei einem Luft/Kraftstoffverhältnis durch, das geringer ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffgemisch. Der Magermotor 1 weist einen Einlaßkanal 3 und einen Auslaßkanal 4 auf, die jeweils mit einer Verbrennungskammer 2 verbunden sind. Die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 3 und der Verbrennungs­ kammer 2 wird durch ein Einlaßventil 5 gesteuert, während die Verbindung zwischen dem Auslaßkanal 4 und der Verbrennungs­ kammer 2 durch ein Auslaßventil 6 gesteuert wird.

Der Einlaßkanal 3 ist mit einem Luftfilter 7, einem Drossel­ ventil 8 und einem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzven­ til (Injektor) 9 versehen, die von der stromabwärtigen Seite des Einlaßkanals 3 aus gesehen aufeinanderfolgend angeordnet sind. Der Auslaßkanal 4 ist dagegen mit einem Dreiwegekataly­ sator 10 und einem nicht gezeigten Auspufftopf (Geräuschdämp­ fer) versehen, die von der stromaufwärtigen Seite des Aus­ laßkanals 4 aus gesehen aufeinanderfolgend angeordnet sind. Jeder Zylinder des Motors 1 ist mit seinem eigenen Injektor 9 versehen. Außerdem ist der Einlaßkanal 3 mit einem Ausgleichs­ behälter 3a versehen.

Der Dreiwegekatalysator 10 dient zur Beseitigung von CO, HC und NOX, wenn der Motor mit einem stöchiometrischen Luft/­ Kraftstoffverhältnis betrieben wird.

Das Drosselventil 8 ist mit einem Gaspedal (nicht gezeigt) über ein Kabel so verbunden, daß die Stellung des Drosselven­ tils der Betätigung des Gaspedals entsprechend reguliert wird.

Der Einlaßkanal 3 ist mit einer ersten Bypassleitung 11A versehen, die sich das Drosselventil 8 umgehend erstreckt. In die Bypassleitung 11A ist ein Schrittmotorventil (nachstehend als "STM-Ventil" bezeichnet) 12 eingesetzt, das als ISC-Ventil (Leelaufdrehzahlsteuerventil) wirkt. In der ersten Bypass­ leitung 11A ist außerdem seitlich zu dem STM-Ventil 12 ein erstes Leerlaufluftventil 13 der Wachsbauart angeordnet, dessen Öffnung der Temperatur des Motorkühlmittels entspre­ chend reguliert wird.

Das STM-Ventil 12 ist aus einem Ventilelement 12a, das mit einem Ventilsitzabschnitt in Kontakt gebracht werden kann, der in der ersten Bypassleitung 11A ausgebildet ist, einem Schrittmotor (ISC-Stellelement) 12b zur Steuerung der Position des Ventilelements und einer Feder 12c aufgebaut, die das Ventilelement normalerweise gegen den Ventilsitzabschnitt vorspannt (d. h. in einer solchen Richtung, daß die Bypass­ leitung 11A durch das Ventilelement geschlossen wird).

Durch schrittweise Einstellung der Position des Ventilelements 12a (entsprechend der Anzahl der Schritte) relativ zu dem Ventilsitzabschnitt durch den Schrittmotor 12b kann die Öff­ nung zwischen dem Ventilsitzabschnitt und dem Ventilelement 12a, d. h. die Position des STM-Ventils 12, gesteuert werden.

Durch Steuerung der Position des STM-Ventils 12 mittels einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 25 kann dem Motor 1 un­ abhängig von der Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer Einlaßluft durch die erste Bypassleitung 11A zugeführt werden. Durch Veränderung der Position des STM-Ventils 12 kann die Luftmenge gesteuert werden, die durch die Drosselbypassleitung 11A eingeführt wird.

Als ISC-Stellelement kann auch ein Gleichstrommotor an­ statt des Schrittmotors 12b verwendet werden.

Die Einlaßleitung 3 ist außerdem mit einer zweiten Bypass­ leitung 11B versehen, die sich ebenfalls das Drosselventil 8 umgehend erstreckt. Ein Luft-Bypassventil 14 ist in die zweite Bypassleitung 11B eingesetzt.

Das Luftbypassventil 14 ist aus einem Ventilelement 14a, das mit einem Ventilsitzabschnitt in Kontakt gebracht werden kann, der in der zweiten Bypassleitung 11B ausgebildet ist und einem Membranstellelement 14b zur Steuerung der Position des Ven­ tilelements 14a aufgebaut. Mit der Membrankammer des Membran­ stellelements 14b ist eine Steuerleitung 141 verbunden, die mit dem Einlaßkanal 3 auf der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 8 in Verbindung steht. Ein Elektromagnetventil 142 zur Steuerung des Luftbypassventils ist in die Steuerlei­ tung 141 eingesetzt.

Durch Steuerung der Stellung des elektromagnetischen Ventils 142 zur Steuerung des Luftbypassventils mittels der ECU 25 ist es ebenfalls möglich, unabhängig von der Betätigung des Gaspe­ dals durch den Fahrer dem Motor 1 Einlaßluft durch die zweite Bypassleitung 11B zuzuführen. Außerdem kann die wahrend der Umgehung des Drosselventils 8 zugeführte Luftmenge durch Veränderung der Stellung des elektromagnetischen Ventils zur Steuerung des Luftbypassventils gesteuert werden. Wenn das Elektromagnetventil 142 in seinem Grundbetrieb betrieben wird, ist es während des Magerbetriebes offen, ansonsten jedoch geschlossen.

Zwischen dem Auslaßkanal 4 und dem Einlaßkanal 3 ist eine Abgasrückführungsleitung (EGR-Leitung) 80 eingesetzt, um Abgas dem Einlaßsystem zurückzuführen. Ein EGR-Ventil 81 ist in die EGR-Leitung 80 eingesetzt.

Das EGR-Ventil 81 ist aus einem Ventilelement 81a, das mit einem Ventilsitzabschnitt in Kontakt gebracht werden kann, der in der EGR-Leitung 80 ausgebildet ist, und einem Membran- Stellelement 81b zur Stuerung der Position des Ventilelements 81a versehen. Mit der Membrankammer des Membranstellelements 81b ist eine Steuerleitung 82 verbunden, die mit dem Einlaßka­ nal 3 auf der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 8 verbunden ist. Ein Elektromagnetventil 83 zur Steuerung des EGR-Ventils ist in die Steuerleitung 82 eingesetzt.

Durch Steuerung des Elektromagnetventils 83 mit der ECU 25 kann Abgas durch die EGR-Leitung 80 in das Einlaßsystem zu­ rückgeführt werden.

In Fig. 2 ist ein Kraftstoffdruckregulator 15 gezeigt, der auf einen Unterdruck in dem Einlaßkanal 3 ansprechend betätigt wird, um die Kraftstoffmenge zu steuern, die von einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe zu einem nicht gezeigten Kraftstoff­ tank zurückgeführt wird, so daß der Druck des von dem Injektor 9 einzuspritzenden Kraftstoffs gesteuert werden kann.

Zur Steuerung des Motorsystems sind verschiedene Sensoren angeordnet. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein Abschnitt, an dem die durch den Luftfilter 7 geströmte Einlaßluft in den Einlaßkanal 3 strömt, mit einem Luftströmungssensor (Mengen­ sensor für die eingeführte Luft) 17, der aus einer Karman- Wirbelinformation die eingeführte Luftmenge erfaßt, einem Ein­ laßlufttemperatursensor 18 und einem Atmosphärendrucksensor 19 versehen.

An der Stelle, an der das Drosselventil 8 in dem Einlaßkanal 3 angeordnet ist, ist sowohl ein Drosselstellungssensor 20 in Form eines Potentiometers zur Erfassung der Stellung des Drosselventils 8 als auch ein Leerlaufschalter 21 vorgesehen.

Auf der Seite des Auslaßkanals 4 ist andererseits ein linearer Sauerstoffkonzentrationssensor (nachstehend einfach als "li­ nearer O₂-Sensor" bezeichnet) 22 für eine lineare Erfassung der Sauerstoffkonzentration (O₂-Konzentration) in dem Abgas bei mageren Luft/Kraftstoffverhältnissen auf der stromaufwär­ tigen Seite des Dreiwegekatalysators 10 angeordnet. Es sind außerdem ein Kühlmitteltemperatursensor 23 zur Erfassung der Kühlmitteltemperatur des Motors 1, ein Kurbelwinkelsensor 24 (siehe Fig. 3) zur Erfassung des Kurbelwinkels (der außerdem als Drehzahlsensor zur Erfassung der Motordrehzahl Ne dienen kann), ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 als Einrichtung zur direkten Erfassung des Fahrzeuggeschwindigkeitszustands etc. vorgesehen.

Die Erfassungssignale von diesen Sensoren und dem Schalter werden an die ECU 25 eingegeben, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Der Hardwareaufbau der ECU 25 ist in Fig. 3 gezeigt. Die ECU 25 ist als Rechner ausgebildet, dessen Hauptkomponente von einer CPU (Prozessor) 26 gebildet wird. In die CPU werden über eine Eingangsschnittstelle 28 und einen A/D-Wandler 29 die Erfassungssignale von dem Einlaßlufttemperatursensor 18, dem Atomosphärendrucksensor 19, dem Drosselstellungssensor 20, dem linearen O₂-Sensor 22, dem Kühlmitteltemperatursensor 23 und dergleichen eingegeben.

Durch eine Eingangsschnittstelle 35 werden der CPU 26 die Erfassungssignale des Luftströmungssensors 17, des Leerlauf­ schalters 21, des Kurbelwinkelsensors 24, des Fahrzeugge­ schwindigkeitsensors 30 und dergleichen direkt eingegeben.

Über eine Busleitung tauscht die CPU 26 außerdem Daten mit einem ROM (Speichereinrichtung) 36, in dem verschiedene Daten zusammen mit Programmdaten und festen Wertdaten gespeichert sind und außerdem mit einem RAM 37 aus, das aktualisiert wird, d. h. das sukzessiv neu geschrieben wird.

Aufgrund der Berechnung durch die CPU 26 gibt die ECU 25 Signale zur Steuerung des Betriebszustands des Motors 1 aus, z. B. verschiedene Steuersignale, wie z. B. ein Kraftstoffinjek­ tionssteuersignal, ein Zündzeitpunktssteuersignal, ein ISC- Steuersignal, ein Bypassluftsteuersignal und ein EGR-Steuersi­ gnal.

Das Kraftstoffeinspritzsteuersignal (Luft/Kraftstoffverhält­ nis-Steuersignal) wird von der CPU 26 über einen Injektorsole­ noidtreiber 39 an einen Injektorsolenoid 9a (genauer gesagt einen Transistor für den Injektorsolenoid 9a) ausgegeben, der für den Antrieb des Injektors 9 angeordnet ist. Das Zündzeit­ punktssteuersignal wird über einen Zündspulentreiber 40 an einen Leistungstransistor 41 ausgegeben, so daß ein von dem Leistungstransistor 41 zugeführter Strom über eine Zündspule 42 einem Verteiler 43 zugeführt wird, damit die einzelnen Zündkerzen 16 aufeinanderfolgend Zündfunken erzeugen.

Das ISC-Steuersignal wird von der CPU 26 über den Motortreiber 44 an den Schrittmotor 12b ausgegeben, während das Bypassluft­ steuersignal über einen Luftbypassventiltreiber 45 von der CPU 26 zu dem Solenoid 142a des Elektromagenetventils 142 zur Steuerung des Luftbypassventils ausgegeben wird.

Außerdem wird das EGR-Steuersignal über den EGR-Treiber 46 von der CPU 26 an den Solenoid 83a des Elektromagnetventils 83 zur Steuerung des EGR-Ventils ausgegeben.

Wie es Fig. 1 zeigt, ist die ECU 25 zur Kraftstoffeinspritz­ steuerung (Luft/Kraftstoffverhältnissteuerung) mit den Funk­ tionen einer Standardantriebszeit-Bestimmungseinrichtung 50, einer Luft/Kraftstoffverhältniskorrekturkoeffizient-Setzein­ richtung 51, einer Mager-Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient- Setzeinrichtung 52, einer Luft/Kraftstoffverhältniskoeffi­ zient-Setzeinrichtung 53 für einen beschleunigten Betrieb mit stöchiometrischer Verbrennung (im folgenden BLKKK-Setzeinri­ chtung genannt), einer Setzeinrichtung 54 für andere Korrek­ turkoeffizienten, einer Totzeitkorrektureinrichtung 55 und Wahleinrichtungen 56, 57 für die Kraftstoffeinspritzsteuerung (Injektorantriebszeitsteuerung) versehen. Es sind außerdem Funktionen einer Bestimmungseinrichtung 58 (im folgenden MBB- Bestimmungseinrichtung genannt), die bestimmt, ob Magerbe­ triebsbedingungen erfüllt werden, einer Drosselstellungsver­ änderungs-Erfassungseinrichtung (Lastwechselparameter-Erfas­ sungseinrichtung) 59, einer ersten Schaltsteuereinrichtung 60 und einer zweiten Schaltsteuereinrichtung 61 sowie Funktionen einer Beschleunigungsbestimmungseinheit 62 vorgesehen, die von einer Beschleunigungskriterium-Setzeinrichtung 62A, einer Beschleunigungsende-Bestimmungseinrichtung 62B, einer Be­ schleunigungsbestimmungseinrichtung 62C und der Drosselstel­ lungsveränderungs-Erfassungseinrichtung 59 gebildet wird.

Die Standardantriebszeit-Bestimmungseinrichtung 50 dient zur Bestimmung einer Standardantriebszeit T_B für den Injektor 9. Die Standardantriebszeit-Bestimmungseinrichtung 50 erhält auf der Grundlage einer Information des Luftsensors 17 über die eingeführte Luftmenge A und einer Information über die Motor­ drehzahl Ne von dem Kurbelwinkelsensor (Motordrehzahlsensor) 24 eine Information über die Luft, die pro Umdrehung des Motors eingeführt wird (nachstehend als "A/N-Information" bezeichnet) und bestimmt dann die Standardantriebszeit T_B auf der Basis der A/N-Information.

Die Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient-Setzeinrichtung 51 dient zur Setzung eines Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizienten KAFS zur Veränderung des Luft/Kraftstoffverhältnisses auf einen fetteren Wert oder einen stöchiometrischen Wert ent­ sprechend dem Betriebszustand.

Die Mager-Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient-Setzeinrichtung 52 dient zur Setzung eines Luft/Kraftstoffverhältniskoeffi­ zienten KAFL zur Herstellung eines magereren Luft/Kraftstoff­ verhältnisses und die BLKKK-Setzeinrichtung 53 zur Setzung eines Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizienten KAFAC für einen beschleunigten stöchiometrischen Betrieb, damit das Luft/­ Kraftstoffverhältnis auf ein stöchiometrisches Verhältnis gesetzt wird, wenn bestimmt worden ist, daß das Fahrzeug während des Magerbetriebes beschleunigt wird.

Die Setzeinrichtung 54 für die anderen Korrekturkoeffizienten dient zur Setzung von Korrekturkoeffizienten K entsprechend der Motorkühlmitteltemperatur, der Einlaßlufttemperatur, des Atmosphärendruckes etc. Außerdem dient die Totzeitkorrektur­ einrichtung 55 zum Setzen einer Totzeit T_D, so daß die An­ triebszeit abhängig von der Spannung einer Batterie korrigiert werden kann.

Die Wahleinrichtung 56 dient zur Wahl entweder des Luft/Kraft­ stoffverhältniskoeffizienten KAFL aus der Mager-Luft/Kraft­ stoffverhältniskoeffizient-Setzeinrichung 52 oder des Luft/­ Kraftstoffverhältniskoeffizienten KAFAC für den beschleunigten Betrieb bei stöchiometrischer Verbrennung von der BLKKK-Setz­ einrichtung 53. Die Wahleinrichtung 57 dient andererseits zur Wahl entweder des Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffi­ zienten KAFS von der Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient- Setzeinrichtung 52 oder des Luft/Kraftstoffverhältniskoeffi­ zienten KAFL oder KAFAC, der durch die Wahleinrichtung 56 gewählt worden ist.

Die MBB-Bestimmungseinrichtung 58 dient zur Bestimmung, ob Bedingungen erfüllt werden, die einen Magerbetrieb ermögli­ chen.

Die Drosselstellungsveränderungs-Erfassungseinrichtung 59 unterscheidet Erfassungssignale von dem Drosselstellungssensor 20, so daß eine Veränderung (auch Abweichung genannt) der Stellung des Drosselventils 8 erfaßt wird, wobei die Verände­ rung ein Parameter ist, der mit einer Veränderung des Lastzu­ stands des Motors 1 in Beziehung steht.

Die Drosselstellungsveränderungs-Erfassungseinrichtung 59 besteht aus einer ersten Datenabfrageeinrichtung 59A, einer zweiten Datenabfrageeinrichtung 59B und einer Abweichungs­ berechnungseinrichtung 59C.

In einem ersten Abfrageintervall γ, das auf der Basis einer Zählinformation von einem Zeitgeber (nicht gezeigt) auf einen langen Zeitabschnitt voreingestellt wurde, schließt die erste Datenabfrageeinrichtung 59A Erfassungssignale (TPS-Werte) der Drosselstellungsdaten (lastbezogene Parameterdaten) von dem Drosselstellungssensor 20 und gibt die Werte an die Abwei­ chungsberechnungseinrichtung 59C aus.

In einem zweiten Abfrageintervall β, das auf der Basis einer Zählinformation von einem Zeitgeber (nicht gezeigt) auf einen kurzen Zeitabschnitt voreingestellt wurde, liest die zweite Datenabfrageeinrichtung 59B Erfassungssignale (TPS-Werte) und Drosselstellungsdaten (lastbezogene Parameterdaten) von dem von dem Drosselstellungssensor 20 und gibt die Werte an die Abweichungsberechnungseinrichtung 59C weiter.

Obwohl die zwei Abfrageintervalle γ, β verwendet werden, ist das zweite Erfassungssignal β kürzer als das erste Erfassungs­ signal γ (γ << β). Das erste Abfrageintervall γ ist beispiels­ weise auf einige hundert ms oder länger eingestellt, während das zweite Erfassungssignal β auf einige 10 ms eingestellt ist.

Das erste Erfassungssignal γ ist ausreichend lang eingestellt (z. B. mehrere hundert ms oder mehr), um die Erfassung einer Beschleunigung sicherzustellen, auch wenn die Beschleunigung allmählich erfolgt. Das zweite Abfrageintervall β ist dahinge­ gen sehr kurz eingestellt (z. B. einige zehn ms), so daß keine beeinträchtigende Verzögerung bei einer plötzlichen Beschleu­ nigung auftritt.

Die Abweichungsberechnungseinrichtung 59C berechnet die Ab­ weichung zwischen einer Drosselstellungsgröße (lastbezogene Parametergröße) T0, die durch die erste Datenabfrageeinrich­ tung 59A erhalten wird, und einer anderen Drosselstellungs­ größe (lastbezogene Paramtergröße) T, die durch die zweite Datenabfrageeinrichtung 59B erhalten wird und gibt die Abwei­ chung als Drosselstellungsabweichung (Lastveränderungsbezugs­ parameter) aus.

Nachdem der Drosselstellungswert T0 von der ersten Datenabfra­ geeinrichtung 59A erhalten wurde, werden die Drosselstellungs­ abweichungen ΔTPS (T = T - T0) in den Abfrageintervallen β aus der Größe T0 und den Drosselstellungsdaten T errechnet, die in den Abfrageintervallen β von der zweiten Datenabfrageeinrich­ tung 59B erhalten werden.

Die erste Schaltsteuereinrichtung 60 dient zur Steuerung der Schaltung der Wahleinrichtung 57 auf der Basis der Ergebnisse einer Bestimmung durch die MBB-Bestimmungseinrichtung 58.

Die zweite Schaltsteuereinrichtung 61 dient zur Steuerung der Schaltung der Wahleinrichtung 56. Die zweite Schaltsteuer­ einrichtung 61 steuert die Wahleinrichtung 56 so, daß bei einer Beschleunigung während des Magerbetriebs die Wahlein­ richtung 56 den Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient KAFAC für den beschleunigten Betrieb bei stöchiometrischer Verbrennung wählt, von der DLKK-Setzeinrichtung 53 jedoch nach Beendigung der Beschleunigung den Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizienten KAFL von der Mager-Luft/Krfaftstoffverhältniskoeffizient- Setzeinrichtung 52 wählt. Wenn keine Beschleunigung während des Magerbetriebes durchgeführt wird, wählt die Wahleinrich­ tung 56 den Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient KAFL von der Mager-Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient-Setzeinrichtung 52.

Die Beschleunigungsbestimmungseinrichtung 62C und die Be­ schleunigungsende-Bestimmungseinrichtung 62B sind jeweils für die Steuerung der zweiten Schaltsteuereinrichtung 61 vorgese­ hen. Die Beschleunigungskriterium-Setzeinrichtung 62A ist zusammen mit der Drosselstellungsveränderungs-Erfassungsein­ richtung 59 für eine Bestimmung durch die Beschleunigungs- Bestimmungseinrichtung 62C angeordnet.

In der Beschleunigungskriterium-Setzeinrichtung 61A wird ein Wert α2 (Normalwert) normalerweiser als Kriterium α gesetzt, bei gewissen speziellen Bedingungen wird das Kriterium α jedoch auf einen Wert α1 gesetzt, der größer ist als der Wert α2 (α1 < α2). Dies geschieht nur für einen vorherbestimmten Zeitabschnitt unmittelbar nachdem sich der Betrieb von einem beschleunigten stöchiometrischen Betrieb auf einen Magerbe­ trieb geändert hat. Wenn nach dem Empfang einer erfaßten Information von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 und einer Information der Beschleunigungsende-Bestimmungseinrich­ tung 62B bestimmt wurde, daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs in einem Hochgeschwindigkeitsbereich befindet, der schnel­ ler als eine Schwelle Vs1 ist und bestimmt wurde, daß eine Beschleunigung beendet ist, wird der relativ große Wert α1 (α1 < α2) nur für einen vorherbestimmten Zeitabschnitt von dem Zeitpunkt der oben genannten Bestimmungen auf der Grundlage eines Zeitgebers (nicht gezeigt) als Kriterium α gesetzt.

Die Beschleungigungsendebestimmungseinrichtung 62B empfängt von dem Motordrehzahlsensor 24 eine Information und vergleicht den Anstieg der Motordrehzahl Ne mit einem voreingestellten Schwellwert ΔNe1. Wenn der Anstieg der Motordrehzahl nachläßt, wird bestimmt, daß die Beschleunigung beendet ist, so daß eine Information, die anzeigt, daß die Beschleunigung beendet ist, an die zweite Schaltsteuereinrichtung 61 zur Schaltung des Betriebes auf einen Magerbetrieb und außerdem an die Beschleu­ nigungskriterium-Setzeinrichtung 62A zur Veränderung des Kriteriums ausgegeben wird.

Die Beschleunigungbestimmungseinrichtung 62C bestimmt, daß ein Fahrzeug beschleunigt wird, wenn sich anhand der erfaßten Information von der Drosselstellungsveränderungs-Erfassungs­ einrichtung 59 und der voreingestellten Information von der Beschleunigungskriterium-Setzeinrichtung 62A herausstellt, daß die Stellungsabweichung ΔTPS des Drosselventils 8 größer ist als das Kriterium α. Eine entsprechende Information, die dies anzeigt, wird dann an die zweite Schaltsteuereinrichtung 61 ausgegeben.

Die zweite Schaltsteuereinrichtung 61 steuert die Wahlein­ richtung 56, um den Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizienten KAFAC zu wählen, wenn auf der Basis einer Information der MBB- Bestimmungseinrichtung 58 bestimmt wird, ob sich der Motor in einem Magerbetrieb befindet, und außerdem auf der Basis einer Information von der Beschleunigungsbestimmungseinrichtung 62C bestimmt worden ist, ob gerade eine Beschleunigung stattfin­ det. Wenn auf der Basis der Information der Beschleunigungs­ ende-Bestimmungseinrichtung 62B bestimmt worden ist, daß die Beschleunigung beendet ist, steuert die zweite Schaltsteuer­ einrichtung 61 die Wahleinrichtung 56 so, daß wieder der Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient KAFL von der Mager-Luft/­ Kraftstoffverhältniskoeffizient-Setzeinrichtung 52 gewählt wird.

Die Kraftstoffeinspritzzeit T_INJ wird deshalb entweder auf T_B × KAFS × K + T_D, T_B × KAFL × K + T_D oder T_B × KAFAC × K + T_D festgesetzt, und der Kraftstoff wird dann für die Zeit T_INJ eingespritzt.

Die ECU 25 hat deshalb die Funktion einer Luft/Kraftstoff­ verhältnis-Steuereinrichtung während des Magerbetriebs. Die ECU 25 vergleicht eine Ausgangsinformation von der Drossel­ stellungsveränderungs-Erfassungseinrichtung 59 mit dem durch die Beschleunigungskriterium-Setzeinrichtung 62A gesetzten Beschleunigungskriterium α. Wenn die Ausgangsinformation größer als das Beschleunigungskriterium α ist, bestimmt die ECU 25 eine Beschleunigung und ändert das Mischverhältnis von Kraftstoff zu Luft, die dem Motor 1 zugeführt werden auf ein stöchiometrisches oder fettes Verhältnis.

Die Kraftstoffeinspritzsteuerung (Luft/Kraftstoffverhältnis­ steuerung) des Magermotors wird anhand der Flußdiagramme in den Fig. 4 bzw. 5 beschrieben.

Entsprechend der Zeitgeberunterbrechungsroutine von Fig. 5 wird ein Zeitgeberzählwert T₁ für einen langen Abfragezeit­ raum, ein Zeitgeberzählwert T₂ für einen kurzen Abfragezeit­ raum und ein Schaltzeitgeberzählwert TIM schrittweise in Schritt B1 erhöht. Wenn in Schritt B2 aufgrund einer Erfassung festgestellt wird, daß der Zeitgeberzählwert T1 für den langen Abfragezeitraum den voreingestellten langen Abfragezeitraum (erstes Abfrageintervall) γ erreicht, geht die Routine zu Schritt B3 weiter, und ein Erfassungssignal (TPS-Wert) einer Drosselöffnungsgröße (lastbezogener Parameter) von dem Dros­ selstellungssensor 20 wird durch die erste Datenabfrageein­ richtung 59A gelesen. Der TPS-Wert wird als erster Wert T0 gespeichert. In Schritt B4 wird der Zeitgeberzählwert T₁ auf 0 rückgesetzt und die Routine geht zur Schritt B5 weiter.

Die Vorgänge in den Schritten B3 und B4 werden solange nicht durchgeführt, bis der Zeitgeberzählwert T₁ für die lange Abfrageperiode das Abfrageintervall γ erreicht hat.

Die Routine geht dann zu Schritt B5 weiter. Wenn in dem Schritt B5 festgestellt wird, daß der Zählwert T₂ der kurzen Periodenzeit den voreingestellten kurzen Zeitraum (zweites Abfrageintervall) β erreicht hat, geht die Routine zu Schritt B6 weiter, und durch die zweite Datenabfrageeinrichtung 59B wird ein Erfassungssignal (TPS-Wert) des Drosselstellungswerts (lastbezogener Parameterwert) von dem Drosselstellungssensor 20 gelesen und dann als zweiter Wert T gespeichert. Der Zeit­ geberzählwert T₂ wird in Schritt B7 auf 0 rückgesetzt. Die Abweichung (Drosselventilstellungsabweichung) ΔTPS (= T - T0) zwischen dem ersten Wert T0 und dem zweiten Wert T wird dann in Schritt B8 berechnet.

Die Vorgänge in den Schritten B6 bis B8 werden solange nicht durchgeführt, bis der Zeitgeberzählwert T₂ für den kurzen Abfragezeitraum das zweite Abfrageintervall β erreicht hat.

Der Schaltzeitgeberzählwert TIM wird schrittweise erhöht, außer er wird auf 0 rückgesetzt, und der Wert ΔTPS wird in kurzen Intervallen (den zweiten Abfrageintervallen) β aktuali­ siert.

Im folgenden wird die Hauptroutine beschrieben. Bei der in Fig. 4 gezeigten Hauptroutine wird nach Start der Routine als erstes die Initialisierung in Schritt A0 durchgeführt. In den Schritten A1 ff. wird periodisch ein Einstellvorgang für das Luft/Kraftstoffverhältnis durchgeführt.

In Schritt A1 werden ein Wert A/N (die pro Umdrehung des Motors eingeführte Luftmenge), eine Motordrehzahl Ne, eine Kühlmitteltemperatur T_W und dergleichen gelesen. In Schritt A2 wird bestimmt, ob Bedingungen für einen Magerbetrieb erfüllt werden. Da die Bedingungen für einen Magerbetrieb am Anfang nicht erfüllt wurden, wird für den Koeffizient KAF in Schritt A3 der Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient KAFS gesetzt, der einen Betriebszustand bei stöchiometrischer Verbrennung oder fetter Verbrennung entspricht, und in Schritt A16 wird das Luft/Kraftstoffverhältnis entsprechend dem Wert KAF einge­ stellt.

Die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird also so ausgeführt, daß ein Luft/Kraftstoffverhältnis mit stöchiometrischem Wert oder einem fetten Wert entsprechend dem Betriebszustandd des Motors eingestellt wird.

Als nächstes wird angenommen, daß in Schritt A2 bestimmt worden ist, daß die Bedingungen für einen Magerbetrieb erfüllt werden. Die Routine geht dann entlang des JA-Wegs zu Schritt A4 weiter, an dem bestimmt wird, ob die Fahrzeuggeschwindig­ keit Vs geringer ist als der Schwellwert Vsl. Wenn die Fahr­ zeuggeschwindigkeit Vs nicht geringer ist als der Schwellwert Vs1 (mit anderen Werten hoch ist), geht die Routine zu Schritt A5 weiter, und es wird bestimmt, ob der Schaltzeitgeberzähl­ wert TIM nicht größer ist als ein Schwellwert η.

Normalerweise ist die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht gleich oder größer als der Schwellwert Vs1 oder der Wert TIM ist nicht gleich oder kleiner als der Schwellwert η. Die Routine geht deshalb zu Schritt A6 weiter, so daß das Beschleunigungs­ kriterium α auf den Normalwert α2 gesetzt wird. Das Beschleu­ nigungskriterium wird in Schritt A0 zu Beginn auf diesen Normalwert α2 gesetzt.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs gleich oder größer als der Schwellwert Vs1 ist und TIM gleich oder kleiner als der Schwellwert η ist, schreitet dagegen die Routine zu Schritt A7 weiter, so daß das Beschleunigungskriterium α auf den größeren Wert α1 (α1 < α2) gesetzt wird.

Der Wert TIM steigt jedoch ständig an, solange ein Beschleuni­ gungsfortsetzungsmerker gesetzt ist (ein Merker, der dafür sorgt, daß die Wahleinrichtung 56 ein Luft/Kraftstoffverhält­ nis für einen beschleunigten Betrieb bei stöchiometrischer Verbrennung wählt) und der Wert TIM wird im Schritt A13 nicht auf 0 rückgesetzt. Deshalb geht die Routine normalerweise nicht zu Schritt A7 weiter, außer es wird zuvor der beschleu­ nigte Betrieb mit stöchiometrischer Verbrennung durchgeführt.

Wenn das Beschleunigungskriterium α auf die oben beschriebene Weise gesetzt wurde, wird dann in Schritt A8 bestimmt, ob der Beschleunigungsfortsetzungsmerker gesetzt wurde. Da der Be­ schleunigungsfortsetzungsmerker am Anfang nicht gesetzt wurde, geht die Routine 9 zu Schritt A9 weiter, so daß bestimmt wird, ob eine Drosselventilstellungsabweichung ΔTPS in jedem kurzen Intervall (zweites Abfrageintervall) β nicht geringer ist als das Beschleunigungskriterium α. Außer wenn die Drosselventil­ stellungsabweichung ΔTPS gleich oder größer als das Beschleu­ nigungskriterium α ist, wird kein beschleunigter Betrieb mit stöchiometrischer Verbrennung benötigt, so daß die Routine zu Schritt A10 fortschreitet. Der dem Magerbetriebszustand ent­ sprechende Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient KALF wird dann auf KAF gesetzt und das Luft/Kraftstoffverhältnis wird in Schritt A16 entsprechend KAF gesetzt.

Folglich wird die Kraftstoffeinspritzungssteuerung dem Mager­ betriebszustand entsprechend durchgeführt.

Wenn die Drosselventilstellungsabweichung ΔTPS gleich oder größer als das Beschleunigungskriterium α ist, geht dagegen die Routine von Schritt A9 zu Schritt A11 weiter, so daß ein Beschleunigungsfortsetzungsmerker gesetzt wird. In Schritt A12 wird der Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient KAFAC für einen beschleunigten Betrieb bei stöchiometrischer Verbrennung auf KAF gesetzt. Der Wert TIM wird in Schritt A13 auf 0 rückge­ setzt, und das Luft/Kraftstoffverhältnis wird daher dem Wert KAF entsprechend in A16 eingestellt.

Wenn das Gaspedal während eines Magerbetriebs gedrückt wird, wird deshalb die Einspritzsteuerung so durchgeführt, daß ein stöchiometrisches oder fettes Luft/Kraftstoffgemisch einge­ stellt wird.

Wenn der Beschleunigungsfortsetzungsmerker wie oben beschrie­ ben gesetzt wurde, geht die Routine zu Schritt A8 über die Schritte A4 bis A7 weiter, solange die Bedingungen für den Magerbetrieb erfüllt werden. Nach dem Schritt A8 geht die Routine dann zu Schritt A14 weiter.

Besonders wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs eine hohe Ge­ schwindigkeit ist, die gleich oder größer als der Schwellwert Vs1 ist, geht die Routine entlang der Schritte A4, A5 bis A7 weiter, solange der Beschleunigungsfortsetzungsmerker nicht gesetzt ist. Das Beschleunigungskriterium α ist daher auf den relativ großen Wert α1 gesetzt (α1 < α2).

In Schritt A14 wird durch die Beschleunigungsende-Bestimmungs­ einrichtung 62B bestimmt, ob die Beschleunigung beendet ist. Wenn die Beschleunigung nicht beendet ist, geht die Routine zu Schritt A12 weiter und der Luft/Kraftstoffverhältniskoeffi­ zient KAFAC für einen beschleunigten Betrieb bei stöchiome­ trischer Verbrennung wird auf KAF gesetzt, und das Luft/Kraft­ stoffverhältnis wird eingestellt. Die Kraftstoffeinspritzungs­ steuerung wird deshalb so durchgeführt, daß ein stöchiome­ trisches oder fettes Luft/Kraftstoffverhältnis hergestellt wird.

Nach Beendigung der Beschleunigung geht die Routine dann von Schritt A14 zu Schritt A15 weiter, so daß der Beschleunigungs­ fortsetzungsmerker rückgesetzt wird. Die Routine schreitet dann zu Schritt A9 vor, an dem bestimmt wird, ob die Drossel­ ventilstellungsabweichung ΔTPS nicht geringer ist als das voreingestellte Beschleunigungskriterium α. Da das Beschleuni­ gungskriterium α normalerweise kurz nach Rücksetzung des Beschleunigungsfortsetzungsmerkers den relativ großen Wert α1 annimmt, ist ΔTPS < α, außer die Drosselventilstellungsabwei­ chung ΔTPS wird extrem groß. Die Routine kehrt dann zu Schritt A10 zurück. Als nächstes wird der dem Magerbetriebszustand entsprechende Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient KAFL auf KAF gesetzt, und in Schritt A16 wird das Luft/Kraftstoffver­ hältnis dem Koeffizienten KAF entsprechend eingestellt.

Folglich wird die Kraftstoffeinspritzungssteuerung dem Mager­ betrieb entsprechend durchgeführt.

Wenn dieser Weg genommen wird, wird TIM nicht auf 0 gesetzt, so daß TIM größer wird. Wenn eine Zeit X abgelaufen ist, ist die Bedingung TIM ≦ X nicht mehr erfüllt. Die Routine geht deswegen von Schritt A5 zu Schritt A6 weiter, wodurch das Beschleunigungskriterium α auf den Normalwert α2 zurückgeän­ dert wird. Die Routine geht auch dann zu Schritt A6 weiter, wenn in Schritt A4 festgestellt worden ist, daß die Fahrzeug­ geschwindigkeit Vs kleiner wird als der Schwellwert Vs1, wenn die Zeit X noch nicht abgelaufen ist. Das Beschleunigungs­ kriterium α wird deswegen auf den Normalwert A2 rückgesetzt.

Danach wird ein ähnlicher Prozeß wiederholt, wenn der Betrieb in einem Zustand mit magerer Verbrennung weitergeführt wird.

Da die Bedingung ΔTPS ≧ α erfüllt wird, wenn die Drosselventil­ stellungsabweichung ΔTPS größer wird als ein normaler Wert, wird ein beschleunigter stöchiometrischer Betrieb durchge­ führt, wie er nach einer Beschleunigung erforderlich ist. Mit anderen Worten wird der Luft/Kraftstoffverhältniskoeffizient KAFAC für einen beschleunigten Betrieb bei stöchiometrischer Verbrennung auf KAF geändert. Auf der Basis von KAF wird das Luft/Kraftstoffverhältnis eingestellt.

Da das Steuersystem auf die oben beschriebene Weise arbeitet, wird eine Kraftstoffeinspritzungssteuerung durchgeführt, wenn während eines Magerbetriebes ein beschleunigter Betrieb mit stöchiometrischer Verbrennung während einer Beschleunigung durchgeführt wird. Wie es anhand eines Beispiels in Fig. 6 gezeigt ist, wird der Betrieb dann durchgeführt, um nach Beendigung einer früheren Beschleunigung wieder eine Beschleu­ nigung zu erreichen.

In einem Beschleunigungszustand wird als erstes ein Luft/­ Kraftstoffverhältnis für einen beschleunigten Betrieb bei stöchiometrischer Verbrennung eingestellt und ein beschleunig­ ter Betrieb bei stöchiometrischer Verbrennung durchgeführt. Wenn die Beschleunigung beendet ist, wird ein Magerbetrieb- Luft/Kraftstoffverhältnis eingestellt und der Betrieb auf einen Magerbetrieb umgeschaltet.

Wenn das Fahrzeug unmittelbar nach diesem Schalten mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben wird, wird das Beschleuni­ gungskriterium für eine vorherbestimmte Zeit (beispielsweise X Sekunden) auf den großen Wert α1 gesetzt. Auch wenn ein Fahrer das Gaspedal drückt und die Drosselventilstellungsabweichung ΔTPS erhöht, um einen Abfall der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund einer wesentlichen Drehmomentverringerung nach Schal­ ten in den Magerbetrieb wett zu machen, wie es durch eine gestrichelte Linie in der Zeichnung dargestellt ist, wird die auf diese Weise erhöhte Drosselventilstellungsabweichung ΔTPS nicht als Beschleunigung bestimmt, so daß der Magerbetrieb aufrechterhalten wird. Wenn durch den Fahrer jedoch eine tatsächliche Beschleunigung gewünscht wird, die größer ist als sie zur Aufrechterhaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit nach dem Schalten in den Magerbereich erforderlich ist, drückt der Fahrer normalerweise soweit auf das Gaspedal, daß die Drossel­ ventilstellungsabweichung ΔTPS extrem groß wird und daher eine Beschleunigung bestimmt wird. Das Luft/Kraftsotffverhältnis wird deshalb wieder von dem mageren Wert auf einen stöchiome­ trischen Beschleunigungswert geschaltet.

Wenn der vorherbestimmte Zeitabschnitt (X Sekunden) abgelaufen ist, wird das Beschleunigungskriterium wieder auf den Normal­ wert α2 gesetzt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Danach wird die Bestimmung einer Beschleunigung wie gewöhnlich auf der Basis der Drosselventilstellungsabweichung ΔTPS durchgeführt. Wenn eine Beschleunigung bestimmt wird (d. h. ΔTPS ≧ α (= α2)), wird ein beschleunigter Betrieb bei stöchiometrischer Verbrennung durchgeführt, um eine Verschlechterung des Abgases zu ver­ meiden und außerdem die Beschleunigungsleistung aufrechtzuer­ halten.

Bei dem beschriebenen Steuersystem ist die Beschleunigungs­ bestimmungseinheit 62 mit einem großen Abfrageintervall γ und einem kleinen Abfrageintervall β versehen, um die Erfassung durch die Drosselstellungsänderungs-Erfassungseinrichtung 59 zu erfassen. In der Abweichungsberechnungseinrichtung 59C wird die Abweichung (T - T0) zwischen einer Größe T0, die bei einem großen Abfrageintervall γ erhalten wurde, und einer Größe T, die in einem kleinen Abfrageintervall β erhalten wurde, als Drosselstellungsabweichung ΔTPS verwendet. Entsprechend jeder unter (A) in Fig. 7 gezeigten Änderung der Drosselposition wird z. B. die Drosselpositionsabweichung ΔTPS bestimmt, wie es bei (B) in Fig. 7 gezeigt ist. Diese Drosselstellungsabwei­ chung ΔTPS wird dann mit dem Beschleunigungskriterium α ver­ glichen, um eine Beschleunigung zu bestimmen. Bei einer Be­ stimmung der Beschleunigung in normalen langen Abfrageint­ ervallen γ wird die Beschleunigung bestimmt, wie es bei (C) in Fig. 7 gezeigt ist.

Bei der Bestimmung einer Beschleunigung in normalen langen Abfrageintervallen γ wird die Drosselstellungsabweichung ΔTPS erhalten, um die Beschleunigung zu bestimmen, wie es bei (C) in Fig. 7 gezeigt ist, während Abfragedrosselstellungsdaten T(A0), (A1), (A2), ... in Intervallen γ erfaßt werden. Es wird angenommen, daß die Beschleunigung in diesem Fall zum Zeit­ punkt t1 ausgelöst wird. Da die Bestimmung nur in langen Abfrageintervallen γ nach der Auslösung der Beschleunigung bewirkt wird, wird keine Beschleunigung bestimmt, bis frühre­ stens der Zeitpunkt t3 in dem Fallbeispiel von Fig. 7 erreicht ist.

Durch das erfindungsgemäße Kontrollsystem wird dagegen die Drosselstellungsabweichung ΔTPS erhalten, um die Beschleuni­ gung zu bestimmen, wie es unter (B) in Fig. 7 gezeigt ist, während die Abfragedrosselstellungsdaten T(A0), (A1), (A2), ... in Intervallen γ und außerdem Drosselstellungsdaten T(B0), (B1), (B2), ... in Intervallen β erfaßt werden. Wenn sich die Drosselstellung ändert, wie es bei (A) in Fig. 7 gezeigt ist, steigt die Drosselstellungsabweichung ΔTPS allmählich an. An einem Zeitpunkt t2, an dem die Drosselstellungsabweichung ΔTPS das Beschleunigungskriterium α überschreitet, wird eine Be­ schleunigung bestimmt.

Wenn eine relativ plötzliche Beschleunigung durchgeführt wird, überschreitet die Drosselstellungsabweichung ΔTPS deshalb das Beschleunigungskriterium α und die Beschleunigung wird be­ stimmt, ohne durch viele Abfrageintervalle β gehen zu müssen. Auch während einer ällmählichen Beschleunigung kann eine plötzliche Beschleunigung in relativ kurzer Zeit bestimmt werden. Bei einer schnellst möglichen Beschleunigung kann die Drosselstellungsabweichung ΔTPS in dem Einheitserfassungs­ intervall β erhalten werden, und die Beschleunigung kann daher auf der Basis der so erhaltenen Drosselstellungsabweichung ΔTPS bestimmt werden. Die Beschleunigung kann deshalb so schnell wie möglich bestimmt werden.

Wenn eine allmähliche Beschleunigung durchgeführt wird, muß durch mehrere Abfrageintervalle β durchgegangen werden, bis die Drosselpositionsabweichung ΔTPS das Beschleunigungskrite­ rium α überschreitet, um eine Bestimmung einer Beschleunigung zu ermöglichen. Bei einer langsamsten Beschleunigung wird die Drosselstellungsabweichung ΔTPS in dem Einheitserfassungs­ intervall γ erhalten, und die Beschleunigung kann daher auf der Basis der so erhaltenen Drosselstellungsabweichung ΔTPS bestimmt werden. Eine Beschleunigung kann daher auch bei einer sehr langsamen allmählichen Beschleunigung bestimmt werden.

Das erfindungsgemäße Steuersystem kann daher in einem sehr breiten Beschleunigungsbereich eine Beschleunigung feststel­ len.

Zum Zeitpunkt einer plötzlichen Beschleunigung kann die Be­ schleunigung aus Daten bestimmt werden, die in kurzen Inter­ vallen abgefragt werden. Es ist jedoch nicht notwendig, daß man bei einer allmählichen Beschleunigung oder bei einer plötzlichen Beschleunigung unterschiedlich handeln muß.

Anstatt des Dreiwegekatalysators 10 kann auch ein Oxidations­ katalysator angeordnet werden.

Als Laständerungsparameter-Erfassungseinrichtung kann anstatt einer Einrichtung, die Änderungen der Drosselposition erfassen kann, eine Einrichtung verwendet werden, die Änderungen des Einlaßkanaldrucks oder der eingeführten Luftmenge erfassen kann.

Das Steuersystem ist so ausgebildet, daß es das Beschleuni­ gungskriterium nur dann zeitweilig erhöht, wenn die Fahrzeug­ geschwindigkeit Vs eine hohe Geschwindigkeit ist, die gleich oder größer als der Schwellwert Vs1 ist, wie es in Schritt A4 des Flußdiagramms von Fig. 4 gezeigt ist. Das Beschleuni­ gungskriterium kann jedoch zusätzlich zu dem Fahrzeuggeschwin­ digkeitswert, der ein direkter Erfassungswert des Fahrge­ schwindigkeitszustands ist, auf der Basis einer Schaltposition eines Getriebes geschaltet werden, wobei die Schaltstellung indirekt die Erfassung des Fahrgeschwindigkeitszustands er­ laubt.

Diese Modifizierung kann dadurch ausgebildet werden, daß eine Übersetzungsverhältniserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Schaltstellung eines Getriebes zwischen dem Motor und Antriebsrädern angeordnet wird, so daß eine Fahrzeuggeschwin­ digkeit nur bestimmt wird, wenn die durch die Übersetzungs­ verhältniserfassungseinrichtung erfaßte Schaltstellung ein hohes Übersetzungsverhältnis ist, das Beschleunigungskriterium jedoch zeitweilig erhöht wird, wenn die auf diese Weise erfaß­ te Schaltstellung ein hohes Übersetzungsverhältnis ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit eine hohe Geschwindigkeit ist. In diesem Fall wird die Schaltstellung des Getriebes in Schritt A1 des Flußdiagramms von Fig. 4 gelesen. Während die Routine von Schritt A2 zu Schritt A4 fortschreitet, wird ein Schritt hinzugefügt, in dem bestimmt wird, ob die Schaltstellung beispielsweise in einer Stellung für ein hohes Übersetzungs­ verhältnis ist, wie es z. B. bei einem Spargang der Fall ist. Wenn die Schaltstellung ein hohes Übersetzungsverhältnis ist, geht die Routine zu Schritt A4 weiter. Wenn die Fahrzeugge­ schwindigkeit hoch ist, geht die Routine außerdem zu den Schritten A5 und A7 weiter, um das Beschleunigungskriterium zeitweilig zu erhöhen. Wenn die Schaltstellung kein hohes Übersetzungsverhältnis ist, geht die Routine zu Schritt A6, um das Beschleunigungskriterium auf einen Normalwert zu setzen.

Das Beschleunigungskriterium kann auf der Grundlage der Schaltstellung des Getriebes anstatt des Fahrzeuggeschwindig­ keitswerts geschaltet werden.

Diese Ausführungsform kann dadurch gebildet werden, daß die Schaltstufen-Erfassungseinrichtung anstatt der Fahrzeugge­ schwindigkeitserfassungs-Einrichtung angeordnet wird, so daß das Beschleunigungskriterium nur dann zeitweilig erhöht werden kann, wenn die Schaltstellung des Getriebes, die durch die Schaltstufen-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, ein hohes Übersetzungsverhältnis ist. Diese Ausführungsform kann im wesentlichen dem Flußdiagramm von Fig. 4 entsprechend betrie­ ben werden. In Schritt A1 wird die Schaltstellung des Getrie­ bes gelesen. In Schritt A4 wird bestimmt, ob die Schaltstel­ lung eine Stellung mit hohem Übersetzungsverhältnis ist, wie z. B. bei einem Schongang. Wenn die Schaltstellung eine Posi­ tion mit hohem Übersetzungsverhältnis ist, geht die Routine zu Schritt A5, so daß das Beschleunigungskriterium zeitweise in den Schritten A5 und A7 erhöht wird. Wenn die Schaltstellung kein hohes Übersetzungsverhältnis ist, geht die Routine zu Schritt A6, um das Beschleunigungskriterium auf den normalen Wert zu setzen.

Wenn sich das Beschleunigungskriterium abhängig von der Schaltposition auf die oben beschriebene Weise ändert, ist es vorstellbar, daß eine Situation auftritt, in der nach Be­ schleunigung eines Fahrzeugs die Fahrzeuggeschwindigkeit beispielsweise so groß wird, daß sie einem hohen Übersetzungs­ verhältnis entspricht, obwohl sich die Schaltstellung nicht in dem hohen Übersetzungsverhältnis befindet.

Erfindungsgemäß wird jedoch das Beschleunigungskriterium zeitweise erhöht, um einen Magerbetriebsbereich zu vergrößern, kurz nachdem eine Beschleunigung beendet und der Betrieb auf einen Magerbetrieb umgeschaltet worden ist. Es ist deshalb ausreichend, wenn sich die Schaltstellung in dem hohen Über­ setzungsverhältnis befindet, wenn die Beschleunigung beendet ist.

Es wird angenommen, daß sich die Schaltstellung in einem hohen Übersetzungsverhältnis befindet und die Fahrzeuggeschwindig­ keit hoch ist. Wenn der Fahrer nach Beendigung der Beschleuni­ gung des Fahrzeugs wünscht, weiter mit hoher Geschwindigkeit zu fahren, schaltet er normalerweise die Gangstellung auf ein noch höheres Übersetzungsverhältnis. Deswegen ist es also möglich, das Beschleunigungskriterium auf der Basis der Schaltstellung im wesentlichen auf die gleiche Weise zu schal­ ten, wie das Beschleunigungskriterium durch die Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit geschaltet wird.

Claims (4)

1. Steuersystem für eine an einem Fahrzeug angebrachte Verbrennungskraftmaschine (1) mit magerer Verbren­ nung, die bei vorherbestimmten Betriebsbedingungen einen Betrieb mit magerer Verbrennung durchführt, in dem das Luft/Kraftstoffverhältnis magerer als das stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis ist, mit

• 1. - einer Lastwechselparameter-Erfassungseinrichtung (59) zur Erfassung eines Parameters, der mit einem Lastwechsel des Motors in Wechselbeziehung steht;
• 2. - einer Fahrzeugsgeschwindigkeitszustands-Erfassungs­ einrichtung (30) zur Erfassung des Fahrgeschwindigkeits­ zustands des Fahrzeugs;
• 3. - einer Beschleunigungsbestimmungseinrichtung (62C), die eine Ausgangsinformation von der Lastwechselpa­ rameter-Erfassungseinrichtung (59) mit einem Beschleunigungskriterium (α) vergleicht und bestimmt, daß sich die Verbrennungskraftmaschine (1) in einem beschleunigten Betrieb befindet, wenn die Ausgangs­ information größer ist als das Beschleunigungskri­ terium (α),
• 4. - einer Beschleunigungsende-Bestimmungseinrichtung (62B), die ein Ende des Beschleunigungsbetriebes bestimmt,
• 5. - einer Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuereinrichtung (51, 52, 53, 56, 57, 60, 61) die das Mischverhältnis von der Verbrennungskraftma­ schine (1) zugeführtem Kraftstoff und der Ver­ brennungskraftmaschine (1) zugeführter Luft von einem mageren Luft/Kraftstoffverhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis oder ein fetteres Luft/Kraftstoffverhältnis ändert, wenn durch die Beschleunigungsbestimmungseinrich­ tung (62C) während eines Betriebes mit magerer Verbrennung bestimmt wurde, daß sich die Verbren­ nungskraftmaschine (1) in dem beschleunigte Betrieb befindet,
  und das Mischverhältnis auf das magere Luft/Kraftstoffverhältnis zurückverändert, wenn durch die Beschleunigungsende-Bestimmungseinrich­ tung (62B) bestimmt worden ist, daß der beschleu­ nigte Betrieb beendet ist; und
• 6. - einer Beschleunigungskriterium-Setzeinrichtung (62A), die das Beschleunigungskriterium (α) entsprechend einem Fahrgeschwindigkeitszustand ändert, der durch die Fahrzeugsgeschwindigkeitszustands-Erfassungs­ einrichtung (30) erfaßt wurde,

dadurch gekennzeichnet, daß,

• 1. - normalerweise anhand eines ersten Beschleunigungs­ kriteriums (α2) die Bestimmung eines beschleunigten Betriebs erfolgt,
• 2. - jedoch ein zweites Beschleunigungskriterium (α1), das größer ist als das erste (α2) Beschleunigungskriterium, einen voreingestellten Zeitabschnitt (A₅, n) lang nach Bestimmung des Beschleunigungsendes durch die Beschleunigungsende-Bestimmungseinrichtung (62B) als Beschleunigungskriterium (α) verwendet wird, wenn durch die Fährzeugsgeschwindigkeitszustands-Erfas­ sungseinrichtung erfaßt wurde, daß sich die Fahr­ zeuggeschwindigkeit in einem hohen Geschwindig­ keitsbereich befindet.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeitszustands-Erfassungs­ einrichtung eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungs­ einrichtung (30) zur Erfassung der Fahrgeschwindig­ keit des Fahrzeugs selbst ist und daß, wenn die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer ist als eine vorher bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit und durch die Beschleunigungsende-Bestimmungseinrichtung (62B) bestimmt wird, daß die Beschleunigung beendet ist, die Beschleunigungskriterium-Setzeinrichtung (62A) den voreingestellten Zeitabschnitt lang das zweite Beschleunigungskriterium (α1) setzt und auf das erste Beschleunigungskriterium (α2) rücksetzt, wenn der voreingestellte Zeitabschnitt abgelaufen ist.

3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeitszustands-Erfassungs­ einrichtung eine Übersetzungsverhältnis-Erfassungs­ einrichtung zur Erfassung eines Übersetzungsverhält­ nisses eines an dem Fahrzeug angebrachten Getriebes ist und, daß, wenn das durch die Übersetzungsverhält­ nis-Erfassungseinrichtung erfaßte Übersetzungsver­ hältnis ein hohes Übersetzungsverhältnis ist und durch die Beschleunigungsende-Bestimmungseinrichtung (62B) bestimmt wird, daß der beschleunigte Betrieb beendet ist, die Beschleunigungskriterium-Setzein­ richtung (62A) den voreingestellten Zeitabschnitt lang das zweite Beschleunigungskriterium (α1) setzt und auf das erste Beschleunigungskriterium (α2) rücksetzt, wenn der voreingestellte Zeitabschnitt abgelaufen ist.

4. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeitszustands-Erfassungs­ einrichtung eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungs­ einrichtung (30) zur Erfassung einer Fahrgeschwindig­ keit des Fahrzeugs selbst und eine Übersetzungsver­ hältnis-Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Übersetzungsverhältnisses eines an dem Fahrzeug angebrachten Getriebes umfaßt, und daß, wenn durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer ist als eine vorher bestimmte Fahrzeugge­ schwindigkeit, durch die Übersetzungsverhältnis- Erfassungseinrichtung erfaßt wird, daß das Überset­ zungsverhältnis ein hohes Übersetzungsverhältnis ist und die Beschleunigungsende-Bestimmungseinrichtung (62B) bestimmt, daß der Beschleunigungsbetrieb been­ det ist, die Beschleunigungskriterium-Setzeinrichtung (62A) den voreingestellten Zeitabschnitt lang das zweite Beschleunigungskriterium (α1) setzt und auf das erste Beschleunigungskriterium (α2) rücksetzt, wenn der voreingestellte Zeitabschnitt abgelaufen ist.