DE69627218T2 - Control system for the fuel metering of an internal combustion engine - Google Patents

Control system for the fuel metering of an internal combustion engine

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DE69627218T2
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Isao Komoriya
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Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION 1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffdosierungs-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor.This invention relates to a fuel metering control system for an internal combustion engine.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the state of the art

Im Stand der Technik ist bekannt, einen Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor an einem Abgaszusammenfluß eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors zu installieren, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motorabgases zu erfassen, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen Sollwert, zu regeln, wie z. B. von der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho 62(1987)-20.365 gelehrt wird. Im System des Standes der Technik werden auf der Grundlage eines Ausgangs eines im Abgassystem installierten einzelnen Luft/Kraftstoff- Verhältnissensors die Zusammenflußpunkt-Luft/Kraftstoff-Verhältnisrückführung und die individuelle Zylinder-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückführung zu verschiedenen Zeiten geregelt. EP 0408 206 offenbart ein weiteres Kraftstoffdosierungs-Regelsystem mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor und zwei Reglern, die den Ausgang des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors als Regelgröße aufnehmen und mittels einer Stellgröße der Kraftstoffeinspritzmenge regeln.It is known in the prior art to install an air/fuel ratio sensor at an exhaust confluence of a multi-cylinder internal combustion engine to sense the air/fuel ratio of the engine exhaust gas and to control the air/fuel ratio to a target value, as taught by, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 62(1987)-20,365. In the prior art system, based on an output of a single air/fuel ratio sensor installed in the exhaust system, the confluence point air/fuel ratio feedback and the individual cylinder air/fuel ratio feedback are controlled at different times. EP 0408 206 discloses another fuel metering control system having an air/fuel ratio sensor and two controllers which receive the output of the air/fuel ratio sensor as a controlled variable and control it by means of a manipulated variable of the fuel injection amount.

EP 0492 431 und US 4990 235 zeigen beide die Filterung des Ausgangs eines Abgassauerstoffsensors, der insbesondere für die Verwendung in Kraftstoffdosierungs-Regelsystemen für Verbrennungsmotoren geeignet ist.EP 0492 431 and US 4990 235 both show the filtering of the output of an exhaust gas oxygen sensor, which is particularly suitable for use in fuel metering control systems for internal combustion engines.

Wie in der angegebenen japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho 62(1987)-20.365 offenbart ist, können dann, wenn Regler unter Verwendung eines einzelnen Sensor als gemeinsames Eingangssignal arbeiten, manchmal Störungen zwischen den Reglern auftreten, die die Regelung instabil machen. Genauer tritt das Problem häufiger auf, wenn Regler parallel oder mehrfach beaufschlagt vorgesehen sind. Da außerdem der Ausgang des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors Rauschen aufweist, wird das Rauschen vorzugsweise möglichst weitgehend beseitigt, um die Erfassungsgenauigkeit zu verbessern.As disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. Sho 62(1987)-20,365, when controllers operate using a single sensor as a common input signal, interference may sometimes occur between the controllers, making the control unstable. More specifically, the problem occurs more frequently when controllers are provided in parallel or in multiple application. In addition, since the output of the air-fuel ratio sensor contains noise, it is preferable to eliminate the noise as much as possible in order to improve the detection accuracy.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Kraftstoffdosierungs- Regelsystem für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, das das obenerwähnte Problem lösen kann und selbst dann, wenn mehrfach beaufschlagte Regler vorgesehen sind, um unter Verwendung eines Ausgangs eines einzelnen Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors als gemeinsames Eingangssignal zu arbeiten, ermöglicht, Störungen zwischen den Reglern zu verhindern, während das Rauschen am Sensorausgang beseitigt wird, was ermöglicht, daß die Regler stabil arbeiten können.It is therefore an object of the invention to provide a fuel metering control system for an internal combustion engine which can solve the above-mentioned problem and, even when multiple-actuated controllers are provided to operate using an output of a single air-fuel ratio sensor as a common input signal, enables interference between the controllers to be prevented while eliminating noise at the sensor output, thus enabling the controllers to operate stably.

Diese Erfindung löst diese Aufgabe durch Schaffen eines Systems zum Regeln der Kraftstoffdosierung für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern, das enthält:This invention solves this problem by providing a system for controlling fuel metering for a multi-cylinder internal combustion engine, comprising:

einen Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor, der am Abgassystem des Motors installiert ist, um ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors zu erfassen;an air-fuel ratio sensor installed on the exhaust system of the engine to detect an air-fuel ratio of the engine;

ein Motorbetriebszustanderfassungsmittel zum Erfassen der Motorbetriebszustände, die wenigstens die Motordrehzahl und die Motorlast enthalten;an engine operating condition detecting means for detecting the engine operating conditions including at least the engine speed and the engine load ;

ein Kraftstoffeinspritzmengen-Ermittlungsmittel zum Ermitteln der Kraftstoffeinspritzmenge für die einzelnen Zylinder wenigstens auf der Grundlage der erfaßten Motorbetriebszustände;a fuel injection amount determining means for determining the fuel injection amount for the individual cylinders at least on the basis of the detected engine operating conditions;

mehrere Regler zum Eingeben des Ausgangssignals des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors als Regelgröße und zum Ermitteln der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten zum Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge, die dem Motor als Stellgröße zugeführt wird, so daß die Regelgröße auf einen Sollwert gebracht wird;a plurality of controllers for inputting the output signal of the air/fuel ratio sensor as a controlled variable and for determining the feedback correction coefficients for correcting the fuel injection quantity, which is fed to the motor as a manipulated variable so that the controlled variable is brought to a setpoint;

ein Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmengen-Ermittlungsmittel zum Ermitteln der Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge unter Verwendung der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten; undan initial fuel injection amount determining means for determining the initial fuel injection amount using the feedback correction coefficients; and

eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in die einzelnen Zylinder des Motors auf der Grundlage der Ausgangs- Kraftstoffeinspritzmenge;a fuel injection device for injecting fuel into each cylinder of the engine based on the initial fuel injection amount;

dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that

die mehreren Regler die Rückkopplungskorrekturkoeffizienten auf der Grundlage von Sollwerten bestimmen, die separat ermittelt werden; undthe plurality of controllers determine the feedback correction coefficients based on setpoints that are determined separately; and

wenigstens einer der mehreren Regler das Ausgangssignal des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors über ein Filter erhält, so daß die Eingabe vom Ausgang des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors, die in den wenigstens einen Regler eingegeben wird, sich von der Eingabe des Ausgangs des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors unterscheidet, die in einen anderen der mehreren Regler eingegeben wird.at least one of the plurality of controllers receives the output signal of the air/fuel ratio sensor through a filter such that the input from the output of the air/fuel ratio sensor input to the at least one controller is different from the input from the output of the air/fuel ratio sensor input to another of the plurality of controllers.

KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF EXPLANATION OF THE DRAWINGS

Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden deutlicher anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen, in welchen:These and other objects and advantages of the invention will become more apparent from the following description and drawings in which:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht ist, die ein Kraftstoffdosierungs- Regelsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 1 is an overall schematic view showing a fuel metering control system for an internal combustion engine according to the present invention;

Fig. 2 eine schematische Ansicht ist, die die Einzelheiten eines in Fig. 1 gezeigten Abgasrückführungs-(EGR)-Mechanismus zeigt;Fig. 2 is a schematic view showing the details of an exhaust gas recirculation (EGR) mechanism shown in Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Ansicht ist, die Einzelheiten eines in Fig. 1 gezeigten Behälterspülmechanismus zeigt;Fig. 3 is a schematic view showing details of a container flushing mechanism shown in Fig. 1;

Fig. 4 ein Graph ist, der die Ventilsteuereigenschaften eines in Fig. 1 gezeigten veränderlichen Ventilsteuermechanismus zeigt;Fig. 4 is a graph showing the valve timing characteristics of a variable valve timing mechanism shown in Fig. 1;

Fig. 5 eine erläuternde Ansicht ist, die den Katalysator und ein Beispiel einer in Fig. 1 gezeigten O&sub2;-Sensorpositionierung zeigt;Fig. 5 is an explanatory view showing the catalyst and an example of O₂ sensor positioning shown in Fig. 1;

Fig. 6 ein Blockschaltbild ist, das Einzelheiten der in Fig. 1 gezeigten Steuereinheit zeigt;Fig. 6 is a block diagram showing details of the control unit shown in Fig. 1;

Fig. 7 ein Graph ist, der das Ausgangssignal des in Fig. 1 gezeigten O&sub2;- Sensors zeigt;Fig. 7 is a graph showing the output of the O2 sensor shown in Fig. 1;

Fig. 8 ein Blockschaltbild ist, das die Konfiguration des Systems gemäß der Erfindung zeigt;Fig. 8 is a block diagram showing the configuration of the system according to the invention;

Fig. 9 ein Flußdiagramm ist, das die Ermittlung oder Berechnung der Basismenge der Kraftstoffeinspritzung TiM-F zeigt, die in Fig. 8 dargestellt ist;Fig. 9 is a flow chart showing the determination or calculation of the basic amount of fuel injection TiM-F shown in Fig. 8;

Fig. 10 ein Blockschaltbild ist, das die Ermittlung oder Berechnung der Basisgröße der Kraftstoffeinspritzmenge TiM-F zeigt, auf die in der Berechnung der Fig. 9 Bezug genommen wird;Fig. 10 is a block diagram showing the determination or calculation of the base value of the fuel injection quantity TiM-F referred to in the calculation of Fig. 9;

Fig. 11 ein Blockschaltbild ist, das die Berechnung einer effektiven Drosselklappenöffnungsfläche und ihres Verzögerungswertes erster Ordnung zeigt, der bei der Berechnung in bezug auf die Berechnung der Fig. 9 verwendet wird;Fig. 11 is a block diagram showing the calculation of an effective throttle opening area and its first order lag value used in the calculation related to the calculation of Fig. 9;

Fig. 12 ein Graph ist, der die Eigenschaften von Kennfeld-Daten eines in Fig. 11 gezeigten Koeffizienten zeigt;Fig. 12 is a graph showing characteristics of map data of a coefficient shown in Fig. 11;

Fig. 13 eine Ansicht ist, die die Eigenschaften der Kennfeld-Daten der Kraftstoffeinspritzmenge im stationären Motorbetriebszustand zeigt, auf die in der Berechnung der Fig. 9 Bezug genommen wird;Fig. 13 is a view showing the characteristics of the map data of the fuel injection amount in the steady state engine operation referred to in the calculation of Fig. 9;

Fig. 14 eine Ansicht ist, die die Eigenschaften der Kennfeld-Daten eines Basiswertes eines Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erläutert, auf das in der Berechnung der Fig. 9 Bezug genommen wird;Fig. 14 is a view explaining the characteristics of map data of a basic value of a target air-fuel ratio referred to in the calculation of Fig. 9;

Fig. 15 ein Graph ist, der das Ergebnis einer Simulation zeigt, auf die bei der Berechnung der Fig. 9 Bezug genommen wird;Fig. 15 is a graph showing the result of a simulation performed in the Calculation of Fig. 9 is referred to;

Fig. 16 ein Zeitablaufdiagramm ist, das den Übergangs-Motorbetriebszustand erläutert, auf den in der Berechnung der Fig. 9 Bezug genommen wird;Fig. 16 is a timing chart illustrating the transitional engine operating state referred to in the calculation of Fig. 9;

Fig. 17 ein Zeitablaufdiagramm ist, das den Verzögerungswert erster Ordnung der effektiven Drosselklappenöffnungsfläche erläutert;Fig. 17 is a timing chart explaining the first-order delay value of the effective throttle opening area;

Fig. 18 eine Ansicht ähnlich der Fig. 10 ist, die die Berechnung der Fig. 9 zeigt;Fig. 18 is a view similar to Fig. 10, showing the calculation of Fig. 9;

Fig. 19 ein Flußdiagramm ist, das eine Schätzung der EGR-Rate bei der Berechnung des EGR-Korrekturkoeffizienten zeigt, auf den in der Erläuterung der in Fig. 8 dargestellten Konfiguration Bezug genommen wird;Fig. 19 is a flow chart showing an estimation of the EGR rate in the calculation of the EGR correction coefficient referred to in the explanation of the configuration shown in Fig. 8;

Fig. 20 eine erläuternde Ansicht ist, die die Durchflußratenkennlinien des EGR-Steuerventils zeigt, die durch das Ventilhubmaß und das Verhältnis zwischen stromaufseitigem Druck (Krümmerabsolutdruck) und stromabseitigem Druck (atmosphärischer Druck) bestimmt wird;Fig. 20 is an explanatory view showing the flow rate characteristics of the EGR control valve determined by the valve lift amount and the relationship between upstream pressure (manifold absolute pressure) and downstream pressure (atmospheric pressure);

Fig. 21 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Operation des Ist-Ventilhubes zum Soll-Ventilhub zeigt;Fig. 21 is a timing chart showing the operation of the actual valve lift to the target valve lift;

Fig. 22 eine erläuternde Ansicht ist, die die Eigenschaften der Kennfeld- Daten eines Koeffizienten KEGRMAP zeigt;Fig. 22 is an explanatory view showing the characteristics of the map data of a coefficient KEGRMAP;

Fig. 23 eine erläuternde Ansicht ist, die die Eigenschaften der Kennfeld- Daten eines Befehlswertes für das Ventilhubmaß LCMD zeigt;Fig. 23 is an explanatory view showing the characteristics of map data of a command value for the valve lift amount LCMD;

Fig. 24 ein Flußdiagramm ist, das die Unterroutine des Flußdiagramms der Fig. 13 zur Berechnung eines Koeffizienten KEGRN zeigt;Fig. 24 is a flow chart showing the subroutine of the flow chart of Fig. 13 for calculating a coefficient KEGRN;

Fig. 25 eine erläuternde Ansicht ist, die die Konfiguration eines Ringpuffers zeigt, der im Flußdiagramm der Fig. 24 verwendet wird;Fig. 25 is an explanatory view showing the configuration of a ring buffer used in the flow chart of Fig. 24;

Fig. 26 eine erläuternde Ansicht ist, die die Eigenschaften der Kennfeld- Daten einer Verzögerungszeit τ zeigt, die im Flußdiagramm der Fig. 25 verwendet wird;Fig. 26 is an explanatory view showing the characteristics of the map data of a delay time τ used in the flow chart of Fig. 25;

Fig. 27 ein Zeitablaufdiagramm ist, das eine Verzögerung im Ist-Ventilhub zu einem Sollwert und eine weitere Verzögerung, bis das Abgas die Brennkammer des Motors erreicht hat, zeigt;Fig. 27 is a timing diagram showing a delay in the actual valve lift to a set point and a further delay until the exhaust gas has reached the combustion chamber of the engine;

Fig. 28 ein Flußdiagramm ist, das die Ermittlung oder Berechnung des Behälterspülungs-Korrekturkoeffizienten KPUG zeigt, auf den bei der Erläuterung der in Fig. 8 gezeigten Konfiguration Bezug genommen wird;Fig. 28 is a flow chart showing the determination or calculation of the tank purge correction coefficient KPUG referred to in the explanation of the configuration shown in Fig. 8;

Fig. 29 ein Flußdiagramm ist, das die Ermittlung oder Berechnung des Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnisses oder des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Korrekturkoeffizienten zeigt, auf die bei der Erläuterung der in Fig. 8 dargestellten Konfiguration Bezug genommen wird;Fig. 29 is a flow chart showing the determination or calculation of the target air-fuel ratio or the target air-fuel ratio correction coefficient referred to in the explanation of the configuration shown in Fig. 8;

Fig. 30 ein Graph ist, der die Korrektur für die Aufladeeffizienz zeigt, auf die im Flußdiagramm der Fig. 29 Bezug genommen wird;Fig. 30 is a graph showing the correction for the charging efficiency referred to in the flow chart of Fig. 29;

Fig. 31 eine erläuternde Ansicht ist, die die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis am Zusammenflußpunkt des Abgassystems eines Motors und der TDC-Kurbelposition zeigt;Fig. 31 is an explanatory view showing the relationship between the air-fuel ratio at the confluence point of the exhaust system of an engine and the TDC crank position;

Fig. 32 eine erläuternde Ansicht ist, die geeignete (beste) Abtastzeitpunkte der Luft/Kraftstoff-Verhältnissensorausgänge im Gegensatz zu ungeeigneten Abtastzeitpunkten zeigt;Fig. 32 is an explanatory view showing appropriate (best) sampling timings of the air-fuel ratio sensor outputs as opposed to inappropriate sampling timings;

Fig. 33 ein Flußdiagramm ist, das die Operation der Luft/Kraftstoff- Verhältnisabtastung zeigt, die von dem in Fig. 8 gezeigten Abtastblock ausgeführt wird;Fig. 33 is a flow chart showing the operation of air-fuel ratio sampling performed by the sampling block shown in Fig. 8;

Fig. 34 ein Blockschaltbild ist, das ein Modell zeigt, das das Verhalten der Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zeigt, auf den eine frühere Anmeldung des Abtretungsempfängers Bezug nimmt;Fig. 34 is a block diagram showing a model illustrating the behavior of the air/fuel ratio detection referred to in a prior application of the assignee;

Fig. 35 ein Blockdiagramm ist, das das Modell der Fig. 34 in diskreten Zeitreihen für eine Periode Delta-T diskretisiert zeigt;Fig. 35 is a block diagram showing the model of Fig. 34 discretized in discrete time series for a period Delta-T;

Fig. 36 ein Blockschaltbild ist, das eine Echtzeit-Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Schätzvorrichtung auf der Grundalge des Modells der Fig. 35 zeigt;Fig. 36 is a block diagram showing a real-time air-fuel ratio estimator based on the model of Fig. 35;

Fig. 37 ein Blockschaltbild ist, das ein Modell zeigt, das das Verhalten des Abgassystems des Motors beschreibt, auf das in einer früheren Anmeldung des Abtretungsempfängers Bezug genommen wird;Fig. 37 is a block diagram showing a model describing the behavior of the exhaust system of the engine referred to in a prior application of the assignee;

Fig. 38 ein Graph ist, der die Vorbedingungen eines Simulation zeigt, bei der angenommen wird, daß Kraftstoff drei Zylindern eines Vierzylindermotors zugeführt wird, um somit ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 14,7 : 1 zu erhalten, und einem Zylinder zugeführt wird;Fig. 38 is a graph showing the preconditions of a simulation in which it is assumed that fuel is supplied to three cylinders of a four-cylinder engine so as to obtain an air/fuel ratio of 14.7:1 and is supplied to one cylinder;

Fig. 39 ein Graph ist, der das Ergebnis der Simulation zeigt, die den Ausgang des Abgassystemmodells und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis an einem Zusammenflußpunkt zeigt, wenn der Kraftstoff in der in Fig. 38 beschriebenen Weise zugeführt wird;Fig. 39 is a graph showing the result of simulation showing the output of the exhaust system model and the air/fuel ratio at a confluence point when the fuel is supplied in the manner described in Fig. 38;

Fig. 40 das Ergebnis der Simulation ist, die den Ausgang des Abgassystemmodells, das für eine Sensorerfassungsantwortverzögerung (Zeitnachlauf) im Gegensatz zum aktuellen Sensorausgang zeigt;Fig. 40 is the result of the simulation showing the output of the exhaust system model provided for a sensor detection response delay (time lag) in contrast to the actual sensor output;

Fig. 41 ein Blockschaltbild ist, das die Konfiguration eines gewöhnlichen Beobachters zeigt;Fig. 41 is a block diagram showing the configuration of an ordinary observer;

Fig. 42 ein Blockschaltbild ist, das die Konfiguration des Beobachters zeigt, auf den in einer früheren Anmeldung des Abtretungsempfängers Bezug genommen wird;Fig. 42 is a block diagram showing the configuration of the observer referred to in a prior application of the assignee;

Fig. 43 ein erläuterndes Blockschaltbild ist, das die Konfiguration zeigt, die erreicht wird durch Kombinieren des Modells der Fig. 37 und des Beobachters der Fig. 42;Fig. 43 is an explanatory block diagram showing the configuration achieved by combining the model of Fig. 37 and the observer of Fig. 42;

Fig. 44 ein Blockschaltbild ist, das die Gesamtkonfiguration der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsschleifen im System zeigt;Fig. 44 is a block diagram showing the overall configuration of the Shows air/fuel ratio feedback loops in the system;

Fig. 45 eine erläuternde Ansicht ist, die die Eigenschaften eines Zeitablaufkennfeldes zeigt, auf das im Flußdiagramm der Fig. 33 Bezug genommen wird;Fig. 45 is an explanatory view showing the characteristics of a timing map referred to in the flow chart of Fig. 33;

Fig. 46 ein Zeitablaufdiagramm, das die Eigenschaften des Sensorausgangs bezüglich der Motordrehzahl zeigt, sowie ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Eigenschaften des Sensorausgangs bezüglich der Motorlast zeigt;Fig. 46 is a timing chart showing the characteristics of the sensor output with respect to the engine speed and a timing chart showing the characteristics of the sensor output with respect to the engine load;

Fig. 47 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Abtastung des Luft/Kraftstoff- Verhältnissensors im System zeigt;Fig. 47 is a timing diagram showing the sampling of the air/fuel ratio sensor in the system;

Fig. 48 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Erfassungsverzögerung zeigt, wenn die Kraftstoffzufuhr nach einer Abschaltung fortgesetzt wird;Fig. 48 is a timing chart showing the air-fuel ratio detection delay when fuel supply is resumed after a shutdown;

Fig. 49 ein Flußdiagramm ist, das den Rückkopplungskorrekturkoeffizienten zeigt, auf den bei der Erläuterung der in Fig. 8 gezeigten Konfiguration Bezug genommen wird;Fig. 49 is a flow chart showing the feedback correction coefficient to be referred to in the explanation of the configuration shown in Fig. 8;

Fig. 50 ein Blockschaltbild ist, das die Berechnung der Fig. 49 erläutert;Fig. 50 is a block diagram explaining the calculation of Fig. 49;

Fig. 51 ein Unterroutinen-Flußdiagramm der Fig. 49 ist, das die Berechnung des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten genauer zeigt;Fig. 51 is a subroutine flow chart of Fig. 49 showing the calculation of the feedback correction coefficient in more detail;

Fig. 52 ein Unterroutinen-Flußdiagramm ähnlich der Fig. 51 ist;Fig. 52 is a subroutine flow chart similar to Fig. 51;

Fig. 53 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Berechnung der Fig. 51 erläutert;Fig. 53 is a timing chart explaining the calculation of Fig. 51;

Fig. 54 ein Unterroutinen-Flußdiagramm der Fig. 49 ist, das die Kraftstoffhaftungskorrektur der Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge zeigt;Fig. 54 is a subroutine flowchart of Fig. 49 showing the fuel adhesion correction of the initial fuel injection amount;

Fig. 55 ein Graph ist, der das Direktverhältnis und so weiter zeigt, auf das im Flußdiagramm der Fig. 54 Bezug genommen wird;Fig. 55 is a graph showing the direct ratio and so on referred to in the flow chart of Fig. 54;

Fig. 56 ein Graph ist, der die Eigenschaften des Koeffizienten zeigt, auf den im Flußdiagramm der Fig. 54 Bezug genommen wird;Fig. 56 is a graph showing the characteristics of the coefficient referred to in the flow chart of Fig. 54;

Fig. 57 ein Unterroutinen-Flußdiagramm der Fig. 54 ist; undFig. 57 is a subroutine flow chart of Fig. 54; and

Fig. 58 eine Ansicht ähnlich der Fig. 8 ist, die jedoch die Konfiguration des Systems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.Fig. 58 is a view similar to Fig. 8, but showing the configuration of the system according to the second embodiment of the invention.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Im folgenden werden mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung erläutert.Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings.

Fig. 1 ist eine Übersicht über ein Kraftstoffdosierungs-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung.Fig. 1 is an overview of a fuel metering control system for an internal combustion engine according to the invention.

Das Bezugszeichen 10 bezeichnet in dieser Figur einen Reihen-Vierzylinder- Verbrennungsmotor mit obenliegender Nockenwelle (OHC). Die Luft, die durch einen am entfernten Ende des Einlaßrohrs 12 montierten Luftfilter 14 in das Lufteinlaßrohr 12 gesaugt wird, wird über einen Sammelbehälter 18, einen Einlaßkrümmer 20 und zwei (nicht gezeigte) Einlaßventile jeweils den ersten bis vierten Zylindern zugeführt, während ihre Durchflußmenge mittels einer Drosselklappe 16 eingestellt wird. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 22 zum Einspritzen von Kraftstoff ist jeweils in der Nähe der Einlaßventile jedes Zylinders installiert. Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit der Einlaßluft, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden, das im zugehörigen Zylinder mittels einer (nicht gezeigten) Zündkerze in der Zündreihenfolge der Zylinder 1, 3, 4 und 2 gezündet wird. Die resultierende Verbrennung des Luft- Kraftstoff-Gemisches treibt einen (nicht gezeigten) Kolben nach unten.Reference numeral 10 in this figure denotes an in-line four-cylinder overhead cam (OHC) internal combustion engine. The air drawn into the air intake pipe 12 through an air cleaner 14 mounted at the distal end of the intake pipe 12 is supplied to the first through fourth cylinders via a collector tank 18, an intake manifold 20 and two intake valves (not shown) while its flow rate is adjusted by means of a throttle valve 16. A fuel injector 22 for injecting fuel is installed near the intake valves of each cylinder. The injected fuel mixes with the intake air to form an air-fuel mixture which is ignited in the associated cylinder by means of a spark plug (not shown) in the firing order of cylinders 1, 3, 4 and 2. The resulting combustion of the air-fuel mixture drives a piston (not shown) downward.

Das durch die Verbrennung erzeugte Abgas wird durch zwei (nicht gezeigte) Auslaßventile in einen Auslaßkrümmer 24 ausgestoßen, von wo es durch eine Abgasleitung 26 zu einem ersten Katalysator (3-Wege-Katalysator) 28 und einem zweiten Katalysator 30 (ebenfalls ein 3-Wege-Katalysator) gelangt, wo schädliche Komponenten aus diesem entfernt werden, bevor es in die umgebende Atmosphäre abgegeben wird. Die Drosselklappe 16 ist nicht mechanisch mit dem (nicht gezeigten) Gaspedal verbunden und wird mittels eines Schrittmotors M auf einen gewünschten Öffnungsgrad gesteuert. Außerdem wird die Drosselklappe 16 mittels einer Umgehung 32 umgangen, die an der Lufteinlaßleitung 12 in dessen Nähe vorgesehen ist.The exhaust gas produced by the combustion is discharged through two exhaust valves (not shown) into an exhaust manifold 24, from where it passes through an exhaust pipe 26 to a first catalyst (3-way catalyst) 28 and a second catalyst 30 (also a 3-way catalyst) where harmful components are removed from it before it is discharged into the surrounding atmosphere. The throttle valve 16 is not mechanically connected to the accelerator pedal (not shown) and is controlled to a desired degree of opening by means of a stepping motor M. In addition, the throttle valve 16 is bypassed by means of a bypass 32 which is provided on the air intake line 12 in the vicinity thereof.

Die Maschine 10 ist mit einem Abgasrückführungs-(EGR)-Mechanismus 100 ausgestattet, der einen Teil des Abgases zur Einlaßseite zurückführt.The engine 10 is equipped with an exhaust gas recirculation (EGR) mechanism 100 that recirculates a portion of the exhaust gas to the intake side.

Genauer, wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist der Abgasrückführungsmechanismus 100 eine Abgasrückführungsleitung 121 auf, die ein Ende (Anschluß) 121a besitzt, das mit der Abgasleitung 26 stromaufseitig des ersten Katalysators 28 (in Fig. 2 nicht gezeigt) verbunden ist, und ein weiteres Ende (Anschluß) 121b, das mit der Lufteinlaßleitung 12 stromaufseitig der Drosselklappe 16 (in Fig. 2 nicht gezeigt) verbunden ist. Zum Regeln der Menge des zurückgeführten Abgases sind ein EGR-(Abgasrückführungs)-Steuerventil 122 und ein Ausgleichsbehälter 121 an einem Zwischenabschnitt der Abgasrückführungsleitung 121 vorgesehen. Das EGR-Steuerventil 122 ist ein Magnetventil mit einer Magnetspule 122a, die mit einer (später beschriebenen) Steuereinheit (ECU) 34 verbunden ist. Das EGR-Steuerventil 122 wird durch eine Ausgabe von der Steuereinheit 34 an die Magnetspule 122a auf einen gewünschten Öffnungsgrad gesteuert. Das EGR-Steuerventil 122 ist mit einem Hubsensor 123 versehen, der den Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 122 erfaßt und ein entsprechendes Signal zur Steuereinheit 34 sendet.More specifically, as shown in Fig. 2, the exhaust gas recirculation mechanism 100 includes an exhaust gas recirculation pipe 121 having one end (port) 121a connected to the exhaust gas pipe 26 upstream of the first catalyst 28 (not shown in Fig. 2) and another end (port) 121b connected to the air intake pipe 12 upstream of the throttle valve 16 (not shown in Fig. 2). For regulating the amount of recirculated exhaust gas, an EGR (Exhaust Gas Recirculation) control valve 122 and a surge tank 121 are provided at an intermediate portion of the exhaust gas recirculation pipe 121. The EGR control valve 122 is a solenoid valve having a solenoid coil 122a connected to a control unit (ECU) 34 (described later). The EGR control valve 122 is controlled to a desired opening degree by an output from the control unit 34 to the solenoid coil 122a. The EGR control valve 122 is provided with a stroke sensor 123 which detects the opening degree of the EGR control valve 122 and sends a corresponding signal to the control unit 34.

Die Maschine 10 ist ferner mit einem Behälterspülmechanismus 200 ausgestattet, der zwischen dem Einlaßsystem und einem Kraftstofftank 36 angeschlossen ist.The engine 10 is further equipped with a canister purge mechanism 200 connected between the intake system and a fuel tank 36 .

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt der Behälterspülmechanismus 200, der zwischen der Oberseite des gekapselten Kraftstofftanks 36 und einem Punkt an der Lufteinlaßleitung 12 stromabseitig der Drosselklappe 16 vorgesehen ist, eine Dampfzuführungsleitung 221, einen ein Absorptionsmittel 231 enthaltenden Behälter 223 und eine Spülleitung 224. Die Dampfzuführungsleitung 221 ist mit einem Zwei-Wege-Ventil 222 versehen, wobei die Spülleitung 224 mit einem Spülsteuerventil 225, einem Durchflußmesser 226 zum Messen der Menge des Kraftstoffdampf enthaltenden Luft-Kraftstoff- Gemisches, das durch die Spülleitung 224 strömt, und einem Kohlenwasserstoff-(HC)-Konzentrationssensor 227 zum Erfassen der HC-Konzentration des Luft-Kraftstoff-Gemisches versehen. Das Spülsteuerventil (Magnetventil) 225 ist mit der Steuereinheit 34 verbunden und wird durch ein Signal von der Steuereinheit 34 linear auf den gewünschten Öffnungsgrad gesteuert.As shown in Fig. 3, the canister purge mechanism 200, which is provided between the top of the sealed fuel tank 36 and a point on the air intake pipe 12 downstream of the throttle valve 16, comprises a vapor supply pipe 221, a container 223 containing an absorbent 231, and a purge pipe 224. The vapor supply pipe 221 is provided with a two-way valve 222, and the purge pipe 224 is provided with a purge control valve 225, a flow meter 226 for measuring the amount of air-fuel mixture containing fuel vapor. mixture flowing through the purge line 224 and a hydrocarbon (HC) concentration sensor 227 for detecting the HC concentration of the air-fuel mixture. The purge control valve (solenoid valve) 225 is connected to the control unit 34 and is linearly controlled to the desired opening degree by a signal from the control unit 34.

Wenn die im Kraftstofftank 36 erzeugte Menge an Kraftstoffdampf einen vorgeschriebenen Pegel erreicht, drückt sie das Überdruckventil des Zweiwegeventils 222 auf und fließt in den Behälter 223, wo sie durch Absorption am Absorptionsmittel 231 gespeichert wird. Wenn anschließend das Spülsteuerventil 225 bis zu einem Maß geöffnet wird, das dem Tastverhältnis des Ein/Aus-Signals von der Steuereinheit 34 entspricht, werden der vorübergehend im Behälter 223 gespeicherte verdampfte Kraftstoff und Luft, die durch einen externen Lufteinlaß 232 angesaugt wird, aufgrund des Unterdrucks in der Luftansaugleitung 12 gemeinsam in die Luftansaugleitung 12 gesaugt. Wenn andererseits der Unterdruck im Kraftstofftank 36 z. B. aufgrund der Abkühlung des Kraftstofftanks durch die Umgebungslufttemperatur ansteigt, öffnet der Unterdruck das Zwei-Wege-Ventil 222, um zu ermöglichen, daß der vorübergehend im Behälter 223 gespeicherte verdampfte Kraftstoff in den Kraftstofftank 36 zurückkehrt.When the amount of fuel vapor generated in the fuel tank 36 reaches a prescribed level, it pushes open the relief valve of the two-way valve 222 and flows into the canister 223, where it is stored by absorption on the absorbent 231. Subsequently, when the purge control valve 225 is opened to an extent corresponding to the duty ratio of the on/off signal from the control unit 34, the evaporated fuel temporarily stored in the canister 223 and air sucked through an external air inlet 232 are sucked together into the air intake pipe 12 due to the negative pressure in the air intake pipe 12. On the other hand, when the negative pressure in the fuel tank 36 is e.g. B. due to cooling of the fuel tank by the ambient air temperature, the negative pressure opens the two-way valve 222 to allow the vaporized fuel temporarily stored in the canister 223 to return to the fuel tank 36.

Die Maschine 10 ist ferner mit einem veränderlichen Ventilsteuermechanismus 300 (in Fig. 1 mit V/T bezeichnet) ausgestattet. Wie z. B. von der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 2(1990)-275.043 gelehrt wird, schaltet der veränderliche Ventilsteuermechanismus 300 in Reaktion auf die Motordrehzahl Ne und den Krümmerdruck Pb die Öffnungs/Schließ- Zeitpunkte der Einlaß- und/oder Auslaßventile zwischen zwei Typen von Steuercharakteristiken um, nämlich einer Charakteristik für niedriger Motordrehzahlen, mit LoV/T bezeichnet, und einer Charakteristik für hohe Motordrehzahlen, mit HiV/T bezeichnet, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Da dies ein wohlbekannter Mechanismus ist, wird er jedoch hier nicht weiter beschrieben. (Unter den verschiedenen Möglichkeiten des Umschaltens zwischen Ventilsteuercharakteristiken ist diejenige der Deaktivierung eines der zwei Einlaßventile enthalten.)The engine 10 is further equipped with a variable valve timing mechanism 300 (denoted V/T in Fig. 1). For example, as taught by Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2(1990)-275,043, the variable valve timing mechanism 300 switches the opening/closing timing of the intake and/or exhaust valves between two types of timing characteristics, namely, a low engine speed characteristic, denoted LoV/T, and a high engine speed characteristic, denoted HiV/T, as shown in Fig. 4, in response to the engine speed Ne and the manifold pressure Pb. However, since this is a well-known mechanism, it will not be further described here. (Among the various ways of switching between valve timing characteristics is that of deactivating one of the two intake valves.)

Der Motor 10 der Fig. 1 ist in seinem (nicht gezeigten) Zündverteiler mit einem Kurbelwinkelsensor 40 zum Erfassen der Kolbenkurbelwinkel versehen, und ist ferner mit einem Drosselklappenpositionssensor 42 zum Erfassen des Öffnungsgrades der Drosselklappe 16 und mit einem Krümmerabsolutdrucksensor 44 zum Erfassen des Drucks Pb des Einlaßkrümmers stromabseitig der Drosselklappe 16 ausgedrückt als absoluter Wert versehen. Ein Atmosphärendrucksensor 46 zum Erfassen des Atmosphärendrucks Pa ist an einem geeigneten Abschnitt des Motors 10 vorgesehen, wobei ein Einlaßlufttemperatursensor 48 zum Erfassen der Temperatur der Einlaßluft stromaufseitig der Drosselklappe 16 vorgesehen ist, und ein Kühlmitteltemperatursensor 50 zum Erfassen der Temperatur des Motorkühlmittels an einem geeigneten Abschnitt des Motors vorgesehen ist. Der Motor 10 ist ferner mit einem Ventilsteuerungs-(V/T)-Sensor 52 (in Fig. 1 nicht gezeigt) versehen, der auf der Grundlage des Öldrucks die Ventilsteuercharakteristik erfaßt, die vom veränderlichen Ventilsteuermechanismus 300 ausgewählt worden ist.The engine 10 of Fig. 1 is equipped in its ignition distributor (not shown) with a crank angle sensor 40 for detecting the piston crank angles, and is further provided with a throttle position sensor 42 for detecting the opening degree of the throttle valve 16 and a manifold absolute pressure sensor 44 for detecting the pressure Pb of the intake manifold downstream of the throttle valve 16 in absolute value terms. An atmospheric pressure sensor 46 for detecting the atmospheric pressure Pa is provided at an appropriate portion of the engine 10, an intake air temperature sensor 48 for detecting the temperature of the intake air upstream of the throttle valve 16, and a coolant temperature sensor 50 for detecting the temperature of the engine coolant is provided at an appropriate portion of the engine. The engine 10 is further provided with a valve timing (V/T) sensor 52 (not shown in Fig. 1) which detects the valve timing characteristic selected by the variable valve timing mechanism 300 based on the oil pressure.

Ferner ist ein Luft/Kraftstoff-Sensor 54, der als Sauerstoffdetektor oder Sauerstoffsensor ausgebildet ist, in der Abgasleitung 26 an einem Zusammenflußpunkt oder stromabseitig hiervon im Abgassystem stromabseitig des Abgaskrümmers 24 und stromaufseitig des ersten Katalysators 28 vorgesehen, wo er die Sauerstoffkonzentration im Abgas am Zusammenflußpunkt erfaßt und ein entsprechendes Signal (später erläutert) erzeugt. Außerdem ist ein O&sub2;-Sensor 56 als ein zweiter Sauerstoffsensor stromabseitig des Luft- Kraftstoff-Verhältnissensor 34 (erster Sauerstoffsensor) vorgesehen. Das Volumen der ersten und zweiten Katalysatoren werden geeignet ermittelt unter Berücksichtigung der Reinigung-(Umsetzung)-Effizienz und der Temperaturkennlinien und werden z. B. für den ersten Katalysator auf etwa 1 Liter und für den zweiten Katalysator auf etwa 1,7 Liter festgelegt.Further, an air-fuel sensor 54, which is an oxygen detector or oxygen sensor, is provided in the exhaust pipe 26 at a confluence point or downstream thereof in the exhaust system downstream of the exhaust manifold 24 and upstream of the first catalyst 28, where it detects the oxygen concentration in the exhaust gas at the confluence point and generates a corresponding signal (explained later). In addition, an O₂ sensor 56 as a second oxygen sensor is provided downstream of the air-fuel ratio sensor 34 (first oxygen sensor). The volumes of the first and second catalysts are appropriately determined taking into account the purification (conversion) efficiency and the temperature characteristics, and are set to about 1 liter for the first catalyst and about 1.7 liters for the second catalyst, for example.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, kann der erste Katalysator 28 so konfiguriert sein, daß er mehrere Betten aufweist, die jeweils einen Katalysator tragen, insbesondere Doppelbetten in der Darstellung, die ein erstes Katalysatorbett und ein zweites Katalysatorbett umfassen. Wenn der erste Katalysator 28 wie gezeigt konfiguriert ist, kann der O&sub2;-Sensor 56 zwischen den ersten und zweiten Betten positioniert sein, wie gezeigt ist. In diesem Fall beträgt das Volumen des auf dem ersten Bett getragenen Katalysators etwa 1 Liter, wobei dasjenige auf dem zweiten Bett etwa 1 Liter oder dergleichen beträgt. Der erste Katalysator 28 weist dementsprechend ein Volumen von etwa 2,0 Litern auf, wenn er in der dargestellten Weise konfiguriert ist. Da jedoch die dargestellte Konfiguration die gleiche ist wie in dem Fall, in dem der O&sub2;- Sensor stromabseitig eines einzigen Katalysators mit einer Kapazität von 1,0 Liter installiert ist, wird das Sensorausgangsschaltintervall kürzer als in dem Fall, in dem der Sensor stromabseitig des Katalysators mit einem Volumen von 2 Litern positioniert ist. Wenn die genaue Luft/Kraftstoff- Verhältnisregelung (später erläutert) innerhalb eines Katalysatorfensters durchgeführt wird, das durch die Ausgänge des so positionierten O&sub2;-Sensors 56 definiert ist, wird somit die Regelgenauigkeit verbessert. Die genaue Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung wird im folgenden als "MIDO&sub2;-Regelung" bezeichnet.As shown in Figure 5, the first catalyst 28 may be configured to have multiple beds each supporting a catalyst, particularly double beds in the illustration comprising a first catalyst bed and a second catalyst bed. When the first catalyst 28 is configured as shown, the O₂ sensor 56 may be positioned between the first and second beds as shown. In this case, the volume of catalyst supported on the first bed is about 1 liter, that on the second bed being about 1 liter or so. The first catalyst 28 accordingly has a volume of about 2.0 liters when configured as shown. However, since the configuration shown is the same as the case where the O2 sensor is installed downstream of a single catalyst having a capacity of 1.0 liter, the sensor output switching interval becomes shorter than the case where the sensor is positioned downstream of the catalyst having a volume of 2 liters. Thus, when the accurate air-fuel ratio control (explained later) is performed within a catalyst window defined by the outputs of the O2 sensor 56 thus positioned, the control accuracy is improved. The accurate air-fuel ratio control is hereinafter referred to as "MIDO2 control."

Dem Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 54 folgt ein Filter 58, während dem O&sub2;- Sensor 56 ein zweites Filter 60 folgt. Die Ausgänge der Sensoren und Filter werden zur Steuereinheit 34 gesendet.The air/fuel ratio sensor 54 is followed by a filter 58, while the O2 sensor 56 is followed by a second filter 60. The outputs of the sensors and filters are sent to the control unit 34.

Einzelheiten der Steuereinheit 34 sind im Blockdiagramm der Fig. 6 gezeigt. Der Ausgang des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 54 wird von einer ersten Erfassungsschaltung 62 empfangen, wo er einer geeigneten Linearisierungsverarbeitung unterworfen wird, um einen Ausgang zu erzeugen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er sich linear mit der Sauerstoffkonzentration des Abgases über einen weiten Bereich ändert, der sich von der mageren Seite zur fetten Seite erstreckt. (Der Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor wird in der Figur als "LAF-Sensor" bezeichnet und wird auch im Rest dieser Beschreibung so bezeichnet.) Der Ausgang des O&sub2;-Sensors wird in eine zweite Erfassungsschaltung 64 eingegeben, die ein Schaltsignal erzeugt, das anzeigt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem vom Motor 10 ausgestoßenen Abgas fett oder mager bezüglich des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff- Verhältnisses (= Lambda = 1) ist, wie in Fig. 7 gezeigt ist.Details of the control unit 34 are shown in the block diagram of Fig. 6. The output of the air/fuel ratio sensor 54 is received by a first detecting circuit 62 where it is subjected to appropriate linearization processing to produce an output characterized by varying linearly with the oxygen concentration of the exhaust gas over a wide range extending from the lean side to the rich side. (The air/fuel ratio sensor is referred to as the "LAF sensor" in the figure and will be referred to as such in the remainder of this specification.) The output of the O2 sensor is input to a second detection circuit 64 which produces a switching signal indicating that the air/fuel ratio in the exhaust gas emitted from the engine 10 is rich or lean with respect to the stoichiometric air/fuel ratio (= lambda = 1) as shown in Fig. 7.

Der Ausgang der ersten Erfassungsschaltung 62 wird über einen Multiplexer 66 und einen A/D-Umsetzer 68 zu einer CPU (Zentraleinheit) weitergeleitet. Die CPU weist einen CPU-Kern 70, einen ROM (Nur-Lese-Speicher) 72 und einen RAM (Schreib-Lese-Speicher) 74 auf, wobei der Ausgang der ersten Erfassungsschaltung 62 einmal für jeden vorgeschriebenen Kurbelwinkel (z. B. 15º) A/D-umgesetzt und in Puffern des RAM 74 gespeichert wird. Wie in der später beschriebenen Fig. 47 gezeigt ist, weist der RAM 74 zwölf Puffer auf, die mit 0 bis 11 numeriert sind, wobei die A/D-umgesetzten Ausgänge von der Erfassungsschaltung 62 sequentiell in den zwölf Puffern gespeichert werden. In ähnlicher Weise werden die Ausgänge der zweiten Erfassungsschaltung 64 und die Analogausgänge des Drosselklappenpositionssensors 42 und dergleichen über den Multiplexer 66 und den A/D- Umsetzer 68 in die CPU eingegeben und im RAM 74 gespeichert.The output of the first detection circuit 62 is passed to a CPU (central processing unit) via a multiplexer 66 and an A/D converter 68. The CPU has a CPU core 70, a ROM (read only memory) 72 and a RAM (random access memory) 74, the output of the first detecting circuit 62 is A/D converted once for every prescribed crank angle (e.g., 15°) and stored in buffers of RAM 74. As shown in Fig. 47 described later, RAM 74 has twelve buffers numbered 0 to 11, and the A/D converted outputs from the detecting circuit 62 are sequentially stored in the twelve buffers. Similarly, the outputs of the second detecting circuit 64 and the analog outputs of the throttle position sensor 42 and the like are input to the CPU via the multiplexer 66 and the A/D converter 68 and stored in RAM 74.

Der Ausgang des Kurbelwinkelsensors 40 wird vom Signalumformer 76 geformt, wobei dessen Ausgangswert von einem Zähler 78 gezählt wird. Das Ergebnis der Zählung wird in die CPU eingegeben. Entsprechend den im ROM 72 gespeicherten Befehlen berechnet der CPU-Kern 70 eine Stellgröße in einer später beschriebenen Weise und steuert die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 22 der jeweiligen Zylinder über eine Treiberschaltung 82 an. Über die Treiberschaltungen 84, 86 und 88 betätigt der CPU-Kern 70 ferner ein Magnetventil (EACV) 90 (zum Öffnen und Schließen der Umgehung 32, um die Menge an Sekundärluft zu regeln), das Magnetventil 122 zum Steuern der obenerwähnten Abgasrückführung, und das Magnetventil 225 zum Steuern der obenerwähnten Behälterspülung. (Der Hubsensor 123, der Durchflußmesser 226 und der HC-Konzentrationssensor 227 sind in Fig. 6 weggelassen.)The output of the crank angle sensor 40 is shaped by the signal converter 76, and its output value is counted by a counter 78. The result of the counting is input to the CPU. According to the instructions stored in the ROM 72, the CPU core 70 calculates a manipulated variable in a manner described later and controls the fuel injectors 22 of the respective cylinders via a driver circuit 82. Via the driver circuits 84, 86 and 88, the CPU core 70 further actuates a solenoid valve (EACV) 90 (for opening and closing the bypass 32 to control the amount of secondary air), the solenoid valve 122 for controlling the above-mentioned exhaust gas recirculation, and the solenoid valve 225 for controlling the above-mentioned canister purge. (The stroke sensor 123, the flow meter 226 and the HC concentration sensor 227 are omitted in Fig. 6.)

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das die Operation der Kraftstoffdosierungs- Regelung gemäß der Ausführungsform zeigt.Fig. 8 is a block diagram showing the operation of the fuel metering control according to the embodiment.

Wie gezeigt ist, ist das System mit einem Beobachter (in der Figur mit "OBSV" bezeichnet) versehen, der die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse an den individuellen Zylindern anhand des Ausgangs des einzelnen LAF-Sensors 54, der am Abgassystem des Motors 10 installiert ist, schätzt, und mit einem adaptiven Regler (selbstabstimmender Regler; in der Figur mit "STR" bezeichnet) versehen, der den Ausgang des LAF-Sensors 54 über ein Filter 92 empfängt.As shown, the system is provided with an observer (labeled "OBSV" in the figure) that estimates the air/fuel ratios at the individual cylinders from the output of the individual LAF sensor 54 installed on the exhaust system of the engine 10, and an adaptive controller (self-tuning controller; labeled "STR" in the figure) that receives the output of the LAF sensor 54 via a filter 92.

Der Ausgang des O&sub2;-Sensors 56, der mit "VO&sub2;M" bezeichnet ist, wird in einen Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturblock (in der Figur mit "KCMD- Korrektur" bezeichnet) eingegeben, wo ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Korrekturkoeffizient mit der Bezeichnung "KCMDM" entsprechend einem Fehler zwischen dem O&sub2;-Sensorausgang "VO&sub2;M" und einem Sollwert (VrefM in Fig. 7) ermittelt wird. Andererseits wird die Basisgröße der Kraftstoffeinspritzung TiM-F auf der Grundlage der Änderung der effektiven Öffnungsfläche der Drosselklappe 16 in der später erläuterten Weise ermittelt. Die Basisgröße der Kraftstoffeinspritzung TiM-F wird mit dem Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Korrekturkoeffizienten KCMDM und einem weiteren Korrekturkoeffizienten KTOTAL (dem Produkt anderer Korrekturkoeffizienten, einschließlich der Korrekturkoeffizienten für die EGR und die Behälterspülung) multipliziert, um die Größe der Kraftstoffeinspritzung zu ermitteln, von der angenommen wird, daß sie vom Motor benötigt wird (bezeichnet als die "benötigte Größe der Kraftstoffeinspritzung Tcyl").The output of the O₂ sensor 56, labeled "VO₂M", is a target air-fuel ratio correction block (referred to as "KCMD correction" in the figure), where a target air-fuel ratio correction coefficient designated "KCMDM" is determined in accordance with an error between the O₂ sensor output "VO₂M" and a target value (VrefM in Fig. 7). On the other hand, the basic amount of fuel injection TiM-F is determined based on the change in the effective opening area of the throttle valve 16 in the manner explained later. The basic amount of fuel injection TiM-F is multiplied by the target air-fuel ratio correction coefficient KCMDM and another correction coefficient KTOTAL (the product of other correction coefficients including the correction coefficients for the EGR and the canister purge) to determine the amount of fuel injection which is assumed to be required by the engine (referred to as the "required amount of fuel injection Tcyl").

Andererseits wird das korrigierte Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD in den adaptiven Regler STR und einen PID-Regler (in der Figur mit "PID" bezeichnet) eingegeben, die jeweils Rückkopplungskorrekturkoeffizienten mit der Bezeichnung KSTR oder KLAF in Reaktion auf einen Fehler vom LAF- Sensorausgang ermitteln. Einer der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten wird über einen Schalter in Reaktion auf die Betriebsbedingungen des Motors ausgewählt und mit der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Tcyl multipliziert, um die Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge mit der Bezeichnung Tout zu ermitteln. Die Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge wird anschließend einer Kraftstoffhaftungskorrektur unterworfen, wobei die korrigierte Menge schließlich dem Motor 10 zugeführt wird.On the other hand, the corrected target air/fuel ratio KCMD is input to the adaptive controller STR and a PID controller (denoted by "PID" in the figure), which respectively determine feedback correction coefficients designated KSTR or KLAF in response to an error from the LAF sensor output. One of the feedback correction coefficients is selected via a switch in response to the operating conditions of the engine and is multiplied by the target fuel injection amount Tcyl to determine the initial fuel injection amount designated Tout. The initial fuel injection amount is then subjected to fuel adhesion correction, with the corrected amount finally being supplied to the engine 10.

Somit wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage des LAF- Sensorausgangs auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis geregelt, wobei die obenerwähnte MIDO&sub2;-Regelung am oder um das Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis, d. h. innerhalb des Katalysatorfensters, implementiert wird. Der Katalysator funktioniert so, daß er O&sub2; vom Abgas eines relativ mageren Gemisches speichert. Wenn der Katalysator mit O&sub2; gesättigt ist, sinkt die Reinigungseffizienz ab. Es ist daher notwendig, Abgas eines relativ fetten Gemisches bereitzustellen, um somit den Katalysator von dem gespeicherten O&sub2; zu befreien, wobei nach Abschluß der Befreiung vom gespeicherten O&sub2; wieder das Abgas eines relativ mageren Gemisches bereitgestellt wird. Durch Wiederholen dieses Vorgangs ist es möglich, die Reinigungseffizienz zu maximieren. Die MIDO&sub2;-Regelung dient dazu, dies zu erreichen.Thus, the air/fuel ratio is controlled to the target air/fuel ratio based on the LAF sensor output, with the above-mentioned MIDO₂ control being implemented at or around the target air/fuel ratio, ie, within the catalyst window. The catalyst functions to store O₂ from the exhaust gas of a relatively lean mixture. When the catalyst is saturated with O₂, the purification efficiency decreases. It is therefore necessary to provide exhaust gas of a relatively rich mixture so as to rid the catalyst of the stored O₂, and after the completion of the liberation of the stored O₂, the purification efficiency decreases. the exhaust gas is again provided with a relatively lean mixture. By repeating this process it is possible to maximize the cleaning efficiency. The MIDO₂ control is designed to achieve this.

Um die Reinigungseffizienz in der MID-O&sub2;-Regelung weiter zu verbessern, ist es notwendig, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Katalysators in einer kürzeren Zeit nach dem Umschalten des O&sub2;-Sensorausgangs zum Katalysator zu bringen. Mit anderen Worten, es ist notwendig, das Ist-Luft/Kraftstoff- Verhältnis (im folgenden mit "KACT" bezeichnet) in einer kürzeren Zeitspanne auf ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD zu bringen. Wenn die im gesteuerten System ermittelte Kraftstoffeinspritzmenge, d. h. TiM-F, lediglich mit dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KCMDM multipliziert wird, wird das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufgrund der Motorantwortverzögerung ein geglätteter Wert des Ist-Luft/Kraftstoff- Verhältnisses KACT.In order to further improve the purification efficiency in the MID O₂ control, it is necessary to bring the catalyst air/fuel ratio to the catalyst in a shorter time after switching the O₂ sensor output. In other words, it is necessary to bring the actual air/fuel ratio (hereinafter referred to as "KACT") to a target air/fuel ratio KCMD in a shorter time period. When the fuel injection amount determined in the controlled system, i.e., TiM-F, is merely multiplied by the target air/fuel ratio feedback correction coefficient KCMDM, the target air/fuel ratio becomes a smoothed value of the actual air/fuel ratio KACT due to the engine response delay.

Um dementsprechend das Problem zu lösen, ist das offenbarte System so konfiguriert, daß die Antwort des erfaßten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses KACT dynamisch sichergestellt wird. Genauer wird die Kraftstoffeinspritzmenge mit dem Korrekturkoeffizienten KSTR (Ausgang des adaptiven Reglers) multipliziert, der das gewünschte Verhalten des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses KCMD sicherstellt. Mit dieser Anordnung wird es möglich, dem Ist- Luft/Kraftstoff-Verhältnis KACT zu erlauben, unmittelbar gegen das Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD zu konvergieren, um die Katalysatorreinigungs-(Umsetzungs)-Effizienz zu verbessern.Accordingly, to solve the problem, the disclosed system is configured to ensure the response of the detected air-fuel ratio KACT dynamically. More specifically, the fuel injection amount is multiplied by the correction coefficient KSTR (output of the adaptive controller) which ensures the desired behavior of the target air-fuel ratio KCMD. With this arrangement, it becomes possible to allow the actual air-fuel ratio KACT to immediately converge to the target air-fuel ratio KCMD to improve the catalyst purification (conversion) efficiency.

Es ist zu beachten, daß die Berechnung erleichtert wird, indem der Sollwert KCMD und der Istwert KACT tatsächlich als ein Äquivalenzverhältnis dargestellt werden, d. h. als Mst/M = 1/Lambda (Mst: stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis, M = A/F, A: Luftmassendurchflußrate, F: Kraftstoffmassendurchflußrate, und Lambda = Luftüberschußfaktor).Note that the calculation is facilitated by actually representing the target value KCMD and the actual value KACT as an equivalence ratio, i.e. as Mst/M = 1/Lambda (Mst: stoichiometric air/fuel ratio, M = A/F, A: air mass flow rate, F: fuel mass flow rate, and Lambda = excess air factor).

Es folgt eine Erläuterung der Filter.An explanation of the filters follows.

Die gezeigte Konfiguration ist als ein mehrfachbeaufschlagtes Regelsystem ausgebildet, bei dem mehrere Rückkopplungsschleifen parallel vorgesehen sind, die alle einen gemeinsamen Ausgang des einzelnen LAF-Sensors 54 verwenden. Genauer ist das System so konfiguriert, daß die mehrfachbeaufschlagten oder mehreren Rückkopplungsschleifen geschaltet sind. Die Frequenzkennlinien der Filter werden somit entsprechend der Eigenart der Rückkopplungsschleifen bestimmt.The configuration shown is designed as a multi-loaded control system in which several feedback loops are provided in parallel which all use a common output of the single LAF sensor 54. More specifically, the system is configured so that the multiple-loaded or multiple feedback loops are connected. The frequency characteristics of the filters are thus determined according to the nature of the feedback loops.

Genauer erfordert es 400 ms (Millisekunden) für den LAF-Sensor, um eine 100%-Antwort zu erhalten. Hierbei bedeutet die Zeitspanne zum Erhalten der 100%-Antwort eine Zeitspanne, bis der LAF-Sensorausgang (der sich mit einer Verzögerung erster Ordnung ändert) flach wird, wenn ein Stufeneingangssignal eines Luft-Kraftstoff-Gemisches gegeben ist. Genauer eine Zeitspanne, bis der Sensorausgang sich dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Lambda = 1) nähert, wenn ein stöchiometrisches Gemisch eingegeben wird, nachdem ein fettes Gemisch (Lambda = 1,2) eingegeben worden ist. Die Zeitspanne ist nahezu die gleiche wie die sogenannte Einschwingzeit. Der Sensorausgang nähert sich dem Sollwert an, erreicht diesen jedoch aufgrund eines statischen Fehlers nicht.More specifically, it takes 400 ms (milliseconds) for the LAF sensor to obtain a 100% response. Here, the time to obtain the 100% response means a time until the LAF sensor output (which changes with a first order delay) becomes flat when a step input signal of an air-fuel mixture is given. More specifically, a time until the sensor output approaches the stoichiometric air-fuel ratio (lambda = 1) when a stoichiometric mixture is input after a rich mixture (lambda = 1.2) is input. The time is almost the same as the so-called settling time. The sensor output approaches the target value but does not reach it due to a static error.

Wenn die Sensorausgänge unverändert bleiben, enthalten sie hochfrequentes Rauschen, wobei sich die Regelungsleistung verschlechtert. Die Erfinder haben durch Versuche festgestellt, daß dann, wenn die Sensorausgänge über ein Tiefpaßfilter geleitet werden, dessen Eckfrequenz gleich 500 Hz ist, das hochfrequente Rauschen entfernt werden kann, ohne die Antwortcharakteristik wesentlich zu verschlechtern. Wenn die Eckfrequenz eines Filters auf 4 Hz gesenkt wird, kann das hochfrequente Rauschen weiter um ein beträchtliches Maß reduziert werden, wobei die für die 100%-Antwort erforderliche Zeitspanne stabil wird. Jedoch waren die Antwortcharakteristiken des Filters in diesem Fall stärker verzögert als in dem Fall, in dem der Sensorausgang gefiltert wurde oder über ein Filter mit einer Eckfrequenz von 500 Hz geleitet wurde, und erforderte 400 ms oder mehr, bis die 100%- Antwort erhalten wurde.If the sensor outputs are left unchanged, they contain high frequency noise, deteriorating the control performance. The inventors have found through experiments that if the sensor outputs are passed through a low-pass filter whose cut-off frequency is 500 Hz, the high frequency noise can be removed without significantly deteriorating the response characteristics. If the cut-off frequency of a filter is lowered to 4 Hz, the high frequency noise can be further reduced to a considerable extent, and the time required for 100% response becomes stable. However, the response characteristics of the filter in this case were more delayed than in the case where the sensor output was filtered or passed through a filter with a cut-off frequency of 500 Hz, and required 400 ms or more until 100% response was obtained.

Hinsichtlich des Vorangehenden wird das Filter 58 als Tiefpaßfilter mit einer Eckfrequenz von 500 Hz festgelegt, wobei der zum Filter geleitete Sensorausgang unmittelbar in den Beobachter eingegeben wird. Der Beobachter bewirkt kein Konvergieren des Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses KACT gegen das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD. Vielmehr ist das System so konfiguriert, daß die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse in den einzelnen Zylindern vom Beobachter geschätzt werden, während die Streuung zwischen den individuellen Zylinder-Luft/Kraftstoff-Verhältnissen vom PID-Regler absorbiert werden. Selbst wenn die Sensorantwortzeit nicht stabil ist, beeinflußt dies folglich nicht die Luft/Kraftsfoff-Erfassung. Vielmehr verbessert die kürzere Antwortzeit die Regelungsleistung.In view of the foregoing, the filter 58 is set as a low-pass filter with a cut-off frequency of 500 Hz, and the sensor output fed to the filter is directly input to the observer. The observer does not cause the actual air/fuel ratio KACT to converge toward the target air/fuel ratio KCMD. Rather, the system is configured so that the air/fuel ratios in each cylinder are estimated by the observer, while the scatter between the individual cylinder air/fuel ratios is absorbed by the PID controller. Consequently, even if the sensor response time is not stable, this does not affect the air/fuel detection. Rather, the shorter response time improves the control performance.

Andererseits sollte das Filter 92 (nur in Fig. 8 gezeigt), das vor dem adaptiven Regler STR plaziert ist, ein Tiefpaßfilter mit einer Eckfrequenz von 4 Hz sein. Dies liegt daran, daß der aperiodische Regler, wie z. B. der STR, so funktioniert, daß er die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsverzögerung zuverlässig kompensiert, wobei jede Änderung des Rauschens oder der Antwortzeit in der Luft/Kraftstoff-Erfassung die Regelungsleistung beeinträchtigen würde. Aus diesem Grund ist das Tiefpaßfilter 92 mit der Eckfrequenz von 4 Hz versehen. Außerdem muß das vor dem Eingang des PID-Reglers plazierte Filter 93 ein Filter sein, dessen Eckfrequenz gleich oder größer als diejenige des Filters 92 ist, genauer 200 Hz, wobei die Antwortzeit berücksichtigt wird.On the other hand, the filter 92 (shown only in Fig. 8) placed before the adaptive controller STR should be a low-pass filter with a corner frequency of 4 Hz. This is because the aperiodic controller such as the STR functions to reliably compensate for the air/fuel ratio detection delay, and any change in noise or response time in the air/fuel detection would affect the control performance. For this reason, the low-pass filter 92 is provided with the corner frequency of 4 Hz. In addition, the filter 93 placed before the input of the PID controller must be a filter whose corner frequency is equal to or greater than that of the filter 92, more precisely 200 Hz, taking the response time into account.

Außerdem wird das Filter 60, das mit dem O&sub2;-Sensor 56 verbunden ist, als Tiefpaßfilter festgelegt, dessen Eckfrequenz gleich 1.600 Hz ist, da die Antwort des O&sub2;-Sensors viel größer ist als diejenige des LAF-Sensors.In addition, the filter 60 connected to the O2 sensor 56 is set as a low-pass filter whose corner frequency is equal to 1,600 Hz, since the response of the O2 sensor is much larger than that of the LAF sensor.

Wenn mehrere Regler unter Verwendung eines gemeinsamen Ausgangs des einzigen LAF-Sensors arbeiten, wird es mit dieser Anordnung, da die Frequenzkennlinien der Filter unter Berücksichtigung des Zwecks und der Eigenart der Regler bestimmt werden, möglich, nicht die Erfassungsgenauigkeit zu verbessern, sondern eine Störung zwischen den Reglern effektiver zu verhindern und ferner ein optimales Gleichgewicht zwischen der Regelungsantwort und der Regelungsstabilität zu erreichen.With this arrangement, when multiple controllers operate using a common output of the single LAF sensor, since the frequency characteristics of the filters are determined taking into account the purpose and nature of the controllers, it becomes possible not to improve the detection accuracy but to more effectively prevent interference between the controllers and further to achieve an optimal balance between the control response and the control stability.

Im folgenden wird mit Bezug auf das Blockschaltbild der Fig. 8 die Operation des Systems gemäß der Erfindung erläutert.The operation of the system according to the invention is explained below with reference to the block diagram of Fig. 8.

Zuerst wird die Basis-Kraftstoffeinspritzmenge TiM-F ermittelt oder berechnet.First, the basic fuel injection quantity TiM-F is determined or calculated.

Wie oben erwähnt worden ist, wird die Basiskraftstoffeinspritzmenge TiM-F in allen Motorbetriebszuständen einschließlich der Motorübergänge optimal auf der Grundlage der Änderung der effektiven Drosselklappenöffnungsfläche bestimmt.As mentioned above, the basic fuel injection amount TiM-F is optimally determined in all engine operating conditions including engine transients based on the change in the effective throttle opening area.

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm zur Ermittlung oder Berechnung der Basiskraftstoffeinspritzmenge TiM-F, während Fig. 10 ein Blockschaltbild ist, das die in Fig. 9 gezeigte Operation erläutert. Vor der Erläuterung der Figuren wird jedoch zuerst die Schätzung der die Drosselklappe passierenden Luftmenge und der Zylindereinlaßluftmenge unter Verwendung eines Fluiddynamikmodells, auf dem die Erfindung beruht, erläutert. Da das Verfahren in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Hei 6(1994)-197.238 (eingereicht in den Vereinigten Staaten am 27. Juli 1995 unter der Nr. 081507.999), die vom Abtretungsempfänger vorgeschlagen wurde, vollständig beschrieben worden ist, wird die Erläuterung kurz gehalten.Fig. 9 is a flow chart for determining or calculating the basic fuel injection amount TiM-F, while Fig. 10 is a block diagram explaining the operation shown in Fig. 9. Before explaining the figures, however, the estimation of the throttle valve passing air amount and the cylinder intake air amount using a fluid dynamic model on which the invention is based will be explained first. Since the method has been fully described in Japanese Patent Application Laid-Open Hei 6(1994)-197,238 (filed in the United States on July 27, 1995 under No. 081507,999) proposed by the assignee, the explanation will be kept brief.

Genauer wird auf der Grundtage der erfaßten Drosselklappenöffnung θTH die Drosselklappenprojektionsfläche S (die auf einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Lufteinlaßleitung 12 gebildet wird, wenn die Drosselklappe 16 in dieser Richtung projiziert angenommen wird) entsprechend einer vorgegebenen Charakteristik ermittelt, wie im Blockschaltbild der Fig. 11 gezeigt ist. Gleichzeitig wird der Abgabekoeffizient C, der das Produkt aus dem Durchflußratenkoeffizienten α und dem Gasausdehnungsfaktor Epsilon ist, aus Kennfeld-Daten, deren Eigenschaften in Fig. 12 gezeigt sind, unter Verwendung der Drosselklappenöffnung θTH und des Krümmerdrucks Pb als Adreßdaten wiedergewonnen, wobei die Drosselklappenprojektionsfläche S mit dem wiedergewonnenen Koeffizienten C multipliziert wird, um die effektive Drosselklappenöffnungsfläche A zu erhalten. Da die Drosselklappe in ihrem weit geöffneten Zustand (Vollgaszustand) nicht wie eine Öffnung funktioniert, werden die Vollast-Öffnungsflächen im voraus empirisch als begrenzte Werte bezüglich der Motordrehzahlen ermittelt. Wenn festgestellt wird, daß die erfaßte Drosselklappenöffnung den betreffenden Grenzwert überschreitet, wird der erfaßte Wert auf den Grenzwert beschränkt. Der Wert wird ferner einer atmosphärischen Korrektur (Erläuterung weggelassen) unterworfen.More specifically, on the basis of the detected throttle opening θTH, the throttle projection area S (which is formed on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the air intake pipe 12 when the throttle valve 16 is assumed to be projected in this direction) is determined according to a predetermined characteristic as shown in the block diagram of Fig. 11. At the same time, the discharge coefficient C, which is the product of the flow rate coefficient α and the gas expansion factor epsilon, is retrieved from map data whose characteristics are shown in Fig. 12 using the throttle opening θTH and the manifold pressure Pb as address data, and the throttle projection area S is multiplied by the retrieved coefficient C to obtain the effective throttle opening area A. Since the throttle valve does not function as an orifice in its wide open state (full throttle state), the full-load orifice areas are empirically determined in advance as limited values with respect to engine speeds. If the detected throttle valve opening is found to exceed the relevant limit value, the detected value is limited to the limit value. The value is further subjected to atmospheric correction (explanation omitted).

Als nächstes wird die kammerfüllende Luftmenge, im folgenden mit "Gb" bezeichnet, unter Verwendung der Gleichung 1 berechnet, die auf dem Gesetz des idealen Gases beruht. Der Ausdruck "Kammer" wird hier verwendet, um nicht nur den Teil zu bezeichnen, der dem sogenannten Ausgleichsbehälter entspricht, sondern alle Abschnitte, die sich von unmittelbar stromabseitig der Drosselklappe bis unmittelbar vor dem Zylindereinlaßanschluß erstrecken: Next, the chamber-filling air quantity, hereinafter referred to as "Gb", is calculated using equation 1, which is based on the ideal gas law. The term "chamber" is used here to refer not only to the part corresponding to the so-called surge tank, but to all sections extending from immediately downstream of the throttle valve to immediately before the cylinder inlet port:

wobei:where:

V: KammervolumenV: Chamber volume

T: LufttemperaturT: Air temperature

R: GaskonstanteR: Gas constant

P: KammerdruckP: Chamber pressure

Anschließend kann die kammerfüllende Luftmenge im aktuellen Steuerzyklus Delta-Gb(k) anhand der Druckänderung in der Kammer Delta-P unter Verwendung der Gleichung 2 erhalten werden.Then, the chamber-filling air quantity in the current control cycle Delta-Gb(k) can be obtained from the pressure change in the chamber Delta-P using Equation 2.

Es ist zu beachten, daß "k" in der gesamten Beschreibung verwendet wird, um eine diskrete Variable zu bezeichnen, und die einfache Nummer im diskreten System ist, genauer der Regel- oder Berechnungszyklus (Programmschleife), oder genauer der aktuelle Regel- oder Berechnungszyklus (aktuelle Programmschleife). "k-n" bezeichnet somit den Regelzyklus zu einem Zeitpunkt Zyklen früher im diskreten Regelsystem. Das Anhängen des Zusatzes "k" wird für die meisten Variablen im aktuellen Regelzyklus in der Beschreibung weggelassen: Note that "k" is used throughout the description to denote a discrete variable and is the simple number in the discrete system, more precisely the control or calculation cycle (program loop), or more precisely the current control or calculation cycle (current program loop). "kn" thus denotes the control cycle at a time cycles earlier in the discrete control system. The appending of the suffix "k" is omitted in the description for most variables in the current control cycle:

Wenn angenommen wird, daß die kammerfüllende Luftmenge Delta-Gb(k) im aktuellen Regelzyklus tatsächlich nicht in den Zylinder geleitet worden ist, kann die Zylindereinlaßluftmenge Gc pro Zeiteinheit Delta-T durch Gleichung 3 ausgedrückt werden:If it is assumed that the chamber-filling air quantity Delta-Gb(k) has not actually been fed into the cylinder in the current control cycle, the cylinder intake air quantity Gc per unit time Delta-T can be expressed by equation 3:

Gc = Gth·ΔT - ΔGb Gl. 3Gc = Gth·ΔT - ΔGb Eq. 3

Andererseits wird die Kraftstoffeinspritzmenge bei stationärer Motorbetriebsbedingung Timap im voraus entsprechend dem sogenannten Geschwindigkeitsdichteverfahren vorbereitet und im ROM 72 als Kennfeld-Daten (deren Eigenschaften in Fig. 13 gezeigt sind) mit Bezug auf die Motordrehzahl Ne und den Krümmerdruck Pb gespeichert. Da die Kraftstoffeinspritzmenge Timap in den Kennfeld-Daten mittels eines Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses korrigiert sind, das seinerseits entsprechend der Motordrehzahl Ne und dem Krümmerdruck Pb ermittelt worden ist, wird somit das Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis, genauer sein Basiswert KBS, im voraus vorbereitet und als Kennfeld-Daten mit Bezug auf die gleichen Parameter gespeichert, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Da jedoch die Korrektur des Wertes Timap mit den Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis sich auf die MIDO&sub2;-Regelung bezieht, wird die Korrektur hier nicht durchgeführt. Die Korrektur mit dem Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis sowie die MIDO&sub2;-Regelung werden später erläutert. Die Kraftstoffeinspritzmenge Timap wird ausgedrückt durch die Öffnungsperiode der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 22 ermittelt.On the other hand, the fuel injection amount at the steady state engine operating condition Timap is prepared in advance according to the so-called speed density method and stored in the ROM 72 as map data (the characteristics of which are shown in Fig. 13) with respect to the engine speed Ne and the manifold pressure Pb. Since the fuel injection amount Timap in the map data is corrected by means of a target air-fuel ratio which in turn is determined according to the engine speed Ne and the manifold pressure Pb, the target air-fuel ratio, more precisely its base value KBS, is prepared in advance and stored as map data with respect to the same parameters as shown in Fig. 14. However, since the correction of the value Timap with the target air-fuel ratio relates to the MIDO₂ control, the correction is not carried out here. The correction with the target air/fuel ratio and the MIDO₂ control will be explained later. The fuel injection amount Timap is determined in terms of the opening period of the fuel injection device 22.

Wenn hierbei die Beziehung zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge Timap, die aus den Kennfeld-Daten wiedergewonnen wird, und der die Drosselklappe passierenden Luftmenge Gth betrachtet wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge Timap, die aus den Kennfeld-Daten wiedergewonnen wird, hier mit Timap1 bezeichnet, bei einem gewissen Aspekt unter dem stationären Motorbetriebszustand, der durch die Motordrehzahl Ne1 und den Krümmerdruck Pb1 definiert ist, durch Gleichung 4 ausgedrückt:Here, when the relationship between the fuel injection amount Timap, which is retrieved from the map data, and the amount of air passing through the throttle valve Gth is considered, the fuel injection amount Timap, which is recovered from the map data, here denoted as Timap1, at a certain aspect under the steady-state engine operating condition defined by the engine speed Ne1 and the manifold pressure Pb1, is expressed by Equation 4:

Timap1 = KENNFELD-DATEN(Ne1, Pb1) Gl. 4Timap1 = MATERIAL DATA(Ne1, Pb1) Eq. 4

Wie in der obenerwähnten früheren Anmeldung (6-197.238) des Abtretungsempfängers beschrieben worden ist, wurde festgestellt, daß die die Drosselklappe passierende Luftmenge Gth unter dem Übergangs- Motorbetriebszustand aus derjenigen unter dem stationären Motorbetriebszustand in Reaktion auf die Änderung der effektiven Drosselklappenöffnungsfläche ermittelt werden kann. Genauer wurde festgestellt, daß die die Drosselklappe passierende Luftmenge Gc unter Verwendung eines Verhältnisses zwischen der effektiven Drosselklappenöffnungsfläche unter dem stationären Motorbetriebszustand und derjenigen unter dem Übergangs- Motorbetriebszustand ermittelt werden kann.As described in the above-mentioned prior application (6-197,238) of the assignee, it has been found that the throttle valve passing air amount Gth under the transient engine operating condition can be determined from that under the steady engine operating condition in response to the change in the throttle valve effective opening area. More specifically, it has been found that the throttle valve passing air amount Gc can be determined using a ratio between the throttle valve effective opening area under the steady engine operating condition and that under the transient engine operating condition.

Wenn ferner die aktuelle effektive Drosselklappenöffnungsfläche mit A bezeichnet wird (die die Fläche unter dem Übergangs-Motorbetriebszustand sein kann) und die effektive Drosselklappenöffnungsfläche unter dem stationären Motorbetriebszustand mit A1 bezeichnet wird, wird angenommen, daß der Wert A1 als die Verzögerung erster Ordnung von A ermittelt werden kann. Dies wurde durch Simulation am Computer bestätigt, wie in Fig. 15 gezeigt ist. Wenn der Verzögerungswert erster Ordnung von A mit ADELAY bezeichnet wird, kann anhand der Figur bestätigt werden, daß die Werte A1 und ADELAY nahezu gleich sind. Dementsprechend folgt hieraus, daß die die Drosselklappe passierende Luftmenge Gth auf der Grundlage des Verhältnisses A/Verzögerung erster Ordnung von A, d. h. A/ADELAY, ermittelt werden kann, wenn das Modell unter Verwendung des Konzepts des Fluiddynamikmodells genähert wird.Further, if the current effective throttle opening area is denoted by A (which may be the area under the transient engine operating condition) and the effective throttle opening area under the steady-state engine operating condition is denoted by A1, it is assumed that the value A1 can be determined as the first-order delay of A. This was confirmed by simulation on the computer as shown in Fig. 15. If the first-order delay value of A is denoted by ADELAY, it can be confirmed from the figure that the values A1 and ADELAY are almost equal. Accordingly, it follows that the amount of air passing through the throttle valve Gth can be determined based on the ratio A/first-order delay of A, i.e., A/ADELAY, if the model is approximated using the concept of the fluid dynamic model.

Wie in Fig. 16 gezeigt ist, passiert unter dem Übergangs-Motorbetriebszustand, wenn die Drosselklappe geöffnet ist, aufgrund der großen Druckdifferenz über der Drosselklappe eine große Luftmenge die Drosselklappe auf einmal, woraufhin die Luftmenge allmählich auf diejenige unter dem stationären Motorbetriebszustand abnimmt, wie vorher mit Bezug auf den unteren Abschnitt der Fig. 16 erwähnt worden ist. Es wurde angenommen, daß das Verhältnis A/ADELAY die die Drosselklappe passierende Luftmenge Gth unter einem solchen Übergangs-Motorbetriebszustand beschreiben kann. Unter dem stationären Motorbetriebszustand wird das Verhältnis gleich 1, wie aus dem unteren Abschnitt der Fig. 17 deutlich wird. Das Verhältnis wird im folgenden mit "RATIO-A" bezeichnet.As shown in Fig. 16, under the transient engine operating condition when the throttle valve is opened, due to the large pressure difference across the throttle valve, a large amount of air passes through the throttle valve at once, whereupon the air amount gradually returns to that under the stationary engine operating condition as previously mentioned with reference to the lower portion of Fig. 16. It has been assumed that the ratio A/ADELAY can describe the amount of air passing through the throttle valve Gth under such a transient engine operating condition. Under the steady-state engine operating condition, the ratio becomes equal to 1 as is clear from the lower portion of Fig. 17. The ratio is hereinafter referred to as "RATIO-A".

Wenn ferner die Beziehung zwischen der effektiven Drosselklappenöffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung θTH betrachtet wird, kann, da die effektive Drosselklappenöffnungsfläche stark von der Drosselklappenöffnung abhängt, angenommen werden, daß die effektive Drosselklappenöffnungsfläche sich nahezu zuverlässig der Änderung der Drosselklappenöffnung folgend verändert, wie in Fig. 17 gezeigt ist. Wenn dies zutrifft, kann gesagt werden, daß der obenerwähnte Verzögerungswert erster Ordnung der Drosselklappenöffnung, im Sinne des Phänomens, nahezu dem Verzögerungswert erster Ordnung der effektiven Drosselklappenöffnungsfläche entspricht.Further, when the relationship between the effective throttle opening area and the throttle opening θTH is considered, since the effective throttle opening area largely depends on the throttle opening, it can be assumed that the effective throttle opening area changes almost reliably following the change in the throttle opening, as shown in Fig. 17. If this is true, it can be said that the above-mentioned first-order delay value of the throttle opening is, in the sense of the phenomenon, almost equal to the first-order delay value of the effective throttle opening area.

Hinsichtlich des Vorangehenden ist wie in Fig. 10 gezeigt vorgesehen, daß der Verzögerungswert erster Ordnung der effektiven Drosselklappenöffnungsfläche ADELAY hauptsächlich anhand der Drosselklappenöffnung erster Ordnung berechnet wird. In der Figur ist (1 - B)/(z - B) eine Übertragungsfunktion des diskreten Regelsystems und bezeichnet den Wert der Verzögerung erster Ordnung.In view of the foregoing, as shown in Fig. 10, it is arranged that the first-order delay value of the effective throttle opening area ADELAY is calculated mainly from the first-order throttle opening. In the figure, (1 - B)/(z - B) is a transfer function of the discrete control system and denotes the value of the first-order delay.

Wie gezeigt ist, wird die Projektionsfläche S der Drosselklappe genauer anhand der Drosselklappenöffnung θTH entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie ermittelt, wobei der Abgabekoeffizient C anhand des Verzögerungswertes erster Ordnung der Drosselklappenöffnung θTH-D und des Krümmerdrucks Pb entsprechend einer Kennlinie ähnlich derjenigen in Fig. 12 ermittelt wird. Anschließend wird das Produkt der Werte erhalten, um den Verzögerungswert erster Ordnung der effektiven Drosselklappenöffnungsfläche ADELAY zu ermitteln. Um ferner die Reflexionsverzögerung der Einlaßluftmenge entsprechend der aktuellen kammerfüllenden Luftmenge Delta-Gb aufzulösen, wird der Verzögerungswert erster Ordnung des Wertes Delta-Pb (Verzögerung erster Ordnung von Pb) verwendet, um Delta-Ti (das Delta-Gb entspricht) zu ermitteln.As shown, the projection area S of the throttle valve is more precisely determined from the throttle opening θTH according to a predetermined characteristic, and the discharge coefficient C is determined from the first-order delay value of the throttle opening θTH-D and the manifold pressure Pb according to a characteristic similar to that in Fig. 12. Then, the product of the values is obtained to obtain the first-order delay value of the effective throttle opening area ADELAY. Further, in order to solve the reflection delay of the intake air amount according to the actual chamber-filling air amount Delta-Gb, the first-order delay value of the value Delta-Pb (first order delay of Pb) is used to determine Delta-Ti (which corresponds to Delta-Gb).

Die Konfiguration wurde weiter nachgeprüft, wobei festgestellt wurde, daß die Werte TiM-F und Delta-Ti (die jeweils Gth und Gb entsprechen) nicht separat ermittelt werden müssen. Statt dessen wurde festgestellt, daß TiM-F (das Gth entspricht) so ermittelt werden kann, daß es Delta-Ti (das Delta-Gb entspricht) enthält. Genauer kann die Zylindereinlaßluftmenge Gc allein anhand der die Drosselklappe passierenden Luft Gth ermittelt werden, indem eine Übertragungsfunktion verwendet wird, die diejenige von Delta-Ti enthält, wenn ADELAY berechnet wird. Dies kann die Konfiguration einfacher machen und verringert den Berechnungsaufwand.The configuration was further verified and it was found that the values of TiM-F and Delta-Ti (which correspond to Gth and Gb, respectively) do not need to be determined separately. Instead, it was found that TiM-F (which corresponds to Gth) can be determined to include Delta-Ti (which corresponds to Delta-Gb). More precisely, the cylinder intake air quantity Gc can be determined only from the air passing through the throttle valve Gth by using a transfer function that includes that of Delta-Ti when calculating ADELAY. This can make the configuration simpler and reduce the calculation workload.

Genauer kann die Zylindereinlaßluftmenge Gc pro Einheitszeit Delta-T in Gleichung 1 wie in Gleichung 5 ausgedrückt werden, die äquivalent ist zu den Gleichungen 6 und 7. Umschreiben der Gleichungen 6 und 7 in Ausdrücken der Übertragungsfunktion ergibt Gleichung 8. Somit kann der Wert Gc anhand des Verzögerungswert erster Ordnung der die Drosselklappe passierenden Luftmenge Gth erhalten werden, wie aus Gleichung 8 deutlich wird. Dies ist in einem Blockschaltbild der Fig. 18 gezeigt. In Fig. 18 ist zu beachten, daß, da die Übertragungsfunktion in der Figur diejenige von Delta- Ti enthält und von derjenigen in Fig. 10 verschieden ist, ein Symbol "'" hinzugefügt ist, wie bei (1 - B')/(z - B').More specifically, the cylinder intake air amount Gc per unit time Delta-T in Equation 1 can be expressed as Equation 5, which is equivalent to Equations 6 and 7. Rewriting Equations 6 and 7 in terms of the transfer function gives Equation 8. Thus, the value Gc can be obtained from the first-order delay value of the throttle-passing air amount Gth, as is clear from Equation 8. This is shown in a block diagram of Fig. 18. In Fig. 18, note that since the transfer function in the figure includes that of Delta-Ti and is different from that in Fig. 10, a symbol "'" is added as in (1 - B')/(z - B').

Gc = Gth(k) - Gb(k - 1) Gl. 5Gc = Gth(k) - Gb(k - 1) Eq. 5

Gc = α·Gth(k) - β·Gb(k - 1) Gl. 6Gc = α·Gth(k) - β·Gb(k - 1) Eq. 6

Gb = (1 - α)·Gth(k) + (1 - β)·Gb(k - 1) Gl. 7 Gb = (1 - α)·Gth(k) + (1 - β)·Gb(k - 1) Eq. 7

Schließlich wird die Basiskraftstoffeinspritzmenge TiM-F wie folgt ermittelt oder berechnet:Finally, the base fuel injection quantity TiM-F is determined or calculated as follows:

TiM-F = Kraftstoffeinspritzmenge TiM · (aktuelle oder derzeitige effektive Drosselklappenöffnungsfläche / effektive Drosselklappenöffnungsfläche, die auf der Grundlage des Krümmerdrucks Pb und des Verzögerungswerts erster Ordnung dar Drosselklappenöffnung θTH-D erhalten worden ist) = TiM · RATIO-ATiM-F = fuel injection amount TiM · (current or present effective throttle opening area / effective throttle opening area obtained based on manifold pressure Pb and first-order retardation value of throttle opening θTH-D) = TiM · RATIO-A

Auf der Grundlage des Vorangehenden wird im folgenden mit Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 9 die Operation des Systems erläutert.Based on the foregoing, the operation of the system is explained below with reference to the flow chart of Fig. 9.

Das Programm beginnt bei S10, wo die erfaßte Motordrehzahl Ne, der Krümmerdruck Pb, die Drosselklappenöffnung θTH, der Atmosphärendruck Pa, die Motorkühlwassertemperatur Tb oder dergleichen eingelesen werden. Die Drosselklappenöffnung wurde einer Kalibrierung (Lernen der Regelung) im vollständig geschlossenen Zustand bei Motorleerlauf unterworfen, wobei hier der erfaßte Wert auf der Grundlage der Kalibrierung verwendet wird. Das Programm rückt anschließend zu S12 vor, wo geprüft wird, ob der Motor läuft. Wenn nicht, rückt das Programm zu S14 vor, wo geprüft wird, ob die Kraftstoffabschaltung aktiv ist, und zu S16, wo die Kraftstoffeinspritzmenge TiM (gleich der Kraftstoffeinspritzmenge Timap unter dem stationären Motorbetriebszustand) aus den Kennfeld-Daten (deren Eigenschaften in Fig. 13 gezeigt sind und die im ROM 72 gespeichert sind) unter Verwendung der Motordrehzahl Ne und des Krümmerdrucks Pb, die eingelesen worden sind, als Adreßdaten wiedergewonnen wird. Obwohl die Kraftstoffeinspritzmenge TiM anschließend einer Atmosphärendruckkorrektur oder dergleichen unterworfen werden kann, ist die Korrektur selbst jedoch nicht das wesentliche der Erfindung, weshalb sie hier nicht erläutert wird.The program starts at S10, where the detected engine speed Ne, manifold pressure Pb, throttle opening θTH, atmospheric pressure Pa, engine cooling water temperature Tb or the like are read. The throttle opening has been subjected to calibration (control learning) in the fully closed state at engine idling, using the detected value based on the calibration. The program then advances to S12, where it is checked whether the engine is running. If not, the program proceeds to S14 where it is checked whether the fuel cut is active and to S16 where the fuel injection amount TiM (equal to the fuel injection amount Timap under the steady state engine operating condition) is retrieved from the map data (the characteristics of which are shown in Fig. 13 and stored in the ROM 72) using the engine speed Ne and the manifold pressure Pb which have been read in as address data. However, although the fuel injection amount TiM may be subsequently subjected to atmospheric pressure correction or the like, the correction itself is not the essence of the invention and therefore will not be explained here.

Das Programm rückt anschließend zu S18 vor, wo der Verzögerungswert erster Ordnung der Drosselklappenöffnung θTH-D berechnet wird, zu S22, wo die derzeitige oder aktuelle effektive Drosselklappenöffnungsfläche A unter Verwendung der Drosselklappenöffnung θTH und des Krümmerdrucks Pb berechnet wird, und zu S24, wo der Verzögerungswert erster Ordnung der effektiven Drosselklappenöffnungsfläche ADELAY unter Verwendung der Werte θTH-D und Pb berechnet wird. Das Programm rückt anschließend zu S26 vor, wo der Wert RATIO-A wie folgt berechnet wird:The program then proceeds to S18 where the first order delay value of the throttle opening θTH-D is calculated, to S22 where the current or actual effective throttle opening area A is calculated using the throttle opening θTH and the manifold pressure Pb, and to S24 where the first order delay value of the effective throttle opening area ADELAY is calculated using the values θTH-D and Pb. The program then proceeds to S26 where the value RATIO-A is calculated as follows:

RATIO-A = (A + ABYPASS)/(A + ABYPASS)DELAYRATIO-A = (A + ABYPASS)/(A + ABYPASS)DELAY

Hierbei gibt ABYPASS einen Wert an, der der Luftmenge entspricht, die die Drosselklappe 16 umgeht, wie z. B.. diejenige, die in Reaktion auf das Hubmaß des Magnetventils 74 (in Fig. 10 mit "Magnetventilhubmaß" bezeichnet) im Sekundärpfad 32 strömt und anschließend in den Zylinder geleitet wird. Da es notwendig ist, die die Drosselklappe umgehende Luftmenge zu berücksichtigen, um die Kraftstoffeinspritzmenge genau zu ermitteln, wird die Drosselklappenumgehungsluftmenge im voraus ausgedrückt durch die effektive Drosselklappenöffnungsfläche (mit der Bezeichnung ABYPASS) bestimmt, um zur effektiven Drosselklappenöffnungsfläche A addiert zu werden, d. h. A + ADELAY. Ein Verzögerungswert erster Ordnung der Summe (bezeichnet mit "(A + ABYPASS)DELAY") wird berechnet, wobei anschließend ein Verhältnis (d. h. RATIO-A) zwischen der Summe A + ABYPASS und dem Verzögerungswert erster Ordnung desselben (A + ABYPASS)DELAY berechnet wird.Here, ABYPASS indicates a value corresponding to the amount of air that bypasses the throttle valve 16, such as that which flows in the secondary path 32 in response to the lift amount of the solenoid valve 74 (denoted as "solenoid valve lift amount" in Fig. 10) and is then introduced into the cylinder. Since it is necessary to take into account the amount of air that bypasses the throttle valve in order to accurately determine the fuel injection amount, the throttle bypass air amount is determined in advance in terms of the effective throttle opening area (denoted as ABYPASS) to be added to the effective throttle opening area A, i.e., A + ADELAY. A first order delay value of the sum (denoted "(A + ABYPASS)DELAY") is calculated, and then a ratio (i.e. RATIO-A) between the sum A + ABYPASS and the first order delay value of the same (A + ABYPASS)DELAY is calculated.

Da der Wert ABYPASS sowohl zum Nenner als auch zum Zähler in der in Schritt S26 gezeigten Gleichung addiert wird, wird selbst dann, wenn ein Fehler beim Messen der Drosselklappenumgehungsluftmenge auftritt, die Ermittlung der Kraftstoffeinspritzmenge nicht schwerwiegend beeinträchtigt.Since the ABYPASS value is added to both the denominator and the numerator in the equation shown in step S26, even if an error occurs in measuring the throttle bypass air amount, the determination of the fuel injection amount is not seriously affected.

Das Programm rückt anschließend zu S28 vor, wo die Kraftstoffeinspritzmenge Tim mit dem Verhältnis RATIO-A multipliziert wird, um die Kraftstoffeinspritzmenge TiM-F zu ermitteln, die der die Drosselklappe umgehenden Luftmenge Gth entspricht.The program then advances to S28 where the fuel injection amount Tim is multiplied by the ratio RATIO-A to obtain the fuel injection amount TiM-F corresponding to the throttle bypass air amount Gth.

Wenn S12 feststellt, daß der Motor läuft, rückt das Programm zu S30 vor, wo die Kraftstoffeinspritzmenge Ticr beim Kurbeln aus einer (nicht gezeigten) Tabelle unter Verwendung der Motorkühlwassertemperatur Tw als Adreßdatum wiedergewonnen wird, und zu S32, wo die Basiskraftstoffeinspritzmenge TiM-F entsprechend einer Gleichung für den laufenden Motor (Erläuterung weggelassen) unter Verwendung des Wertes Ticr ermittelt wird, während dann, wenn S14 feststellt, daß die Kraftstoffabschaltung aktiv ist, das Programm zu S34 vorrückt, wo die Basiskraftstoffeinspritzmenge TiM-F auf 0 gesetzt wird.If S12 determines that the engine is running, the program advances to S30 where the fuel injection amount Ticr during cranking is retrieved from a table (not shown) using the engine cooling water temperature Tw as address data, and to S32 where the basic fuel injection amount TiM-F is determined according to an equation for the engine running (explanation omitted) using the value Ticr, while if S14 determines that the fuel cut is active, the program advances to S34 where the basic fuel injection amount TiM-F is set to 0.

Mit der Anordnung wird es somit möglich, die Zustände von einem stationären Motorbetriebszustand bis zum Übergangs-Motorbetriebszustand durch einen einfachen Algorithmus vollständig zu beschreiben. Ferner wird es möglich, die Kraftstoffeinspritzmenge unter dem stationären Motorbetriebszustand bis zu einem beträchtlichen Maß durch die Wiedergewinnung Kennfeld-Daten sicherzustellen, wobei die Kraftstoffeinspritzmenge somit ohne Ausführung komplizierter Berechnungen optimal ermittelt werden kann. Da ferner die Gleichungen nicht zwischen dem stationären Motorbetriebszustand und dem Übergangs-Motorbetriebszustand umgeschaltet werden, und da die Gleichungen den gesamten Bereich der Motorbetriebszuständige beschreiben können, tritt keine Regelungsunstetigkeit auf, die andernfalls in der Nähe des Umschaltens auftreten würde, wenn zwischen den Gleichungen für den stationären Motorbetriebszustand und, den Übergangs- Motorbetriebszustand umgeschaltet würde. Da ferner das Verhalten der Luftströmung geeignet beschrieben wird, kann die Anordnung die Konvergenz und die Genauigkeit der Regelung verbessern.With the arrangement, it thus becomes possible to fully describe the conditions from a steady engine operating state to the transient engine operating state by a simple algorithm. Furthermore, it becomes possible to ensure the fuel injection amount under the steady engine operating state to a considerable extent by retrieving map data, and the fuel injection amount can thus be optimally determined without performing complicated calculations. Furthermore, since the equations are not switched between the steady engine operating state and the transient engine operating state, and since the equations can describe the entire range of engine operating states, no control discontinuity occurs which would otherwise occur in the vicinity of switching when switching between the equations for the steady engine operating state and the transient engine operating state. Furthermore, since the behavior of the air flow is suitably described, the arrangement can improve the convergence and accuracy of the control.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird der obenerwähnte Korrekturkoeffizient KTOTAL (ein allgemeiner Name verschiedener Korrekturkoeffizienten), der den EGR- Korrekturkoeffizienten KEGR und den Behälterspülungskorrekturkoeffizienten KPUG enthält, ermittelt oder berechnet.As shown in Fig. 8, the above-mentioned correction coefficient KTOTAL (a general name of various correction coefficients) including the EGR correction coefficient KEGR and the canister purge correction coefficient KPUG is determined or calculated.

Die Ermittlung des EGR-Korrekturkoeffizienten wird zuerst erläutert.The determination of the EGR correction coefficient is explained first.

Fig. 19 ist ein Flußdiagramm, das die Operation des EGR-Raten- Schätzsystems gemäß der Erfindung zeigt.Fig. 19 is a flowchart showing the operation of the EGR rate estimating system according to the invention.

Vor der Erläuterung des Flußdiagramms wird jedoch mit Bezug auf Fig. 20 und dergleichen kurz die EGR-Raten-Schätzung gemäß der Erfindung beschrieben.However, before explaining the flow chart, the EGR rate estimation according to the invention will be briefly described with reference to Fig. 20 and the like.

Wenn das EGR-Steuerventil 122 allein betrachtet wird, wird die Durchflußmenge des hindurchströmenden Abgases anhand seiner Öffnungsfläche (das Hubmaß) und des Verhältnisses zwischen dem stromaufseitigen Druck und dem stromabseitigen Druck am Ventil ermittelt. Mit anderen Worten, die Massendurchflußmenge des Abgases, das durch das Ventil strömt, wird anhand der Durchflußratenkennlinien des Ventils ermittelt, d. h. anhand der Ventilentwurfsspezifikation.When the EGR control valve 122 is considered alone, the flow rate of the exhaust gas passing through it is determined from its opening area (the lift amount) and the ratio between the upstream pressure and the downstream pressure at the valve. In other words, the Mass flow rate of exhaust gas passing through the valve is determined from the flow rate characteristics of the valve, ie from the valve design specification.

Wenn somit das EGR-Steuerventil 122 betrachtet wird, während es am Motor montiert ist, wird es möglich, die Abgasrückführungsrate bis zu einem angemessenen Maß zu schätzen, indem das EGR-Steuerventilhubmaß und das Verhältnis zwischen dem Krümmerdruck Pb (Unterdruck) in der Einlaßleitung 12 und dem atmosphärischen Druck Pa erfaßt werden, wie in Fig. 20 gezeigt ist. (Obwohl in der Praxis die Abgasdurchflußratenkennlinien sich (eicht mit dem Auslaßkrümmerdruck und der Abgastemperatur ändern, kann die Änderung durch das Verhältnis zwischen den Gasdurchflußraten absorbiert werden, wie später erläutert wird.) Die Erfindung beruht auf diesem Konzept und schätzt die EGR-Rate auf der Grundlage der Durchflußratenkennlinien des Ventils.Thus, when the EGR control valve 122 is observed while it is mounted on the engine, it becomes possible to estimate the exhaust gas recirculation rate to an appropriate extent by detecting the EGR control valve lift amount and the relationship between the manifold pressure Pb (negative pressure) in the intake pipe 12 and the atmospheric pressure Pa, as shown in Fig. 20. (Although in practice the exhaust gas flow rate characteristics vary slightly with the exhaust manifold pressure and the exhaust gas temperature, the change can be absorbed by the relationship between the gas flow rates, as will be explained later.) The invention is based on this concept and estimates the EGR rate based on the flow rate characteristics of the valve.

Hierbei ist zu beachten, daß, obwohl die Ventilöffnungsfläche über das Ventilhubmaß erfaßt wird, dies daran liegt, daß das hier verwendete EGR- Steuerventil 122 eine Struktur aufweist, deren Hubmaß der Öffnungsfläche entspricht. Wenn ein anderes Ventil, wie z. B. ein lineares Solenoid verwendet wird, sollte daher die Ventilöffnungsfläche auf eine andere Weise erfaßt werden.It should be noted that although the valve opening area is detected by the valve lift amount, this is because the EGR control valve 122 used here has a structure whose lift amount corresponds to the opening area. Therefore, when another valve such as a linear solenoid is used, the valve opening area should be detected in a different way.

Die EGR-Rate wird in zwei Arten von Raten klassifiziert, nämlich eine unter einem stationären Zustand und eine weitere unter einem Übergangszustand. Hierbei ist der stationäre Zustand ein Zustand, in welchem die EGR- Operation stabil ist, während der Übergangszustand ein Zustand ist, in welchem die EGR-Operation gestartet oder beendet wird, so daß die EGR- Operation instabil ist. Die EGR-Rate unter einem stationären Zustand wird als ein Wert betrachtet, bei dem das aktuelle Ventilhubmaß gleich dem Befehlswert für das Ventilhubmaß ist. Andererseits wird der Übergangszustand als ein Zustand betrachtet, bei dem das aktuelle Ventilhubmaß nicht gleich dem Befehlswert ist, wie in Fig. 21 gezeigt ist, so daß die EGR-Rate von der EGR-Rate unter einem stationären Zustand (im folgenden als "stationäre EGR-Rate" bezeichnet) um ein Maß abweicht, das gleich der Abgasdurchflußrate ist, die der Diskrepanz des aktuellen Maßes und des Befehlswertes entspricht, wie in Fig. 20 gezeigt ist. (In der Figur ist der stromaufseitige Druck durch den Atmosphärendruck Pa angegeben, während der stromabseitige Druck durch den Krümmerdruck Pb angegeben ist).The EGR rate is classified into two kinds of rates, namely, one under a steady state and another under a transient state. Here, the steady state is a state in which the EGR operation is stable, while the transient state is a state in which the EGR operation is started or terminated so that the EGR operation is unstable. The EGR rate under a steady state is regarded as a value in which the actual valve lift amount is equal to the command value for the valve lift amount. On the other hand, the transient state is regarded as a state in which the actual valve lift amount is not equal to the command value as shown in Fig. 21, so that the EGR rate deviates from the EGR rate under a steady state (hereinafter referred to as "steady state EGR rate") by an amount equal to the exhaust gas flow rate corresponding to the discrepancy of the actual amount and the command value as shown in Fig. 20. (In the figure, the upstream pressure is indicated by the atmospheric pressure Pa, while the downstream pressure is indicated by the manifold pressure Pb).

Genauer gilt unter einem stationären Zustand:More precisely, under a stationary state:

Befehlswert = aktuelles Ventilhubmaß, undCommand value = current valve lift, and

Gasdurchflußrate, die dem aktuellen Ventilhubmaß entspricht/Gasdurchflußrate, die dem Befehlswert entspricht = 1,0Gas flow rate corresponding to the current valve lift amount /Gas flow rate corresponding to the command value = 1.0

Während unter einem Übergangszustand gilt:While under a transition state:

Befehlswert ≠ aktuelles Ventilhubmaß, undCommand value ≠ current valve lift, and

Gasdurchflußrate, die dem aktuellen Ventilhubmaß entspricht/Gasdurchflußrate, die dem Befehlswert entspricht + 1,0Gas flow rate corresponding to the current valve lift amount /Gas flow rate corresponding to the command value + 1.0

Als Ergebnis kann gefolgert werden, daß:As a result, it can be concluded that:

Netto-EGR-Rate = (stationäre EGR-Rate) · (Verhältnis zwischen den Gasdurchflußraten).Net EGR rate = (steady state EGR rate) · (ratio between the gas flow rates).

Um die EGR-Rate im stationären Zustand zu unterscheiden, wird die EGR- Rate manchmal als "Netto"-EGR-Rate bezeichnet.To distinguish the steady-state EGR rate, the EGR rate is sometimes referred to as the "net" EGR rate.

Es wird somit angenommen, daß es möglich ist, die Abgasrückführungsrate zu schätzen durch Multiplizieren der stationären EGR-Rate mit dem Verhältnis zwischen den Gasdurchflußraten, die dem aktuellen Ventilhubmaß und dem Befehlswert entsprechen.It is thus assumed that it is possible to estimate the exhaust gas recirculation rate by multiplying the steady-state EGR rate by the ratio between the gas flow rates corresponding to the current valve lift amount and the command value.

Genauer wird angenommen, daß:More specifically, it is assumed that:

Netto-EGR-Rate = (stationäre EGR-Rate) · {(Gasdurchflußrate QACT, die durch das aktuelle Ventilhubmaß und das Verhältnis zwischen dem stromaufseitigen Druck und dem stromabseitigen Druck des Ventils bestimmt wird) / (Gasdurchflußrate QCMD, die durch den Befehlswert und das Verhältnis zwischen dem stromaufseitigen Druck und dem stromabseitigen Druck des Ventils bestimmt wird)}Net EGR rate = (steady state EGR rate) · {(gas flow rate QACT which is determined by the current valve lift amount and the ratio between the upstream pressure and the downstream pressure of the valve) / (gas flow rate QCMD which is determined by the command value and the ratio between the upstream pressure and the downstream pressure of the valve)}

Hierbei wird die stationäre EGR-Rate berechnet, indem ein Korrekturkoeffizient unter einem stationären Zustand ermittelt wird und derselbe von 1,0 subtrahiert wird. Das heißt, wenn der Korrekturkoeffizient unter einem stationären Zustand mit KEGRMAP bezeichnet wird, kann die stationäre EGR-Rate wie folgt berechnet werden.Here, the steady-state EGR rate is calculated by obtaining a correction coefficient under a steady state and subtracting it from 1.0. That is, if the correction coefficient under a steady state is denoted by KEGRMAP, the steady-state EGR rate can be calculated as follows.

EGR-Rate unter stationärem Zustand = (1 - KEGRMAP)EGR rate under steady state = (1 - KEGRMAP)

Die stationäre EGR-Rate und der Korrekturkoeffizient unter einem stationären Zustand werden manchmal als die "Basis-EGR-Rate" bzw. der "Basiskorrekturkoeffizient" bezeichnet. Wie oben erwähnt worden ist, wird die EGR- Rate manchmal als die "Netto-EGR-Rate" bezeichnet, um sie von der EGR- Rate unter einem stationären Zustand zu unterscheiden. Der Korrekturkoeffzient unter einem stationären Zustand KEGRMAP wurde im voraus anhand von Versuchen mit Bezug auf die Motordrehzahl Ne und dem Krümmerdruck Pb ermittelt und wird in Form von Kennfeld-Daten vorbereitet, wie in Fig. 22 gezeigt ist, so daß der Wert auf der Grundlage der Parameter wiedergewonnen werden kann.The steady-state EGR rate and the correction coefficient under a steady state are sometimes referred to as the "basic EGR rate" and the "basic correction coefficient", respectively. As mentioned above, the EGR rate is sometimes referred to as the "net EGR rate" to distinguish it from the EGR rate under a steady state. The correction coefficient under a steady state KEGRMAP has been determined in advance by experiments with respect to the engine speed Ne and the manifold pressure Pb, and is prepared in the form of map data as shown in Fig. 22 so that the value can be retrieved based on the parameters.

Hier wird wieder die EGR-Rate (Abgasrückführungsrate) erläutert.Here the EGR rate (exhaust gas recirculation rate) is explained again.

Die EGR-Rate wird auf verschiedene Weise in Referenzen verwendet, wie zum Beispiel als:The EGR rate is used in various ways in references, such as as:

1) Masse des zurückgeführten Abgases/Masse der Einlaßluft und des Kraftstoffs;1) Mass of recirculated exhaust gas/mass of intake air and fuel;

2) Volumen des zurückgeführten Abgases/Volumen der Einlaßluft und des Kraftstoffs;2) Volume of recirculated exhaust gas/volume of intake air and fuel;

3) Masse des zurückgeführten Abgases 1 Masse der Einlaßluft und des zurückgeführten Abgases.3) Mass of the recirculated exhaust gas 1 Mass of the intake air and the recirculated exhaust gas.

Die EGR-Rate wird in der Beschreibung hauptsächlich unter der Definition von 3) verwendet. Genauer wird die stationäre EGR-Rate erhalten durch (1 - Koeffizient KEGRMAP). Der Koeffizient KEGRMAP wird spezifisch ermittelt als ein Wert, der anzeigt:The EGR rate is mainly used in the description under the definition of 3). More specifically, the steady-state EGR rate is obtained by (1 - The KEGRMAP coefficient is specifically determined as a value indicating:

Kraftstoffeinspritzmenge unter EGR-Operation / Kraftstoffeinspritzmenge unter Nicht-EGR-OperationFuel injection amount under EGR operation / Fuel injection amount under non-EGR operation

Genauer wird die Abgasrückführungsrate ermittelt, indem die Basis-EGR- Rate (die stationäre EGR-Rate) mit dem Verhältnis zwischen den Gasdurchflußraten multipliziert wird, wie vorher erwähnt worden ist. Da, wie aus der Beschreibung deutlich wird, die EGR-Rate als ein Wert bezüglich der Basis- EGR-Rate ermittelt wird, wird das EGR-Raten-Schätzsystem gemäß der Erfindung auf jede EGR-Rate angewendet, die in 1) bis 3) definiert ist, wenn die Basis-EGR-Rate in der gleichen Weise ermittelt wird.More specifically, the exhaust gas recirculation rate is determined by multiplying the basic EGR rate (the steady-state EGR rate) by the ratio between the gas flow rates as mentioned previously. As is clear from the description, since the EGR rate is determined as a value with respect to the basic EGR rate, the EGR rate estimation system according to the invention is applied to each EGR rate defined in 1) to 3) when the basic EGR rate is determined in the same manner.

Die EGR-Regelung wird ausgeführt, indem ein Befehlswert des EGR- Steuerventilhubmaßes auf der Grundlage der Motordrehzahl, des Krümmerdrucks und dergleichen ermittelt wird, wie in Fig. 21 gezeigt ist, wobei das aktuelle Verhalten des EGR-Steuerventils hinter dem Zeitpunkt nacheilt, zu dem der Befehlswert ausgegeben wird. Das heißt, es besteht eine Antwortverzögerung zwischen dem aktuellen Ventilhub und der Ausgabe des Befehlswertes zur Ausführung desselben. Außerdem erfordert es für das Abgas eine zusätzliche Zeitspanne, um das Ventil zu durchlaufen und in die Brennkammer einzutreten.The EGR control is carried out by determining a command value of the EGR control valve lift amount based on the engine speed, manifold pressure and the like, as shown in Fig. 21, the actual behavior of the EGR control valve lags behind the timing at which the command value is output. That is, there is a response delay between the actual valve lift and the output of the command value for executing it. In addition, it requires an additional period of time for the exhaust gas to pass through the valve and enter the combustion chamber.

Der Abtretungsempfänger hat daher in der japanischen Patentanmeldung Hei 6(1994)-100.557 (eingereicht in den Vereinigten Staaten am 13. April 1995 unter der Nr. 081421.191) die Technik zum Ermitteln der Netto-EGR- Rate unter Verwendung der obenerwähnten Gleichung vorgeschlagen, d. h.The assignee has therefore proposed in Japanese Patent Application Hei 6(1994)-100,557 (filed in the United States on April 13, 1995 under No. 081421.191) the technique for determining the net EGR rate using the above-mentioned equation, i.e.

Netto-EGR-Rate = (stationäre EGR-Rate) · {(Gasdurchflußrate QACT, die durch das aktuelle Ventilhubmaß und das Verhältnis zwischen stromaufseitigem Druck und stromabseitigem Druck des Ventils bestimmt ist) / (Gasdurchflußrate QCMD, die durch den Befehlswert und das Verhältnis zwischen stromaufseitigem Druck und stromabseitigem Druck des Ventils bestimmt ist)}Net EGR rate = (steady state EGR rate) · {(gas flow rate QACT which is determined by the current valve lift amount and the ratio between the upstream pressure and the downstream pressure of the valve) / (gas flow rate QCMD which is determined by the command value and the ratio between the upstream pressure and the downstream pressure of the valve)}

In der Technik wurde die Verzögerung des Abgasverhaltens als eine Verzögerung erster Ordnung angenommen. Wenn die Totzeit berücksichtigt wird, kann angenommen werden, daß das durch das Ventil strömende Abgas für eine Weile in einem Raum (Kammer) vor der Brennkammer verbleibt und nach einer Pause, d. h. der Totzeit, auf einmal in die Brennkammer eintritt. Somit wird die Netto-EGR-Rate fortlaufend geschätzt und jedesmal dann, wenn das Programm aktiviert wird, im Speicher gespeichert. Unter den gespeicherten Netto-EGR-Raten wird eine ausgewählt, die zu einem vorangehenden Regelzyklus entsprechend der Verzögerungszeit geschätzt worden ist, und gilt als die wahre Netto-EGR-Rate.In the art, the delay of the exhaust gas behavior has been assumed to be a first order delay. When the dead time is taken into account, it can be assumed that the exhaust gas flowing through the valve stays for a while in a space (chamber) in front of the combustion chamber and enters the combustion chamber all at once after a pause, i.e. the dead time. Thus, the net EGR rate is continuously estimated and stored in the memory each time the program is activated. Among the stored net EGR rates, one estimated at a previous control cycle according to the delay time is selected and is considered to be the true net EGR rate.

Im folgenden wird mit Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 19 die Operation des Systems beschrieben. Das Programm wir bei jedem TDC aktiviert.The operation of the system is described below with reference to the flow chart in Fig. 19. The program is activated at each TDC.

Das Programm beginnt bei S200, wo die Motordrehzahl Ne, der Krümmerdruck Pb, der Atmosphärendruck Pa und das aktuelle Ventilhubmaß mit der Bezeichnung LACT (der Ausgang des Sensors 123) eingelesen werden, und rückt zu S202 vor, wo der Befehlswert für das Ventilhubmaß LCMD aus Kennfeld-Daten unter Verwendung der Motordrehzahl Ne und des Krümmerdrucks Pb als Adreßdaten wiedergewonnen wird. Ähnlich dem obenerwähnten Korrekturkoeffizienten werden die Kennfeld-Daten für den Befehlswert LCMD im voraus mit Bezug auf die gleichen Parameter ermittelt, wie in Fig. 23 gezeigt ist. Das Programm rückt anschließend zu S204 vor, wo der Basis-EGR-Raten-Korrekturkoeffizient KEGRMAP aus den Kennfeld-Daten wenigstens unter Verwendung der Motordrehzahl Ne und des Krümmerdrucks Pb wiedergewonnen wird, wie in Fig. 22 gezeigt ist.The program starts from S200 where the engine speed Ne, the manifold pressure Pb, the atmospheric pressure Pa and the current valve lift amount called LACT (the output of the sensor 123) are read in, and proceeds to S202 where the valve lift amount command value LCMD is retrieved from map data using the engine speed Ne and the manifold pressure Pb as address data. Similar to the above-mentioned correction coefficient, the map data for the command value LCMD is determined in advance with reference to the same parameters as shown in Fig. 23. The program then proceeds to S204 where the basic EGR rate correction coefficient KEGRMAP is retrieved from the map data using at least the engine speed Ne and the manifold pressure Pb as shown in Fig. 22.

Das Programm rückt anschließend zu S206 vor, wo bestätigt wird, daß das aktuelle Ventilhubmaß LACT ungleich 0 ist, d. h. es wird bestätigt, daß das EGR-Steuerventil 122 geöffnet ist, und zu S208, wo der wiedergewonnene Befehlswert LCMD mit einer vorgegebenen Untergrenze LCMDLL (ein kleinster Wert) verglichen wird, um zu ermitteln, ob der wiedergewonnene Befehlswert kleiner als die Untergrenze ist. Wenn S208 feststellt, daß der wiedergewonnene Befehlswert nicht kleiner als die Untergrenze ist, rückt das Programm zu S210 vor, wo das Verhältnis Pb/Pa zwischen dem Krümmerdruck Pb und dem Atmosphärendruck Pa berechnet wird, wobei unter Verwendung des berechneten Verhältnisses und des wiedergewonnenen Befehlswertes LCMD die Gasdurchflußrate QCMD, die diesem entspricht, aus Kennfeld-Daten wiedergewonnen wird, die im voraus auf der Grundlage der in Fig. 20 gezeigten Eigenschaften vorbereitet worden sind. Die Gasdurchflußrate ist diejenige, die in der Gleichung als "Gasdurchflußrate QCMD, die durch den Befehlswert und das Verhältnis zwischen stromaufseitigem Druck und stromabseitigem Druck des Ventils bestimmt ist" erwähnt worden ist.The program then proceeds to S206 where it is confirmed that the current valve lift amount LACT is not equal to 0, that is, it is confirmed that the EGR control valve 122 is opened, and to S208 where the retrieved command value LCMD is compared with a predetermined lower limit LCMDLL (a minimum value) to determine whether the retrieved command value is smaller than the lower limit. If S208 determines that the retrieved command value is not smaller than the lower limit, the program proceeds to S210 where the ratio Pb/Pa between the manifold pressure Pb and the atmospheric pressure Pa is calculated using the calculated ratio and the retrieved command value LCMD, the gas flow rate QCMD corresponding thereto is retrieved from map data prepared in advance based on the characteristics shown in Fig. 20. The gas flow rate is the one mentioned in the equation as "gas flow rate QCMD determined by the command value and the ratio between upstream pressure and downstream pressure of the valve".

Das Programm rückt anschließend zu S212 vor, wo die Gasdurchflußrate QACT aus Kennfeld-Daten (deren Eigenschaften denjenigen ähnlich sind, die in Fig. 20 gezeigt sind), die im voraus vorbereitet worden sind, wiedergewonnen wird. Dies entspricht dem Ausdruck in der Gleichung "Gasdurchflußrate QACT, die durch das aktuelle Ventilhubmaß und das Verhältnis zwischen stromaufseitigem Druck und stromabseitigem Druck des Ventils bestimmt ist". Das Programm rückt anschließend zu S214 vor, wo der wiedergewonnene EGR-Raten-Korrekturkoeffizient KEGRMAP von 1,0 subtrahiert wird, wobei die hieraus resultierende Differenz als stationäre EGR-Rate gilt (Basis-EGR-Rate oder stationäre EGR-Rate). Die stationäre EGR-Rate bezeichnet die EGR-Rate, unter der die EGR-Operation in einem stabilen Zustand ist, d. h. die EGR-Operation ist nicht in einem Übergangszustand, wie z. B. dann, wenn die Operation gestartet oder beendet wird.The program then proceeds to S212, where the gas flow rate QACT is retrieved from map data (whose characteristics are similar to those shown in Fig. 20) prepared in advance. This corresponds to the expression in the equation "gas flow rate QACT determined by the current valve lift amount and the ratio between upstream pressure and downstream pressure of the valve". The program then proceeds to S214, where the retrieved EGR rate correction coefficient KEGRMAP is subtracted from 1.0, and the resulting difference is taken as the steady-state EGR rate (basic EGR rate or steady-state EGR rate). The steady-state EGR rate refers to the EGR rate under which the EGR operation is in a steady state, i.e., the EGR operation is not in a transient state such as a high-pressure valve. B. when the operation is started or ended.

Das Programm geht anschließend zu S216 über, wo die Netto- Abgasrückführungsrate berechnet wird, indem die stationäre EGR-Rate mit dem Verhältnis QACT/QCMD multipliziert wird, und zu S218, wo ein Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN berechnet wird.The program then proceeds to S216 where the net exhaust gas recirculation rate is calculated by multiplying the steady-state EGR rate by the ratio QACT/QCMD and to S218 where a fuel injection correction coefficient KEGRN is calculated.

Fig. 24 ist ein Flußdiagramm, das die Unterroutine zur Berechnung des Koeffizienten KEGRN zeigt.Fig. 24 is a flowchart showing the subroutine for calculating the coefficient KEGRN.

In S300 im Flußdiagramm wird die Netto-EGR-Rate (die in S216 der Fig. 19 erhalten wird) von 1,0 subtrahiert, wobei die hieraus resultierende Differenz als Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN gilt. Das Programm rückt anschließend zu S302 vor, wo der berechnete Koeffizient KEGRN in einem im ROM 74 eingerichteten Ringpuffer gespeichert wird. Fig. 25 zeigt die Konfiguration des Ringpuffers. Wie gezeigt ist, weist der Ringpuffer n Adressen auf, die von 1 bis n durchnumeriert sind und so identifiziert werden. Jedesmal dann, wenn die Programme der Flußdiagramme der Fig. 19 und 24 an den jeweiligen TDC-Positionen aktiviert werden und der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN berechnet wird, wird der berechnete Koeffizient KEGRN ausgehend von oben fortlaufend im Ringpuffer gespeichert.In S300 in the flow chart, the net EGR rate (obtained in S216 of Fig. 19) is subtracted from 1.0, and the resulting difference is taken as the fuel injection correction coefficient KEGRN. The program then advances to S302, where the calculated coefficient KEGRN is stored in a ring buffer set up in the ROM 74. Fig. 25 shows the configuration of the ring buffer. As shown, the ring buffer has n addresses numbered from 1 to n and thus identified. Each time the programs of the flow charts of Figs. 19 and 24 are activated at the respective TDC positions and the fuel injection correction coefficient KEGRN is calculated, the calculated coefficient KEGRN is stored in the ring buffer in sequence from the top.

Im Flußdiagramm der Fig. 24 rückt das Programm anschließend zu S304 vor, wo die Verzögerungszeit τ aus Kennfeld-Daten unter Verwendung der Motordrehzahl Ne und der Motorlast, wie z. B. des Krümmerdrucks Pb, als Adreßdaten wiedergewonnen wird. Fig. 26 zeigt die Eigenschaften der. Kennfeld-Daten. Das heißt, die Verzögerungszeit τ zeigt eine Totzeit an, während der das durch das Ventil strömende Gas in dem Raum vor der Brennkammer verbleibt. Da sich die Totzeit mit den Motorbetriebsbedingungen einschließlich der Motordrehzahl und der Motorlast ändert, wird die Verzögerungszeit so gesetzt, daß sie sich mit den Parametern ändert. Hierbei wird die Verzögerungszeit τ als Ringpuffernummer gesetzt.In the flowchart of Fig. 24, the program then advances to S304, where the delay time τ is retrieved from map data using the engine speed Ne and the engine load such as the manifold pressure Pb as address data. Fig. 26 shows the characteristics of the map data. That is, the delay time τ indicates a dead time during which the gas flowing through the valve remains in the space in front of the combustion chamber. Since the dead time changes with the engine operating conditions including the engine speed and the engine load, the delay time is set to change with the parameters. Here, the delay time τ is set as a ring buffer number.

Das Programm rückt anschließend zu S306 vor, wo unter den gespeicherten Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizienten KEGRN derjenige, der der wiedergewonnenen Verzögerungszeit τ (Ringpuffernummer) entspricht, ausgelesen wird und im aktuellen Regelzyklus als Korrekturkoeffizient KEGRN festgelegt wird. Wenn dies mit Bezug auf Fig. 27 erläutert wird, gilt, daß dann, wenn der aktuelle Regelzyklus (oder die Periode) gleich A ist, z. B. der 12 Regelzyklen früher berechnete Koeffizient als Koeffizient ausgewählt wird, der im aktuellen Regelzyklus zu verwenden ist.The program then advances to S306, where, among the stored fuel injection correction coefficients KEGRN, the one corresponding to the recovered delay time τ (ring buffer number) is read out and set as the correction coefficient KEGRN in the current control cycle. Explaining this with reference to Fig. 27, when the current control cycle (or period) is A, for example, the coefficient calculated 12 control cycles earlier is selected as the coefficient to be used in the current control cycle.

Wird dies ausgehend von der EGR-Steuerventiloperation betrachtet, betrug der Korrekturkoeffizient KEGRN, der der 12 Regelzyklen früher berechneten EGR-Rate entspricht, 1,0, wobei dies bedeutet, daß das EGR-Steuerventil geschlossen war. Der Wert KEGRN sinkt anschließend allmählich ab, wie z. B. 0,99, 0,98, ..., d. h., das EGR-Steuerventil wird allmählich in Öffnungsrichtung angetrieben und erreicht die aktuelle Position am Punkt A. In diesem Beispiel wird angenommen, daß das EGR-Gas die Brennkammer zum Zeitpunkt A erreicht hat, so daß keine Korrektur vorgenommen wird, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu verringern. Wenn andererseits die Korrektur durchgeführt wird, wird die Basis-Kraftstoffeinspritzmenge TiM-F mit dem Korrekturkoeffizienten KEGRN multipliziert, um diese zu senken.Considering this from the EGR control valve operation, the correction coefficient KEGRN corresponding to the EGR rate calculated 12 control cycles earlier was 1.0, which means that the EGR control valve was closed. The value KEGRN then gradually decreases, such as 0.99, 0.98, ..., that is, the EGR control valve is gradually driven in the opening direction and reaches the current position at point A. In this example, it is assumed that the EGR gas has reached the combustion chamber at time A, so no correction is made to correct the On the other hand, when the correction is performed, the basic fuel injection amount TiM-F is multiplied by the correction coefficient KEGRN to decrease it.

Wenn wie in Fig. 19 gezeigt S206 feststellt, daß das aktuelle Ventilhubmaß LACT gleich 0 ist, bedeutet dies, daß keine EGR-Operation ausgeführt wird. Da jedoch der Korrekturkoeffizient KEGRN zu diesem Zeitpunkt ein Kandidat bei der Auswahl in einem späteren Regelzyklus sein wird, rückt das Programm zu S214 usw. vor, um die Netto-EGR-Rate und den Korrekturkoeffizienten KEGRN zu berechnen. Genauer wird in einem solchen Fall die Netto- EGR-Rate mit 0 in S216 berechnet, wobei der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN bei S300 in Fig. 24 mit 1,0 berechnet wird.As shown in Fig. 19, when S206 determines that the current valve lift amount LACT is equal to 0, it means that no EGR operation is being performed. However, since the correction coefficient KEGRN at this time will be a candidate for selection in a later control cycle, the program advances to S214, etc. to calculate the net EGR rate and the correction coefficient KEGRN. More specifically, in such a case, the net EGR rate is calculated to be 0 in S216, and the fuel injection correction coefficient KEGRN is calculated to be 1.0 at S300 in Fig. 24.

Wenn in S208 festgestellt wird, daß der Befehlswert für das Ventilhubmaß LCMD kleiner als die Untergrenze LCMDLL ist, rückt das Programm zu S222 vor, wo der Befehlswert LCMDk - 1 vom letzten Regelzyklus k - 1 verwendet wird.If it is determined in S208 that the valve lift command value LCMD is smaller than the lower limit LCMDLL, the program advances to S222 where the command value LCMDk - 1 from the last control cycle k - 1 is used.

Dies liegt daran, daß dann, wenn der Befehlswert für das Ventilhubmaß LCMD gleich 0 gemacht wird, um die EGR-Operation zu beenden, das aktuelle Ventilhubmaß LACT aufgrund der Verzögerung der Ventilantwort nicht sofort gleich 0 wird. Wenn somit der Befehlswert LCMD kleiner als die Untergrenze ist, wird der vorangehende Wert LCMDk - 1 gehalten, bis S206 feststellt, daß das aktuelle Ventilhubmaß LACT gleich O geworden ist.This is because when the valve lift amount command value LCMD is made equal to 0 to terminate the EGR operation, the current valve lift amount LACT does not immediately become equal to 0 due to the delay in the valve response. Thus, when the command value LCMD is smaller than the lower limit, the previous value LCMDk - 1 is held until S206 determines that the current valve lift amount LACT has become equal to 0.

Wenn außerdem der Befehlswert LCMD kleiner ist als die Untergrenze LCMDLL, kann der Befehlswert gelegentlich gleich 0 sein. Wenn dies auftritt, wird die in S210 wiedergewonnene Gasdurchflußrate QCMD gleich 0, wobei als Ergebnis in der Berechnung im Schritt S216 eine Division durch 0 auftreten würde, was die Berechnung unmöglich macht. Da jedoch der vorangehende Wert in S222 gehalten wird, kann die Berechnung in S216 erfolgreich ausgeführt werden.In addition, when the command value LCMD is smaller than the lower limit LCMDLL, the command value may occasionally be 0. When this occurs, the gas flow rate QCMD retrieved in S210 becomes 0, as a result of which division by 0 would occur in the calculation in step S216, making the calculation impossible. However, since the previous value is held in S222, the calculation in S216 can be successfully carried out.

Das Programm rückt anschließend zu S224 vor, wo der Basiskorrekturkoeffizient KEGRMAPk - 1, der im letzten Regelzyklus wiedergewonnen worden ist, erneut im aktuellen Regelzyklus verwendet wird. Dies liegt daran, daß unter solchen Motorbetriebszuständen, in denen der in S202 wiedergewonnene Befehlswert LCMD kleiner als die Untergrenze LCMDLL ist, der Basis-EGR- Raten-Korrekturkoeffizient KGERMAP, der im Schritt S14 wiedergewonnen worden ist, auf der Grundlage der Kennfeld-Daten gleich 1,0 wird. Als Ergebnis besteht die Möglichkeit, daß die stationäre EGR-Rate in S204 zu 0 ermittelt wird. Das Halten des letzten Wertes in S224 zielt darauf, dies zu vermeiden.The program then advances to S224, where the basic correction coefficient KEGRMAPk - 1 recovered in the last control cycle is used again in the current control cycle. This is because under In such engine operating conditions where the command value LCMD retrieved in S202 is smaller than the lower limit LCMDLL, the basic EGR rate correction coefficient KGERMAP retrieved in step S14 based on the map data becomes 1.0. As a result, there is a possibility that the steady-state EGR rate is determined to be 0 in S204. Holding the last value in S224 aims to avoid this.

Wie oben erwähnt worden ist, wird die Netto-EGR-Rate fortlaufend auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Motorlast, wie z. B. des Krümmerdrucks, geschätzt, wobei auf der Grundlage hiervon der Koeffizient fortlaufend berechnet wird und bei jedem Regelzyklus gespeichert wird. Die Verzögerungszeit, während der das Abgas durch das Ventil strömt, das jedoch vor der Brennkammer verbleibt, wird anhand der gleichen Parameter ermittelt, wobei einer von den gespeicherten Koeffizienten, die zu einem früheren Regelzyklus berechnet worden sind, der der Verzögerungszeit entspricht, als Koeffizient im aktuellen Regelzyklus ausgewählt wird. Dieses System verringert komplizierte Berechnungen und reduziert Berechnungsunsicherheiten deutlich, was dessen Konfiguration einfacher macht, und kann die Netto-EGR-Rate genau schätzen, und ermöglicht, die Kraftstoffeinspritzmenge mit hoher Genauigkeit zu korrigieren.As mentioned above, the net EGR rate is continuously estimated based on the engine speed and engine load such as manifold pressure, and the coefficient is continuously calculated based on this and stored at each control cycle. The delay time during which the exhaust gas passes through the valve but remains before the combustion chamber is determined using the same parameters, and one of the stored coefficients calculated at a previous control cycle corresponding to the delay time is selected as the coefficient in the current control cycle. This system reduces complicated calculations and significantly reduces calculation uncertainties, making its configuration easier, and can accurately estimate the net EGR rate and enable the fuel injection amount to be corrected with high accuracy.

Im vorangehenden ist zu beachten, daß es alternativ möglich ist, die Netto- EGR-Rate anstelle von KEGRN im Ringpuffer zu speichern. Ferner kann die Totzeit ein fester Wert sein. Da dies in der japanischen Patentanmeldung Hei 6(1994)-294.014 (eingereicht in den Vereinigten Staaten am 13. April 1995 unter der Nr. 08/421.182) genauer beschrieben worden ist, wird es hier nicht weiter erläutert.In the foregoing, it should be noted that it is alternatively possible to store the net EGR rate in the ring buffer instead of KEGRN. Furthermore, the dead time can be a fixed value. Since this has been described in more detail in Japanese Patent Application Hei 6(1994)-294,014 (filed in the United States on April 13, 1995 under No. 08/421,182), it will not be discussed further here.

Als nächstes wird die Ermittlung des Behälterspülungs-Korrekturkoeffizienten KPUG (in Reaktion auf die Spülmasse) erläutert.Next, the determination of the tank flushing correction coefficient KPUG (in response to the flushing mass) is explained.

Die Behälterspülung wird in einem Programm, dessen Flußdiagramm nicht gezeigt ist, durchgeführt, so daß ein gewünschtes Maß der Behälterspülung in Reaktion auf die Motorbetriebsbedingungen, wie z. B. der Motordrehzahl und der Motorlast, entsprechend vorgegebenen Eigenschaften ermittelt wird, wobei das obenerwähnte Spülungssteuerventil 25 so geregelt wird, daß das gewünschte Maß an Behälterspülung erreicht wird.The canister purge is carried out in a program, the flow chart of which is not shown, so that a desired amount of canister purge is determined in response to the engine operating conditions, such as the engine speed and the engine load, according to predetermined characteristics, wherein the above-mentioned flushing control valve 25 is controlled so that the desired degree of container flushing is achieved.

Wenn die Behälterspülung aktiv ist, weicht das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zur fetten Seite ab, da Verdampfungsgas mit Kraftstoff in das Lufteinlaßsystem geleitet wird. Die Abweichung wird in der Rückkopplungsschleife korrigiert. Da jedoch erwartet wird, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zum Zeitpunkt der Behälterspülung zur fetten Seite abweicht, wird die Kraftstoffeinspritzmenge vorzugsweise im voraus um das Maß (mit der Bezeichnung KPUG) korrigiert, das der Spülungskraftstoffmasse entspricht, so daß das Korrekturmaß im Rückkopplungssystem abnimmt, wodurch die Berechnungslast in der Berechnungsschleife reduziert wird, die Stabilität gegenüber Störungen verbessert wird und die Folgegenauigkeit verbessert wird.When the canister purge is active, the air/fuel ratio deviates to the rich side because evaporative gas is introduced into the air intake system with fuel. The deviation is corrected in the feedback loop. However, since the air/fuel ratio is expected to deviate to the rich side at the time of the canister purge, the fuel injection amount is preferably corrected in advance by the amount (called KPUG) corresponding to the purge fuel mass so that the correction amount in the feedback system decreases, thereby reducing the calculation load in the calculation loop, improving stability against disturbances, and improving the tracking accuracy.

Die Korrektur wird durchgeführt, indem die Kraftstoffmenge im herausgespülten Behältergas auf der Grundlage der Durchflußrate und der HC- Konzentration des eingeleiteten Spülungsgases berechnet wird. Alternativ kann sie durchgeführt werden durch Ermitteln des Korrekturkoeffizienten KPUG entsprechend der Spülungsmasse aus der Differenz des LAF- Sensorausgangs bezüglich des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses. Das letztere Verfahren wird in dieser Ausführungsform verwendet.The correction is performed by calculating the amount of fuel in the purged canister gas based on the flow rate and the HC concentration of the introduced purge gas. Alternatively, it may be performed by determining the correction coefficient KPUG corresponding to the purge mass from the difference of the LAF sensor output with respect to the target air-fuel ratio. The latter method is used in this embodiment.

Fig. 28 ist ein Flußdiagramm, das die Koeffizientenermittlung zeigt.Fig. 28 is a flow chart showing the coefficient determination.

Das Programm beginnt bei S400, wo die Durchflußrate des gespülten Gases anhand des Ausgangs des obenerwähnten Durchflußmessers 226 erfaßt wird, und rückt zu S402 vor, wo die HC-Konzentration anhand des Ausgangs des obenerwähnten HC-Konzentrationssensors erfaßt wird, zu S404, wo die Menge (Masse) des durch die Behälterspülung eingeleiteten Kraftstoffes ermittelt wird, und zu S406, wo die ermittelte Kraftstoffmenge in die Benzinkraftstoffmenge umgesetzt wird. Ein Großteil der Kraftstoffkomponente im Behälterspülungsgas ist Butan, das eine leichte Komponente von Benzin ist. Da das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis für Butan und Benzin verschieden ist, wird die ermittelte Menge für die Menge des Benzins neu berechnet. Das Programm rückt anschließend zu S408 vor, wo die Basiskraftstoffmenge TiM-F, die durch Kennfeldwiedergewinnung erhalten worden ist, mit dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis multipliziert wird, um die in die Zylinder geleiteten Luftmenge Gc zu ermitteln, wobei auf der Grundlage des Wertes Gc und der umgesetzten Benzinkraftstoffmenge der Korrekturkoeffizient KPUG entsprechend der Spülungsmasse berechnet wird. Selbstverständlich wird der Korrekturkoeffizient KPUG gleich 1,0, wenn die Behälterspülung nicht ausgeführt wird.The program starts at S400 where the flow rate of the purged gas is detected from the output of the above-mentioned flow meter 226, and proceeds to S402 where the HC concentration is detected from the output of the above-mentioned HC concentration sensor, to S404 where the amount (mass) of fuel introduced by the canister purge is determined, and to S406 where the determined amount of fuel is converted to the amount of gasoline fuel. A major part of the fuel component in the canister purge gas is butane, which is a light component of gasoline. Since the stoichiometric air/fuel ratio is different for butane and gasoline, the determined amount is recalculated for the amount of gasoline. The program then proceeds to S408 where the basic fuel amount TiM-F obtained by map retrieval is multiplied by the target air/fuel ratio to determine the amount of air Gc introduced into the cylinders, and on the basis of the value Gc and the amount of gasoline converted, the correction coefficient KPUG is calculated according to the purge mass. Of course, the correction coefficient KPUG is equal to 1.0 if the canister purge is not carried out.

Alternativ ist es möglich, im vorangehenden den Korrekturkoeffizienten KPUG z. B. im voraus auf 0,95 einzustellen, in Reaktion auf das gewünschte Maß der Behälterspülung, das in den Motorbetriebszuständen ermittelt worden ist, und das Spülungssteuerventil 225 in Reaktion auf den Korrekturkoeffizienten zu regeln.Alternatively, it is possible to set the correction coefficient KPUG in advance, for example, to 0.95 in response to the desired amount of canister purge determined in the engine operating conditions, and to control the purge control valve 225 in response to the correction coefficient.

Alternativ ist es im obigen möglich, den Korrekturkoeffizienten KPUG anhand eines Fehlers zwischen dem Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu ermitteln.Alternatively, in the above it is possible to determine the correction coefficient KPUG based on an error between the actual air/fuel ratio and the target air/fuel ratio.

Alternativ ist es im vorangehenden möglich, die Zylindereinlaßluftmenge Gc als Kennfeld-Daten im voraus zu erstellen, um sie anhand der Motordrehzahl und der Motorlast wiederzugewinnen.Alternatively, in the foregoing, it is possible to prepare the cylinder intake air quantity Gc as map data in advance to retrieve it based on the engine speed and the engine load.

Alternativ ist es im vorangehenden möglich, die umgesetzte Kraftstoffmenge in Ausdrücken des Benzins (S406) von der benötigten Kraftstoffeinspritzmenge Tcyl zu subtrahieren.Alternatively, it is possible to subtract the amount of fuel converted in terms of gasoline (S406) from the required fuel injection amount Tcyl.

Der Korrekturkoeffizient KTOTAL ist ein allgemeiner Name, der das Produkt aus verschiedenen Korrekturkoeffizienten einschließlich KEGR und KPUG ist. Der Wert enthält zusätzlich einen Korrekturkoeffizienten KTW für die Kühlmitteltemperatur und einen Korrekturkoeffizienten KTA für die Einlaßlufttemperatur und dergleichen. Da jedoch die Eigenart dieser Korrekturen wohlbekannt sind, wird eine genaue Erläuterung weggelassen.The correction coefficient KTOTAL is a general name which is the product of various correction coefficients including KEGR and KPUG. The value additionally includes a correction coefficient KTW for the coolant temperature and a correction coefficient KTA for the intake air temperature and the like. However, since the nature of these corrections is well known, a detailed explanation is omitted.

Die Basiskraftstoffeinspritzmenge TiM-F wird mit dem Korrekturkoeffizienten KTOTAL (= KEGR · KPUG · KTW · KTA ...), der so erhalten worden ist, multipliziert, um diese zu korrigieren.The basic fuel injection quantity TiM-F is multiplied by the correction coefficient KTOTAL (= KEGR · KPUG · KTW · KTA ...) thus obtained in order to correct it.

Als nächstes werden das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD und der Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient KCMDM ermittelt oder berechnet.Next, the target air/fuel ratio KCMD and the target air/fuel ratio correction coefficient KCMDM are determined or calculated.

Fig. 29 ist ein Flußdiagramm, das die Ermittlungen zeigt.Fig. 29 is a flow chart showing the investigation.

Das Programm beginnt bei S500, wo der obenerwähnte Basiswert KBS ermittelt wird. Dies wird bewerkstelligt durch Wiedergewinnung der Kennfeld- Daten (deren Eigenschaften in Fig. 14 gezeigt sind) anhand der erfaßten Motordrehzahl Ne und des Krümmerdrucks Pb. Die Kennfeld-Daten enthalten einen Basiswert bei Motorleerlauf. Wenn die Kraftstoffdosierungs- Regelung die Magerverbrennungsregelung enthält, d. h. es wird bei einer niedrigen Motorlast ein mageres Gemisch zugeführt, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern, enthalten die Kennfeld-Daten diejenigen für die Magerverbrennungsregelung.The program starts at S500, where the above-mentioned base value KBS is determined. This is accomplished by retrieving the map data (the characteristics of which are shown in Fig. 14) from the detected engine speed Ne and the manifold pressure Pb. The map data includes a base value at engine idling. When the fuel metering control includes the lean burn control, i.e., a lean mixture is supplied at a low engine load to improve fuel economy, the map data includes that for the lean burn control.

Das Programm rückt anschließend zu S502 vor, wo anhand eines Zeitgeberwertes festgestellt wird, ob eine Magerverbrennungsregelung nach dem Motorstart ausgeführt wird, um einen Magerkorrekturkoeffizienten zu ermitteln. Das System gemäß der Erfindung ist mit dem veränderlichen Steuermechanismus 300 ausgestattet, der eine Magerverbrennungsregelung nach dem Motorstart erlaubt, in der für eine vorgegebene Periode nach dem Motorstart das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis magerer eingestellt wird als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, während ein Einlaßventil in der Periode in Ruhe gehalten wird. Das Zuführen eines fetten Gemisches für eine Periode nach dem Motorstart, während der der Katalysator inaktiviert bleibt, würde nachteilig die Emissionen von HG im Abgas erhöhen. Die Magerverbrennungsregelung nach dem Motorstart kann dieses Problem jedoch vermeiden.The program then advances to S502 where it is determined from a timer value whether lean burn control is being carried out after engine start to determine a lean correction coefficient. The system according to the invention is equipped with the variable control mechanism 300 which allows lean burn control after engine start in which, for a predetermined period after engine start, the target air/fuel ratio is set leaner than the stoichiometric air/fuel ratio while an intake valve is kept at rest during the period. Supplying a rich mixture for a period after engine start during which the catalyst remains inactivated would disadvantageously increase emissions of HG in the exhaust gas. However, lean burn control after engine start can avoid this problem.

Wenn in einem Motor ohne den veränderlichen Ventilsteuermechanismus ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis magerer eingestellt wird, wird die Verbrennung instabil und es treten manchmal Fehlzündungen auf. Der Motor 10 mit dem in Fig. 1 gezeigtem Mechanismus ist fähig, eines von zwei Einlaßventilen in Ruhe zu halten, was einen Luftwirbel der Einlaßluft erzeugt, der mit "Verwirbelung" bezeichnet ist und die Verbrennung auch unmittelbar nach dem Motorstart stabilisiert, wodurch es möglich wird, ein mageres Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis für diese Periode einzustellen. Daher wird der Zeitgeberwert, der die Periode zählt, in S502 ausgelesen, um festzustellen, ob die Magerverbrennungsregelungsperiode nach dem Motorstart vorliegt, und um den Magerkorrekturkoeffizienten zu ermitteln. Wenn das Ergebnis des Schritts positiv ist, wird der Koeffizient zu 0,89 ermittelt, während dann, wenn das Ergebnis negativ ist, er z. B. zu 1,0 ermittelt wird.If a target air/fuel ratio is set leaner in an engine without the variable valve timing mechanism, combustion becomes unstable and misfires sometimes occur. The engine 10 with the mechanism shown in Fig. 1 is capable of keeping one of two intake valves at rest, which creates a vortex of intake air, referred to as "swirl", and inhibits combustion even immediately after the engine start, making it possible to set a lean target air/fuel ratio for that period. Therefore, the timer value counting the period is read in S502 to determine whether the lean burn control period is present after the engine start and to determine the lean correction coefficient. If the result of the step is positive, the coefficient is determined to be 0.89, while if the result is negative, it is determined to be 1.0, for example.

Das Programm rückt anschließend zu S504 vor, wo festgestellt wird, ob die Drosselklappenöffnung gleich der vollen Drosselklappenöffnung (WOT) ist, und berechnet einen Volldrosselklappenöffnungs-Anreicherungskorrekturkoeffizienten, rückt zu S506 vor, wo ermittelt wird, ob die Kühlmitteltemperatur Tw hoch ist, und berechnet einen Erweiterungskorrekturkoeffizienten KTWOT. Der Wert KTWOT enthält einen Korrekturkoeffizienten zum Schützen des Motors bei hoher Kühlmitteltemperatur.The program then proceeds to S504 where it is determined whether the throttle opening is equal to the full throttle opening (WOT) and calculates a full throttle opening enrichment correction coefficient, proceeds to S506 where it is determined whether the coolant temperature Tw is high and calculates an enrichment correction coefficient KTWOT. The value KTWOT contains a correction coefficient for protecting the engine when the coolant temperature is high.

Das Programm rückt anschließend zu S508 vor, wo der Basiswert KBS mit dem Korrekturkoeffizienten multipliziert wird, um denselben zu korrigieren, und ermittelt das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD. Dies wird ermittelt, indem zuerst ein Fenster (das obenerwähnte Katalysatorfenster) mit der Bezeichnung DKCMD - OFFSET für die genaue Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Regelung (die obenerwähnte MIDO&sub2;-Regelung) innerhalb eines Bereiches gesetzt wird, in welchem die Ausgänge des O&sub2;-Sensors 56 eine lineare Kennlinie in der Nachbarschaft des stöchiometrischen Wertes aufweisen, wie durch gestrichelte Linien in der Ordinate des in Fig. 7 gezeigten Graphen dargestellt ist, und anschließend durch Addieren des Wertes DKCMD - OFFSET zum Basiswert KBS. Genauer wird das Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis KCMD wie folgt ermittelt:The program then advances to S508, where the base value KBS is multiplied by the correction coefficient to correct it, and the target air/fuel ratio KCMD is determined. This is determined by first setting a window (the catalyst window mentioned above) called DKCMD - OFFSET for the accurate air/fuel ratio control (the MIDO₂ control mentioned above) within a range in which the outputs of the O₂ sensor 56 have a linear characteristic in the vicinity of the stoichiometric value, as shown by dashed lines in the ordinate of the graph shown in Fig. 7, and then adding the value DKCMD - OFFSET to the base value KBS. More specifically, the target air/fuel ratio KCMD is determined as follows:

KCMD = KBS + DKCMD - OFFSETKCMD = KBS + DKCMD - OFFSET

Das Programm rückt anschließend zu S510 vor, wo das Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis KCMD(k) auf einen vorgegebenen Bereich begrenzt wird, und zu S512, wo festgestellt wird, ob das berechnete Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD(k) gleich 1,0 oder etwa dergleichen ist. Wenn das Ergebnis positiv ist, geht das Programm zu S514 über, wo festgestellt wird, ob der O&sub2;-Sensor 56 aktiviert ist. Dies wird in einer nicht gezeigten Unterroutine durchgeführt, indem die Änderung der Ausgangsspannung mit der Bezeichnung VO&sub2;M des O&sub2;-Sensors 56 erfaßt wird. Das Programm geht anschließend zu S516 über, um einen Wert DKCMD für die MIDO&sub2;-Regelung zu berechnen. Diese Berechnung bedeutet, das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis für den LAF-Sensor 54 stromaufseitig des O&sub2;-Sensors 56, der stromabseitig des ersten Katalysators 28 vorgesehen ist (im Fall der in Fig. 5 gezeigten Konfiguration stromabseitig des ersten Katalysatorbettes) veränderlich zu machen. Genauer wird dies bewerkstelligt, indem der Wert aus einem Fehler zwischen einer vorgegebenen Referenzspannung VrefM und der O&sub2;-Sensorausgangsspannung VO&sub2;M unter Verwendung der PID-Regelung berechnet wird, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Die Referenzspannung VrefM wird in Reaktion auf den Atmosphärendruck Pa, die Kühlmitteltemperatur Tw und das Abgasvolumen (das in Reaktion auf die Motordrehzahl Ne und den Krümmerdruck Pb ermittelt werden kann) ermittelt.The program then proceeds to S510 where the target air/fuel ratio KCMD(k) is limited to a predetermined range and to S512 where it is determined whether the calculated target air/fuel ratio KCMD(k) is equal to 1.0 or thereabouts. If the result is affirmative, the program proceeds to S514 where it is determined whether the O₂ sensor 56 is activated. This is done in a subroutine not shown by detecting the change in the output voltage called VO₂M of the O₂ sensor 56. The program then proceeds to S516 to calculate a value DKCMD for the MIDO₂ control. This calculation means to make the target air/fuel ratio for the LAF sensor 54 upstream of the O₂ sensor 56 provided downstream of the first catalyst 28 (downstream of the first catalyst bed in the case of the configuration shown in Fig. 5) variable. More specifically, this is accomplished by calculating the value from an error between a predetermined reference voltage VrefM and the O₂ sensor output voltage VO₂M using the PID control as shown in Fig. 7. The reference voltage VrefM is determined in response to the atmospheric pressure Pa, the coolant temperature Tw and the exhaust gas volume (which can be determined in response to the engine speed Ne and the manifold pressure Pb).

Hierbei ist der obenerwähnte Wert DKCMD - OFFSET für die Fenstereinstellung ein Offset-Wert, der für die ersten und zweiten Katalysatoren 28, 30 notwendig ist, um eine optimale Reinigungseffizienz aufrechtzuerhalten. Da die Offset-Werte in Abhängigkeit von der Eigenschaft oder den Charakteristiken eines Katalysators verschieden sind, werden die Werte unter Berücksichtigung der Eigenschaft des ersten Katalysators 28 ermittelt. Da außerdem die Werte variieren, wenn der Katalysator altert, werden die Werte über eine lernende Regelung aktualisiert, indem gewichtete Mittelwerte unter Verwendung des periodisch berechneten Wertes DKCM erhalten werden.Here, the above-mentioned value DKCMD - OFFSET for the window setting is an offset value necessary for the first and second catalysts 28, 30 to maintain optimum purification efficiency. Since the offset values are different depending on the property or characteristics of a catalyst, the values are determined taking into account the property of the first catalyst 28. In addition, since the values vary as the catalyst ages, the values are updated via a learning control by obtaining weighted averages using the periodically calculated value DKCM.

Genauer werden die Werte wie folgt berechnet:More precisely, the values are calculated as follows:

DKCMD - OFFSET(k) = W·DKCMD + (1 - W)·DKCMD - OFFSET(k - 1)DKCMD - OFFSET(k) = W DKCMD + (1 - W) DKCMD - OFFSET(k - 1)

hierbei bezeichnet W ein Gewicht.where W denotes a weight.

Durch Erhalten eines Lernregelwertes über die Berechnung des gewichteten Mittelwertes zwischen dem im aktuellen Zyklus berechneten DKCMD und dem einen Zyklus vorher berechneten DKCMD - OFFSET ist es somit möglich, die Regelung so durchzuführen, daß das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis gegen das Luft/Kraftstoff-Verhältnis konvergiert, das die Reinigungseffizienz maximal macht, ohne durch die Alterung des Katalysators beeinflußt zu werden. Diese lernende Regelung kann unter entsprechenden Motorbetriebszuständen durchgeführt werden, die durch die Motordrehzahl Ne und den Krümmerdruck Pb und dergleichen definiert sind.By obtaining a learning control value by calculating the weighted average between the DKCMD calculated in the current cycle and the DKCMD - OFFSET calculated one cycle before, it is thus possible to carry out the control in such a way that the target air/fuel ratio converges to the air/fuel ratio that maximizes the purification efficiency without being influenced by the aging of the catalyst. This learning control can be performed under respective engine operating conditions defined by the engine speed Ne and the manifold pressure Pb and the like.

Das Programm rückt anschließend zu S518 vor, wo der berechnete Wert DKCMD(k) zum Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis addiert wird, um diese zu aktualisieren, und zu S520, wo eine Tabelle (deren Eigenschaft in Fig. 30 gezeigt ist) unter Verwendung des aktualisierten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses KCMD(k) als Adreßdaten durchsucht wird, um einen Korrekturkoeffizienten KETC wiederzugewinnen. Da die Aufladeeffizienz der Einlaßluft sich mit der Verdampfungswärme verändert, wird dies durchgeführt, um diese zu kompensieren. Genauer wird das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD(k) mit dem Korrekturkoeffizienten KETC multipliziert, wie gezeigt ist, um den obenerwähnten Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten KCMDM(k) zu ermitteln.The program then advances to S518 where the calculated value DKCMD(k) is added to the target air-fuel ratio to update it, and to S520 where a table (the nature of which is shown in Fig. 30) is searched using the updated air-fuel ratio KCMD(k) as address data to retrieve a correction coefficient KETC. Since the charging efficiency of the intake air changes with the heat of vaporization, this is done to compensate for it. More specifically, the target air-fuel ratio KCMD(k) is multiplied by the correction coefficient KETC as shown to obtain the above-mentioned target air-fuel ratio correction coefficient KCMDM(k).

Mit anderen Worten, das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird tatsächlich durch das Äquivalenzverhältnis ausgedrückt, wobei der Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Korrekturkoeffizient ermittelt wird, indem daran die Aufladeeffizienzkorrektur vorgenommen wird. Wenn das Ergebnis in S512 negativ ist, springt das Programm zu S520, da dies bedeutet, daß das Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD(k) deutlich vom stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis abweicht, wie z. B. bei der Magerverbrennungsregelung, und da es nicht notwendig ist, die MIDO&sub2;-Regelung durchzuführen. Das Programm rückt schließlich zu S522 vor, wo der Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Korrekturkoeffizient KCMDM(k) auf einen vorgegebenen Bereich begrenzt wird.In other words, the target air/fuel ratio is actually expressed by the equivalence ratio, and the target air/fuel ratio correction coefficient is determined by applying the supercharging efficiency correction thereto. If the result in S512 is negative, the program jumps to S520 because this means that the target air/fuel ratio KCMD(k) deviates significantly from the stoichiometric air/fuel ratio such as in the lean-burn control and because it is not necessary to perform the MIDO₂ control. The program finally advances to S522 where the target air/fuel ratio correction coefficient KCMDM(k) is limited to a predetermined range.

Wie im Blockschaltbild der Fig. 8 gezeigt ist, wird die Basiskraftstoffeinspritzmenge TiM-F mit dem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KCMDM und dem anderen Korrekturkoeffizienten KTOTAL multipliziert, um die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Tcyl zu ermitteln.As shown in the block diagram of Fig. 8, the basic fuel injection amount TiM-F is multiplied by the target air-fuel ratio correction coefficient KCMDM and the other correction coefficient KTOTAL to obtain the required fuel injection amount Tcyl.

Als nächstes werden die Rückkopplungskorrekturkoeffizienten, wie z. B. KSTR, berechnet oder ermittelt.Next, the feedback correction coefficients, such as KSTR, are calculated or determined.

Vor der Erläuterung der Berechnung werden die Abtastung der LAF- Sensorausgänge und der Beobachter erläutert. Der Abtastungsblock ist in Fig. 8 mit "Sel-V" bezeichnet.Before explaining the calculation, the sampling of the LAF sensor outputs and the observer will be explained. The sampling block is labeled "Sel-V" in Fig. 8.

Die Abtastungsblöcke und der Beobachter werden im folgenden erläutert.The sampling blocks and the observer are explained below.

In einem Verbrennungsmotor wird während des Ausstoßtaktes in den individuellen Zylindern das verbrannte Gas ausgestoßen. Die Beobachtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Verhaltens am Abgassystem-Zusammenflußpunkt zeigt deutlich, daß sich dieses synchron mit dem TDC verändert. Die Abtastung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses unter Verwendung des obenerwähnten LAF-Sensors 54, der im Abgassystem installiert ist, muß somit synchron mit dem TDC durchgeführt werden. In Abhängigkeit vom Abtastzeitpunkt der Steuereinheit (ECU) 34 für die Verarbeitung des Erfassungsausgangs kann es jedoch unmöglich werden, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis genau zu ermitteln. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis am Abgassystem- Zusammenflußpunkt sich bezüglich des TDC verändert, wie in Fig. 31 gezeigt ist, kann z. B. das von der Steuereinheit ermittelte Luft/Kraftstoff- Verhältnis in Abhängigkeit vom Abtastzeitpunkt ein völlig verschiedener Wert werden, wie in Fig. 32 gezeigt ist. Daher wird vorzugsweise an Positionen abgetastet, die ermöglichen, daß aktuelle Änderungen des Ausgangs des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors möglichst genau ermittelt werden können.In an internal combustion engine, during the exhaust stroke in the individual cylinders, the burnt gas is exhausted. Observation of the air/fuel ratio behavior at the exhaust system confluence point clearly shows that it changes in synchronism with the TDC. Thus, the sampling of the air/fuel ratio using the above-mentioned LAF sensor 54 installed in the exhaust system must be carried out in synchronism with the TDC. However, depending on the sampling timing of the control unit (ECU) 34 for processing the detection output, it may become impossible to accurately determine the air/fuel ratio. For example, if the air/fuel ratio at the exhaust system confluence point changes with respect to the TDC as shown in Fig. 31, the air/fuel ratio determined by the control unit may become a completely different value depending on the sampling timing, as shown in Fig. 32. Therefore, sampling is preferably carried out at positions that allow current changes in the output of the air/fuel ratio sensor to be determined as accurately as possible.

Außerdem verändert sich das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Abhängigkeit von der Zeitspanne, die für das Abgas erforderlich ist, um den Sensor zu erreichen, und in Abhängigkeit von der Sensorantwortzeit (Erfassungsverzögerung). Die Zeitspanne, die für das Abgas erforderlich ist, um den Sensor zu erreichen, verändert sich seinerseits mit dem Abgasdruck, dem Abgasvolumen und dergleichen. Da die Abtastung synchron mit dem TDC bedeutet, daß die Abtastung auf dem Kurbelwinkel beruht, ist außerdem eine Auswirkung der Motordrehzahl unvermeidbar. Somit wird klar, daß die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassung vom Motorbetriebszustand sehr abhängig ist. Beim Stand der Technik, der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Hei 1 (1989)-313.644 offenbart ist, war es daher Praxis, die Angemessenheit der Erfassung einmal nach dem jeweils vorgeschriebenen Kurbelwinkel festzustellen. Da dies eine komplexe Konfiguration und eine lange Berechnungszeit erfordert, kann dies möglicherweise bei hohen Motordrehzahlen nicht Schritt halten, wobei dies ferner mit dem Problem einhergeht, daß der Sensorausgang bereits zu dem Zeitpunkt, zu dem die Entscheidung zur Abtastung getroffen worden ist, seinen Wendepunkt passiert hat.In addition, the actual air/fuel ratio varies depending on the time required for the exhaust gas to reach the sensor and the sensor response time (detection delay). The time required for the exhaust gas to reach the sensor varies with the exhaust pressure, the exhaust volume, and the like. In addition, since sampling in synchronism with TDC means that sampling is based on the crank angle, an effect of the engine speed is unavoidable. It is thus clear that air/fuel ratio detection is very dependent on the engine operating condition. In the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Hei 1 (1989)-313,644, it was therefore practiced to determine the adequacy of detection once after each prescribed crank angle. Since this requires a complex configuration and a requires a long calculation time, it may not be able to keep pace at high engine speeds, and this also presents the problem that the sensor output has already passed its inflection point by the time the decision to sample is made.

Fig. 33 ist ein Flußdiagramm der Operationen zur Abtastung des LAF- Sensors. Da die Genauigkeit der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassung eine besonders enge Beziehung zur Schätzgenauigkeit des obenerwähnten Beobachters aufweist, wird jedoch kurz die Schätzung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses durch den Beobachter erläutert, bevor dieses Flußdiagramm erläutert wird.Fig. 33 is a flow chart of the operations for sampling the LAF sensor. However, since the accuracy of air-fuel ratio detection has a particularly close relationship with the estimation accuracy of the above-mentioned observer, the estimation of the air-fuel ratio by the observer will be briefly explained before explaining this flow chart.

Für eine hochgenaue Trennung und Extraktion der Luft/Kraftstoff- Verhältnisse der einzelnen Zylinder am Ausgang eines einzelnen LAF- Sensors ist es zuerst notwendig, die Erfassungsantwortverzögerung (Nacheilzeit) des LAF-Sensors genau zu ermitteln. Diese Verzögerung wurde daher als ein Verzögerungssystem erster Ordnung moduliert, um das in Fig. 34 gezeigte Modell zu erhalten. Wenn hierbei LAF: LAF-Sensorausgang und A/F: eingegebenes A/F definiert wird, kann die Zustandsgleichung geschrieben werden alsFor highly accurate separation and extraction of the air/fuel ratios of each cylinder at the output of a single LAF sensor, it is first necessary to accurately determine the detection response delay (lag time) of the LAF sensor. This delay was therefore modulated as a first order delay system to obtain the model shown in Fig. 34. Here, defining LAF: LAF sensor output and A/F: input A/F, the equation of state can be written as

LÅF(t) = αLAF(t) - αA/F(t) Gl. 9LÅF(t) = αLAF(t) - αA/F(t) Eq. 9

Diskretisieren dieser Gleichung für die Periode der Delta-T ergibtDiscretizing this equation for the period of Delta-T gives

LAF(k + 1) = LAF(k) + (1 - )A/F(k) Gl. 10LAF(k + 1) = LAF(k) + (1 - )A/F(k) Eq. 10

Hierbei ist der Korrekturkoeffizient und ist definiert als:Here is the correction coefficient and is defined as:

= 1 + αΔT + (1/2!)α²ΔT² + (1/3!)α³ΔT³ + (1/4!)α&sup4;ΔT&sup4; = 1 + αΔT + (1/2!)α²ΔT² + (1/3!)α³ΔT³ + (1/4!)α&sup4;ΔT&sup4;

Gleichung 10 ist in Fig. 35 als Blockschaltbild dargestellt.Equation 10 is shown as a block diagram in Fig. 35.

Somit kann Gleichung 10 verwendet werden, um das aktuelle Luft/Kraftstoff- Verhältnis vom Sensorausgang zu erhalten. Das heißt, da Gleichung 10 zu Gleichung 11 umgeschrieben werden kann, kann der Wert zum Zeitpunkt k - 1 aus dem Wert zum Zeitpunkt k zurückgerechnet werden, wie mit Gleichung 12 gezeigt ist.Thus, equation 10 can be used to obtain the current air/fuel ratio from the sensor output. That is, since equation 10 leads to Equation 11 can be rewritten, the value at time k - 1 can be calculated back from the value at time k, as shown in Equation 12.

A/F(k) = {LAF(k + 1} - LAF(k)}/(1 - ) Gl. 11A/F(k) = {LAF(k + 1} - LAF(k)}/(1 - ) Eq. 11

A/F(k - 1) = {LAF(k) - LAF(k - 1)}/(1 - ) Gl. 12A/F(k - 1) = {LAF(k) - LAF(k - 1)}/(1 - ) Eq. 12

Genauer liefert die Anwendung der Z-Transformation, um Gleichung 10 als eine Übertragungsfunktion auszudrücken, Gleichung 13, wobei eine Echtzeit- Schätzung des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Eingangs im vorangehenden Zyklus erhalten werden kann durch Multiplizieren des Sensorausgangs LAF des aktuellen Zyklus mit dem Kehrwert dieser Übertragungsfunktion. Fig. 36 ist ein Blockschaltbild der Echtzeit-A/F-Schätzvorrichtung.More specifically, applying the Z-transform to express Equation 10 as a transfer function yields Equation 13, where a real-time estimate of the air/fuel ratio input in the previous cycle can be obtained by multiplying the sensor output LAF of the current cycle by the inverse of this transfer function. Fig. 36 is a block diagram of the real-time A/F estimator.

t(z) = (1 - )/(Z - ) Gl. 13t(z) = (1 - )/(Z - ) Eq. 13

Die Trennung und Extraktion der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der einzelnen Zylinder unter Verwendung des in der vorangehenden Weise erhaltenen aktuellen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird im folgenden erläutert. Wie in einer früheren Anmeldung, die vom Abtretungsempfänger vorgeschlagen worden ist und in den Vereinigten Staaten am 24. Dezember 1992 unter der Nr. 07/997.769 eingereicht worden ist, erläutert worden ist, kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis am Abgassystem-Zusammenflußpunkt als ein gewichteter Mittelwert angenommen werden, um die zeitliche Verteilung der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der einzelnen Zylinder wiederzugeben. Dies ermöglicht, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis am Zusammenflußpunkt zum Zeitpunkt k in der Weise der Fig. 14 auszudrücken. (Da F (Kraftstoff) als Regelgröße gewählt wurde, wird hier das Kraftstoff/Luft-Verhältnis F/A verwendet. Für ein einfacheres Verständnis wird jedoch in der Erläuterung das Luft/Kraftstoff-Verhältnis verwendet, solange eine solche Verwendung nicht zu einer Verwirrung führt. Der Ausdruck "Luft/Kraftstoff-Verhältnis" (oder "Kraftstoff/Luft-Verhältnis"), der hier verwendet wird, ist der aktuelle Wert, der für die gemäß Gleichung 13 berechnete Antwortverzögerung korrigiert ist.)The separation and extraction of the air/fuel ratios of the individual cylinders using the actual air/fuel ratio obtained in the foregoing manner is explained below. As explained in a previous application proposed by the assignee and filed in the United States on December 24, 1992 under Serial No. 07/997,769, the air/fuel ratio at the exhaust system confluence point can be taken as a weighted average to reflect the temporal distribution of the air/fuel ratios of the individual cylinders. This enables the air/fuel ratio at the confluence point at time k to be expressed in the manner of Fig. 14. (Since F (fuel) is selected as the controlled variable, the air-fuel ratio F/A is used here. However, for ease of understanding, the air-fuel ratio is used in the explanation as long as such use does not lead to confusion. The term "air-fuel ratio" (or "fuel-air ratio") used here is the current value corrected for the response delay calculated according to Equation 13.)

[F/A](k) = C&sub1;[F/A#&sub1;] + C&sub2;[F/A#&sub3;] + C&sub3;[F/A#&sub4;] + C&sub4;[F/A#&sub2;][F/A](k) = C1 [F/A#1 ] + C2 [F/A#3 ] + C3 [F/A#4 ] + C4 [F/A#2 ]

[F/A](k + 1) = C&sub1;[F/A#&sub3;] + C&sub2;[F/A#&sub4;] + C&sub3;[F/A#&sub2;] + C&sub4;[F/A#&sub1;][F/A](k + 1) = C1 [F/A#3 ] + C2 [F/A#4 ] + C3 [F/A#2 ] + C4 [F/A#1 ]

[F/A](k + 2) = C&sub1;[F/A#&sub4;] + C&sub2;[F/A#&sub2;] + C&sub3;[F/A#&sub1;] + C&sub4;[F/A#&sub3;]... Gl. 14[F/A](k + 2) = C1[F/A#4] + C2[F/A#2] + C3[F/A#1] + C4[F/A#3]... Eq . 14

Genauer kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis am Zusammenflußpunkt als die Summe der Produkte der vergangenen Zündungs-Historien der jeweiligen Zylinder und der Gewichtungskoeffizienten Cm (z. B. 40% für den Zylinder, der zuletzt gezündet hat, 30% für denjenigen unmittelbar vor diesem, usw.) ausgedrückt werden. Dieses Modell kann als Blockschaltbild wie in Fig. 37 gezeigt dargestellt werden.More precisely, the air/fuel ratio at the confluence point can be expressed as the sum of the products of the past firing histories of the respective cylinders and the weighting coefficients Cm (e.g. 40% for the cylinder that fired last, 30% for the one immediately before it, etc.). This model can be represented as a block diagram as shown in Fig. 37.

Seine Zustandsgleichung kann geschrieben werden als Its equation of state can be written as

Wenn ferner das Luft/Kraftstoff-Verhältnis am Zusammenflußpunkt als y(k) definiert ist, kann die Ausgangsgleichung geschrieben werden als Furthermore, if the air/fuel ratio at the confluence point is defined as y(k), the output equation can be written as

hierbei gilt:The following applies:

c&sub1;: 0,05, c&sub2;: 0,15, c&sub3;: 0,30, c&sub4;: 0,50c1 : 0.05, c2 : 0.15, c3 : 0.30, c4 : 0.50

Da u(k) in dieser Gleichung nicht beobachtet werden kann, selbst wenn ein Beobachter anhand der Gleichung entwickelt wird, ist es nicht möglich, x(k) zu beobachten. Wenn somit unter der Annahme eines stabilen Betriebszustands, in welchem keine plötzliche Änderung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses gegenüber demjenigen vier TDCs früher (d. h. von demjenigen des gleichen Zylinders) auftritt, x(k + 1) = x(k - 3) definiert wird, wird Gleichung 17 erhalten. Since u(k) cannot be observed in this equation, even if an observer is developed from the equation, it is not possible to observe x(k). Thus, assuming a steady state operation in which no sudden change in the air/fuel ratio occurs from that four TDCs earlier (ie, from that of the same cylinder), if x(k + 1) = x(k - 3) is defined, Equation 17 is obtained.

Die Simulationsergebnisse für das in der vorangehenden Weise erhaltenen Modell werden im folgenden gezeigt. Fig. 38 bezieht sich auf den Fall, in dem der Kraftstoff drei Zylindern eines Vierzylinder-Verbrennungsmotors so zugeführt wird, daß ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 14,7 : 1 erreicht wird, und einem Zylinder so zugeführt wird, daß ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 12,0 : 1 erreicht wird. Fig. 39 zeigt das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu diesem Zeitpunkt am Zusammenflußpunkt, wie es unter Verwendung des obenerwähnten Modells erhalten wird. Obwohl Fig. 39 zeigt, daß ein gestufter Ausgang erhalten wird, wenn die Antwortverzögerung des LAF-Sensors berücksichtigt wird, wird der Sensorausgang gleich der geglätteten Welle, die in Fig. 40 mit "für die Verzögerung angepaßter Modellausgang" bezeichnet ist. Die Kurve, die mit "aktueller Sensorausgang" bezeichnet ist, beruht auf den aktuell beobachteten Ausgang des LAF-Sensors unter den gleichen Bedingungen. Die enge Übereinstimmung der Modellergebnisse mit diesem bestätigen die Gültigkeit des Modells als ein Modell des Abgassystems eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors.The simulation results for the model obtained in the foregoing manner are shown below. Fig. 38 refers to the case where the fuel is supplied to three cylinders of a four-cylinder internal combustion engine so as to achieve an air/fuel ratio of 14.7:1 and is supplied to one cylinder so as to achieve an air/fuel ratio of 12.0:1. is reached. Fig. 39 shows the air/fuel ratio at this time at the confluence point as obtained using the above-mentioned model. Although Fig. 39 shows that a stepped output is obtained when the response delay of the LAF sensor is taken into account, the sensor output becomes equal to the smoothed wave labeled "delay-adjusted model output" in Fig. 40. The curve labeled "actual sensor output" is based on the actually observed output of the LAF sensor under the same conditions. The close agreement of the model results with this confirms the validity of the model as a model of the exhaust system of a multi-cylinder internal combustion engine.

Somit reduziert sich das Problem auf dasjenige eines gewöhnlichen Kalman- Filters, bei dem x(k) in der Zustandsgleichung (Gleichung 18) und der Ausgangsgleichung beobachtet wird. Wenn die Gewichtungsparameter Q, R ermittelt werden, wenn Gleichung 19 und die Riccati-Gleichung gelöst werden, wird die Verstärkungsmatrix K so, wie in Gleichung 20 gezeigt ist. Thus, the problem reduces to that of an ordinary Kalman filter where x(k) is observed in the state equation (equation 18) and the output equation. When the weighting parameters Q, R are determined, when equation 19 and the Riccati equation are solved, the gain matrix K becomes as shown in equation 20.

Hierbei gilt: The following applies:

Das Erhalten von A-KC hieraus ergibt Gleichung 21. Obtaining A-KC from this gives Equation 21.

Fig. 41 zeigt die Konfiguration eines gewöhnlichen Beobachters. Da im vorliegenden Modell jedoch kein Eingang u(k) vorhanden ist, weist die Konfiguration nur y(k) als Eingang auf, wie in Fig. 42 gezeigt ist. Dies wird mathematisch durch die Gleichung 22 ausgedrückt. Fig. 41 shows the configuration of an ordinary observer. However, since there is no input u(k) in the present model, the configuration has only y(k) as input, as shown in Fig. 42. This is expressed mathematically by Equation 22.

Die Systemmatrix des Beobachters, dessen Eingang y(k) ist, d. h. des Kalman-Filters, ist The system matrix of the observer whose input is y(k), i.e. the Kalman filter, is

Wenn im vorliegenden Modell das Verhältnis des Elements der Gewichtungsparameter R in der Riccati-Gleichung zum Element von Q gleich 1 : 1 ist, ist die Systemmatrix S des Kalman-Filters gegeben durch If in the present model the ratio of the element of the weighting parameters R in the Riccati equation to the element of Q is 1 : 1, the system matrix S of the Kalman filter is given by

Fig. 43 zeigt das obenerwähnte Modell und den Beobachter kombiniert. Als Ergebnis der Simulation sind sie in der früheren Anmeldung gezeigt, wobei sie hier weggelassen sind. Es reicht aus, festzustellen, daß dies eine genaue Schätzung der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse bei den einzelnen Zylindern anhand des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses am Zusammenflußpunkt ermöglicht.Fig. 43 shows the above-mentioned model and the observer combined. As a result of the simulation they are shown in the previous application, but are omitted here. Suffice it to say that this enables an accurate estimation of the air/fuel ratios at the individual cylinders from the air/fuel ratio at the confluence point.

Da der Beobachter fähig ist, zylinderweise das Luft/Kraftstoff-Verhältnis anhand des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses am Zusammenflußpunkt zu schätzen, können die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der einzelnen Zylinder von der PID-Regelung oder dergleichen separat geregelt werden. Genauer, wie in Fig. 44 gezeigt ist, in der der Rückkopplungsabschnitt des Beobachters der Fig. 35 extrahiert ist und für sich gezeigt ist, wird ein Zusammenflußpunkt- Rückkopplungskorrekturkoeffizient KLAF aus dem Sensorausgang (Zusammenflußpunkt-Luft/Kraftstoff-Verhältnis) und dem Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis unter Verwendung des PID-Regelgesetzes berechnet, wobei zylinderweise Rückkopplungskorrekturkoeffizienten #nKLAF (n: betroffener Zylinder) anhand des vom Beobachter geschätzten Luft/Kraftstoff- Verhältnisses #nA/F berechnet werden.Since the observer is capable of estimating the air/fuel ratio cylinder by cylinder from the air/fuel ratio at the confluence point, the air/fuel ratios of the individual cylinders can be separately controlled by the PID control or the like. More specifically, as shown in Fig. 44, in which the feedback section of the observer of Fig. 35 is extracted and shown by itself, a confluence point feedback correction coefficient KLAF is calculated from the sensor output (confluence point air/fuel ratio) and the target air/fuel ratio using the PID control law, and cylinder-by-cylinder feedback correction coefficients #nKLAF (n: affected cylinder) are calculated from the observer estimated air/fuel ratio #nA/F.

Genauer werden die zylinderweisen Rückkopplungskorrekturkoeffizienten #nKLAF unter Verwendung des PID-Gesetzes erhalten, um den Fehler zwischen dem vom Beobachter geschätzten Luft/Kraftstoff-Verhältnis #nA/F und dem Sollwert, der erhalten wird durch Dividieren des Zusammenflußpunkt-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses durch den Mittelwert der zylinderweisen Rückkopplungskorrekturkoeffizienten #nKLAF, die im vorangehenden Zyklus berechnet worden sind, zu eliminieren.More precisely, the cylinder-wise feedback correction coefficients #nKLAF is obtained using the PID law to eliminate the error between the observer-estimated air/fuel ratio #nA/F and the target value obtained by dividing the confluence point air/fuel ratio by the average of the cylinder-wise feedback correction coefficients #nKLAF calculated in the previous cycle.

Aufgrund dieser Konvergenz der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der einzelnen Zylinder gegen das Zusammenflußpunkt-Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der Konvergenz des Zusammenflußpunkt-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gegen das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis konvergieren die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse aller Zylinder gegen das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Die Ausgangs- Kraftstoffeinspritzmenge #nTout (n: betroffener Zylinder) wird anhand der Kraftstoffeinspritzungsvorrichtungs-Öffnungsperiode ermittelt und kann berechnet werden zuDue to this convergence of the air/fuel ratios of the individual cylinders toward the confluence point air/fuel ratio and the convergence of the confluence point air/fuel ratio toward the target air/fuel ratio, the air/fuel ratios of all cylinders converge toward the target air/fuel ratio. The initial fuel injection amount #nTout (n: affected cylinder) is determined from the fuel injection device opening period and can be calculated as

#nTout = Tcyl · KCMD · #nKLAF · KLAF.#nTout = Tcyl · KCMD · #nKLAF · KLAF.

Da das vorangehende in der japanischen Patentveröffentlichung 07-083.138 (eingereicht in den Vereinigten Staaten am 13. September 1994 unter der Nr. 081305.162), die vom Abtretungsempfänger vorgeschlagen worden ist, offenbart ist, folgt keine weitere Erläuterung.Since the foregoing is disclosed in Japanese Patent Publication 07-083,138 (filed in the United States on September 13, 1994 under No. 081305.162) proposed by the assignee, no further explanation follows.

Die Abtastung des LAF-Sensorausgangs wird im folgenden mit Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 33 erläutert. Diese Unterroutine wird beim TDC aktiviert.Sampling of the LAF sensor output is explained below with reference to the flow chart of Fig. 33. This subroutine is activated at TDC.

Die Unterroutine des Flußdiagramms der Fig. 33 beginnt bei S600, wo die Motordrehzahl Ne, der Krümmerdruck Pb und die Ventilsteuerung V/T eingelesen werden. Das Programm geht anschließend zu S604 und S606 über, wo Hi- und Lo-Ventilsteuerkennfelder (die später erläutert werden) durchsucht werden, und zu S608, wo der Sensorausgang für die Verwendung in der Beobachterberechnung bei Hi- oder Lo-Ventilsteuerung abgetastet wird. Genauer wird das Zeitsteuerungskennfeld unter Verwendung der erfaßten Motordrehzahl Ne und des Krümmerdrucks Pb als Adreßdaten durchsucht, wobei die Nummer eines der obenerwähnten zwölf Puffer ausgewählt wird und der Abtastwert, der darin gespeichert ist, ausgewählt wird.The subroutine of the flow chart of Fig. 33 starts at S600 where the engine speed Ne, the manifold pressure Pb and the valve timing V/T are read. The program then proceeds to S604 and S606 where Hi and Lo valve timing maps (which will be explained later) are searched and to S608 where the sensor output is sampled for use in the observer calculation at Hi or Lo valve timing. More specifically, the timing map is searched using the detected engine speed Ne and the manifold pressure Pb as address data, with the number of one of the above-mentioned twelve buffers is selected and the sample value stored in it is selected.

Fig. 45 zeigt die Eigenschaften der Zeitsteuerungskennfelder. Wie gezeigt ist, sind die Eigenschaften so definiert, daß der Abtastungskurbelwinkel des ausgewählten Wertes mit abnehmender Motordrehzahl Ne und ansteigendem Krümmerdruck (Last) Pb vorverlegt wird. Mit einem "früheren" Wert ist ein relativ älterer Wert gemeint, der näher am vorangehenden TDC abgetastet worden ist. Im Gegensatz hierzu sind die Eigenschaften so definiert, daß der Abtastkurbelwinkel des ausgewählten Wertes mit ansteigender Motordrehzahl Ne und abnehmendem Krümmerdruck Pb nach hinten verlegt wird (zu einem neueren Wert näher am folgende TDC wird).Fig. 45 shows the characteristics of the timing maps. As shown, the characteristics are defined such that the sampling crank angle of the selected value is advanced as the engine speed Ne decreases and the manifold pressure (load) Pb increases. By an "earlier" value, is meant a relatively older value sampled closer to the previous TDC. In contrast, the characteristics are defined such that the sampling crank angle of the selected value is retarded (becomes a newer value closer to the following TDC) as the engine speed Ne increases and the manifold pressure Pb decreases.

Es ist am besten, die LAF-Sensorausgang möglichst nah am Wendepunkt des Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses abzutasten, wie in Fig. 32 gezeigt ist. Unter der Annahme, daß die Sensorantwortzeit (Erfassungsnacheilung) konstant ist, tritt dieser Wendepunkt, oder z. B. dessen erste Spitze, wie in Fig. 46 gezeigt ist, bei abnehmender Motordrehzahl bei progressiv früheren Kurbelwinkeln auf. Wenn die Motorlast ansteigt, kann das Abgas erwartungsgemäß im Druck und Volumen zunehmen, und kann somit den Sensor aufgrund seiner höheren Durchflußrate früher erreichen. Dies ist der Grund dafür, daß die Auswahl der abgetasteten Daten wie in Fig. 45 gezeigt bestimmt wird.It is best to sample the LAF sensor output as close as possible to the inflection point of the actual air/fuel ratio, as shown in Fig. 32. Assuming that the sensor response time (detection lag) is constant, this inflection point, or e.g. its first peak, as shown in Fig. 46, occurs at progressively earlier crank angles as the engine speed decreases. As the engine load increases, the exhaust gas can be expected to increase in pressure and volume, and thus can reach the sensor earlier due to its higher flow rate. This is why the selection of sampled data is determined as shown in Fig. 45.

Im folgenden wird die Ventilsteuerung beschrieben. Durch Definieren einer beliebigen Motordrehzahl auf der Lo-Seite als Ne1-Lo und auf der Hi-Seite als Ne1-Hi und eines willkürlichen Krümmerdrucks auf der Lo-Seite als Pb1- Lo und auf der Hi-Seite als Pb1-Hi werden die Werte so abgebildet, daßThe valve control is described below. By defining an arbitrary engine speed on the Lo side as Ne1-Lo and on the Hi side as Ne1-Hi and an arbitrary manifold pressure on the Lo side as Pb1-Lo and on the Hi side as Pb1-Hi, the values are mapped so that

Pb1-Lo > Pb1-Hi, undPb1-Lo > Pb1-Hi, and

Ne1-Lo > Ne1-Hi.Ne1-Lo > Ne1-Hi.

Mit anderen Worten, da der Zeitpunkt, zu dem sich das Auslaßventil öffnet, bei HiV/T früher liegt als bei LoV/T, werden die Kennfeldeigenschaften so bestimmt, daß bei HiV/T ein früherer Abtastpunkt ausgewählt wird als bei LoV/T, sofern die Motordrehzahl und der Krümmerdruck gleich sind.In other words, since the time at which the exhaust valve opens is earlier in HiV/T than in LoV/T, the map properties are determined such that an earlier sampling point is selected in HiV/T than in LoV/T, provided the engine speed and manifold pressure are the same.

Das Programm geht anschließend zu S610 über, wo die Beobachtermatrix für HiV/T berechnet wird, und zu S612, wo die Berechnung in ähnlicher Weise für LoV/T durchgeführt wird. Anschließend geht sie zu S604 über, wo die Ventilsteuerung erneut festgestellt wird, und in Abhängigkeit vom Ergebnis der Feststellung zu S616, wo das Berechnungsergebnis für HiV/T ausgewählt wird, oder zu S618, wo dasjenige für LoV/T ausgewählt wird. Damit endet die Routine.The program then proceeds to S610 where the observer matrix is calculated for HiV/T and to S612 where the calculation is performed similarly for LoV/T. It then proceeds to S604 where the valve timing is again determined and, depending on the result of the determination, to S616 where the calculation result for HiV/T is selected or to S618 where that for LoV/T is selected. The routine ends.

Mit anderen Worten, da das Verhalten des Zusammenflußpunkt- Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sich ebenfalls mit der Ventilsteuerung ändert, muß sich die Beobachtermatrix synchron mit dem Umschalten der Ventilsteuerung ändern. Die Schätzung der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse an den einzelnen Zylindern wird jedoch nicht unmittelbar durchgeführt. Da für die Beobachterberechnung mehrere Zyklen erforderlich sind, um zu konvergieren, werden die Berechnungen, die die Beobachtermatrizen vor und nach der Ventilsteuerungsumschaltung verwenden, parallel durchgeführt, wobei eines der Berechnungsergebnisse entsprechend der neuen Ventilsteuerung in S614 ausgewählt wird, selbst wenn die Ventilsteuerung verändert wird. Nachdem die Schätzung für die einzelnen Zylinder durchgeführt worden ist, wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient berechnet, um den Fehler bezüglich des Sollwertes zu eliminieren, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird ermittelt.In other words, since the behavior of the confluence point air/fuel ratio also changes with the valve timing, the observer matrix must change in synchronization with the switching of the valve timing. However, the estimation of the air/fuel ratios at the individual cylinders is not performed immediately. Since the observer calculation requires several cycles to converge, the calculations using the observer matrices before and after the valve timing switching are performed in parallel, with one of the calculation results corresponding to the new valve timing being selected in S614 even if the valve timing is changed. After the estimation is performed for the individual cylinders, the feedback correction coefficient is calculated to eliminate the error from the target value and the fuel injection amount is determined.

Die obenerwähnte Konfiguration verbessert die Genauigkeit der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassung. Da wie in Fig. 47 gezeigt die Abtastung in relativ kurzen Intervallen durchgeführt wird, geben die abgetasteten Werte zuverlässig den Sensorausgang wieder, wobei die in relativ kurzen Intervallen abgetasteten Werte progressiv in der Gruppe der Puffer gespeichert werden. Der Wendepunkt des Sensors wird anhand der Motordrehzahl und des Krümmerdrucks vorhergesagt, wobei der entsprechende Wert aus der Gruppe der Puffer beim vorgeschriebenen Kurbelwinkel ausgewählt wird. Die Beobachterberechnung wird anschließend durchgeführt, um die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse an den einzelnen Zylindern zu schätzen, um somit die Ausführung der zylinderweisen Regelung zu ermöglichen, wie mit Bezug auf Fig. 44 erläutert worden ist.The above-mentioned configuration improves the accuracy of air/fuel ratio detection. As shown in Fig. 47, since sampling is performed at relatively short intervals, the sampled values reliably reflect the sensor output, and the values sampled at relatively short intervals are progressively stored in the group of buffers. The inflection point of the sensor is predicted from the engine speed and manifold pressure, and the corresponding value is selected from the group of buffers at the prescribed crank angle. The observer calculation is then performed to estimate the air/fuel ratios at the individual cylinders, thus enabling the cylinder-by-cylinder control to be carried out as with Reference to Fig. 44 has been explained.

Der CPU-Kern 70 kann somit die maximalen und minimalen Werte des Sensorausgangs genau ermitteln, wie unten in Fig. 47 gezeigt ist. Als Ergebnis kann die Schätzung der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der einzelnen Zylinder unter Verwendung des obenerwähnten Beobachters unter Verwendung der Werte durchgeführt werden, die das Verhalten des Ist- Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nähern, wodurch eine Verbesserung der Genauigkeit ermöglicht wird, wenn die zylinderweise Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Regelung in der Weise durchgeführt wird, die mit Bezug auf Fig. 44 beschrieben worden ist.The CPU core 70 can thus accurately determine the maximum and minimum values of the sensor output as shown in Fig. 47 below. As a result, the estimation of the air/fuel ratios of the individual cylinders using the above-mentioned observer can be performed using the values that approximate the behavior of the actual air/fuel ratio, thereby enabling an improvement in accuracy when the cylinder-by-cylinder air/fuel ratio control is performed in the manner described with reference to Fig. 44.

Beim vorangehenden ist zu beachten, daß die Abtastung sowohl für HiV/T als auch LoV/T durchgeführt werden kann und anschließend die Feststellung für den ersten Zeitpunkt durchgeführt werden kann, zu dem die Zeitsteuerung ausgewählt wird.In the foregoing, it should be noted that the sampling can be performed for both HiV/T and LoV/T and then the detection can be performed for the first time at which the timing is selected.

Ferner ist zu beachten, daß, da die LAF-Sensorantwortzeit dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch mager ist, kürzer ist als in dem Fall, in dem das Luft- Kraftstoff-Gemisch fett ist, vorzugsweise die früher abgetasteten Daten ausgewählt werden, wenn das zu erfassende Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist.It should also be noted that since the LAF sensor response time when the air-fuel ratio is lean is shorter than when the air-fuel ratio is rich, the earlier sampled data is preferably selected when the air-fuel ratio to be detected is lean.

Da ferner der Abgasdruck aufgrund der Verringerung des Atmosphärendrucks in großer Höhe fällt, kommt das Abgas am LAF-Sensor in einer kürzeren Zeitspanne an als bei einer geringen Höhe. Als Ergebnis werden vorzugsweise die Daten ausgewählt, die früher abgetastet worden sind, wenn die Höhe des Ortes, an dem das Fahrzeug fährt, zunimmt.Furthermore, since the exhaust pressure drops due to the reduction in atmospheric pressure at high altitude, the exhaust gas arrives at the LAF sensor in a shorter period of time than at low altitude. As a result, the data sampled earlier are preferentially selected as the altitude of the place where the vehicle is traveling increases.

Da ferner die Sensorantwortzeit länger wird, wenn der Sensor schlechter wird, werden vorzugsweise die Daten ausgewählt, die früher abgetastet worden sind, wenn die Sensorverschlechterung zunimmt.Furthermore, since the sensor response time becomes longer as the sensor deteriorates, the data sampled earlier are preferentially selected as the sensor deterioration increases.

Da dies in einer früheren japanischen Patentanmeldung Hei 6(1994)-243.277 des Abtretungsempfängers erläutert worden ist, wird dies hier nicht weiter beschrieben.Since this has been explained in a previous Japanese patent application Hei 6(1994)-243.277 of the assignee, it will not be further described here.

Im folgenden wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient, wie z. B. KSTR, erläutert.The feedback correction coefficient, such as KSTR, is explained below.

Wie in Fig. 44 offenbart ist, wird gewöhnlich das PID-Regelgesetz für die Kraftstoffdosierungsregelung für Verbrennungsmotoren verwendet. Der Regelungsfehler zwischen dem Sollwert und der Stellgröße (Regelungseingang) wird mit einem P-Ausdruck (Proportionalausdruck), einem I-Ausdruck (Integralausdruck) und einem D-Ausdruck (Differential- oder Ableitungsausdruck) multipliziert, um den Rückkopplungskorrekturkoeffizienten (Rückkopplungsverstärkung) zu erhalten. Außerdem wurde vor kurzem vorgeschlagen, den Rückkopplungskorrekturkoeffizienten unter Verwendung der modernen Regelungstheorie zu erhalten.As disclosed in Fig. 44, the PID control law is usually used for fuel metering control for internal combustion engines. The control error between the setpoint and the manipulated variable (control input) is multiplied by a P term (proportional term), an I term (integral term), and a D term (differential or derivative term) to obtain the feedback correction coefficient (feedback gain). In addition, it has recently been proposed to obtain the feedback correction coefficient using modern control theory.

In der MIDO&sub2;-Regelung gemäß der Erfindung, wie vorher erwähnt worden ist, wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KSTR unter Verwendung eines adaptiven Reglers (selbstabstimmender Regler) berechnet, anstelle des Zusammenflußpunkt-Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KLAF, der unter Verwendung eines PID-Reglers berechnet worden ist, wie in Fig. 44 gezeigt ist. Dies sichert dynamisch die Antwort des Systems anhand des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses KCMD auf das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KACT, da der Wert KCMD aufgrund der Motorantwortverzögerung zum geglätteten Wert von KACT wird, wenn die Basiskraftstoffeinspritzmenge, die im gesteuerten System ermittelt worden ist, lediglich durch den Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KCMDM korrigiert wird. Der Korrekturkoeffizient KSTR wird somit mit der Basiskraftstoffeinspritzmenge und mit dem Korrekturkoeffizienten KCMDM multipliziert.In the MIDO₂ control according to the invention, as mentioned previously, the feedback correction coefficient KSTR is calculated using an adaptive controller (self-tuning controller) instead of the confluence point feedback correction coefficient KLAF calculated using a PID controller as shown in Fig. 44. This dynamically ensures the response of the system from the target air-fuel ratio KCMD to the actual air-fuel ratio KACT, since the value KCMD becomes the smoothed value of KACT due to the engine response delay when the basic fuel injection amount determined in the controlled system is corrected only by the target air-fuel ratio feedback correction coefficient KCMDM. The correction coefficient KSTR is thus multiplied by the basic fuel injection amount and by the correction coefficient KCMDM.

Wenn der Rückkopplungskorrekturkoeffizient unter Verwendung des modernen Regelgesetzes wie z. B. des adaptiven Regelgesetzes ermittelt wird, kann er jedoch, da die Regelungsantwort in solchen Fällen relativ hoch ist, unter bestimmten Motorbetriebszuständen aufgrund einer Schwankung oder Schwingung der Regelgröße instabil werden, was die Stabilität der Regelung beeinträchtigt. Ferner wird die Kraftstoffzufuhr während des Fahrens und unter bestimmten anderen Betriebszuständen abgeschaltet, wobei sie während der Kraftstoffabschaltperiode in einer offenen Regelschleife (O/L) gesteuert wird, wie in Fig. 48 gezeigt ist.However, when the feedback correction coefficient is determined using the modern control law such as the adaptive control law, since the control response in such cases is relatively high, it may become unstable under certain engine operating conditions due to a fluctuation or oscillation of the controlled variable, which affects the stability of the control. Furthermore, the fuel supply is cut off during driving and under certain other operating conditions, and it is controlled in an open loop (O/L) during the fuel cut-off period. controlled as shown in Fig. 48.

Wenn anschließend die Kraftstoffzufuhr fortgesetzt wird, um ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis (14, 7 : 1) z. B. zu erhalten, wird der Kraftstoff auf der Grundlage der Kraftstoffeinspritzmenge zugeführt, die entsprechend einer empirisch erhaltenen Kennlinie ermittelt worden ist. Als Ergebnis springt das wahre Luft/Kraftstoff-Verhältnis (AlF) von der Magerseite auf 14,7 : 1. Jedoch ist eine gewisse Zeitspanne erforderlich, bis der zugeführte Kraftstoff verbrannt ist und das verbrannte Gas den Luft/Kraftstoff- Verhältnissensor erreicht. Außerdem weist der Luft/Kraftstoff- Verhältnissensor eine Erfassungsverzögerungszeit auf. Dadurch ist das Ist- Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht immer das gleiche wie das wahre Luft/Kraftstoff-Verhältnis, sondern weist einen relativ großen Fehler auf, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 48 gezeigt ist.Subsequently, when fuel supply is continued to obtain a stoichiometric air-fuel ratio (14.7:1), for example, the fuel is supplied based on the fuel injection amount determined according to an empirically obtained characteristic. As a result, the true air-fuel ratio (AIF) jumps from the lean side to 14.7:1. However, a certain amount of time is required until the supplied fuel is burned and the burned gas reaches the air-fuel ratio sensor. In addition, the air-fuel ratio sensor has a detection delay time. As a result, the actual air-fuel ratio is not always the same as the true air-fuel ratio, but has a relatively large error as shown by the dashed line in Fig. 48.

Zu diesem Zeitpunkt, sobald der Hochregelungsantwort-Rückkopplungskorrekturkoeffizient KSTR auf der Grundlage eines adaptiven Regelgesetzes ermittelt worden ist, ermittelt der adaptive Regler STR den Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KSTR so, daß der Fehler zwischen dem Sollwert und dem Istwert unmittelbar eliminiert wird. Da diese Differenz durch die Sensorerfassungsverzögerung und dergleichen hervorgerufen wird, zeigt der erfaßte Wert jedoch nicht das wahre Luft/Kraftstoff-Verhältnis an. Da der adaptive Regler trotzdem die relativ große Differenz vollständig auf einmal absorbiert, schwankt KSTR stark, wie in Fig. 48 gezeigt ist, wodurch ferner auch die Regelgröße veranlaßt wird, zu schwanken oder zu oszillieren, und wobei die Regelungsstabilität beeinträchtigt wird.At this time, once the high-control response feedback correction coefficient KSTR is determined based on an adaptive control law, the adaptive controller STR determines the feedback correction coefficient KSTR so that the error between the target value and the actual value is immediately eliminated. However, since this difference is caused by the sensor detection delay and the like, the detected value does not indicate the true air-fuel ratio. Nevertheless, since the adaptive controller absorbs the relatively large difference completely at once, KSTR fluctuates greatly as shown in Fig. 48, further causing the controlled variable to fluctuate or oscillate and deteriorating the control stability.

Das Auftreten dieses Problems ist nicht auf den Zeitpunkt der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr nach einer Abschaltung beschränkt. Es entsteht ferner auch zum Zeitpunkt der Wiederaufnahme der Regelung nach einer Vollastanreicherung und bei Wiederaufnahme der stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelung nach einer Magerverbrennungsregelung. Es tritt ferner auf, wenn von der Perturbationsregelung, in der das Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis vorsätzlich schwankt, zur Regelung unter Verwendung eines festen Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses umgeschaltet wird. Mit anderen Worten, das Problem entsteht immer dann, wenn eine große Veränderung des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auftritt.The occurrence of this problem is not limited to the time of resumption of fuel supply after a shutdown. It also occurs at the time of resumption of control after full load enrichment and when resumption of stoichiometric air-fuel ratio control after lean burn control. It also occurs when switching from perturbation control in which the target air-fuel ratio is intentionally varied to control using a fixed target air-fuel ratio. In other words, the problem occurs whenever a large Change in the target air/fuel ratio occurs.

Daher wird vorzugsweise ein Rückkopplungskorrekturkoeffizient der Hochregelungsantwort unter Verwendung eines Regelgesetzes wie z. B. des adaptiven Regelgesetzes ermittelt, und ein weiterer Rückkopplungskorrekturkoeffizient der Niedrigregelungsantwort unter Verwendung eines Regelgesetzes wie z. B. des PID-Regelgesetzes (der in der Figur mit KLAF bezeichnet ist) ermittelt, wobei in Abhängigkeit vom Motorbetriebszustand der eine oder der andere der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten ausgewählt wird. Da die verschiedenen Typen von Regelgesetzen verschiedene Eigenschaften aufweisen, kann jedoch eine scharfe Differenz des Pegels zwischen den zwei Korrekturkoeffizienten entstehen. Dadurch ist das Umschalten zwischen den Korrekturkoeffizienten für die Destabilisierung der Regelgröße und die Verschlechterung der Regelungsstabilität verantwortlich.Therefore, it is preferable to determine a feedback correction coefficient of the high control response using a control law such as the adaptive control law, and another feedback correction coefficient of the low control response using a control law such as the PID control law (denoted by KLAF in the figure), with one or the other of the feedback correction coefficients being selected depending on the engine operating state. However, since the different types of control laws have different characteristics, a sharp difference in level between the two correction coefficients may arise. Therefore, switching between the correction coefficients is responsible for destabilizing the controlled variable and deteriorating the control stability.

Das System gemäß der Erfindung ist so konfiguriert, daß die Rückkopplungskorrekturkoeffizienten, die in der Regelungsantwort verschieden sind, unter Verwendung eines adaptiven Regelgesetzes und eines PID- Regelgesetzes ermittelt werden, wobei in Reaktion auf die Betriebszustände des Motors zwischen diesen umgeschaltet wird, und wobei das Umschalten zwischen den Rückkopplungskorrekturkoeffizienten geglättet wird, wodurch die Kraftstoffdosierung und die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelungsleistung verbessert wird, während die Regelungsstabilität sichergestellt wird.The system according to the invention is configured such that the feedback correction coefficients, which are different in control response, are determined using an adaptive control law and a PID control law, switching between them in response to the operating conditions of the engine, and smoothing the switching between the feedback correction coefficients, thereby improving the fuel metering and air/fuel ratio control performance while ensuring control stability.

Fig. 49 ist ein Unterroutinen-Flußdiagramm, das die Ermittlung oder Berechnung der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten einschließlich KSTR zeigt.Fig. 49 is a subroutine flowchart showing the determination or calculation of the feedback correction coefficients including KSTR.

Für ein leichteres Verständnis wird zuerst mit Bezug auf Fig. 50 der adaptive Regler STR erläutert. Genauer umfaßt der adaptive Regler einen Regler mit der Bezeichnung STR (selbstabstimmender Regler) und einen Adaptionsmechanismus (Regler-(System)-Parameter-Schätzvorrichtung).For easier understanding, the adaptive controller STR is first explained with reference to Fig. 50. More specifically, the adaptive controller includes a controller called STR (Self-Tuning Controller) and an adaptation mechanism (controller (system) parameter estimator).

Wie vorher erwähnt worden ist, wird die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Tcyl auf der Grundlage der Basiskraftstoffeinspritzmenge im gesteuerten System ermittelt, wobei auf der Grundlage des Wertes Tcyl die Ausgangs- Kraftstoffeinspritzmenge Tout ermittelt wird, wie später erläutert wird, und der geregelten Anlage (Motor 10) über eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 22 zugeführt wird. Das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD und die Regelgröße (Ist-Luft/Luft-Kraftstoff-Verhältnis) KACT (Anlagenausgang y) werden in den STR-Regler eingegeben, der den Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KSTR unter Verwendung einer Rekursions- oder Wiederholungsformel berechnet. Mit anderen Worten, der STR-Regler empfängt den Koeffizientenvektor (als Vektor ausgedrückte Reglerparameter) , der vom Adaptionsmechanismus adaptiv geschätzt oder identifiziert worden ist, und bildet einen Rückkopplungskompensator.As previously mentioned, the target fuel injection amount Tcyl is determined based on the basic fuel injection amount in the controlled system, wherein the initial fuel injection amount Tout is determined based on the value Tcyl as explained later, and the controlled system (engine 10) via a fuel injector 22. The target air/fuel ratio KCMD and the controlled variable (actual air/air-fuel ratio) KACT (system output y) are input to the STR controller, which calculates the feedback correction coefficient KSTR using a recursion or repetition formula. In other words, the STR controller receives the coefficient vector (controller parameters expressed as a vector) adaptively estimated or identified by the adaptation mechanism and forms a feedback compensator.

Ein Identifikations- oder Adaptionsgesetz (Algorithmus), das für die adaptive Regelung verfügbar ist, ist dasjenige, das von I. D. Landau u. a. vorgeschlagen worden ist. Das adaptive Regelsystem ist in der Charakteristik nichtlinear, so daß ein Stabilitätsproblem inhärent ist. Bei dem von I. D. Landau u. a. vorgeschlagenen Adaptionsgesetz wird die Stabilität des Adaptionsgesetzes, das in einer Rekursionsformel ausgedrückt ist, wenigstens unter Verwendung der Lyapunov-Theorie oder der Popov-Hyperstabilitätstheorie sichergestellt. Dieses Verfahren ist z. B. beschrieben in Computrol (Corona Publishing Co., Ltd.), Nr. 27, S. 28-41; Automaic Control Handbook (Ohm Publishing Co., Ltd.), S. 703-707; "A Survey of Model Reference Adaptive Techniques - Theory and Applications" von I. D. Landau in Automatica, Bd. 10, S. 353-379; "Unification of Discrete Time Explicit Model Reference Adaptive Control Designs" von I. D. Landau u. a. in Automatica, Bd. 17, Nr. 4,. S. 593-611; und "Combining Model Reference Adaptive Controllers and Stochastic Self-tuning Regulators" von I. D. Landau in Automatica, Bd. 18, Nr. 1, S. 77-84.An identification or adaptation law (algorithm) available for adaptive control is the one proposed by I. D. Landau et al. The adaptive control system is nonlinear in characteristic, so a stability problem is inherent. In the adaptation law proposed by I. D. Landau et al., the stability of the adaptation law expressed in a recursion formula is ensured at least by using Lyapunov theory or Popov hyperstability theory. This method is described, for example, in Computrol (Corona Publishing Co., Ltd.), No. 27, pp. 28-41; Automaic Control Handbook (Ohm Publishing Co., Ltd.), pp. 703-707; "A Survey of Model Reference Adaptive Techniques - Theory and Applications" by I. D. Landau in Automatica, Vol. 10, pp. 353-379; “Unification of Discrete Time Explicit Model Reference Adaptive Control Designs” by I. D. Landau et al. in Automatica, Vol. 17, No. 4,. pp. 593-611; and "Combining Model Reference Adaptive Controllers and Stochastic Self-tuning Regulators" by I. D. Landau in Automatica, Vol. 18, No. 1, pp. 77-84.

Der Adapations- oder Identifikationsalgorithmus von I. D. Landau u. a. wird im vorliegenden System verwendet. In diesem Adaptions- oder Identifikationsalgorithmus werden dann, wenn die Polynome des Nenners und des Zählers der Übertragungsfunktion B(Z&supmin;¹)/A(Z&supmin;¹) des diskreten geregelten Systems in der Weise der Gleichung 25 und der Gleichung 26, die im folgenden gezeigt sind, definiert sind, die Reglerparameter oder (adaptiven) Systemparameter (k) aus den Parametern (dynamische Motoreigenschaftsparameter), wie in Gleichung 27 gezeigt, gebildet und als Vektor (transponierter Vektor) ausgedrückt. Ferner wird das in den Adaptionsmechanismus eingegebene Zeta(k) gleich demjenigen, das durch Gleichung 28 gezeigt ist. Hier wird als Beispiel eine Anlage genommen, in der m = 1, n = 1 und d = 3 gilt, d. h. das Anlagenmodell ist in Form eines linearen Systems mit drei Regelzyklen an Totzeit gegeben.The adaptation or identification algorithm of ID Landau et al. is used in the present system. In this adaptation or identification algorithm, when the polynomials of the denominator and the numerator of the transfer function B(Z⁻¹)/A(Z⁻¹) of the discrete controlled system are defined in the manner of Equation 25 and Equation 26 shown below, the controller parameters or (adaptive) system parameters (k) are formed from the parameters (dynamic engine characteristic parameters) as shown in Equation 27 and expressed as a vector (transposed vector). Further, the input Zeta(k) is equal to that shown by equation 28. Here, as an example, a plant is taken in which m = 1, n = 1 and d = 3, ie the plant model is given in the form of a linear system with three control cycles of dead time.

A(z&supmin;¹) = 1 + a&sub1;z&supmin;¹ + ... + anz-n Gl. 25A(z-1) = 1 + a1 z-1 + ... + anz-n Eq. 25

B(z&supmin;¹) = b&sub0; + b&sub1;z&supmin;¹ + ... + bmz-m Gl. 26 B(z&supmin;¹) = b&sub0; + b1 z-1 + ... + bmz-m Eq. 26

T(k) = [u(k), ..., u(k - m - d + 1), y(k), ..., y(k - n + 1)) T(k) = [u(k), ..., u(k - m - d + 1), y(k), ..., y(k - n + 1))

= [u(k), u(k - 1), u(k - 2), u(k - 3), y(k)] Gl. 28= [u(k), u(k - 1), u(k - 2), u(k - 3), y(k)] Eq. 28

Hierbei werden die Faktoren, die den STR-Regler bilden, d. h. die Skalargröße &sub0;&supmin;¹(k), die den Verstärkungsfaktor bestimmt, der Regelfaktor R(Z&supmin;¹, k), der die Stellgröße verwendet, und (Z&supmin;¹, k), der die Regelgröße verwendet, die alle in Gleichung 27 gezeigt sind, jeweils wie in den Gleichungen 29 bis 31 ausgedrückt. In der Gleichung bezeichnen "m" und "n" den Nenner und den Zähler der Anlage, wobei "d" die Totzeit bezeichnet. Wie oben erwähnt worden ist, wird als Beispiel eine Anlage in Form eines linearen Systems mit drei Regelzyklen an Totzeit angenommen.Here, the factors that constitute the STR controller, i.e., the scalar quantity ⊂0⊃min;¹(k) that determines the gain, the control factor R(Z⊃min;¹, k) that uses the manipulated variable, and (Z⊃min;¹, k) that uses the controlled variable, all shown in Equation 27, are expressed as in Equations 29 to 31, respectively. In the equation, "m" and "n" denote the denominator and numerator of the system, and "d" denotes the dead time. As mentioned above, a system in the form of a linear system with three control cycles of dead time is assumed as an example.

&sub0;&supmin;¹(k) = 1/b&sub0; Gl. 29 0-1(k) = 1/b0 Eq. 29

R(Z&supmin;¹, k) = r&sub1;z&supmin;¹ + r&sub2;z&supmin;² + ... + rm+d-1z-(m+d-1) = r&sub1;z&supmin;¹ + r&sub2;z&supmin;² + r&sub3;z&supmin;³ Gl. 30 R(Z-1, k) = r1 z-1 + r2 z-2 + ... + rm+d-1z-(m+d-1) = r1 z-1 + r2 z-2 + r3 z-3 Eq. 30

(Z&supmin;¹, k) = s&sub0; + s&sub1;z&supmin;¹ + ... + sn-1z-(n-1) = s&sub0; Gl. 31 (Z&supmin;¹, k) = s&sub0; + s1 z-1 + ... + sn-1z-(n-1) = s0 Eq. 31

Der Adaptionsmechanismus schätzt oder identifiziert jeden Koeffizienten der Skalargröße und die Regelfaktoren und liefert sie an den STR-Regler.The adaptation mechanism estimates or identifies each coefficient of the scalar quantity and the control factors and provides them to the STR controller.

Wenn die Koeffizienten in einer Gruppe durch einen Vektor ausgedrückt werden, werden die Reglerparameter mittels der folgenden Gleichung 32 berechnet. In Gleichung 32 ist 17(k) eine Verstärkungsmatrix (die quadratische Matrix der (m + n + d)-ten Ordnung), die die Schätzungs/Identifikations- Rate oder -Geschwindigkeit der Reglerparameter bestimmt, während - Asterisk(k) ein Signal ist, das den verallgemeinerten Schätz/Identifikationsfehler, ein Schätzungsfehlersignal der Reglerparameter, angibt. Diese werden durch Rekursionsformeln dargestellt, wie z. B. diejenigen der Gleichungen 33 und 34.When the coefficients in a group are expressed by a vector, the controller parameters are calculated by the following equation 32. In equation 32, 17(k) is a gain matrix (the (m + n + d)-th order square matrix) that determines the estimation/identification rate or speed of the controller parameters, while - Asterisk(k) is a signal indicating the generalized estimation/identification error, an estimation error signal of the controller parameters. These are represented by recursion formulas such as those of equations 33 and 34.

(k) = (k - 1) + Γ(k - 1) (k - d)e* (k) Gl. 32 (k) = (k - 1) + Gamma;(k - 1) (k - d)e* (k) Eq. 32

Wie vorher erwähnt worden ist, schätzt oder identifiziert der Adaptionsmechanismus jeden der Reglerparameter (Vektor) unter Verwendung der Stellgröße u(i) und der Regelgröße y(j) der Anlage (i, j enthalten vergangene Werte), so daß ein Fehler zwischen dem Sollwert und der Regelgröße gleich 0 wird.As mentioned previously, the adaptation mechanism estimates or identifies each of the controller parameters (vector) using the manipulated variable u(i) and the controlled variable y(j) of the plant (i, j contain past values) so that an error between the setpoint and the controlled variable becomes equal to 0.

Es sind verschiedene spezifische Algorithmen gegeben, in Abhängigkeit von der Auswahl von Lambda 1 und Lambda 2 in Gleichung 33. Lambda 1(k) = 1, Lambda 2(k) = Lambda (0 < Lambda < 2) ergibt den Allmählich- Abnehmender-Verstärkungsfaktor-Algorithmus (Kleinste-Quadrate- Verfahren, wenn Lambda = 1); und Lambda 1(k) = Lambda 1 (0 < Lambda 1 < 1), Lambda 2(k) = Lambda 2(0 < Lambda 2 < Lambda) ergibt den Veränderlicher-Verstärkungsfaktor-Algorithmus (gewichtetes Kleinste-Quadrate-Verfahren, wenn Lambda 2 = 1). Ferner wird durch Definieren von Lambda 1(k)/Lambda 2(k) = &sigma; und Darstellen von Lambda 3 wie in Gleichung 35 der Konstante-Spur-Algorithmus erhalten, indem Lambda 1(k) = Lambda 3(k) definiert wird. Außerdem ergibt Lambda 1(k) = 1, Lambda 2(k) = 0 den Konstanter-Verstärkungsfaktor-Algorithmus. Wie aus Gleichung 33 deutlich wird, gilt in diesem Fall &Gamma;(k) = &Gamma;(k - 1), was zum konstanten Wert &Gamma;(k) = &Gamma; führt. Jeder der Algorithmen ist für die zeitvariante Anlage wie z. B. das Kraftstoffdosierungs-Regelsystem gemäß der Erfindung geeignet. There are different specific algorithms given depending on the selection of lambda 1 and lambda 2 in equation 33. Lambda 1(k) = 1, lambda 2(k) = lambda (0 < lambda < 2) gives the gradually decreasing gain algorithm (least squares method when lambda = 1); and lambda 1(k) = lambda 1 (0 < lambda 1 < 1), lambda 2(k) = lambda 2(0 < lambda 2 < lambda) gives the varying gain algorithm (weighted least squares method when lambda 2 = 1). Further, by defining lambda 1(k)/lambda 2(k) = σ and representing Lambda 3 as in equation 35, the constant track algorithm is obtained by defining Lambda 1(k) = Lambda 3(k). In addition, Lambda 1(k) = 1, Lambda 2(k) = 0 gives the constant gain algorithm. As is clear from equation 33, in this case Γ(k) = Γ(k - 1), which leads to the constant value Γ(k) = Γ. Each of the algorithms is suitable for the time-variant system such as the fuel metering control system according to the invention.

Somit ist der adaptive Regler (adaptives Reglermittel) ein Regler, der in einer Rekursionsformel ausgedrückt ist, so daß das dynamische Verhalten des geregelten Objekts (Motor) sichergestellt werden kann. Genauer kann er als der Regler definiert sein, der an seinem Eingang mit dem Adaptionsmechanismus (Adaptionsmechanismusmittel) versehen ist, genauer dem Adaptionsmechanismus, der in einer Rekursionsformel ausgedrückt ist.Thus, the adaptive controller (adaptive controller means) is a controller expressed in a recursion formula so that the dynamic behavior of the controlled object (engine) can be ensured. More precisely, it can be defined as the controller provided at its input with the adaptation mechanism (adaptation mechanism means), more precisely the adaptation mechanism expressed in a recursion formula.

Der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KSTR(k) wird spezifisch berechnet, wie mit Gleichung 36 gezeigt ist: The feedback correction coefficient KSTR(k) is specifically calculated as shown in Equation 36:

Der so erhaltene adaptive Korrekturkoeffizient KSTR wird mit der Soll- Kraftstoffeinspritzmenge als Rückkopplungskorrekturkoeffizient (allgemeine Bezeichnung des Koeffizienten KSTR und anderer, die durch ein PID- Regelgesetz ermittelt werden) multipliziert, um die Ausgangs- Kraftstoffeinspritzmenge Tout zu ermitteln, die anschließend der geregelten Anlage (Motor) zugeführt wird. Genauer wird die Ausgangs- Kraftstoffeinspritzmenge Tout wie folgt berechnet:The adaptive correction coefficient KSTR thus obtained is compared with the target Fuel injection quantity is multiplied by a feedback correction coefficient (general name of the coefficient KSTR and others determined by a PID control law) to determine the initial fuel injection quantity Tout, which is then supplied to the controlled system (engine). More specifically, the initial fuel injection quantity Tout is calculated as follows:

Tout = TiM-F · KCMDM · KFB · KTOTAL + ITOTALTout = TiM-F · KCMDM · KFB · KTOTAL + ITOTAL

Im vorangehenden bezeichnet TTOTAL den Gesamtwert der verschiedenen Korrekturen für den atmosphärischen Druck und dergleichen, die durch Additionsausdrücke ausgeführt werden (jedoch nicht die Einspritzvorrichtungstotzeit und dergleichen enthalten, die separat zum Zeitpunkt der Ausgabe der Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge Tout addiert wird.)In the foregoing, TTOTAL denotes the total value of the various corrections for atmospheric pressure and the like performed by addition expressions (but does not include the injector dead time and the like which is separately added at the time of output of the initial fuel injection amount Tout.)

Was die Fig. 50 (und die Fig. 8) gekennzeichnet, ist erstens, daß der STR- Regler außerhalb des Systems zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge (das obenerwähnte gesteuerte System) plaziert ist, und daß nicht die Kraftstoffeinspritzmenge, sondern das Luft/Kraftstoff-Verhältnis als Sollwert definiert ist. Mit anderen Worten, die Stellgröße ist in Ausdrücken der Kraftstoffeinspritzmenge angegeben, wobei der Adaptionsmechanismus so arbeitet, daß er den Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KSTR so ermittelt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das als Ergebnis der Kraftstoffeinspritzung im Abgassystem erzeugt wird, auf den Sollwert gebracht wird, wodurch die Robustheit gegenüber Störungen erhöht wird. Da dies in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 6(1994)-66.594 (eingereicht in den Vereinigten Staaten am 9. März 1995 unter der Nr. 08/401.430) des Abtretungsempfängers beschrieben worden ist, wird es hier nicht genauer erläutert.What characterizes Fig. 50 (and Fig. 8) is, first, that the STR controller is placed outside the fuel injection amount calculation system (the above-mentioned controlled system) and that not the fuel injection amount but the air/fuel ratio is defined as the target value. In other words, the manipulated variable is given in terms of the fuel injection amount, and the adaptation mechanism operates to determine the feedback correction coefficient KSTR so as to bring the air/fuel ratio produced as a result of the fuel injection in the exhaust system to the target value, thereby increasing the robustness to disturbances. Since this has been described in the assignee's Japanese Patent Application No. Hei 6(1994)-66,594 (filed in the United States on March 9, 1995 under No. 08/401,430), it will not be explained in detail here.

Ein zweites kennzeichnendes Merkmal ist, daß die Stellgröße als Produkt des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten und der Basiskraftstoffeinspritzmenge ermittelt wird. Dies führt zu einer deutlichen Verbesserung in der Regelungskonvergenz. Andererseits hat die Konfiguration den Nachteil, daß die Regelgröße dazu tendiert, zu schwanken, wenn die Stellgröße ungeeignet ermittelt wird. Ein drittes kennzeichnendes Merkmal ist, daß ein herkömmlicher PID-Regler zusätzlich zum STR-Regler vorgesehen ist, um einen weiteren Rückkopplungskorrekturkoeffizienten mit der Bezeichnung KLAF auf der Grundlage des PID-Regelgesetzes zu ermitteln, wobei einer von diesen mittels eines Schalters als endgültiger Rückkopplungskorrekturkoeffizient KFB ausgewählt wird.A second characteristic feature is that the manipulated variable is determined as the product of the feedback correction coefficient and the basic fuel injection quantity. This leads to a significant improvement in the control convergence. On the other hand, the configuration has the disadvantage that the controlled variable tends to fluctuate if the manipulated variable is determined inappropriately. A third characteristic feature is that a conventional PID controller is provided in addition to the STR controller to provide another feedback correction coefficient called KLAF. based on the PID control law, one of which is selected by means of a switch as the final feedback correction coefficient KFB.

Genauer werden der Istwert KACT(k) und der Sollwert KCMD(k) ebenfalls in den PID-Regler eingegeben, der den PID-Korrekturkoeffizienten KLAF(k) auf der Grundlage des PID-Regelgesetzes berechnet, um somit den Regelungsfehler zwischen dem Istwert am Abgassystem-Zusammenflußpunkt und dem Sollwert zu eliminieren. Der eine oder der andere des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KSTR, der mittels des adaptiven Regelgesetzes erhalten wird, und des PID-Korrekturkoeffizienten KLAF, der unter Verwendung des PID-Regelgesetzes erhalten wird, wird mittels eines in der Figur gezeigten Schaltmechanismus ausgewählt, um bei der Ermittlung der Kraftstoffeinspritzmenge verwendet zu werden.More specifically, the actual value KACT(k) and the target value KCMD(k) are also input to the PID controller, which calculates the PID correction coefficient KLAF(k) based on the PID control law so as to eliminate the control error between the actual value at the exhaust system confluence point and the target value. One or the other of the feedback correction coefficient KSTR obtained by means of the adaptive control law and the PID correction coefficient KLAF obtained by using the PID control law is selected by means of a switching mechanism shown in the figure to be used in determining the fuel injection amount.

Als nächstes wird die Berechnung des PID-Korrekturkoeffizienten erläutert. Zuerst wird der Regelungsfehler DKAF zwischen dem Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis KCMD und dem Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KACT berechnet zu:Next, the calculation of the PID correction coefficient is explained. First, the control error DKAF between the target air/fuel ratio KCMD and the actual air/fuel ratio KACT is calculated as:

DKAF(k) = KCMD(k - d') - KACT(k).DKAF(k) = KCMD(k - d') - KACT(k).

In dieser Gleichung ist KCMD(k - d') das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (bei dem d' die Totzeit anzeigt, bevor KCMD in KACT wiedergegeben wird, und somit das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis vor dem Totzeitregelzyklus bezeichnet), wobei KACT(k) das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist (im aktuellen Regelungs-(Programm)-Zyklus).In this equation, KCMD(k - d') is the target air/fuel ratio (where d' indicates the dead time before KCMD is reflected in KACT, and thus denotes the target air/fuel ratio before the dead time control cycle), where KACT(k) is the actual air/fuel ratio (in the current control (program) cycle).

Anschließend wird der Regelungsfehler DKAF(k) mit spezifischen Koeffizienten multipliziert, um Variablen zu erhalten, d. h. den P-Ausdruck (Proportionalausdruck) KLAFP(k), den I-Ausdruck (Integralausdruck) KLAFI(k), und den D-Ausdruck (Differential- oder Ableitungsausdruck) KLAFD(k), als:Then, the control error DKAF(k) is multiplied by specific coefficients to obtain variables, i.e. the P-term (proportional term) KLAFP(k), the I-term (integral term) KLAFI(k), and the D-term (differential or derivative term) KLAFD(k), as:

P-Ausdruck: KLAFP(k) = DKAF(k) · KPP-expression: KLAFP(k) = DKAF(k) · KP

I-Ausdruck: KLAFI(k) = KLAFI(k - 1) + DKAF(k) · KII-expression: KLAFI(k) = KLAFI(k - 1) + DKAF(k) · KI

D-Ausdruck: KLAFD(k) = (DKAF(k) - DKAF(k - 1)) · KD.D-expression: KLAFD(k) = (DKAF(k) - DKAF(k - 1)) · KD.

Somit gilt: Der P-Ausdruck wird berechnet durch Multiplizieren des Fehlers mit dem Proportionalverstärkungsfaktor KP; der I-Ausdruck wird berechnet durch Addieren des Wertes von KLAFI(k - 1), des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten im vorangehenden Regelzyklus (k - 1), zum Produkt aus dem Fehler und dem Integralverstärkungsfaktor KI; und der D-Ausdruck wird berechnet durch Multiplizieren der Differenz zwischen dem Wert von DKAF(k), dem Fehler im aktuellen Regelzyklus (k) und dem Wert von DKAF(k - 1), dem Fehler im vorangehenden Regelzyklus (k - 1), durch den Differentialverstärkungsfaktor KD. Die Verstärkungsfaktoren KP, KI und KD werden auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Motorlast berechnet. Genauer werden sie aus einem Kennfeld entnommen, wobei die Motordrehzahl Ne und der Krümmerdruck Pb als Adreßdaten verwendet werden. Schließlich wird KLAF(k), der Wert des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten gemäß dem PID-Regelgesetz im aktuellen Regelzyklus, durch Summieren der so erhaltenen Werte berechnet:Thus, the P term is calculated by multiplying the error by the proportional gain KP; the I term is calculated by adding the value of KLAFI(k - 1), the feedback correction coefficient in the previous control cycle (k - 1), to the product of the error and the integral gain KI; and the D term is calculated by multiplying the difference between the value of DKAF(k), the error in the current control cycle (k), and the value of DKAF(k - 1), the error in the previous control cycle (k - 1), by the differential gain KD. The gains KP, KI and KD are calculated based on the engine speed and the engine load. More specifically, they are taken from a map using the engine speed Ne and the manifold pressure Pb as address data. Finally, KLAF(k), the value of the feedback correction coefficient according to the PID control law in the current control cycle, is calculated by summing the values thus obtained:

KLAF(k) = KLAFP(k) + KLAFI(k) + KLAFD(k).KLAF(k) = KLAFP(k) + KLAFI(k) + KLAFD(k).

Es ist zu beachten, daß angenommen wird, daß der Offset von 1,0 im 1- Ausdruck KLAFI(k) enthalten ist, so daß der Rückkopplungskorrekturkoeffizient ein Multiplikationskoeffizient ist (d. h. der I-Ausdruck KLAFI(k) erhält einen Anfangswert von 1,0).Note that the offset of 1.0 is assumed to be contained in the I-term KLAFI(k), so that the feedback correction coefficient is a multiplication coefficient (i.e., the I-term KLAFI(k) is given an initial value of 1.0).

Ferner ist hierbei zu beachten, daß dann, wenn der PID-Korrekturkoeffizient KLAF für die Kraftstoffeinspritzmengenberechnung ausgewählt wird, der STR-Regler die Reglerparameter hält, so daß der adaptive Korrekturkoeffizient KSTR gleich 1,0 (Anfangswert) oder nahe 1 ist.It should also be noted that when the PID correction coefficient KLAF is selected for the fuel injection amount calculation, the STR controller holds the controller parameters so that the adaptive correction coefficient KSTR is equal to 1.0 (initial value) or close to 1.

Auf der Grundlage des vorangehenden wird mit Bezug auf Fig. 49 die Ermittlung oder Berechnung des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten erläutert. Das Programm wird bei jedem TDC aktiviert.Based on the foregoing, the determination or calculation of the feedback correction coefficient will be explained with reference to Fig. 49. The program is activated at every TDC.

In Fig. 49 beginnt das Programm bei S700, wo die erfaßte Motordrehzahl Ne und der Krümmerdruck Pb und dergleichen eingelesen werden, und rückt zu S704 vor, wo geprüft wird, ob die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet worden ist.In Fig. 49, the program starts at S700 where the detected engine speed Ne and the manifold pressure Pb and the like are read, and advances to S704 where it is checked whether the fuel supply has been cut off.

Eine Kraftstoffabschaltung wird unter spezifischen Motorbetriebszuständen implementiert, wie z. B. dann, wenn die Drosselklappe vollständig geschlossen ist und die Motordrehzahl höher als ein vorgeschriebener Wert ist, wobei zu diesem Zeitpunkt die Kraftstoffzufuhr gestoppt wird und eine Steuerung ausgeführt wird.A fuel cut is implemented under specific engine operating conditions, such as when the throttle is fully closed and the engine speed is higher than a prescribed value, at which time the fuel supply is stopped and control is performed.

Wenn in S704 festgestellt wird, daß die Kraftstoffabschaltung nicht implementiert ist, rückt das Programm zu S706 vor, wo ermittelt wird, ob die Aktivierung des LAF-Sensors 54 abgeschlossen ist. Dies wird bewerkstelligt durch Vergleichen der Differenz zwischen der Ausgangsspannung und der Mittenspannung des LAF-Sensors 54 mit einem vorgeschriebenen Wert (z. B. 1,0 V) und Ermitteln, daß die Aktivierung abgeschlossen ist, wenn die Differenz kleiner als der vorgeschriebene Wert ist.If it is determined in S704 that the fuel cut is not implemented, the program advances to S706 where it is determined whether the activation of the LAF sensor 54 is complete. This is accomplished by comparing the difference between the output voltage and the center voltage of the LAF sensor 54 with a prescribed value (e.g., 1.0 V) and determining that the activation is complete if the difference is less than the prescribed value.

Wenn S708 feststellt, daß die Aktivierung abgeschlossen ist, geht das Programm zu S710 über, wo geprüft wird, ob der Motorbetriebszustand im Regelungsbereich liegt. Dies wird unter Verwendung einer (in der Zeichnung nicht gezeigten) separaten Routine durchgeführt. Wenn sich z. B. der Motorbetriebszustand plötzlich geändert hat, wie z. B. während der Vollastanreicherung, einer hohen Motordrehzahl, EGR oder dergleichen, wird die Kraftstoffdosierung nicht mit geschlossener Regelschleife geregelt, sondern mit offener Regelschleife gesteuert.When S708 determines that activation is complete, the program goes to S710 where it checks whether the engine operating condition is within the control range. This is done using a separate routine (not shown in the drawing). For example, if the engine operating condition has suddenly changed, such as during full load enrichment, high engine speed, EGR or the like, the fuel metering is not controlled with a closed loop but is controlled with an open loop.

Wenn das Ergebnis positiv ist, geht das Programm zu S712 über, wo der Ausgang des LAF-Sensors eingelesen wird, zu S714, wo das Luft/Kraftstoff- Verhältnis KACT(k) anhand des Ausgangs ermittelt oder berechnet wird, und zu S716, wo der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KFB (der allgemeine Name für KSTR und KLAF) berechnet wird. Wie vorher erwähnt worden ist, wird verwendet, um eine diskrete Variable in der Beschreibung und die Abtastnummer im zeitdiskreten System zu bezeichnen.If the result is positive, the program goes to S712 where the output of the LAF sensor is read, to S714 where the air/fuel ratio KACT(k) is determined or calculated from the output, and to S716 where the feedback correction coefficient KFB (the general name for KSTR and KLAF) is calculated. As mentioned previously, is used to denote a discrete variable in the description and the sample number in the discrete-time system.

Die Unterroutine für diese Berechnung ist im Flußdiagramm der Fig. 51 gezeigt.The subroutine for this calculation is shown in the flow chart of Fig. 51.

Zuerst wird in S800 geprüft, ob während des vorangehenden Zyklus (während des letzten Regelungs-(Berechnungs)-Zyklus, d. h. bei der vorangehenden Routinenaktivierungszeit) eine Steuerung ausgeführt wurde. Wenn während der Kraftstoffabschaltung oder dergleichen im vorangehenden Zyklus eine Steuerung ausgeführt wurde, ist das Ergebnis in S800 positiv. In diesem Fall wird ein Zählerwert C in S102 auf 0 zurückgesetzt, wobei das Bit eines Merkers FKSTR in S804 auf 0 zurückgesetzt wird, woraufhin der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KFB in S106 berechnet wird. Das Zurücksetzen des Bits des Merkers FKSTR auf 0 in S804 zeigt an, daß der Rückkopplungskorrekturkoeffizient mittels PID-Regelgesetz zu ermitteln ist. Wie im folgenden erläutert wird, zeigt ferner das Setzen des Bits des Merkers FKSTR auf 1 an, daß der Rückkopplungskorrekturkoeffizient mittels des adaptiven Regelgesetzes zu ermitteln ist.First, S800 checks whether during the previous cycle (during the last control (calculation) cycle, ie during the previous routine activation time). If control was carried out during the fuel cut or the like in the previous cycle, the result in S800 is positive. In this case, a counter value C is reset to 0 in S102, the bit of a flag FKSTR is reset to 0 in S804, and the feedback correction coefficient KFB is calculated in S106. Resetting the bit of the flag FKSTR to 0 in S804 indicates that the feedback correction coefficient is to be determined by the PID control law. Furthermore, as will be explained below, setting the bit of the flag FKSTR to 1 indicates that the feedback correction coefficient is to be determined by the adaptive control law.

Eine Unterroutine, die die spezifischen Prozeduren für die Berechnung des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KFB zeigt, ist im Flußdiagramm der Fig. 52 dargestellt. In S900 wird geprüft, ob das Bit des Merkers FKSTR auf 1 gesetzt ist, d. h. ob der Betriebszustand im STR-(Regler)-Betriebsbereich liegt. Da dieser Merker in S804 der Unterroutine der Fig. 51 auf 0 zurückgesetzt wurde, ist das Ergebnis in diesem Schritt gleich Nein, wobei in S902 geprüft wird, ob das Bit des Merkers FKSTR im vorangehenden Regelzyklus auf 1 gesetzt war, d. h. ob der Betriebszustand im vorangehenden Zyklus im STR-(Regler)-Betriebsbereich lag.A subroutine showing the specific procedures for calculating the feedback correction coefficient KFB is shown in the flow chart of Fig. 52. In S900, it is checked whether the bit of the flag FKSTR is set to 1, i.e., whether the operating state is in the STR (controller) operating range. Since this flag was reset to 0 in S804 of the subroutine of Fig. 51, the result in this step is No, and in S902, it is checked whether the bit of the flag FKSTR was set to 1 in the previous control cycle, i.e., whether the operating state was in the STR (controller) operating range in the previous cycle.

Da das Ergebnis hier selbstverständlich gleich Nein ist, geht das Programm zu S904 über, wo der PID-Korrekturkoeffizient KLAF(k) mittels des PID- Reglers auf der Grundlage des PID-Regelgesetzes in der vorher beschriebenen Weise berechnet wird. Genauer wird der PID-Korrekturkoeffizient KLAF(k) ausgewählt, der vom PID-Regler berechnet worden ist. Wieder der Unterroutine der Fig. 51 zugewandt, wird KFB in S808 auf KLAF(k) gesetzt.Since the result here is of course No, the program goes to S904, where the PID correction coefficient KLAF(k) is calculated by the PID controller based on the PID control law in the manner described previously. More specifically, the PID correction coefficient KLAF(k) calculated by the PID controller is selected. Returning to the subroutine of Fig. 51 again, KFB is set to KLAF(k) in S808.

Wenn in der Unterroutine der Fig. 51 in S800 festgestellt wird, daß im vorangehenden Regelzyklus keine Steuerung ausgeführt wurde, d. h. die Regelung wurde nach der Steuerung fortgesetzt, wird die Differenz zwischen KCMD(k - 1), dem Wert des Sollwertes im vorangehenden Regelzyklus, und dem Wert von KCMD(k), dem Sollwert im aktuellen Regelzyklus, berechnet und mit einem Referenzwert DKCMDref in S810 verglichen. Wenn festgestellt wird, daß die Differenz DKCMD den Referenzwert DKCMDref überschreitet, wird der PID-Korrekturkoeffizient mittels PID-Regelgesetz in S802 und den folgenden Schritten berechnet.In the subroutine of Fig. 51, when it is determined in S800 that no control was carried out in the previous control cycle, ie, the control was continued after the control, the difference between KCMD(k - 1), the value of the set value in the previous control cycle, and the value of KCMD(k), the set value in the current control cycle, is calculated and compared with a reference value DKCMDref in S810. If it is determined that the difference DKCMD exceeds the reference value DKCMDref, the PID correction coefficient is calculated using the PID control law in S802 and the following steps.

Dies liegt daran, daß dann, wenn die Änderung des Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnisses groß ist, eine Situation ähnlich derjenigen entsteht, wenn die Kraftstoffabschaltung aufgehoben wird. Genauer, der Istwert zeigt aufgrund einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsverzögerung oder dergleichen wahrscheinlich nicht den wahren Wert an, so daß in ähnlicher Weise die Regelgröße instabil werden kann. Eine große Änderung tritt im Soll- Äquivalenzverhältnis z. B. dann auf, wenn die normale Kraftstoffzufuhr nach einer Vollastanreicherung fortgesetzt wird, wenn die stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung nach einer Magerverbrennungsregelung (z. B. bei einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 20 : 1 oder magerer) fortgesetzt wird, und wenn die stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung unter Verwendung eines festen Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nach einer Pertubationsregelung, in der das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis schwankt, fortgesetzt wird.This is because when the change in the target air/fuel ratio is large, a situation similar to that when the fuel cut is released occurs. More specifically, the actual value is likely to not indicate the true value due to an air/fuel ratio detection delay or the like, so that the controlled variable may become unstable similarly. A large change occurs in the target equivalence ratio, for example, when normal fuel supply is continued after a full load enrichment, when stoichiometric air/fuel ratio control is continued after a lean burn control (e.g., at an air/fuel ratio of 20:1 or leaner), and when stoichiometric air/fuel ratio control using a fixed target air/fuel ratio is continued after a perturbation control in which the target air/fuel ratio fluctuates.

Wenn andererseits S810 feststellt, daß die Differenz DKCMD gleich oder kleiner als der Referenzwert DKCMDref ist, wird der Zählerwert C in S812 inkrementiert, wobei in S814 geprüft wird, ob die Motorkühlmitteltemperatur Tw kleiner als ein vorgeschriebener Wert TWSTR.ON ist. Der vorgeschriebene Wert TWSTR.ON ist auf eine relativ niedrige Kühlmitteltemperatur gesetzt, wobei dann, wenn die erfaßte Motorkühlmitteltemperatur Tw unterhalb des vorgeschriebenen Wertes TWSTR.ON liegt, das Programm zu S804 vorrückt, wo der PID-Korrekturkoeffizient mittels PID-Regelgesetz berechnet wird. Der Grund hierfür ist, daß die Verbrennung bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen instabil ist, wodurch es aufgrund von Fehlzündungen und dergleichen unmöglich wird, eine stabile Erfassung des Wertes KACT zu erhalten. Obwohl nicht gezeigt, gilt das gleiche aus dem gleichen Grund auch dann, wenn die Kühlmitteltemperatur anormal hoch ist.On the other hand, if S810 determines that the difference DKCMD is equal to or smaller than the reference value DKCMDref, the counter value C is incremented in S812, and it is checked in S814 whether the engine coolant temperature Tw is smaller than a prescribed value TWSTR.ON. The prescribed value TWSTR.ON is set to a relatively low coolant temperature, and if the detected engine coolant temperature Tw is below the prescribed value TWSTR.ON, the program advances to S804, where the PID correction coefficient is calculated using the PID control law. The reason for this is that combustion is unstable at low coolant temperatures, making it impossible to obtain stable detection of the value KACT due to misfire and the like. Although not shown, the same applies even if the coolant temperature is abnormally high for the same reason.

Wenn S814 feststellt, daß die Motorkühlmitteltemperatur Tw nicht niedriger ist als der vorgeschriebene Wert TWSTR.ON, rückt das Programm zu S816 vor, wo geprüft wird, ob die erfaßte Motordrehzahl Ne gleich oder größer als ein vorgeschriebener Wert NESTRLMT ist. Der vorgeschriebene Wert NESTRLMT ist auf eine relativ hohe Motordrehzahl gesetzt. Wenn S816 feststellt, daß die erfaßte Motordrehzahl Ne gleich oder größer als der vorgeschriebene Wert NESTRLMT ist, geht das Programm zu S804 über, wo der PID-Korrekturkoeffizient berechnet wird. Dies liegt daran, daß während eines Motorbetriebs mit hoher Drehzahl tendenziell nicht genügend Zeit für die Berechnung zur Verfügung steht und außerdem die Verbrennung instabil ist.If S814 determines that the engine coolant temperature Tw is not lower than the specified value TWSTR.ON, the program proceeds to S816 where it is checked whether the detected engine speed Ne is equal to or greater than a specified value NESTRLMT. The specified value NESTRLMT is set to a relatively high engine speed. When S816 determines that the detected engine speed Ne is equal to or greater than the specified value NESTRLMT, the program proceeds to S804 where the PID correction coefficient is calculated. This is because during high-speed engine operation, there tends to be insufficient time for calculation and, in addition, combustion is unstable.

Wenn S816 feststellt, daß die erfaßte Motordrehzahl Ne kleiner als der vorgeschriebene Wert NESTRLMT ist, rückt das Programm zu S818 vor, wo geprüft wird, welche Ventilsteuerung im veränderlichen Ventilsteuermechanismus ausgewählt ist. Wenn HiV/T ausgewählt ist, rückt das Programm zu S804 vor, wo der PID-Korrekturkoeffizient berechnet wird. Dies liegt daran, daß das große Maß an Ventilsteuerungsüberlappung, das vorhanden ist, wenn die Ventilsteuerungscharakteristik für hohe Motordrehzahlen ausgewählt worden ist, ein Einlaßluft-Durchblasen hervorruft (Austreten von Einlaßluft durch das Auslaßventil), wobei in diesem Fall der Istwert KACT kaum stabil ist. Außerdem kann die Erfassungsverzögerung des LAF- Sensors während eines Betriebs mit hoher Drehzahl nicht ignoriert werden.If S816 determines that the detected engine speed Ne is less than the prescribed value NESTRLMT, the program advances to S818 where it is checked which valve timing is selected in the variable valve timing mechanism. If HiV/T is selected, the program advances to S804 where the PID correction coefficient is calculated. This is because the large amount of valve timing overlap that exists when the valve timing characteristic for high engine speeds has been selected causes intake air blow-by (leakage of intake air through the exhaust valve), in which case the actual value KACT is hardly stable. In addition, the detection delay of the LAF sensor during high speed operation cannot be ignored.

Wenn S818 feststellt, daß LoV/T ausgewählt worden ist (dies umfaßt den Zustand, in welchem eines der zwei Einlaßventile ruht), rückt das Programm zu S820 vor, wo geprüft wird, ob der Motor im Leerlauf ist. Wenn das Ergebnis gleich ja ist, geht das Programm zu S804 über, wo der PID- Korrekturkoeffizient berechnet wird. Dies liegt daran, daß der im allgemeinen stabile Betriebszustand während des Leerlaufes die Notwendigkeit für einen hohen Verstärkungsfaktor, wie z. B. denjenigen gemäß dem adaptiven Regelgesetz, erübrigt. Ferner wird das obenerwähnte elektrische Luftsteuerventil (EACV) 53 geregelt, um die Einlaßluftmenge zu steuern. Es besteht die Möglichkeit, daß die Einlaßluftsteuerung und die unterworfene Kraftstoffdosierungsregelung, falls ausgeführt, einander stören. Dies ist ein weiterer Grund dafür, daß der Verstärkungsfaktor während der Verwendung des PID- Korrekturkoeffizienten niedrig festgesetzt wird.If S818 determines that LoV/T has been selected (this includes the condition in which one of the two intake valves is at rest), the program advances to S820 where it is checked whether the engine is idling. If the result is yes, the program proceeds to S804 where the PID correction coefficient is calculated. This is because the generally stable operating condition during idling eliminates the need for a high gain such as that according to the adaptive control law. Furthermore, the above-mentioned electric air control valve (EACV) 53 is controlled to control the intake air quantity. There is a possibility that the intake air control and the subject fuel metering control, if carried out, interfere with each other. This is another reason why the gain is set low during use of the PID correction coefficient.

Wenn S820 feststellt, daß der Motor nicht im Leerlauf ist, rückt das Programm zu S822 vor, wo beurteilt wird, ob die Motorlast niedrig ist. Wenn das Ergebnis gleich Ja ist, geht das Programm zu S804 über, wo der PID- Korrekturkoeffizient berechnet wird. Dies liegt daran, daß die Verbrennung im niedrigen Motorlastbereich nicht stabil ist.If S820 determines that the engine is not idling, the program advances to S822 where it is judged whether the engine load is low. If the If the result is Yes, the program goes to S804 where the PID correction coefficient is calculated. This is because the combustion is not stable in the low engine load range.

Wenn S822 feststellt, daß die Motorlast nicht niedrig ist, wird in S824 der Zählerwert C mit einem vorgegebenen Wert, z. B. 5, verglichen. Solange festgestellt wird, daß der Zählerwert C gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird der PID-Korrekturkoeffizient KLAF(k) der mit dem PID- Regelgesetz berechnet worden ist, durch die Prozeduren S804, S806, S900, S902 (S916), S904 und S908 ausgewählt.If S822 determines that the engine load is not low, the counter value C is compared with a preset value, e.g. 5, in S824. As long as the counter value C is determined to be equal to or smaller than the preset value, the PID correction coefficient KLAF(k) calculated with the PID control law is selected by the procedures S804, S806, S900, S902 (S916), S904 and S908.

Mit anderen Worten, während der Periode vom Zeitpunkt T1, zu dem die Kraftstoffabschaltung in Fig. 48 unterbrochen wird und die Regelung nach einer Steuerung fortgesetzt wird (wenn C = 1 gilt, wie in Verbindung mit Fig. 51 erwähnt worden ist), bis zum Zeitpunkt T2 (Zählerwert C = 5), wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient auf den Wert KLAF gesetzt, der durch den PID-Regler unter Verwendung des PID-Regelgesetzes ermittelt wird. Im Gegensatz zu den Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KSTR, der vom STR-Regler ermittelt wird, absorbiert der PID-Korrekturkoeffizient KLAF gemäß dem PID-Regelgesetz nicht den Regelungsfehler DKAF zwischen dem Sollwert und dem Istwert vollständig auf einmal, sondern weist eine relativ allmähliche Absorptionscharakteristik auf.In other words, during the period from time T1 when the fuel cut is interrupted in Fig. 48 and the control is continued after a control (when C = 1 as mentioned in connection with Fig. 51) to time T2 (counter value C = 5), the feedback correction coefficient is set to the value KLAF determined by the PID controller using the PID control law. Unlike the feedback correction coefficients KSTR determined by the STR controller, the PID correction coefficient KLAF according to the PID control law does not absorb the control error DKAF between the set value and the actual value completely at once, but has a relatively gradual absorption characteristic.

Selbst wenn somit, wie in Fig. 48 gezeigt ist, eine relativ große Differenz aufgrund der Verzögerung bis zur vollständigen Verbrennung des Kraftstoffes nach einer Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr und aufgrund der LAF- Sensor-Erfassungsverzögerung entsteht, wird der Korrekturkoeffizient nicht instabil, wie im Fall des STR-Reglers, weshalb keine Instabilität der Regelgröße (Anlagenausgang) hervorgerufen wird. Der vorgegebene Wert wird in dieser Ausführungsform auf 5 gesetzt (d. h. fünf Steuerzyklen oder TDCs (TDC = oberer Todpunkt)), da diese Periode als ausreichend betrachtet wird, um die Verbrennungsverzögerung und die Erfassungsverzögerung zu absorbieren. Alternativ kann die Periode (vorgegebener Wert) anhand der Motordrehzahl, der Motorlast und anderer solcher Faktoren ermittelt werden, die die Abgastransportverzögerungsparameter beeinflussen. Zum Beispiel kann der vorgegebene Wert klein gesetzt werden, wenn die Motordrehzahl und der Krümmerdruck einen kleinen Abgastransportverzögerungsparameter erzeugen, und kann groß gesetzt werden, wenn diese einen großen Abgastransportverzögerungsparameter erzeugen.Thus, as shown in Fig. 48, even if a relatively large difference occurs due to the delay until the fuel is completely burned after fuel supply is resumed and due to the LAF sensor detection delay, the correction coefficient does not become unstable as in the case of the STR controller, and therefore no instability of the controlled variable (system output) is caused. The predetermined value is set to 5 (i.e., five control cycles or TDCs (TDC = top dead center)) in this embodiment because this period is considered sufficient to absorb the combustion delay and the detection delay. Alternatively, the period (predetermined value) may be determined based on the engine speed, the engine load and other such factors that affect the exhaust gas transport delay parameters. For example, the predetermined value may be set small when the engine speed and manifold pressure produce a small exhaust gas transport delay parameter, and can be set large if they produce a large exhaust gas transport delay parameter.

Wenn als nächstes S824 in der Unterroutine der Fig. 51 feststellt, daß der Zählerwert C den obenbeschriebenen Wert überschreitet, d. h. gleich 6 oder größer ist, wird das Bit des Merkers FKSTR in S826 auf 1 gesetzt und der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KFB entsprechend der Unterroutine der Fig. 52 in S828 berechnet. In diesem Fall wird das Ergebnis der Prüfung in S900 der Unterroutine der Fig. 52 gleich Ja, wobei in S906 geprüft wird, ob das Bit des Merkers FKSTR im vorangehenden Regelzyklus auf 0 zurückgesetzt wurde, d. h. ob der Betriebszustand im vorangehenden Zyklus im PID- Betriebsbereich lag.Next, when S824 in the subroutine of Fig. 51 determines that the counter value C exceeds the above-described value, i.e., is equal to 6 or more, the bit of the flag FKSTR is set to 1 in S826, and the feedback correction coefficient KFB is calculated in accordance with the subroutine of Fig. 52 in S828. In this case, the result of the check in S900 of the subroutine of Fig. 52 becomes Yes, and it is checked in S906 whether the bit of the flag FKSTR was reset to 0 in the previous control cycle, i.e., whether the operating state in the previous cycle was in the PID operating range.

Wenn dies das erste Mal ist, daß der Zählerwert den vorgegebenen Wert überschreitet, ist das Ergebnis dieser Prüfung gleich Ja, wobei in diesem Fall der Istwert KACT(k) mit einem Untergrenzenwert von z. B. 0,95 in S908 verglichen wird. Wenn der Istwert gleich oder größer als der Untergrenzenwert ist, wird der Istwert in S910 mit einem Obergrenzenwert von z. B. 1,0 verglichen. Wenn festgestellt wird, daß er gleich oder kleiner als der Obergrenzenwert ist, rückt das Programm über S912 (später erläutert) zu S914 vor, wo der adaptive Korrekturkoeffizient KSTR(k) unter Verwendung des STR-Reglers berechnet wird.If this is the first time that the counter value exceeds the specified value, the result of this check is Yes, in which case the actual value KACT(k) is compared with a lower limit value of, for example, 0.95 in S908. If the actual value is equal to or greater than the lower limit value, the actual value is compared with an upper limit value of, for example, 1.0 in S910. If it is found to be equal to or less than the upper limit value, the program advances via S912 (explained later) to S914, where the adaptive correction coefficient KSTR(k) is calculated using the STR controller.

Mit anderen Worten, wenn S908 feststellt, daß der Istwert unter dem Untergrenzenwert liegt, oder S910 feststellt, daß der Istwert den Obergrenzenwert überschreitet, geht das Programm zu S904 über, wo der Rückkopplungskorrekturkoeffizient auf der Grundlage der PID-Regelung berechnet wird. Mit anderen Worten, es wird von der PID-Regelung zur STR-Regelung (adaptive Regelung) umgeschaltet, wenn der Motorbetriebszustand im STR- Regler-Betriebsbereich liegt und der Istwert KACT gleich 1 ist oder in der Nähe hiervon liegt. Dies ermöglicht, daß das Umschalten von der PID- Regelung zur STR-Regelung (adaptive Regelung) sanft durchgeführt wird, und verhindert eine Schwankung der Regelgröße.In other words, when S908 determines that the feedback value is below the lower limit value or S910 determines that the feedback value exceeds the upper limit value, the program goes to S904 where the feedback correction coefficient is calculated based on the PID control. In other words, switching from PID control to STR (adaptive control) control is performed when the motor operating condition is in the STR controller operating range and the feedback value KACT is equal to or close to 1. This enables switching from PID control to STR (adaptive control) control to be performed smoothly and prevents fluctuation of the controlled variable.

Wenn S910 feststellt, daß das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KACT(k) gleich oder kleiner als der Obergrenzenwert ist, rückt das Programm zu S912 vor, wo wie gezeigt die obenerwähnte Skalargröße b&sub0;, der Wert, der den Verstärkungsfaktor des STR-Reglers bestimmt, auf den Wert gesetzt wird oder durch diesen ersetzt wird, der erhalten wird durch Dividieren desselben durch KLAF(k - 1), den Wert des PID-Korrekturkoeffizienten von der PID-Regelung im vorangehenden Regelzyklus, woraufhin der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KSTR(k), der vom STR-Regler bestimmt wird, in S914 berechnet wird.If S910 determines that the actual air/fuel ratio KACT(k) is equal to or smaller than the upper limit value, the program advances to S912 where, as shown, the above-mentioned scalar quantity b₀, the value determining the gain of the STR controller, is set to or replaced by the value obtained by dividing it by KLAF(k - 1), the value of the PID correction coefficient from the PID control in the previous control cycle, whereupon the feedback correction coefficient KSTR(k) determined by the STR controller is calculated in S914.

Mit anderen Worten, der STR-Regler berechnet grundsätzlich den Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KSTR(k) entsprechend Gleichung 36, wie vorher erläutert worden ist. Wenn das Ergebnis in S906 positiv ist und das Programm zu S908 und den nachfolgenden Schritten vorrückt, bedeutet dies jedoch, daß der Rückkopplungskorrekturkoeffizient auf der Grundlage der PID-Regelung im vorangehenden Regelzyklus ermittelt worden ist. Wir vorher mit Bezug auf die Konfiguration der Fig. 50 erläutert worden ist, ist außerdem der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KSTR auf 1 fixiert, wobei die STR-Regleroperation unterbrochen gehalten wird, wenn der Rückkopplungskorrekturkoeffizient mittels PID-Regelung ermittelt wird. Mit anderen Worten, der Vektor der Reglerparameter, der im STR-Regler zu verwenden ist, wird so bestimmt, daß KSTR = 1,0 gilt. Wenn die Ermittlung des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KSTR durch den STR-Regler fortgesetzt wird, wird daher die Regelgröße instabil, wenn der Wert von KSTR deutlich von 1 abweicht, wodurch die Regelgröße instabil gemacht wird.In other words, the STR controller basically calculates the feedback correction coefficient KSTR(k) according to Equation 36 as previously explained. However, if the result in S906 is positive and the program advances to S908 and the subsequent steps, it means that the feedback correction coefficient has been determined based on the PID control in the previous control cycle. In addition, as previously explained with reference to the configuration of Fig. 50, the feedback correction coefficient KSTR is fixed to 1, and the STR controller operation is kept suspended when the feedback correction coefficient is determined by means of PID control. In other words, the vector of controller parameters to be used in the STR controller is determined such that KSTR = 1.0. Therefore, when the STR controller continues to determine the feedback correction coefficient KSTR, the controlled variable becomes unstable when the value of KSTR significantly deviates from 1, thereby making the controlled variable unstable.

Im Hinblick hierauf wird die Skalargröße b&sub0; (in den Reglerparametern, die vom STR-Regler gehalten werden, so daß der adaptive Korrekturkoeffizient KSTR auf 1,0 (Anfangswert) oder darum herum fixiert ist) durch den Wert des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten von der PID-Regelung im vorangehenden Regelzyklus dividiert. Wie aus Gleichung 37 deutlich wird, wird somit, da der erste Ausdruck gleich 1 ist, der Wert des zweiten Ausdrucks KLAF(k - 1) gleich dem Korrekturkoeffizienten KSTR(k) des aktuellen Regelzyklus, vorausgesetzt, daß die Reglerparameter so gehalten werden, daß KSTR = 1,0 gilt, wie eben erwähnt worden ist: In view of this, the scalar quantity b₀ (in the controller parameters held by the STR controller so that the adaptive correction coefficient KSTR is fixed at 1.0 (initial value) or around it) is divided by the value of the feedback correction coefficient from the PID controller in the previous control cycle. Thus, as is clear from Equation 37, since the first term is equal to 1, the value of the second term KLAF(k - 1) becomes equal to the correction coefficient KSTR(k) of the current control cycle, provided that the controller parameters are held such that KSTR = 1.0 as just mentioned:

Als Ergebnis ist der Istwert KACT in S908 und S910 gleich 1 oder nahe 1, wobei außerdem das Schalten von der PID-Regelung zur STR-Regelung sanft ausgeführt werden kann.As a result, the actual value KACT in S908 and S910 is equal to 1 or close to 1, and in addition, switching from PID control to STR control can be carried out smoothly.

Wenn in der Unterroutine der Fig. 52 S902 feststellt, daß der Motorbetriebszustand im STR-(Regler)-Betriebsbereich im vorangehenden Regelzyklus lag, wird der Wert von KSTR(k - 1), der adaptive Korrekturkoeffizient im vorangehenden Regelzyklus, auf den Wert von KLAFI(k - 1) gesetzt oder durch diesen ersetzt, dem I-Ausdruck des PID-Korrekturkoeffizienten im vorangehenden Zyklus in S916. Als Ergebnis wird dann, wenn KLAF(k) in S904 berechnet wird, der I-Ausdruck KLAFI desselben zu:In the subroutine of Fig. 52, when S902 determines that the engine operating condition was in the STR (controller) operating range in the previous control cycle, the value of KSTR(k - 1), the adaptive correction coefficient in the previous control cycle, is set to or replaced by the value of KLAFI(k - 1), the I term of the PID correction coefficient in the previous cycle in S916. As a result, when KLAF(k) is calculated in S904, the I term KLAFI thereof becomes:

KLAFI(k) = KSTR(k - 1) + DKAF(k) · KIKLAFI(k) = KSTR(k - 1) + DKAF(k) · KI

wobei der berechnete I-Ausdruck zum P-Ausdruck und dem D-Ausdruck addiert wird, um KLAF(k) zu erhalten.where the calculated I-term is added to the P-term and the D-term to obtain KLAF(k).

Dieses Verfahren wird aufgrund der schnellen Änderung angewendet, die im Integralausdruck auftreten kann, wenn der Rückkopplungskorrekturkoeffizient nach einem Umschalten von der adaptiven Regelung zur PID-Regelung berechnet wird. Durch die Verwendung des Wertes von KSTR, um den Anfangswert des PID-Korrekturkoeffizienten in der vorangehenden Weise zu ermitteln, kann die Differenz zwischen dem Korrekturkoeffizienten KSTR(k - 1) und dem Korrekturkoeffizienten KLAF(k) kleingehalten werden. Gleichzeitig mit dem Umschalten von der STR-Regelung zur PID-Regelung kann somit die Differenz im Verstärkungsfaktor des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten kleingehalten werden, wobei der Übergang sanft und stetig gemacht werden kann, wodurch eine plötzliche Änderung der Regelgröße verhindert wird.This method is adopted due to the rapid change that may occur in the integral term when the feedback correction coefficient is calculated after switching from adaptive control to PID control. By using the value of KSTR to determine the initial value of the PID correction coefficient in the foregoing manner, the difference between the correction coefficient KSTR(k - 1) and the correction coefficient KLAF(k) can be kept small. Thus, at the same time as switching from STR control to PID control, the difference in the gain of the feedback correction coefficient kept small, while the transition can be made smooth and continuous, thus preventing a sudden change in the controlled variable.

Wenn S900 in der Unterroutine der Fig. 52 feststellt, daß der Motorbetriebszustand im STR-(Regler)-Betriebsbereich liegt, und S906 feststellt, daß der Betriebszustand im vorangehenden Regelzyklus nicht im PID-Betriebsbereich lag, wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient KSTR(k) auf der Grundlage des STR-Reglers in S914 berechnet. Diese Berechnung wird entsprechend Gleichung 36 ausgeführt, wie vorher erläutert worden ist.If S900 in the subroutine of Fig. 52 determines that the engine operating condition is in the STR (controller) operating region and S906 determines that the operating condition was not in the PID operating region in the previous control cycle, the feedback correction coefficient KSTR(k) is calculated based on the STR controller in S914. This calculation is carried out according to Equation 36 as previously explained.

Als nächstens wird in S830 der Unterroutine der Fig. 51 geprüft, ob der von der Unterroutine der Fig. 52 berechnete Korrekturkoeffizient gleich KSTR ist, wobei dann, wenn dies zutrifft, die Differenz zwischen 1,0 und KSTR(k) berechnet wird und dieser Absolutwert mit einem Schwellenwert KSTKref in S832 verglichen wird.Next, in S830 of the subroutine of Fig. 51, it is checked whether the correction coefficient calculated by the subroutine of Fig. 52 is equal to KSTR, and if so, the difference between 1.0 and KSTR(k) is calculated and this absolute value is compared with a threshold value KSTKref in S832.

Dies ist zum Teil verwandt zu dem, was in der früheren Erläuterung gesagt wurde. Eine wilde Schwankung des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten verursacht plötzliche Änderungen der Regelgröße und verschlechtert die Regelungsstabilität. Der Absolutwert der Differenz zwischen 1,0 und dem Rückkopplungskorrekturkoeffizienten wird daher mit einem Schwellenwert verglichen, wobei dann, wenn er den Schwellenwert überschreitet, ein neuer Rückkopplungskorrekturkoeffizient auf der Grundlage der PID-Regelung in S804 und den folgenden Schritten ermittelt wird. Als Ergebnis ändert sich die Regelgröße nicht plötzlich, wobei eine stabile Regelung verwirklicht werden kann. Alternativ ist es hierbei möglich, den Koeffizienten, statt den Absolutwert, mit zwei Schwellenwerten anhand der Amplitude zu vergleichen, wobei 1,0 als deren Mitte festgelegt wird. Dies ist in Fig. 53 gezeigt.This is partly related to what was said in the previous explanation. A wild fluctuation of the feedback correction coefficient causes sudden changes in the controlled variable and deteriorates the control stability. The absolute value of the difference between 1.0 and the feedback correction coefficient is therefore compared with a threshold value, and if it exceeds the threshold value, a new feedback correction coefficient is determined based on the PID control in S804 and the following steps. As a result, the controlled variable does not change suddenly, and stable control can be realized. Alternatively, it is possible to compare the coefficient, instead of the absolute value, with two threshold values based on the amplitude, with 1.0 set as the center thereof. This is shown in Fig. 53.

Wenn S832 feststellt, daß der Absolutwert der Differenz zwischen 1,0 und dem berechneten Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KSTR(k) den Schwellenwert nicht überschreitet, wird der vom STR-Regler ermittelte Wert als Rückkopplungskorrekturkoeffizient KFB in S834 gesetzt. Wenn das Ergebnis in S830 gleich nein ist, wird das Bit des Merkers FKSTR in S836 auf 0 zurückgesetzt, wobei der vom PID-Regler ermittelte Wert in S838 als Rückkopplungskorrekturkoeffizient KFB gesetzt wird.If S832 determines that the absolute value of the difference between 1.0 and the calculated feedback correction coefficient KSTR(k) does not exceed the threshold, the value determined by the STR controller is set as the feedback correction coefficient KFB in S834. If the result in S830 is no, the bit of the flag FKSTR is reset to 0 in S836, and the value determined by the PID controller is set as the feedback correction coefficient KFB in S838.

Anschließend wird in S718 der Routine der Fig. 49 die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge Tcyl mit dem berechneten Rückkopplungskorrekturkoeffizienten KFB und dergleichen multipliziert, wobei der Additionsausdruck TTOTAL zum Ergebnis addiert wird, um die Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge Tout zu erhalten. Das Programm rückt anschließend zu S720 vor, wo die Kraftstoffhaftungskorrektur durchgeführt wird (später erläutert), und zu S722, wo die korrigierte Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge Tout an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 22 über die Treiberschaltung 72 als Stellgröße ausgegeben wird.Next, in S718 of the routine of Fig. 49, the required fuel injection amount Tcyl is multiplied by the calculated feedback correction coefficient KFB and the like, and the addition term TTOTAL is added to the result to obtain the initial fuel injection amount Tout. The program then proceeds to S720 where the fuel adhesion correction is performed (explained later) and to S722 where the corrected initial fuel injection amount Tout is output to the fuel injector 22 via the driver circuit 72 as a manipulated variable.

Wenn S704 feststellt, daß die Kraftstoffabschaltung aktiv ist, wird die Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge Tout in S728 auf 0 gesetzt. Wenn das Ergebnis in S708 oder S710 negativ ist, geht das Programm, da dies bedeutet, daß die Steuerung mit offener Regelschleife ausgeführt wird, zu S726 über, wo KFB auf 1,0 gesetzt wird, und zu S718, wo Tout berechnet wird. Wenn das Ergebnis in S704 positiv ist, wird die Steuerung ausgeführt und Tout wird in S728 auf einen vorgegebenen Wert gesetzt.If S704 determines that fuel cut is active, the output fuel injection amount Tout is set to 0 in S728. If the result in S708 or S710 is negative, since this means that open loop control is being performed, the program goes to S726 where KFB is set to 1.0 and to S718 where Tout is calculated. If the result in S704 is positive, control is performed and Tout is set to a predetermined value in S728.

Wenn im Vorangehenden die Steuerung unterbrochen wird und die Regelung fortgesetzt wird, wie in dem Fall, in dem die Kraftstoffzufuhr fortgesetzt wird, nachdem sie einmal unterbrochen worden ist, wird der Rückkopplungskorrekturkoeffizient auf der Grundlage des PID-Regelgesetzes für eine vorgegebene Zeitperiode ermittelt. Als Ergebnis wird der vom STR-Regler ermittelte Rückkopplungskorrekturkoeffizient während der Perioden nicht verwendet, während der die Differenz zwischen dem Ist-Luft/Kraft-Verhältnis und dem wahren Luft/Kraftstoff-Verhältnis groß ist aufgrund der Zeitspanne, die für den zugeführten Kraftstoff erforderlich ist, um verbrannt zu werden, und aufgrund der Erfassungsverzögerung des Sensors selbst. Die Regelgröße (Istwert) wird daher nicht instabil und beeinträchtigt nicht die Stabilität der Regelung.In the foregoing, when the control is interrupted and the feedback control is continued, as in the case where the fuel supply is continued after it has been interrupted once, the feedback correction coefficient is determined based on the PID control law for a predetermined period of time. As a result, the feedback correction coefficient determined by the STR controller is not used during the periods during which the difference between the actual air/power ratio and the true air/fuel ratio is large due to the time required for the supplied fuel to be burned and the detection delay of the sensor itself. The controlled variable (actual value) therefore does not become unstable and does not affect the stability of the control.

Da andererseits während dieser Periode ein vorgegebener Wert gesetzt wird, kann die Regelungskonvergenz verbessert werden, nachdem der Istwert sich stabilisiert hat, indem der adaptive Korrekturkoeffizient, der vom STR-Regler ermittelt worden ist, für die Operation des Systems verwendet wird, um somit den Regelungsfehler vollständig auf einmal zu absorbieren. Ein besonders beachtenswertes Merkmal der Ausführungsform ist, daß ein optimales Gleichgewicht zwischen der Regelungsstabilität und der Regelungskonvergenz erreicht wird, aufgrund der Tatsache, daß die Regelungskonvergenz durch Ermitteln der Stellgröße als Produkt des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten und der Stellgröße ermittelt wird.On the other hand, since a predetermined value is set during this period, the control convergence can be improved after the feedback value has stabilized by using the adaptive correction coefficient obtained by the STR controller for the operation of the system, thus to absorb the control error completely at once. A particularly noteworthy feature of the embodiment is that an optimum balance between the control stability and the control convergence is achieved due to the fact that the control convergence is determined by determining the manipulated variable as a product of the feedback correction coefficient and the manipulated variable.

Hierbei ist zu beachten, daß, da das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis unmittelbar nach der Aktivierung des LAF-Sensors nicht stabil ist, der Rückkopplungskorrekturkoeffizient unter Verwendung des PID-Regelgesetzes für eine vorgegebene Zeitperiode nach Abschluß der Aktivierung des LAF-Sensors ermittelt werden kann.Note that since the actual air-fuel ratio is not stable immediately after the activation of the LAF sensor, the feedback correction coefficient can be determined using the PID control law for a predetermined period of time after the completion of the activation of the LAF sensor.

Wenn eine Schwankung des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses groß ist, wird außerdem der Rückkopplungskorrekturkoeffizient auf der Grundlage der PID- Regelung ermittelt, selbst nach dem Verstreichen der vorgegebenen Periode, so daß ein optimales Gleichgewicht zwischen Regelungsstabilität und -konvergenz erreicht wird, wenn die Regelung nach einer Steuerung fortgesetzt wird, wie z. B. zum Zeitpunkt der Unterbrechung der Kraftstoffabschaltung, einer Vollastanreicherung oder dergleichen.In addition, when a fluctuation of the target air-fuel ratio is large, the feedback correction coefficient is determined based on the PID control even after the elapse of the predetermined period, so that an optimum balance between control stability and convergence is achieved when the control is continued after a control such as at the time of interruption of fuel cut, full load enrichment or the like.

Da der Rückkopplungsregelungskoeffizient mittels PID-Regelgesetz ermittelt wird, wenn der adaptive Regelungskoeffizient, der vom STR-Regler ermittelt wird, instabil wird, wird außerdem ein besseres Gleichgewicht zwischen Regelungsstabilität und -konvergenz erreicht.In addition, since the feedback control coefficient is determined by the PID control law when the adaptive control coefficient determined by the STR controller becomes unstable, a better balance between control stability and convergence is achieved.

Ferner wird beim Umschalten von der STR-Regelung zur PID-Regelung der I-Ausdruck von KLAF unter Verwendung des vom STR-Regler ermittelten Rückkopplungskorrekturkoeffizienten berechnet, während beim Fortsetzen der STR-Regelung nach einer PID-Regelung ein Zeitpunkt, zu dem der Istwert KACT gleich 1 oder nahe 1 ist, ausgewählt wird und der Anfangswert des Rückkopplungskorrekturkoeffizienten anhand des adaptiven Regelgesetzes (STR-Regler) nahezu gleich dem PID-Korrekturkoeffizienten vom PID- Regelgesetz gesetzt wird. Mit anderen Worten, das System stellt einen sanften Übergang hin und zurück zwischen der PID-Regelung und der adaptiven Regelung sicher. Da sich die Stellgröße somit nicht plötzlich ändert, wird die Regelgröße nicht instabil.Furthermore, when switching from STR control to PID control, the I term of KLAF is calculated using the feedback correction coefficient obtained from the STR controller, while when continuing STR control after PID control, a time point at which the actual value KACT is equal to or close to 1 is selected and the initial value of the feedback correction coefficient is set to be almost equal to the PID correction coefficient from the PID control law based on the adaptive control law (STR controller). In other words, the system ensures a smooth transition back and forth between PID control and adaptive control. Since the manipulated variable does not change suddenly, changes, the controlled variable does not become unstable.

Da außerdem der Rückkopplungskorrekturkoeffizient auf der Grundlage des PID-Regelgesetzes während des Motorleerlaufs ermittelt wird, tritt kein Konflikt zwischen der Kraftstoffdosierungs-Regelung und der Einlaßluftmengenregelung, die während des Motorleerlaufs ausgeführt wird, auf.In addition, since the feedback correction coefficient is determined based on the PID control law during engine idling, no conflict occurs between the fuel metering control and the intake air quantity control which is carried out during engine idling.

Im folgenden wird die Kraftstoffhaftungskorrektur der Ausgangs- Kraftstoffeinspritzmenge Tout erläutert. Die Kraftstoffhaftungskorrektur wird für jeden Zylinderwert durchgeführt, wie vorher erwähnt worden ist, wobei die Werte für die einzelnen Zylinder identifiziert werden, indem eine Zylindernummer n (n = 1, 2, 3, 4) zugewiesen wird.The following explains the fuel adhesion correction of the initial fuel injection amount Tout. The fuel adhesion correction is performed for each cylinder value as mentioned previously, with the values for each cylinder being identified by assigning a cylinder number n (n = 1, 2, 3, 4).

In der dargestellten Konfiguration wird vor der Kraftstoffhaftungsanlage ein Kraftstoffhaftungs-Korrekturkompensator in Serie eingefügt, der eine Übertragungsfunktion invers zu derjenigen der Anlage aufweist. Die Kraftstoffhaftungs-Korrekturparameter werden aus Kennfeld-Daten wiedergewonnen, die im voraus entsprechend den Motorbetriebszuständen, wie z. B. der Kühlmitteltemperatur Tw, der Motordrehzahl Ne, dem Krümmerdruck Pb und dergleichen, vorbereitet werden.In the illustrated configuration, a fuel adhesion correction compensator having a transfer function inverse to that of the system is inserted in series before the fuel adhesion system. The fuel adhesion correction parameters are retrieved from map data prepared in advance in accordance with engine operating conditions such as the coolant temperature Tw, the engine speed Ne, the manifold pressure Pb, and the like.

Wenn die wiedergewonnenen Parameter und die aktuellen Parameter des Motors identisch sind, wird das Produkt aus den Übertragungsfunktionen der Anlage und des Kompensators gleich 1,0, was bedeutet, daß die Soll- Kraftstoffeinspritzmenge gleich der wirklichen Zylinderkraftstoffeinlaßmenge ist, und daß die Korrektur perfekt ist.When the recovered parameters and the actual parameters of the engine are identical, the product of the transfer functions of the system and the compensator becomes equal to 1.0, which means that the target fuel injection quantity is equal to the actual cylinder fuel intake quantity and the correction is perfect.

Auf der Grundlage des Vorangehenden wird die Kraftstoffhaftungskorrektur der Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge Tout in S720 des Flußdiagramms der Fig. 49 mit Bezug auf ein in Fig. 54 gezeigtes Unterroutinen-Flußdiagramm erläutert. Das in Fig. 54 gezeigte Programm wird bei einer Kurbelwinkelposition synchronisiert bei jedem TDC aktiviert und wiederholt durchlaufen, bis die Werte Tout(n) für alle Zylinder ermittelt worden sind. Der Zusatz (k - 1) bezeichnet einen Wert, der beim letzten Regelzyklus (letzte Programmschleife) berechnet worden ist. Der im aktuellen Regelzyklus (aktuelle Programmschleife) berechnete Wert ist nicht mit dem Zusatz (k) versehen.Based on the foregoing, the fuel adhesion correction of the initial fuel injection amount Tout in S720 of the flow chart of Fig. 49 will be explained with reference to a subroutine flow chart shown in Fig. 54. The program shown in Fig. 54 is activated at a crank angle position synchronized at every TDC and is repeatedly executed until the values Tout(n) for all cylinders are determined. The suffix (k - 1) indicates a value calculated in the last control cycle (last program loop). The value calculated in the current control cycle (current program loop) is not provided with the suffix (k).

Das Programm beginnt bei S1000, wo die verschiedenen Parameter eingelesen werden, und rückt zu S1002 vor, wo ein Direktverhältnis A und ein Austragsverhältnis B ermittelt werden. Dies wird durchgeführt, indem aus abgebildeten Daten (deren Eigenschaften in Fig. 55 gezeigt sind) unter Verwendung der erfaßten Motordrehzahl Ne und des Krümmerdrucks Pb als Adreßdaten wiedergewonnen wird. Es ist zu beachten, daß die abgebildeten Daten separat für die HiV/T- und dis LoV/T-Charakteristiken der variablen Ventilsteuercharakteristiken eingerichtet sind, wobei die Wiedergewinnung ausgeführt wird, indem aktuell die abgebildeten Daten ausgewählt werden, die den Ventilsteuercharakteristiken entsprechen. Gleichzeitig wird eine Tabelle (deren Eigenschaften in Fig. 56 gezeigt sind) unter Verwendung der erfaßten Kühlmitteltemperatur als Adreßdaten durchsucht, um einen Korrekturkoeffizienten KATW und KBTW wiederzugewinnen.The program starts at S1000 where the various parameters are read in and advances to S1002 where a direct ratio A and a discharge ratio B are determined. This is done by retrieving from mapped data (the characteristics of which are shown in Fig. 55) using the detected engine speed Ne and the manifold pressure Pb as address data. Note that the mapped data is set up separately for the HiV/T and dis LoV/T characteristics of the variable valve timing characteristics, and retrieval is carried out by actually selecting the mapped data corresponding to the valve timing characteristics. At the same time, a table (the characteristics of which are shown in Fig. 56) is searched using the detected coolant temperature as address data to retrieve a correction coefficient KATW and KBTW.

Die Verhältnisses A, B werden mit den Koeffizienten KATW und KBTW multipliziert und korrigiert. In ähnlicher Weise werden die anderen Korrekturkoeffizienten KA, KB in Reaktion auf die Anwesenheit/Abwesenheit der EGR- und Behälterspüloperation und auf das Soll-Luft/Kraft-Verhältnis KCMD ermittelt, obwohl die Ermittlung in der Figur nicht gezeigt ist. Genauer, wenn die korrigierten Verhältnisse als Ae, Be bezeichnet werden, werden sie wie folgt korrigiert:The ratios A, B are multiplied by the coefficients KATW and KBTW and corrected. Similarly, the other correction coefficients KA, KB are determined in response to the presence/absence of the EGR and canister purge operation and to the target air/power ratio KCMD, although the determination is not shown in the figure. More specifically, if the corrected ratios are referred to as Ae, Be, they are corrected as follows:

Ae = A · KATW · KAAe = A · KATW · KA

Be = B · KBTW · KBBe = B · KBTW · KB

Das Programm rückt anschließend zu S1004 vor, wo ermittelt wird, ob die Zufuhr abgeschaltet ist, wobei dann, wenn das Ergebnis negativ ist, zu 51006 vorgerückt wird, wo die Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge Tout in der Weise korrigiert wird, wie gezeigt worden ist, um die Ausgangs- Kraftstoffeinspritzmenge für die einzelnen Zylinder Tout(n)-F zu ermitteln. Wenn das Ergebnis in S1104 positiv ist, rückt das Programm zu S1008 vor, wo der Wert Tout(n)-F gleich 0 gemacht wird. Hierbei bezeichnet der dargestellte Wert TWP(n) die an der Wand der Einlaßleitung 12 haftende Kraftstoffmenge.The program then proceeds to S1004 where it is determined whether the supply is cut off, and if the result is negative, it proceeds to S1006 where the initial fuel injection amount Tout is corrected in the manner shown to determine the initial fuel injection amount for the individual cylinders Tout(n)-F. If the result in S1104 is positive, the program proceeds to S1008 where the value Tout(n)-F is made equal to 0. Here, the displayed value TWP(n) indicates the amount of fuel adhering to the wall of the intake pipe 12.

Fig. 57 ist ein Unterroutinen-Flußdiagramm für die Ermittlung oder Berechnung des Wertes TWP(n). Das gezeigte Programm wird an einer vorgegebenen Kurbelwinkelposition aktiviert.Fig. 57 is a subroutine flow chart for determining or calculating the value TWP(n). The program shown is activated at a predetermined crank angle position.

Das Programm beginnt bei S1100, wo ermittelt wird, ob die aktuelle Programmschleife innerhalb einer Periode liegt, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem die Tout-Berechnung beginnt, und zu einem Zeitpunkt endet, zu dem die Kraftstoffeinspritzung an irgendeinem Zylinder endet. Die Periode wird im folgenden als "Kraftstoffdosierungs-Regelperiode" bezeichnet. Wenn das Ergebnis positiv ist, rückt das Programm zum S1102 vor, wo das Bit eines ersten Merkers FCTWP(n), der das Ende der TWP(n)-Berechnung für den Zylinder n angibt, auf 0 gesetzt wird, um die Berechnung zu erlauben, woraufhin das Programm sofort endet.The program starts at S1100, where it is determined whether the current program loop is within a period that begins at a time when the Tout calculation starts and ends at a time when the fuel injection to any cylinder ends. The period is hereinafter referred to as a "fuel metering control period". If the result is positive, the program advances to S1102, where the bit of a first flag FCTWP(n) indicating the end of the TWP(n) calculation for the cylinder n is set to 0 to allow the calculation, whereupon the program immediately ends.

Wenn das Ergebnis in S 1101 negativ ist, rückt das Programm zu S1104 vor, wo bestätigt wird, ob das Bit des Merkers FCTWP (n) gleich 1 ist, wobei dann, wenn dies bestätigt wird, da dies bedeutet, daß der Wert TWP(n) für den betreffenden Zylinder fertiggestellt ist, das Programm zu S1106 vorrückt. Wenn andererseits das Ergebnis negativ ist, gibt das Programm zu S1108 über, wo ermittelt wird, ob die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet ist. Wenn die Antwort in S1108 gleich Nein ist, geht das Programm zu S1110 über, wo der Wert TWP(n) in der dargestellten Weise berechnet wird.If the result in S1101 is negative, the program proceeds to S1104, where it is confirmed whether the bit of the flag FCTWP(n) is equal to 1, and if so, since this means that the value of TWP(n) for the cylinder in question is completed, the program proceeds to S1106. If, on the other hand, the result is negative, the program proceeds to S1108, where it is determined whether the fuel supply is shut off. If the response in S1108 is no, the program proceeds to S1110, where the value of TWP(n) is calculated in the manner shown.

Hierbei ist der Wert TWP(k - 1) ein Wert, der im letzten Regelzyklus berechnet worden ist. Der erste Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung bezeichnet die Kraftstoffmenge, die an der Wand bei der letzten Einspritzung haften geblieben ist und immer noch dort verbleibt, ohne ausgetragen zu werden, wobei dessen zweiter Ausdruck die Kraftstoffmenge bezeichnet, die bei der aktuellen Einspritzung an der Wand anhaftet.Here, the value TWP(k - 1) is a value calculated in the last control cycle. The first term on the right side of the equation denotes the amount of fuel that adhered to the wall at the last injection and still remains there without being discharged, and its second term denotes the amount of fuel that adheres to the wall at the current injection.

Das Programm rückt anschließend zu S1112 vor, wo das Bit eines Merkers TTWPR(n) (der anzeigt, daß die Kraftstoffanhaftungsmenge gleich 0 ist) auf 0 gesetzt wird, und zu S1106, wo das Bit des ersten Merkers FCTWP(n) auf 1 gesetzt wird, woraufhin das Programm endet.The program then advances to S1112 where the bit of a flag TTWPR(n) (indicating that the fuel adhesion amount is 0) is set to 0, and to S1106 where the bit of the first flag FCTWP(n) is set to 1, whereupon the program ends.

Wenn S1108 feststellt, daß die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet ist, geht das Programm zu S1114 über, wo ermittelt wird, ob das Bit des zweiten Merkers FTWPR(n) (der anzeigt, daß die verbleibende Kraftstoffhaftungsmenge gleich 0 ist) gleich 1 ist, wobei bei einer Bestätigung zu S1106 vorgerückt wird, da TWP(n) = 0 gilt. Wenn das Ergebnis bei S1114 negativ ist, geht das Programm zu S1116 über, wo der Wert TWP(n) entsprechend der gezeigten Gleichung berechnet wird. Die Gleichung entspricht derjenigen, die bei S1110 gezeigt ist, mit Ausnahme der Tatsache, daß der rechte zweite Ausdruck gelöscht ist. Dies liegt daran, daß die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet ist und keine Kraftstoffanhaftung auftritt.If S1108 determines that the fuel supply is cut off, the program proceeds to S1114 where it is determined whether the bit of the second flag FTWPR(n) (indicating that the remaining fuel adhesion amount is 0) is 1, and if so, it proceeds to S1106 since TWP(n) = 0. If the result at S1114 is negative, the program proceeds to S1116 where the value TWP(n) is calculated according to the equation shown. The equation is the same as that shown at S1110 except that the right second term is deleted. This is because the fuel supply is cut off and no fuel adhesion occurs.

Das Programm rückt anschließend zu S1118 vor, wo ermittelt wird, ob der Wert TWP(n) größer ist als ein vorgegebener kleiner Wert TWPLG, und anschließend zu S1112, falls dies bestätigt wird. Falls dies nicht bestätigt wird, geht das Programm, da dies bedeutet, daß die verbleibende Kraftstoffhaftungsmenge klein genug ist, um ignoriert zu werden, zu S1120 über, wo der Wert auf 0 gesetzt wird, und zu S1122, wo das Bit des zweiten Merkers auf 1 gesetzt wird, und anschließend zu 31106.The program then proceeds to S1118 where it is determined whether the value TWP(n) is greater than a predetermined small value TWPLG, and then to S1112 if this is affirmative. If this is not affirmative, since this means that the remaining fuel adhesion amount is small enough to be ignored, the program proceeds to S1120 where the value is set to 0 and to S1122 where the bit of the second flag is set to 1 and then to 31106.

Mit der Anordnung wird es möglich, die Kraftstoffmenge, die an der Einlaßkrümmerwand für die einzelnen Zylinder anhaftet (den Wert TWP(n)) genau zu ermitteln, wobei es unter Verwendung des Wertes bei der Ermittlung der Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge Tout in der in Fig. 54 gezeigten Konfiguration möglich wird, den einzelnen Zylinderbrennkammern die optimale Kraftstoffmenge unter Berücksichtigung der Kraftstoffmenge, die an der Einlaßkrümmerwand verbleibt, und derjenigen, die hiervon entnommen wird, zuzuführen. Es ist zu beachten, daß die vorangehende Haftungskorrektur einschließlich der Berechnung der Verhältnisse A, B ausgeführt wird, wenn der Motor startet. Ferner sollte die vorangehende Beschreibung angewendet werden, unabhängig davon, ob die Kraftstoffeinspritzung für die einzelnen Zylinder gleichzeitig durchgeführt wird oder in der Zündreihenfolge sequentiell durchgeführt wird.With the arrangement, it becomes possible to accurately determine the amount of fuel adhering to the intake manifold wall for each cylinder (the value TWP(n)), and using the value in determining the initial fuel injection amount Tout in the configuration shown in Fig. 54, it becomes possible to supply the optimum amount of fuel to each cylinder combustion chamber taking into account the amount of fuel remaining on the intake manifold wall and that taken out therefrom. Note that the foregoing adhesion correction including the calculation of the ratios A, B is carried out when the engine starts. Furthermore, the foregoing description should be applied regardless of whether the fuel injection for each cylinder is carried out simultaneously or is carried out sequentially in the firing order.

Im Vorangehenden ist zu beachten, daß es in der in Fig. 8 gezeigten Konfiguration alternativ möglich ist, einen dritten Katalysator 94 vorzusehen, wie in einem mit einer gestrichelten Linie dargestellten Block 400 gezeigt ist. Der dritte Katalysator 94 ist vorzugsweise ein sogenannter "Anzünde"- Katalysator, der die Aktivierung der Katalysatoren in einer kürzeren Periode stimuliert, wie z. B. ein Katalysator, der ein sogenannter "elektrisch beheizter Katalysator" mit einer Heizvorrichtung zum Fördern der Aktivierung ist. In diesem Sinne sollte das Volumen des dritten Katalysators ausreichend kleiner sein als die stromabseitig hiervon installierten Katalysatoren.In the foregoing, it should be noted that in the configuration shown in Fig. 8, it is alternatively possible to provide a third catalyst 94, as shown in a block 400 shown with a dashed line. The The third catalyst 94 is preferably a so-called "lighting" catalyst which stimulates the activation of the catalysts in a shorter period, such as a catalyst which is a so-called "electrically heated catalyst" with a heater to promote the activation. In this sense, the volume of the third catalyst should be sufficiently smaller than the catalysts installed downstream thereof.

Der dritte Katalysator 94 kann ähnlich den anderen ein 3-Wege-Katalysator sein. Der dritte Katalysator 94 kann bei Bedarf vorgesehen sein. Wenn jedoch der Motor ein V-Typ-Motor ist und das Kraftstoffdosierungs- Regelsystem gemäß der Erfindung gebildet wird (für jede Bank des V-Typ- Motors), ist das Vorsehen des dritten Katalysators 94 wirksam, da das Volumen oder die Menge an Abgas an jeder Bank relativ klein ist. Das Vorsehen des dritten Katalysators würde die Totzeit im System beeinflussen, wobei als Ergebnis die Regelgröße und dergleichen verschieden wird.The third catalyst 94 may be a 3-way catalyst similar to the others. The third catalyst 94 may be provided if necessary. However, when the engine is a V-type engine and the fuel metering control system is formed according to the invention (for each bank of the V-type engine), the provision of the third catalyst 94 is effective because the volume or amount of exhaust gas at each bank is relatively small. The provision of the third catalyst would affect the dead time in the system, as a result of which the control amount and the like become different.

Im Vorangehenden ist zu beachten, daß die in Fig. 8 gezeigte Konfiguration alternativ möglich ist, um ein Filter 96 vor dem Beobachter vorzusehen, wie durch gestrichelte Linien gezeigt ist. Die Erfassungsantwortverzögerung des LAF-Sensors wird durch die Beobachterberechnung wie oben erwähnt angepaßt, wobei die Verzögerung alternativ in Hardware-Weise angepaßt werden kann, indem ein solches Filter 96 vorgesehen wird, wie es zum Kompensieren der Verzögerung erster Ordnung möglich ist.In the foregoing, it should be noted that the configuration shown in Fig. 8 alternatively allows for providing a filter 96 in front of the observer, as shown by dashed lines. The detection response delay of the LAF sensor is adjusted by the observer calculation as mentioned above, where the delay can alternatively be adjusted in hardware fashion by providing such a filter 96 as is possible to compensate for the first order delay.

Ferner ist zu beachten, daß in der im Blockschaltbild der Fig. 8 offenbarten Konfiguration nicht alle Elemente notwendig sind. Vielmehr können eines oder einige der Elemente weggelassen werden.It should also be noted that in the configuration disclosed in the block diagram of Fig. 8, not all elements are necessary. Rather, one or some of the elements may be omitted.

Fig. 58 ist ein Blockschaltbild ähnlich der Fig. 8, zeigt jedoch die Konfiguration des Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.Fig. 58 is a block diagram similar to Fig. 8, but showing the configuration of the system according to a second embodiment of the invention.

In der zweiten Ausführungsform ist ein zweiter O&sub2;-Sensor 98 stromabseitig des zweiten Katalysators 30 installiert. Die Ausgänge des zweiten O&sub2;-Sensor 98 werden verwendet, um das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD zu korrigieren, wie gezeigt ist. Das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD kann somit optimaler ermittelt werden, was die Regelungsleistung verbessert. Da das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das schließlich in die Luft abgegeben wird, erfaßt wird, wird die Emissionseffizienz verbessert. Die Konfiguration ermöglicht ferner, zu überwachen, ob sich die stromaufseitig des O&sub2;- Sensors 98 positionierten Katalysatoren verschlechtern.In the second embodiment, a second O₂ sensor 98 is installed downstream of the second catalyst 30. The outputs of the second O₂ sensor 98 are used to correct the target air-fuel ratio KCMD as shown. The target air-fuel ratio KCMD can thus be determined more optimally, which improves the control performance. Since By detecting the air/fuel ratio of the exhaust gas that is ultimately released into the air, the emission efficiency is improved. The configuration also makes it possible to monitor whether the catalysts positioned upstream of the O₂ sensor 98 are deteriorating.

Der zweite O&sub2;-Sensor 98 kann als Ersatz für den ersten O&sub2;-Sensor 56 verwendet werden. Der zweite Katalysator 30 kann die gleiche Konfiguration aufweisen, wie in Fig. 5 offenbart ist, wobei der zweite O&sub2;-Sensor an einer Position zwischen den Katalysatorbetten angeordnet sein kann.The second O2 sensor 98 may be used as a replacement for the first O2 sensor 56. The second catalyst 30 may have the same configuration as disclosed in Figure 5, wherein the second O2 sensor may be located at a position between the catalyst beds.

Dem zweiten O&sub2;-Sensor 98 folgt ein Tiefpaßfilter 500 mit einer Eckfrequenz von 1.000 Hz. Da das Filter 500 und das Filter 60 keine linearen Kennlinien aufweisen, können sie dem Typ entsprechen, der Linearisierer genannt wird und der den Mangel kompensieren kann.The second O₂ sensor 98 is followed by a low-pass filter 500 with a corner frequency of 1,000 Hz. Since the filter 500 and the filter 60 do not have linear characteristics, they may be of the type called a linearizer which can compensate for the deficiency.

Außerdem ist in der zweiten Ausführungsform das Filter 58 (in der Figur der ersten Ausführungsform gezeigt) nicht mehr zwischen dem Beobachtereingang und dem LAF-Sensor 54 vorgesehen. Dies liegt daran, wie vorher erwähnt worden ist, daß der Beobachter nicht so funktioniert, daß er das Ist- Luft/Kraftstoff-Verhältnis gegen das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis konvergieren läßt. Vielmehr ist das System so konfiguriert, daß auf der Grundlage der vom Beobachter geschätzten Luft/Kraftstoff-Verhältnisse die Streuung zwischen den einzelnen Zylinder-Luft/Kraftstoff-Verhältnissen erhalten wird. Selbst wenn dementsprechend die LAF-Sensorantwort (Zeit) nicht stabil ist, wird die Schätzung nicht stark beeinflußt. Vielmehr wird die Beobachterschätzgenauigkeit mit abnehmender Antwortzeit besser, d. h. mit einer schnelleren Antwort des LAF-Sensors, was zu einer verbesserten PID- Reglerleistung führt. Wenn der Erfassungsantwort Priorität eingeräumt wird, wird somit das Filter 58 entfernt. Hierdurch wird es möglich, die LAF- Sensorantwortzeit am kleinsten zu machen.Furthermore, in the second embodiment, the filter 58 (shown in the figure of the first embodiment) is no longer provided between the observer input and the LAF sensor 54. This is because, as previously mentioned, the observer does not function to converge the actual air/fuel ratio to the target air/fuel ratio. Rather, the system is configured to obtain the dispersion between the individual cylinder air/fuel ratios based on the air/fuel ratios estimated by the observer. Accordingly, even if the LAF sensor response (time) is not stable, the estimation is not greatly affected. Rather, the observer estimation accuracy improves with decreasing response time, i.e., with a faster response of the LAF sensor, resulting in improved PID controller performance. Thus, when priority is given to the detection response, the filter 58 is removed. This makes it possible to make the LAF sensor response time as short as possible.

In der zweiten Ausführungsform ist jedoch zu beachten, daß die Filter 92, 93 weiterhin vor den Eingängen des adaptiven Reglers und des PID-Reglers belassen werden. Wenn die gleiche Art von Stellgrößen (eine Stellgröße in der Offenbarung, d. h. die Kraftstoffeinspritzmenge) mittels mehrerer Regler unter Verwendung eines einzigen Sensorausgangs ermittelt werden, können dann, wenn die Antwort (Zeit) des Sensors gleichmäßig gesetzt war, Störungen zwischen den Reglern auftreten, was ein Problem hervorruft, wie z. B. die Erzeugung von Regelschwingungen in den Stellgrößen und somit in den Regelgrößen. Da jedoch in den zweiten und ersten Ausführungsformen die LAF-Sensorausgänge über Filter verschiedener Eckfrequenzen in die Regler eingegeben werden, kann diese Konfiguration nicht nur das Rauschen im Sensorausgang beseitigen, sondern auch die Sensorantwort (Zeit), d. h. die Sensorphaseneigenschaften, verschieden machen, und kann folglich Ergebnis eine Störung zwischen den Reglern vermeiden.In the second embodiment, however, it should be noted that the filters 92, 93 are still left in front of the inputs of the adaptive controller and the PID controller. When the same type of manipulated variables (one manipulated variable in the disclosure, ie the fuel injection quantity) are determined by means of several controllers using a single sensor output, then, if the response (time) of the sensor was set uniformly, interference between the controllers would occur, causing a problem such as generation of control oscillations in the manipulated variables and thus in the controlled variables. However, in the second and first embodiments, since the LAF sensor outputs are input to the controllers through filters of different corner frequencies, this configuration can not only eliminate the noise in the sensor output but also make the sensor response (time), that is, the sensor phase characteristics, different, and can consequently avoid interference between the controllers.

Allgemein ausgedrückt ist es in einen Mehrfachrückkopplungs-Regelsystem mit mehreren Reglern, die parallel angeordnet sind, wie z. B. demjenigen, das in der Figur offenbart ist, dann, wenn die Regler, deren Regelobjekte gleich sind, deren Regelgesetze jedoch von einander verschieden sind, einen einzelnen Sensorausgang zum Berechnen einer gleichen Art von Stellgrößen verwenden, möglich, die Sensorantwort (Zeit) zu variieren, d. h. die Sensorphaseneigenschaften, indem wenigstens ein Filter vor wenigstens einem der Regler installiert wird. Mit der Anordnung wird es möglich, eine Störung zwischen den Reglern zu vermeiden, und die Reglerstabilität zu verbessern, während die gewünschte Regelungsgenauigkeit erzielt wird.Generally speaking, in a multiple feedback control system with several controllers arranged in parallel, such as the one disclosed in the figure, when the controllers, whose control objects are the same but whose control laws are different from each other, use a single sensor output for calculating a same type of manipulated variables, it is possible to vary the sensor response (time), i.e. the sensor phase characteristics, by installing at least one filter in front of at least one of the controllers. With the arrangement, it becomes possible to avoid interference between the controllers and to improve the controller stability while achieving the desired control accuracy.

Dies ist nicht nur für das Mehrfachreglersystem wirksam, wie offenbart ist, sondern auch für ein herkömmliches System, in welchem zwischen Reglern umgeschaltet wird.This is effective not only for the multiple controller system as disclosed, but also for a conventional system in which controllers are switched.

Obwohl außerdem der LAF-Sensorausgang-Abtastungsblock Sel-V in der zweiten Ausführungsform nur für den Beobachter belassen wird, ähnlich der ersten Ausführungsform, wird der Block vor den STR- und PID-Reglern entfernt. Da die Filter 92 und 93 für die Regler vorgesehen sind, ist es möglich, die gewünschte Regelungsstabilität zu erreichen, indem die Eckfrequenz dieser Filter geeignet gesetzt wird. Aus diesem Grund ist der Abtastungsblock in den Eingängen der Regler weggelassen.In addition, although the LAF sensor output sampling block Sel-V is left only for the observer in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the block is removed before the STR and PID controllers. Since the filters 92 and 93 are provided for the controllers, it is possible to achieve the desired control stability by setting the corner frequency of these filters appropriately. For this reason, the sampling block is omitted from the inputs of the controllers.

Ferner ist in der zweiten Ausführungsform zu beachten, daß der dritte Katalysator 94 installiert sein kann, wie in der ersten Ausführungsform.Further, in the second embodiment, it is noted that the third catalyst 94 may be installed as in the first embodiment.

Ferner ist in der zweiten und in der ersten Ausführungsform zu beachten, daß die Filter unter Verwendung einer Software-Technik oder einer Hardware-Technik ausgebildet sein können.Furthermore, in the second and first embodiments, it should be noted that the filters may be formed using a software technique or a hardware technique.

Während die Drosselklappe in den vorangehenden Ausführungsformen durch einen Schrittmotor betätigt worden ist, kann sie statt dessen mechanisch mit dem Gaspedal verbunden sein und direkt in Reaktion auf das Niederdrücken eines Gaspedals betätigt werden.While in the previous embodiments the throttle valve has been actuated by a stepper motor, it may instead be mechanically connected to the accelerator pedal and actuated directly in response to depression of an accelerator pedal.

Obwohl im EGR-Mechanismus ein EGR-Steuerventil eines motorbetriebenen Typs verwendet wird, ist es alternativ möglich, ein Ventil mit einem Membran zu verwenden, die durch den Unterdruck in der Einlaßleitung betätigbar ist.Although a motor-driven type EGR control valve is used in the EGR mechanism, it is alternatively possible to use a valve with a diaphragm that is actuated by the negative pressure in the intake pipe.

Der zweite Katalysator 30 kann weggelassen werden, obwohl dies von der Leistungsfähigkeit des ersten Katalysators abhängt.The second catalyst 30 may be omitted, although this depends on the performance of the first catalyst.

Obwohl ein Tiefpaßfilter verwendet wird, ist es alternativ möglich, äquivalent hierzu ein Bandpaßfilter zu verwenden.Although a low-pass filter is used, it is alternatively possible to use an equivalent band-pass filter.

Obwohl die vorangehenden Ausführungsformen, wie sie beschrieben worden sind, den Ausgang eines einzelnen Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors verwenden, der am Abgassystem-Zusammenflußpunkt installiert ist, ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt, wobei es statt dessen möglich ist, die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Regelung auf der Grundlage von Luft/Kraftstoff-Verhältnissen durchzuführen, die von Luft/Kraftstoff- Verhältnissensoren erfaßt werden, die für die einzelnen Zylinder installiert sind.Although the foregoing embodiments as described use the output of a single air/fuel ratio sensor installed at the exhaust system confluence point, the invention is not limited to this arrangement, and instead it is possible to perform the air/fuel ratio control based on air/fuel ratios detected by air/fuel ratio sensors installed for the individual cylinders.

Obwohl das Luft/Kraftstoff-Verhältnis tatsächlich als ein Äquivalenzverhältnis ausgedrückt ist, können das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und das Äquivalenzverhältnis statt dessen separat ermittelt werden.Although the air/fuel ratio is actually expressed as an equivalence ratio, the air/fuel ratio and the equivalence ratio may instead be determined separately.

Obwohl die Rückkopplungskorrekturkoeffizienten RSTR, #nKLAF und KLAF in den vorangehenden Ausführungsformen als Multiplikationskoeffizienten (Ausdrücke) berechnet wurden, können sie statt dessen als Additionsausdrücke berechnet werden.Although the feedback correction coefficients RSTR, #nKLAF and KLAF were calculated as multiplication coefficients (expressions) in the foregoing embodiments, they may be calculated as addition expressions instead.

Obwohl die vorangehenden Ausführungsformen mit Bezug auf Beispiele beschrieben worden sind, die STRs verwenden, können statt dessen MRACS (Modellreferenz-Adaptivregelsysteme) verwendet werden.Although the foregoing embodiments have been described with reference to examples that use STRs, MRACS (Model Reference Adaptive Control Systems) may be used instead.

Claims (8)

1. System zum Regeln der Kraftstoffdosierung für einen Verbrennungsmotor (10) mit mehreren Zylindern, das enthält:1. A system for controlling the fuel metering for a combustion engine (10) with multiple cylinders, comprising: einen Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor (54), der am Abgassystem (26) des Motors (10) installiert ist, um ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis (KACT) des Motors (10) zu erfassen;an air/fuel ratio sensor (54) installed on the exhaust system (26) of the engine (10) for detecting an air/fuel ratio (KACT) of the engine (10); ein Motorbetriebszustanderfassungsmittel (40, 44, 34, S10) zum Erfassen der Motorbetriebszustände, die wenigstens die Motordrehzahl (Ne) und die Motorlast (Pb) enthalten;an engine operating state detecting means (40, 44, 34, S10) for detecting the engine operating states including at least the engine speed (Ne) and the engine load (Pb); ein Kraftstoffeinspritzmengen-Ermittlungsmittel (34, S16-S28, S706) zum Ermitteln der Kraftstoffeinspritzmenge (TiM-F; Tcyl) für die einzelnen Zylinder wenigstens auf der Grundlage der erfaßten Motorbetriebszustände;a fuel injection quantity determining means (34, S16-S28, S706) for determining the fuel injection quantity (TiM-F; Tcyl) for the individual cylinders at least on the basis of the detected engine operating conditions; mehrere Regler (PID, PID(STR)) zum Eingeben des Ausgangssignals des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors (54) als Regelgröße und zum Ermitteln der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten (#nKLAF, KFB) zum Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge (TiM-F; Tcyl), die dem Motor als Stellgröße zugeführt wird, so daß die Regelgröße (KACT, Gfuel) auf einen Sollwert (KCMD, Gfuel-str) gebracht wird;a plurality of controllers (PID, PID(STR)) for inputting the output signal of the air/fuel ratio sensor (54) as a controlled variable and for determining the feedback correction coefficients (#nKLAF, KFB) for correcting the fuel injection quantity (TiM-F; Tcyl) supplied to the engine as a manipulated variable so that the controlled variable (KACT, Gfuel) is brought to a setpoint value (KCMD, Gfuel-str); ein Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmengen-Ermittlungsmittel (34, S720) zum Ermitteln der Ausgangs-Kraftstoffeinspritzmenge (Tout) unter Verwendung der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten (#nKLAF; KFB); undan initial fuel injection amount determining means (34, S720) for determining the initial fuel injection amount (Tout) using the feedback correction coefficients (#nKLAF; KFB); and eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in die einzelnen Zylinder des Motors (10) auf der Grundlage der Ausgangs- Kraftstoffeinspritzmenge (Tout);a fuel injection device for injecting fuel into the individual cylinders of the engine (10) based on the initial fuel injection amount (Tout); dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that die mehreren Regler (PID, PID(STR)) die Rückkopplungskorrekturkoeffizienten (#nKLAF; KSTR, KLAF(KFB) auf der Grundlage von Sollwerten bestimmen, die separat ermittelt werden; undthe multiple controllers (PID, PID(STR)) the feedback correction coefficients (#nKLAF; KSTR, KLAF(KFB) based on setpoints which are determined separately; and wenigstens einer der mehreren Regler (PID, PID(STR)) das Ausgangssignal des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors (54) über ein Filter erhält, so daß die Eingabe vom Ausgang des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors (54), die in den wenigstens einen Regler eingegeben wird, sich von der Eingabe vom Ausgang des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors (54) unterscheidet, die in einen anderen der mehreren Regler (PID, PID(STR)) eingegeben wird.at least one of the plurality of controllers (PID, PID(STR)) receives the output signal of the air/fuel ratio sensor (54) via a filter so that the input from the output of the air/fuel ratio sensor (54) input to the at least one controller is different from the input from the output of the air/fuel ratio sensor (54) input to another of the plurality of controllers (PID, PID(STR)). 2. System nach Anspruch 1, bei dem in die mehreren Regler (PID, PID(STR)) der Ausgang des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors (54) über jeweilige Filter eingegeben wird, deren Eigenschaften voneinander verschieden sind.2. A system according to claim 1, wherein the output of the air/fuel ratio sensor (54) is input to the plurality of controllers (PID, PID(STR)) via respective filters whose characteristics are different from each other. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, das ferner enthält:3. The system of claim 1 or 2, further comprising: einzelne Zylinder-Luft/Kraftstoff-Verhältnisschätzmittel (34, S600- S618, S712, S714), umfassend:individual cylinder air/fuel ratio estimation means (34, S600- S618, S712, S714), comprising: ein Modell (34), das das Verhalten des Abgassystems (26) des Motors (10) beschreibt und das Ausgangssignal vom Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor (54) aufnimmt;a model (34) describing the behavior of the exhaust system (26) of the engine (10) and receiving the output signal from the air/fuel ratio sensor (54); ein Beobachtungsmittel (34, S610-S612) zum Beobachten eines internen Zustands des von dem Modell beschriebenen Abgassystems (26); undan observation means (34, S610-S612) for observing an internal state of the exhaust system (26) described by the model; and ein Schätzmittel (34, S614-S618, S712, S714) zum Schätzen der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der einzelnen Zylinder auf der Grundlage einer Ausgabe des Beobachtungsmittels;an estimating means (34, S614-S618, S712, S714) for estimating the air/fuel ratios of the individual cylinders based on an output of the observing means; wobei wenigstens einer der mehreren Regler (PID, PID(STR)) einen der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten (#nKLAF) so ermittelt, daß die geschätzten Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der einzelnen Zylinder auf einen der Sollwerte gebracht werden.wherein at least one of the plurality of controllers (PID, PID(STR)) determines one of the feedback correction coefficients (#nKLAF) such that the estimated air/fuel ratios of the individual cylinders are brought to one of the target values. 4. System nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, bei dem wenigstens einer der Regler (PID, PID(STR)) ein Regler ist, der auf einem Regelgesetz beruht, das in einer Rekursionsformel ausgedrückt ist, und einen der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten gemäß der Rekursionsformel so ermittelt, daß das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (KACT) auf ein Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis (KCMD) gebracht wird.4. System according to any one of the preceding claims 1 to 3, wherein at least one of the controllers (PID, PID(STR)) is a controller based on a control law expressed in a recursion formula and determines one of the feedback correction coefficients according to the recursion formula so that the actual air/fuel ratio (KACT) is adjusted to a target Air/fuel ratio (KCMD). 5. System nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 4, bei dem wenigstens einer der Filter ein Tiefpaßfilter (58) ist.5. System according to any one of the preceding claims 2 to 4, wherein at least one of the filters is a low-pass filter (58). 6. System nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 5, das ferner enthält:6. System according to any one of the preceding claims 2 to 5, further comprising: einzelne Zylinder-Luft/Kraftstoff-Verhältnisschätzmittel (34, S600- S618, S712, S714), umfassend:individual cylinder air/fuel ratio estimation means (34, S600- S618, S712, S714), comprising: ein Modell (34), das das Verhalten des Abgassystems (26) des Motors (10) beschreibt und ein Ausgangssignal des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors (54) über ein erstes Filter (58, 96) aufnimmt;a model (34) describing the behavior of the exhaust system (26) of the engine (10) and receiving an output signal of the air/fuel ratio sensor (54) via a first filter (58, 96); ein Beobachtungsmittel (34, S610-S612) zum Beobachten eines internen Zustands des vom Modell beschriebenen Abgassystems; undan observation means (34, S610-S612) for observing an internal state of the exhaust system described by the model; and ein Schätzmittel (34, S614-S618, S712, S714) zum Schätzen der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der einzelnen Zylinder auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Beobachtungsmittels;an estimating means (34, S614-S618, S712, S714) for estimating the air/fuel ratios of the individual cylinders based on an output signal of the observing means; wobei wenigstens einer der mehreren Regler (PID, PID(STR)) das Ausgangssignal des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors (54) über ein zweites Filter (92) aufnimmt und einen der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten (#nKLAF) so ermittelt, daß die geschätzten Luft/Kraftstoff-Verhältnisse der einzelnen Zylinder auf einen der Sollwerte gebracht werden, und wobei ein anderer der mehreren Regler (PID, PID(STR)) ein Regler ist, der ein Regelgesetz verwendet, das durch eine Rekursionsformel ausgedrückt ist, und der das Ausgangssignal des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors (54) über ein zweites Filter (92) aufnimmt und einen anderen der Rückkopplungskorrekturkoeffizienten (KSTR(KFB)) gemäß der Rekursionsformel so ermittelt, daß das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (KACT) auf ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (KCMD) gebracht wird.wherein at least one of the plurality of controllers (PID, PID(STR)) receives the output signal of the air/fuel ratio sensor (54) via a second filter (92) and determines one of the feedback correction coefficients (#nKLAF) so that the estimated air/fuel ratios of the individual cylinders are brought to one of the target values, and wherein another of the plurality of controllers (PID, PID(STR)) is a controller which uses a control law expressed by a recursion formula and which receives the output signal of the air/fuel ratio sensor (54) via a second filter (92) and determines another of the feedback correction coefficients (KSTR(KFB)) according to the recursion formula so that the actual air/fuel ratio (KACT) is brought to a target air/fuel ratio (KCMD). 7. System nach Anspruch 6, bei dem das erste Filter (58, 96) und das zweite Filter (92) Tiefpaßfilter sind.7. The system of claim 6, wherein the first filter (58, 96) and the second filter (92) are low-pass filters. 8. System nach Anspruch 7, bei dem das zweite Filter (92) eine Eckfrequenz aufweist, die kleiner ist als diejenige des ersten Filters (58, 96).8. The system of claim 7, wherein the second filter (92) has a corner frequency that is lower than that of the first filter (58, 96).
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