JP3834077B2 - 内燃機関の燃料調量制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の燃料調量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
とりわけ非定常態動作の際に内燃機関の空燃比を一定に保持するために、気筒の空気充填に相応する噴射燃料量が、吸気管内面及び吸気弁表面に付着している壁面燃料膜の形成又は減少を考慮した値により補正されなければならない。この形式の壁面燃料膜補償は、例えばドイツ特許出願公開第３９３９５４８号公報から公知である。
【０００３】
しかし、このような方法のパラメータの選択は、内燃機関の老化状態と、使用燃料の種類とに依存する。非定常状態動作の際の壁面燃料膜特性は、吸気弁の炭化の結果として、又はこの方法を校正するために使用された燃料と異なる燃料によりタンクを充填する結果として大幅に変化することがある。その結果、排気ガス放出及び走行特性が劣化する。
【０００４】
従って例えばドイツ特許出願公開第４２４３４４９号公報及びドイツ特許出願公開第４３２３２４４号公報には、非定常状態動作の際の空燃比の変化を基礎に、それぞれの燃料と内燃機関の炭化状態とに壁面燃料膜補償を動作の際に適応する適応方法が開示されている。しかしこれらの方法は、現在通常使用されているネルンストセンサより大幅にコストが大きい線形λセンサの使用を必要とする。
【０００５】
ドイツ特許出願公開第４１１５２１１号公報には、この欠点を除去した異なる方法が開示されている。しかしこの場合、非定常状態プロセスの際にλ制御をスイッチオフする必要があり、これにより排気ガス放出が劣化さることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記の欠点を除去することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、基本噴射量信号を、内燃機関の動作状態と、動作中のλ制御により形成される混合気補正のための信号とを基礎にして形成し、ただし、該信号は所望値からの空燃比の偏差を補正するものであり、過渡補償信号を形成し、過渡補償信号を、噴射燃料量信号を形成するために基本噴射量信号に論理結合し、適応補正信号を、過渡補償信号を求める際に考慮し、適応補正信号をλ制御の動作中に混合気補正信号と基準信号との比較により形成することにより解決される。
【０００８】
本発明は、壁面燃料膜補償パラメータを、λ制御動作と、現在通常使用されている小コストのネルンストセンサの使用とにより適応することを可能にする。このようにして前記欠点が除去される。
【０００９】
現在の内燃機関制御ではいわゆる２位置制御が使用され、この場合、空燃比と制御器の操作量とが、それらの所望値の回りを周期的に振動する。本明細書に記載の適応方法は、これらの制御振動の振幅を観察する。正常値からの振幅の明瞭な偏差が検出された場合、空燃比の重大な障害が、明らかに存在する。同時に、負荷又は回転に変化が発生した場合、壁面燃料膜特性に変化が発生したとの結論が出され、壁面燃料膜補償パラメータのうちの１つ又は複数のパラメータが、適応される。
【００１０】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、内燃機関と、噴射時間を計算する制御装置とを示す。
【００１２】
吸気管１０２の中に流入する空気量ｍｌは、空気量センサ１０６（ホットワイヤまたはホットフィルムセンサ）により検出され、その空気量信号ｍｌは制御装置１２２に供給される。絞り弁１１０の位置ｗｄｋは、センサ１１１により測定される。
【００１３】
空気量センサ１０６の代りに、吸気管ｐｓを検出するセンサ１１２を使用することもできる。
【００１４】
空気・燃料混合気は、内燃機関１００により吸込まれる。燃焼ガスは排気系統１０４の中に流入する。排気系統１０４で残留酸素濃度が、λセンサ１１６により測定される。λセンサ１１６の排気ガス信号電圧ｕｓは、制御装置１２２に供給される。更に、内燃機関ブロック１００には、内燃機関温度ｔｍｏｔ（通常は冷却水の温度）を検出する温度センサ１１９と、クランクシャフト位置及び回転数ｎとを検出するセンサ１１８とが設けられている。
【００１５】
制御装置１２２により計算された燃料量（噴射時間ｔｅ）は、内燃機関に噴射弁１１４を介して供給される。共通配置噴射弁１１４の代りに個別の噴射弁を、各気筒の吸気管の中に取付けることも可能である。更に、制御装置は、点火時間を定め、点火プラグ１２０のための点火コイルを作動する。
【００１６】
燃料タンク通気孔の活性炭フィルタ１２１は、内燃機関が作動している間は新鮮な空気により洗浄され、洗浄によりフィルタから排出された空気・燃料混合気は、導管１２４を介して吸気管の中に導入され、次いで内燃機関の中で燃焼される。その結果、内燃機関に供給される混合気の組成は、乱される。この乱れを計量して、できるだけ補償できるように、スポットバルブ１２３を用いての活性炭フィルタの洗浄は、内燃機関制御装置１２２から制御される。
【００１７】
図２は、噴射時間計算回路のブロック回路図である。
【００１８】
まず初めにブロック２００で、１つの気筒の瞬時の空気装填（負荷）ｔｌが、例えば吸気管圧力ｐｓ及び回転数ｎから計算される。このために使用される方法は、従来技術であり、本明細書では詳細に説明しない。負荷信号ｔｌの数値は、理論空燃比を調整するために必要な噴射時間に相応する場合好適である。
【００１９】
ブロック２０１で、とりわけλ制御のために重要な動作状態”全負荷”Ｂ＿ｖｌ及び”エンジンブレーキ動作時における燃料の遮断”Ｂ＿ｓａは、絞り弁の開度ｗｄｋ及び回転数から求められる。このための簡単な方法が、図４に詳細に示されている。
【００２０】
ブロック２０２は、λ制御を示す。λ制御の役割は、補正係数ｆｒを求めてこの補正係数ｆｒを乗算点２０４で負荷ｔｌと乗算することにより、（例えば誤差のある吸気管圧力信号に起因する）負荷計算における誤差を補償することにあり、又は、（例えば噴射弁１１４の製造公差に起因するばらつき）燃料調量における誤差を補償することにあり、ひいては、定常状態動作の際に空燃比が一定であることを保証することにある。λ制御は、内燃機関温度ｔｍｏｔを越え暖機運転の際にスイッチオフされる。回転数ｎ及び負荷ｔｌは、λ制御の制御パラメータを動作点の関数として選択するために必要である。全負荷又はエンジンブレーキの動作時の燃料供給の遮断は、λ制御のスイッチオフを招く。制御係数ｆｒの計算法は、図９〜図１１に詳細に示されている。
【００２１】
負荷ｔｌは、乗算点で制御係数ｆｒと乗算される。その結果、負荷検出動作又は噴射動作において定常状態誤差が存在する場合にはそれが補正される。
【００２２】
ブロック２０３では壁面燃料膜の形成が、負荷ｔｌ及び内燃機関温度ｔｍｏｔから推定される。この実施例では補正信号ｔｅｕｋｌ及びｔｅｕｋｋが計算される。この場合、信号ｔｅｕｋｋは、負荷の変化中及びその直後に直接に作用し、信号ｔｅｕｋｌは、負荷変化後の大幅に長い時間間隔にわたり噴射時間を制御する。しかし、ただ１つの補正変数又は複数の補正変数を有し、それぞれの変数が、負荷変化の間又はその後にある所定の時間領域内でアクティブであるとうい変形も可能である。壁面燃料膜補償の詳細な説明は、図５及び図６に記載のフローチャートに示されている。
【００２３】
ブロック２０６の適応動作では、制御係数ｆｒ及びλセンサ電圧ｕｓ又は負荷信号ｔｌの経過に基づいて、新状態に比して壁面燃料膜特性の変化が存在するかどうか、適切な補正信号ｆｕｋａが求められているかどうかが調べられる。補正係数ｆｕｋａは、内燃機関温度にも依存することもある、何故ならば、異なる種類の燃料を使用すると、沸点曲線の経過が異なるので、冷たい内燃機関の場合には、温かい内燃機関の場合に比して壁面燃料膜補償の補正が大幅に異なることがあるからである。図１４〜図２４では適応動作のための複数の変形が、詳細に示されている。
【００２４】
壁面燃料膜補償の出力変数ｔｅｕｋｋ及びｔｅｕｋｌは、論理結合点２０５で加算され、点２０７で、ブロック２０６での適応動作から計算された補正係数ｆｕｋａにより重み付けされる。その結果のｔｅ補正信号ｔｅｕｋｇは、加算点２０８で定常状態噴射時間に加算される。噴射弁１１４の出力段階は、ブロック２０９で、このようにして求められた全体の噴射時間ｔｅにより制御される。
【００２５】
加算補正（加算点２０８）に代りに噴射の乗算補正が、非定常状態動作の際に行われる方法も知られている。壁面燃料膜補償のための前述の適応方法は、この場合にも適用できる。
【００２６】
図３は、図２に関連して説明した噴射時間の計算の１つの変形を示す。ブロック又は論理結合点２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０８及び２０９は、それらの機能の面で、図２と同一の参照番号により示されているブロックに相応する。しかし、図２の場合と異なり、ブロック２０６でも適応動作は、複数の補正係数を求め、それぞれの補正係数は、壁面燃料膜補償装置２０３の出力変数に相応する。この場合、壁面燃料膜補償の短時間にわたり作用する出力信号ｔｅｕｋｋのための係数ｆｕｋａｋと、長時間にわたり作用する出力信号ｔｅｕｋｌのための係数ｆｕｋａｌとが形成される。これらの係数ｔｅｕｋｋ及びｆｕｋａｌは、それぞれの出力変数と乗算され（論理結合点２１０及び２１１）、壁面燃料膜補償の個々の出力変数は、論理結合点２０５で結合され、これにより非定常状態動作のための全体の補正信号が形成される。
【００２７】
図４には、”全負荷”動作状態及び”エンジンブレーキの動作時の燃料供給遮断”動作状態を求める簡単な方法が示されている。図示のプログラムは、固定タイムフレーム（通常は１０ｍｓ）のの中で繰返し実行される。初めに回転数ｎ及び絞り弁の値ｗｄｋが、相応するするセンサ信号１１１及び１１８から求められる（ステップ３０１及び３０２）。
【００２８】
ステップ３０３で、絞り弁の開度と閾値ＷＤＫＶＬとの比較により、絞り弁が全開されているかどうかが調べられる。イエスである場合、全負荷作動を識別するフラグＢ＿ｖｌが、ステップ３０４でセットされる。絞り弁が部分的にしか開放されていない場合、全負荷フラグＢ＿ｖｌは、ステップ３０５で消去される。
【００２９】
ステップ３０６では、絞り弁が閉成されているかどうか、すなわち、絞り弁の開度が、絞り弁のアイドリング位置ＷＤＫＬＬより小さいか又は等しいかどうかが調べられる。絞り弁が閉成されている場合、ステップ３０７で、内燃機関が高い回転数で作動されているかどうかが調べられる（エンジンブレーキ動作時の燃料供給の遮断のための通常の閾値はＮＳＡ＝１５００ｒｐｍ）。回転数がこの閾値より大きい場合、すなわちイエスの場合、エンジンブレーキ動作時の燃料供給の遮断のための条件Ｂ＿ｓａが、ステップ３０９でセットされる。絞り弁がアイドリング位置にない場合、すなわちステップ３０６でノーと判断された場合、又は回転数がエンジンブレーキ動作時の燃料供給遮断回転数より小さい場合、すなわちステップ３０７でノーと判断された場合、エンジンブレーキ動作時の燃料供給の遮断は、実行されない（Ｂ＿ｓａはブロック３０８でリセットされる）。
【００３０】
図５及び図６のフローチャートは、壁面燃料膜補償の１つの方法を示す。図５のプログラムは、通常はセグメント同期している、すなわち各点火毎に１度実行される。
【００３１】
図５のステップ４０１で、初めに、それぞれの内燃機関状態に相応し、定常状態動作の際に得られた壁面燃料膜量が求められる。この壁面燃料膜量は、例えば負荷に依存する係数と、温度に依存する係数との積として近似的に計算できる。ｔｌ及びｔｍｏｔの関数としての係数は、ＲＯＭの中に値テーブルとして記憶されている。
【００３２】
ステップ４０２で、壁面燃料膜の定常状態量の変化は、２つの順次の計算ステップで求められる。壁面燃料膜量のこの変化分ｄｗｆは、壁面燃料膜の形成を補償するために、付加的な燃料量として後続の噴射に分配しなければならない。このためにステップ４０３で分割係数ａｕｋｌが、初めに回転数ｎ及び負荷ｔｌの関数として求められる。０％〜１００％の値をとることができるこの分割係数を用いて、ステップ４０２で計算された壁面燃料膜量は、短時間信号ｄｗｆｋと長時間信号ｄｗｆｌとに分割される（ステップ４０４）。短時間信号ｄｗｆｋは、負荷の変化の後に非常に短い時間間隔にわたり分配される（通常は４〜５回の噴射）。これとは異なり、長時間信号ｄｗｆｌは、大幅に長い時間領域にわたり噴射される。その結果、分割係数ａｕｋｌを相応して選択することにより、付加的に噴射する燃料量ｄｗｆのある時間配分は、壁面燃料膜の動的特性に適応させることが可能である。
【００３３】
ステップ４０５及び４０６で、それぞれ短時間信号又は長時間信号に相当する噴射時間ｔｅｕｋｋ及びｔｅｕｋｌが、求められる。計算手続きは、図６に短時間信号に関して詳細に説明されている。ステップ４０６での長時間信号に関する計算は、これに相応して行われるが、しかしパラメータの選択が、ステップ４０５での場合と異なる。
【００３４】
最後にステップ４０７で、ステップ４０１で求められた定常状態壁面燃料膜量が、変数ｗｆａｌｔの中に記憶される、何故ならばこの定常状態壁面燃料膜量は、壁面燃料膜量の変化の計算のためのプログラムの次の部分のために再び必要であるからである。
【００３５】
図６は、図５のステップ４０５からの短時間信号の計算を詳細に示す。
【００３６】
初めにステップ４２０で、短時間信号により補償される壁面燃料膜量の変化分ｄｗｆｋが、短時間信号メモリの内容に加算される。このメモリは、同様に短時間信号としてなお付加的に噴射しなければならない燃料量を記憶している。（短時間信号は、複数の噴射動作にわたり配分されなければならないので、短時間信号メモリは、負荷の直接に先行する変化に由来し、まだ噴射されていない壁面燃料膜変化の残留部分をまだ記憶している）。
【００３７】
後続のステップ４２１で、次の噴射量に加算される短時間信号メモリの部分ｔｅｕｋｋが求められる。これは、低減係数ｚｕｋｋとの乗算により行われる。この係数はＲＯＭに記憶されており、それぞれの内燃機関に適応されている。通常の値はｚｕｋｋ＝０．２５である、すなわち、各計算ステップで短時間信号メモリの２５％が、ｔｅ補正として噴射される。
【００３８】
次いで、短時間信号メモリは、取出され噴射された部分だけ低減されなければならない。これは、ステップ４２２で行われる。最後にステップ４２３で、短時間信号メモリの新値が、変数ｓｄｗｋａｌｔの中に記憶される。このメモリ内容は、その後の噴射の際に考慮しなければならない残留燃料量を形成している。
【００３９】
長時間信号ｔｅｕｋｌの計算（図５のステップ４０６）は、相応して行われる。しかし、低減係数ｚｕｋｋの代りに、大幅により小さい減少係数ｚｕｋｌが使用される（この場合の通常の値は、約０．０１５）。従って各計算ステップで、長時間信号メモリの１．５％が噴射される。このようにして、長時間信号メモリは、大幅により長い時間間隔にわたり作用する。
【００４０】
図７は、負荷の変化を例にして、図５及び図６の方法を基礎にして得られるｔｅ経過を示す。この場合、λ制御係数ｆｒ（図２及び図３のブロック２０２を参照）と、適応形非定常状態制御の補正係数（図２及び図３のブロック２０６）とが、１に等しいことが必要である。
【００４１】
まず初めに、上部の線図は、負荷信号の経過（加速及び後続の減速）を示す。加速プロセスの間、壁面燃料膜量は増加する。壁面燃料膜のこの形成は、噴射時間の付加的な増加により補正されなければならない。後続の減速の間、壁面燃料膜量は、再び減少する。このプロセスの際に放出された燃料量は、混合気を濃厚化し、従って、減速の際に噴射時間は、より小さい負荷に相応する値を越えて低減されなければならない。
【００４２】
図７の中央の線図は、図５及び図６のアルゴリズムから得られる、短時間信号ｔｅｕｋｋ（実線）と長時間信号ｔｅｕｋｌ（破線）との経過を示す。
【００４３】
最後に、下部の線図は、噴射時間の経過を示す。破線は、図２及び図３の変数ｔｅｌに相応する、すなわち、実際の供給空気に相応する噴射時間に相当する。壁面燃料膜補償の結果、噴射時間は、加速の際には短時間信号と長時間信号との加算により付加的に増加し、減速の際には付加的に減少する。その結果、信号ｔｅ（実線）が発生し、この信号ｔｅは、負荷の変化の後に定常状態フェーズになると初めて再び無補正信号と一致する。
【００４４】
図８は、混合気制御に使用されるような酸素センサの典型的な特性曲線を示す。この特性曲線は、顕著な２位置動作特性を示す。希薄混合気（λ＞１．０３）及び濃厚混合気（λ＜０．９７）においては、λセンサ電圧ｕｓは、混合気によりほとんど変化しない。従って、測定λセンサ電圧の僅かな乱れであっても、空燃比を求める際に大きな誤差の原因となる。その上、濃厚混合気領域では特性曲線は温度に強く依存する。λセンサ温度は、λセンサの内部抵抗を求めることにより求めることができるが、しかしこのために制御装置に付加的な回路コストがかかる。従って、図９〜図１２に関連して後に説明するλ制御法では、λセンサ電圧が、理論混合気に相当する４５０ｍＶの値より大きいか小さいかのみが調べられる。その結果、平均値がλ＝１の周期的制御振動が発生する。
【００４５】
図９は、λ制御を概念的に示すフローチャートを示す。λ制御の役割は、定常状態動作の際に平均してλ＝１となるように空燃比を調整することにある。このために次のステップを必要とする。
【００４６】
− λ制御のスイッチオン条件を調べる（ステップ５０１）。
【００４７】
− 制御の積分及び比例成分を計算する（ステップ５０２）。
【００４８】
− λ制御の制御係数ｆｒを計算する（ステップ５０３）。
【００４９】
これらのステップは、後続の図面を用いて詳細に説明する。
【００５０】
図１０は、λ制御が動作するために満足しなければならない条件を示す。図示のプログラムは通常は、１０ｍｓのタイムフレームの中で実行される。初めに、ステップ５１０で内燃機関温度ｔｍｏｔ及びλセンサ電圧ｕｓが、相応するセンサ１１９及び１１６から読出される。
【００５１】
暖機運転の間、内燃機関の濃厚化がしばしば希望される。理論混合気に調整するλ制御は、この時間の間はアクティブになってはならない。従ってステップ５１１で、内燃機関温度が、所定の閾値ＴＭＬＲを越えたかどうか調べられる。ノーである場合、ステップ５１５でλ制御が、相応するフラグＢ＿ｌｒが消去されることによりスイッチオフされる。
【００５２】
同様に、全負荷作動では、排気ガスマニホルド及び触媒器を熱過負荷から保護するために濃厚混合気にしばしば切換えられる。この場合にも、λ制御は、アクティブになってはならない。ステップ５１２で、全負荷条件が存在するかどうかが調べられる（図４参照）。イエスの場合にも、ステップ５１５へ分岐し、このようにしてλ制御はスイッチオフされる。
【００５３】
λ制御の補正係数ｆｒが、エンジンブレーキ動作時の燃料供給の遮断の際に上限に達するのを防止するために、ステップ５１３でも、エンジンブレーキ作動が行われている場合にはステップ５１５への分岐が行われる。
【００５４】
最後に、ステップ５１４で、λセンサの妥当な信号が存在するかどうかが調べられる。最も簡単な場合、これは、下限値ＵＭＩＮ及び上限値ＵＭＡＸとの比較により行う。λセンサ電圧がこの領域の外部にある場合、ステップ５１５でＢ＿ｌｒが０にセットされる。
【００５５】
すべての条件が満足されている場合（内燃機関温度が閾値より大きい、全負荷無し、エンジンブレーキ動作時の燃料供給遮断無し、λセンサの信号が妥当である）、λ制御が、ステップ５１６でフラグＢ＿ｌｒが１にセットされることによりスイッチオンされる。
【００５６】
λ制御器の、動作点に依存するパラメータが図１１で求められる。初めに、回転数が、センサ１１８の信号から求められる（ステップ５２１）。次いで、ステップ５２２，５２３及び５２４で積分成分ＦＲＩと、正の比例急激ステップ変化のための比例成分ＦＲＰＰと、負の比例急激ステップ変化のための比例成分ＦＲＰＮとが、回転数ｎ及び負荷ｔｌの関数として求められる。これらの３つのパラメータの値は、ＲＯＭに記憶されているテーブルから求められる。
【００５７】
図１２には、制御係数ｆｒの計算が示されている。図示のプログラムは、例えば１０ｍｓの固定タイムフレームの中で実行される。
【００５８】
ステップ５３１で、λ制御が実際にイネーブルにされたかどうかが調べられる（図１０のフローチャート参照）。ノーの場合、ステップ５３２で、制御係数ｆｒは、そのニュートラル値１．０にセットされる。次いで、ステップ５４５で、フラグＢ＿ｌｒの値が、ＲＡＭセルＢ＿ｌｒａｌｔに記憶される、何故ならばフラグＢ＿ｌｒの値は、次のプログラム実行で再び必要であるからである。
【００５９】
ステップ５３１で、制御が実行可能であると判断された場合、すなわちイエスの場合、プログラムは、次のステップ５３３で、λセンサ電圧ｕｓが、理論混合気（λ＝１）に相当する閾値４５０ｍＶより小さいか又は大きいかが調べられる。判断の結果は、変数ｓｉｇｎｌｒの中に記憶される。ｕｓ＞４５０ｍＶ（すなわち濃厚混合気）である場合、すなわちステップ５３３でイエスと判断された場合、ステップ５３４で変数ｓｉｇｎｌｒ＝−１がセットされる。ステップ５３３でノーと判断された場合、ｓｉｇｎｌｒ＝１がセットされる（ステップ５３５、希薄混合気）。次いで、ｓｉｇｎｌｒの値が、前の計算ステップと比較して同一のままであるかどうかが調べられる（判断ステップ５３６）。値が変化している場合、すなわちノーの場合、付加的にステップ５３７でλ制御が、前の計算ステップで既にアクティブであったかどうか、すなわち、ｓｉｇｎｌｒの値が、前の計算ステップでも正しく求められていたかどうかが調べられる。イエスの場合、いわゆる”λセンサ急激ステップ変化”が発生する、すなわち、混合気が、希薄側から濃厚側へ又はその逆に変化する。このλセンサ急激ステップ変化は、ステップ５３８でフラグＢ＿ｌｒｓｐがセットされることによりマーキングされる。このフラグＢ＿ｌｒｓｐは、後述の壁面燃料膜補償の適応動作で必要となる。
【００６０】
次のステップ５４１で、混合気が希薄である（ｓｉｇｎｌｒ＝１）であると判断さると、すなわち、イエスの場合、制御係数ｆｒに加算されなければならない変化ｄｆｒが、正の比例急激ステップ変化ＦＲＰＰに等しくセットされる。逆に、混合気は過度に濃厚であると判断された場合、すなわち、ノーの場合、ステップ５４１でｄｆｒが、負の比例急激ステップ変化ＦＲＰＮの値にセットされる。
【００６１】
一方、判断ステップ５３６でイエスと判断された場合、すなわち、λセンサ電圧が４５０ｍＶを越えなかった場合、λセンサ急激ステップ変化のためのフラグＢ＿ｌｒｓｐが消去される（ステップ５３９）。更に、制御係数の変化ｄｆｒは、積分成分ＦＲＩと変数ｓｉｇｎｌｒの値との積に等しくセットされる（ステップ５４０）。混合気が過剰に濃厚である場合（すなわちｓｉｇｎｌｒ＝−１）、制御係数の負のインクリメントｄｆｒが発生し、ひいてはｆｒが減少する。逆に、希薄混合気（ｓｉｇｎｌｒ＝１）は、正のインクリメントを招き、ひいては濃厚化を招く。同一のことが、ステップ５３７でλ制御が前の計算ステップでまだアクティブでなかった（すなわちＢ＿ｌｒａｌｔがセットされていない）と判断された場合、すなわちノーの場合に行われる、何故ならばその場合には変数ｓｉｇｎｌｒａｌｔは、重要な値を含んでおらず、従ってλセンサが４５０ｍＶを通過したことが検出されなかったからである。
【００６２】
ステップ５４４で制御係数の変化が、制御係数ｆｒの値に加算され、ｓｉｇｎｌｒの値が、次の計算サイクルのために変数ｓｉｇｎｌｒａｌｔの中に保持される。次いで、λ制御が実行可能でない場合のようにステップ５４５でフラグＢ＿ｌｒの値が、次のプログラム実行のために記憶される。
【００６３】
図１３は、前述の制御により得られる制御係数とλセンサ電圧との経過を示す。時点Ａで、希薄混合気から濃厚混合気へのλセンサ急激ステップ変化が、発生する。λ制御は、制御係数を低減することにより応答し、とりわけ、まず初めに負の比例急激ステップ変化ＦＲＰＮを加算することによりこれに応答する。次いで制御係数は、積分成分の値に相応して緩慢に減少する。制御係数がニュートラル値１．０に到達しても、λセンサ急激ステップ変化は検出されない、何故ならば理想混合気は、システムの中の遅延時間（内燃機関の運転サイクル及びλセンサまでのガス走行時間）に起因してλセンサにまだ到達していないからである。従って係数ｆｒは、遅延時間の終了後に時点Ｂでλセンサ急激ステップ変化が再び検出されるまで更に減少する。この時点で混合気は、明らかに過剰に希薄であるので、まず初めに、制御係数をできるだけ早急にそのニュートラル値の近辺に調整する正の比例急激ステップ変化ＦＲＰＰが、加算される。次いで（前の時間間隔Ａ〜Ｂに相応して）制御係数が、濃厚混合気への移行が再び検出されるまで増加する。
【００６４】
パラメータ（積分成分及び比例成分）を適切に選択することにより、約３％の制御振動振幅とすることが達成される。
【００６５】
図１４は、加速の際の制御係数の経過を示し、この例で適応形壁面燃料膜補償の動作モードを示す。この場合、壁面燃料膜の形成が新状態に比して増加したと仮定されている。従って負荷の増加により混合気は希薄になり、これをλ制御器は補償しようとする。
【００６６】
時間間隔Ａ〜Ｂではこの障害は、まだ制御係数に影響しない。制御係数は、通常６％の偏差を示す。負荷の変化に起因してより希薄である混合気を吸気及び燃焼及び排気した後、そしてλセンサまでのガス走行時間の経過後、制御器は、時間間隔Ｂ〜Ｃで乱される。混合気の希薄化を補償するために、制御器は６％のその通常の制御領域に相応するより大幅に混合気を濃厚化しなければならない。負荷変化が、前記の時間間隔Ｂ〜Ｃで検出されると、システムは、壁面燃料膜の形成に変化が発生したと判断し、壁面燃料膜補償のための補正係数が、相応して適応される。しかし、増幅された制御偏差と、負荷変化とを時間的に正しく割当てるためには、負荷信号を、噴射時間とλ測定との際の遅延時間だけ補正する必要がある（図１４の上部の線図の破線）。
【００６７】
λ障害は、負荷変化に後続する定常状態フェーズで壁面燃料膜の形成の増加に起因して再び減衰するので、制御係数は、時間領域Ｃ〜Ｄでその元の領域に戻る。この場合にも、制御偏差は、６％より大幅に大きい。しかしこの場合、壁面燃料膜補償の適応動作は行われない、何故ならば領域Ｃ〜Ｄではもはや負荷のいかなる変化も発生しないからである。
【００６８】
図１５は、壁面燃料膜パラメータの適応のために必要である負荷信号の遅延時間補正のためのフローチャートを示す（図１４に関する説明を参照）。プログラムは、すべて１０ｍｓ毎に実行される。
【００６９】
噴射からλ測定までの遅延時間は、次の２つの部分から成る。
【００７０】
− 内燃機関の運転サイクル（吸気、圧縮、燃焼、排気）に起因する遅延時間。この遅延時間は、内燃機関回転数にのみ依存する。
【００７１】
− 出力弁からλセンサまでの排気ガスの走行時間に起因する遅延時間。この遅延時間は、空気量及びひいては負荷に依存する。
【００７２】
これに相応してステップ６０１で、遅延時間ｔｔが、回転数及び負荷の関数として求められる。このアプローチにより遅延時間の前述の２つの部分を表される
。遅延時間の値は、異なる回転数及び負荷に対してＲＯＭのテーブルに記憶される。
【００７３】
次のステップ６０２で負荷信号ｔｌは、このようにして計算された遅延時間で遅延される。
【００７４】
図１６は、２つのλセンサ急激ステップ変化の際の負荷の変化ｄｔｌと、混合気偏差ｄｌａｍのための推測値とが求められる。このプログラムもすべて１０ｍｓで実行される。
【００７５】
この方法による壁面燃料膜パラメータの適応のための前提条件は、λ制御が正しく動作してていることである。従ってまず初めにステップ６１０で、λ制御が動作しているかどうか（Ｂ＿ｌｒ＝１、図１０参照）が調べられる。ノーである場合、ステップ６１１でカウンタａｎｚｓｐがクリアされる。ステップ６２１でフラグＢ＿ｕｋａがリセットされる。このようにして図１７に示されている適応プログラムに、負荷の変化ｄｔｌ又は混合気偏差ｄｌａｍを計算することが不可能であることが伝達される。次いでプログラムが終了する。
【００７６】
λ制御が正しく動作している場合、すなわち、ステップ６１０でイエスと判断された場合、λセンサ急激ステップ変化が発生したかどうか（すなわち、λセンサ電圧が４５０ｍＶを通過したかどうか）が調べられる（ステップ６１２）。負荷及び制御係数は、λセンサ急激ステップ変化でしか評価されないので、後続の処理は、フラグＢ＿ｌｒｓｐが消去されている場合には不要である。この場合、ステップ６２２でフラグＢ＿ｕｋａのみがリセットされる。
【００７７】
λセンサ急激ステップ変化が検出された場合、すなわちステップ６１２でイエスと判断された場合、λ制御がスイッチオンされてから所定回数だけλセンサ急激ステップ変化が発生したかどうか（通常は４回のλセンサ急激ステップ変化）を調べる必要がある。この待ち時間は、例えばエンジンブレーキ動作時の燃料供給の遮断の後にλ制御の回復を待つために必要である。従ってステップ６１３で、十分なλセンサ急激ステップ変化がまだ検出されない場合、すなわちノーの場合、ステップ６１４へ分岐する。ステップ６１４では、λセンサ急激ステップ変化のためのカウンタａｎｚｓｐが、１だけ増加する。更に、ステップ６２３でフラグＢ＿ｕｋａが消去される、何故ならばこの場合にも負荷変化のためと、正常値からの制御偏差のずれのため有効な値とが求められなかったからである。制御係数は変数ｆｒａｌｔの中に緩衝記憶される、何故ならば制御係数は、次のλセンサ急激ステップ変化で制御偏差の計算のために使用されるからである。しかしこの場合、１つの計算ステップだけ遅れている制御係数ｆｒ（ｔ−ｄｔ）の値が記憶される、何故ならば瞬時値ｆｒ（ｔ）は既に、λセンサ急激ステップ変化の時に加算された比例急激ステップ変化を含んでいるからである。（時間ｄｔは、１０ｍｓの計算ステップ間隔に相当する）。
【００７８】
十分に多数のλセンサ急激ステップ変化が、λ制御のスイッチオン以来既に発生した場合、すなわち、ステップ６１３でイエスと判断された場合、フラグＢ＿ｕｋａがセットされ（ステップ６２０）、これは、負荷変化及び制御偏差の有効な計算が、実行可能であったことを示す。次のステップ６１５で、最後のλセンサ急激ステップ変化以来の遅延時間の補正された負荷信号ｔｌｔｏｔの変化が計算される。瞬時の負荷値は、次のλセンサ急激ステップ変化で再び負荷変化を求めることができるように変数ｔｌａｌｔの中に記憶される。
【００７９】
ステップ６１６では制御偏差ｄｆｒが求められる。しかしこの場合、制御係数の制御係数ｆｒ（ｔ）の瞬時値を基礎として使用してはならない、何故ならば 相応する比例急激ステップ変化はこの場合にも既に、この値の中に含まれているからである（図１２参照）。その代りに、１つの計算ステップだけ遅れている値ｆｒ（ｔ−ｄｔ）を使用する。制御係数ｆｒｎｅｕも、次のλセンサ急激ステップ変化まで変数ｆｒａｌｔの中に記憶されている。
【００８０】
ステップ６１７〜６１９では、正常値（障害無しの状態）からの制御偏差のずれが計算される。このずれは、λ制御が行われない場合に発生する空燃比の尺度であり、従って障害の大きさの尺度である。まず初めにステップ６１７で、正の制御偏差であるか、負の制御偏差であるかが調べられる。正の制御偏差である場合、すなわち、イエスの場合、ステップ６１８で正常値からのずれｄｌａｍが、
ｄｌａｍ：＝ｄｆｒ−６％
であることが得られる。ただしこの場合、制御偏差が操作の際に６％であるとの前提条件が満足されていなければならない。従って、制御係数が、濃厚方向に期待値の６％の代りに例えば８％移行する場合、２％のずれとなる。従って、λ制御を行わずにλ＝１．０２への希薄化がセットされたと仮定できる。これに相応し、正常値からの制御偏差のずれｄｌａｍは直接に、λ＝１．０からの混合気の偏差のための近似値として使用できる。これに相応して、ステップ６１９での負の制御偏差において、ずれｄｌａｍが次のようになる。
【００８１】
ｄｌａｍ：＝ｄｆｒ＋６％
図１７は、いかにして壁面燃料膜補償のための補正係数ｆｕｋａが、λセンサ電圧が４５０ｍＶを通過した２つの時点の間の図１６で計算された負荷の変化ｄｔｌと、混合気偏差とから求められるから示されている（係数ｆｕｋａのさらなる処理に関して図２のブロック２０６及び２０７参照）。図１７のプログラムは、図１６のプログラムと同一のタイムフレームの中で呼出される（１０ｍｓ毎）。まず初めにステップ６３０で内燃機関が既に走行しているか又はまだ始動中であるかが調べられる。内燃機関が始動中である場合、すなわちイエスの場合、判断ステップ６３１で制御装置の連続的な電圧給電が、障害を有するかどうかが調べられる。連続給電の障害が検出されない場合、すなわち、６３１でイエスと判断された場合、ステップ６３２で、前の走行の際に検出された値ｆｕｋａが、バッテリーバックアップされているＲＡＭから読出される。逆に、連続給電が障害を有する場合、すなわち、ステップ６３１でノーを判断された場合、ステップ６３３で係数ｆｕｋａは、そのニュートラル値にリセットされる。
【００８２】
内燃機関が走行している場合、すなわち、６３０でノーを判断された場合、ステップ６３４で、フラグＢ＿ｕｋａがセットされているかどうか、すなわち、図１６の先行のプログラムが、負荷変化ｄｔｌに対する有効値と混合気偏差ｄｌａｍに対する有効値とを求めたかどうかが調べられる。ノーの場合、プログラムは終了する。
【００８３】
負荷変化に対する有効値と、制御偏差のずれのための有効値とが、存在する場合、すなわち６３４でイエスと判断された場合、ステップ６３６で推定混合気偏差ｄｌａｍが、２％より大きいかどうかが調べられる。ノーである場合、明らかにさしたる混合気障害は存在せず、プログラムは終了する。ステップ６３６で、推定混合気偏差ｄｌａｍが２０より大きいと判断された場合、すなわち、イエスの場合、ステップ６３７で同時に負荷変化が検出されたかどうかが調べられる。最後のλセンサ急激ステップ変化以来の負荷変化が、所定の閾値より小さい場合、すなわち、ステップ６３７でノーと判断された場合、混合気偏差は、別の障害に起因し、壁面燃料膜の特性の変化に起因しない。この場合、プログラムは終了する。
【００８４】
負荷変化と混合気偏差との双方が検出された場合、まず初めにステップ６３８で、補正係数ｆｕｋａが調整されるべき方向が、求められる。負荷変化ｄｔｌと混合気偏差ｄｌａｍとが正の場合（すなわち、負荷の増加につれての希薄化）、ブロック２０６（図２）で壁面燃料膜補償により計算された噴射時間の補正は、明らかに低すぎ、補正係数ｆｕｋａを増加しなければならない。減速の場合（負のｄｔｌ）、過度に低い壁面燃料膜補償は、濃厚化を招き、ひいては、ｄｌａｍの値を負にする、何故ならば噴射時間は、壁面燃料膜からの燃料蒸発を補償するのに十分な程度に減少されていないからである。逆に、加速の場合、過度の壁面燃料膜補償は、濃厚化を招き（すなわちｄｔｌは正であり、ｄｌａｍは負である）、減速は、希薄化（ｄｔｌは負であり、ｄｌａｍは正である）を招く。従って明らかに、壁面燃料膜補償は、ｄｔｌ及びｄｌａｍが同一の正負の符号を有する場合には高めなければならず、ｄｔｌ及びｄｌａｍが異なる正負の符号を有する場合には低下しなければならない。これは、ステップ６３８で変化の正負の符号ｓｉｇｎｆｕｋａを、積（ｄｔｌ・ｄｌａｍ）の正負の符号と等しくセットすることにより達成される。
【００８５】
ステップ６３９では、ステップ６３８で求められた変化の方向に応じて、係数ｆｕｋａを増加するかどうか（ステップ６４０）、又は減少が必要であるかどうか（ステップ６４１）が調べられる。新しく計算された係数ｆｕｋａは、バッテリーバッファされているＲＡＭに記憶され、従って内燃機関が停止され、次いで再び始動された時点で既に、係数ｆｕｋのための補正値が使用可能である。
【００８６】
代替的方法
図１４には、非常に短く急峻な負荷変化が、例として示されている。負荷信号の遅延時間補正なしには、図１４の時間部分Ｂ〜Ｃすなわち障害ｆｒの経過の領域の中での負荷変化はもはや検出できない。しかし、実際の運転試験では平坦な負荷勾配が生じ、負荷変化が時間部分Ｂ〜Ｃの中でさえも、発生する。その結果、図１５のような遅延補正は、不要である。従って、壁面燃料膜補償の補正方法は、大幅に簡単になる。
【００８７】
図１５〜図１７に示されている方法の１つの変形では、制御偏差ｄｆｒから計算された混合気偏差ｄｌａｍ（図１６、ステップ６１６〜６１９参照）の代りに、制御係数ｆｒの２つの順次の半周期の間の期間を、空燃比の障害を検出するために使用する。障害無しの作動の間は立上り半周期の期間ｔｓ対立下り半周期の期間ｔｆの比は、一定値を有する。図１４の希薄化により、立上り半周期（Ｂ〜Ｃ）の期間ｔｓは、大幅に長くなるが、先行の立下り半周期（Ａ〜Ｂ）は影響されない。従って、図１７のステップ６３６で、混合気偏差ｄｌａｍの代りに障害無しの作動の際の比Ｖｏからの持続時間の比Ｖ：＝ｔｓ／ｔｆのずれを調べることも可能である。この場合、図１７のステップ６３８ではｓｉｇｎｄｆｕｋａ：＝ｓｉｇｎ（ｄｔｌ＊（Ｖ−Ｖｏ））を計算しなければならない。
【００８８】
図１５〜図１７の方法の欠点は、制御係数がその正常レベルまで戻る時間間隔Ｃ〜Ｄの中でさえも負荷勾配がまだ検出可能である程度に平坦に負荷の増加が進行すると仮定すると図１４で明瞭になる。図１６の制御偏差及び混合気偏差の計算の際には時点Ｃから時点Ｄまでの制御係数の変化のみが考慮され、前歴は考慮されないので、時点Ｄでのλセンサ急激ステップ変化で約−９％の制御偏差が生じ、ひいては、ｄｌａｍ＝−３％の混合気偏差が生ずる。領域Ｃ〜Ｄの中での負荷の上昇を検出することができるとすると、これにより誤って係数ｆｕｋａが低減されることになろう。
【００８９】
これは、図１８の変形により防止される。図１８のプログラムは、図１６の混合気偏差ｄｌａｍ及び負荷変化ｄｔｌを置換する。図１６の手続きとの相違点は、初めに、λ制御がスイッチオフされている際に設定される混合気のための絶対値ｌａｍが推定される事実にある。この推定値から１を減算すると混合気の偏差ｄｌａｍが、得られる。ステップ７１０〜７１６及び６２０〜６２４は、図１６のそれぞれの処理ステップ６１０〜６１６及び６２０〜６２４に相当する。ステップ７１７で、ステップ７１６で計算された制御偏差が正か負かが調べられる。制御偏差が正である場合、すなわちイエスの場合、先行のλセンサ急激ステップ変化に関する混合気の変化分が、約６％の制御偏差の正常値からの偏差から次式により計算される。
【００９０】
ｄｌａｍｌ：＝ｄｆｒ−６％（ステップ７１８）。
【００９１】
制御偏差が例えば８％である場合、混合気は明らかに、障害無しの状態のおけるより更に２％だけ濃厚化されなければならない。従って、２％の希薄化との結論が出される。制御偏差が負の場合、すなわちステップ７１７でノーと判断された場合、混合気の変化分ｄｌａｍｌは次式から得られる。
【００９２】
ｄｌａｍｌ：＝ｄｆｒ＋６％（ステップ７１９）。
【００９３】
次いでステップ７２６で、混合気の絶対値が、前のλセンサ急激ステップ変化以来の混合気の変化分ｄｌａｍｌが、混合気の旧推定値に加算されることにより推定される。このようにして計算された混合気の絶対値ｌａｍから１．０を減算すると、混合気の偏差ｄｌａｍを求めることができる。
【００９４】
λ制御が作動されていない場合（判断ステップ７１０でノーの場合）、ステップ７２５で混合気の推定値が、そのニュートラル値１．０にセットされる。
【００９５】
図１９は、図１４と同一の負荷経過及び制御係数ｆｒの経過を示す。図１９の制御係数ｆｒの経過の場合、まず初めに、９％の正の制御偏差が、時点Ｃで検出される。それ故、時間間隔Ｂ〜Ｃで混合気の３％の変化が発生する。推定λ値ｌａｍが、先行の障害無しの定常状態動作の間は１．０であったので、時点Ｃでｌａｍ＝１．０３の推定値が計算される。時間期間Ｃ〜Ｄの中でλ制御器が作動に戻る場合に−９％の制御偏差が、時点Ｄでのλセンサ急激ステップ変化で計算され、これから−３％の混合気変化ｄｌａｍｌが、計算される。このようにして絶対値ｌａｍが、再び値１．０にリセットされる。しかし、いかなる時点でも、混合気が濃厚であるとの結論は出されない。このようにして誤った方向への係数ｆｕｋａの補正は、防止される。
【００９６】
λ制御が障害に応答できる前に既に減衰する短時間の障害は、前述の方法により検出されない。この理由から図２０〜図２５に、λセンサ電圧ｕｓの評価を基礎とする１つの変形につれて説明する。λセンサの特性曲線の線形化により空燃比を測定することは、図８に関連して説明したように非常に困難である。しかし、空燃比の非常に強い障害は、λセンサ電圧自身から読取ることができる。このために、まず初めに、障害の無い作動の際に発生するセンサ電圧の最小値及び最大値を求める必要がある。λセンサ電圧が、これら２つの限界値を大幅に下回るか又は上回る場合、混合気に障害が存在する。
【００９７】
図２０は、初めは障害の無い定常状態動作でのλ制御電圧及び制御係数ｆｒを示す。この場合、λセンサ電圧は、極値ＵＳＦ（濃厚混合気の場合の最大値）と極値ＵＳＭ（希薄混合気の場合の最小値）との間で振動する。時点Ａで、混合気の大幅な濃厚障害が発生する。これによりλセンサ電圧が、短時間にわたり値ＵＳＦを越えて増加するが、しかしこれにより制御係数ｆｒの経過は変化しない。
【００９８】
図２１はまず初めに、２つのλセンサ急激ステップ変化の間の負荷変化を求め、λセンサ電圧からの比較的大きいλ偏差を検出するフローチャートを示す。このプログラムは、例えば１０ｍｓ毎に呼出され、図１６の方法を置換する。
【００９９】
障害が無い作動の際に振幅を求める際に、λセンサ信号の電気障害と、個々の燃焼により発生される混合気変動とに無関係にするために、ろ波されたλセンサ電圧ｕｓｆが、ステップ８００で計算される。通常の１次のディジタル低域フィルタが、このために使用される。ステップ８０１で、λ制御が作動しているかどうかが調べられる、何故ならばλセンサ電圧の周期的変動は、λ制御が動作している際のみ発生するからである。
【０１００】
λ制御が作動していない場合、すなわち、ステップ８０１でノーと判断された場合、ステップ８０２で、λセンサ急激ステップ変化ａｎｚｓｐのためのカウンタと、λセンサ電圧の通常の最小値を大幅に下回る（ａｎｚｍ）測定値と、λセンサ電圧の通常の最大値を上回る（ａｎｚｆ）測定値とのためのカウンタとがリセットされる。その上、障害が無い作動の際のλセンサ電圧の最大値のための推定値ＵＳＦと、障害が無い作動の際のλセンサ電圧の最小値のための推定値ＵＳＭとは、妥当な初期値にセットされる（通常はＵＳＦ＝１Ｖ及びＵＳＭ＝０Ｖ）。次いでプログラムは終了する。
【０１０１】
λ制御が作動している場合（判断ステップ８０１でイエスと判断された場合）、判断ステップ８０３で、λセンサ急激ステップ変化すなわち４５０ｍＶを通過したλセンサ電圧が検出されたかどうかが調べられる。ノーの場合、次いでステップ８０４でλ制御がスイッチオンされて以来４回より少ない回数のλセンサ急激ステップ変化が検出されたと判断されると、すなわちステップ８０４でノーと判断されると、プログラムは終了する。少なくとも４回のλセンサ急激ステップ変化が発生した場合、すなわち、ステップ８０４でイエスと判断された場合、λ制御が、その正常な制御振幅に設定されるのに十分な時間を有したと仮定できる。従ってステップ８０５で、２つのλセンサ急激ステップ変化の間のフェーズで、低域フィルタによりろ波されたλセンサ電圧ｕｓｆの極値ｕｓｆｍｉｎ及びｕｓｆｍａｘが求められる。このための方法が、図２４に詳細に示されている。ろ波されたλセンサ電圧のこれらの極値は、障害が無い作動の際にλセンサ電圧の最小値及び最大値を補正するために必要とされる（ステップ８１２を参照）。
【０１０２】
ステップ８０６では混合気障害が、λセンサ電圧を通常の最小値及び最大値ＵＳＭ及びＵＳＦと比較することにより検出される。このための方法が、図２３に示されている。
【０１０３】
λ制御が動作しており（すなわち、ステップ８０１でイエスと判断され）、次いで、λセンサ電圧が４５０ｍＶを通過した場合（すなわち、ステップ８０３でイエスと判断された場合）、次いでステップ８０７で、十分な回数のλセンサ急激ステップ変化が、λ制御がスイッチオンされて以来既に検出されたかどうかが調べられる。ステップ８０７でノーと判断された場合、次いでステップ８０８で、λセンサ急激ステップ変化のためのカウンタａｎｚｓｐの計数状態が増加し、プログラムが終了する。
【０１０４】
４より多い回数のλセンサ急激ステップ変化が検出された場合（ステップ８０７でイエスと判断された場合）、ステップ８０９でフラグＢ＿ｕｋａがセットされ、これにより後続ステップに、負荷変化及び混合気偏差のための有効な値が存在することが示される。後続のステップ８１０で（図１６と同様に）、前のλセンサ急激ステップ変化以来の負荷変化が計算される。遅延時間だけ遅延された負荷ｔｌｔｏｔが使用される。負荷信号の瞬時値は、次のλセンサ急激ステップ変化まで変数ｔｌａｌｔの中に記憶される。
【０１０５】
次いでステップ８１１で、ステップ８０６でλセンサ急激ステップ変化とλセンサ急激ステップ変化との間のフェーズで検出された混合気偏差が評価される。このための方法が、図２４のフローチャートに示されている。
【０１０６】
ステップ８１２で、ろ波されたλセンサ電圧の極値ｕｓｆｍａｘ及びｕｓｆｍｉｎが、障害が無い動作の際のλセンサ電圧の最大値及び最小値（ＵＳＦ及びＵＳＭ）として採用される。この補正は必要である、何故ならばこれらの値は、λセンサ温度が変化した結果として、又はλセンサの有効寿命の経過につれて特性曲線がずれた結果として、変化することがあるからである。
【０１０７】
最後に、ステップ８１３で、極値ＵＳＦ及びＵＳＭを上回るか又は下回るλセンサ電圧の測定値のためのカウンタａｎｚｆ及びａｎｚｍがリセットされ、次いでプログラムが終了する。
【０１０８】
図２２は、ろ波されたλセンサ電圧の最小値及び最大値を求めるプロセスを示す。このプログラムは、１０ｍｓ毎に呼出され、とりわけ、２つのλセンサ急激ステップ変化の間のフェーズで呼出される（図２１のステップ８０５）。まず初めにステップ８２０で、λセンサ電圧が４５０ｍＶより高いか又は低いかが調べられる。混合気が、制御振動の濃厚フェーズにある場合（ｕｓ＞４５０ｍＶ）、すなわち、ステップ８２０でイエスと判断された場合、次いでステップ８２１で、ろ波されたλセンサ電圧の最小値が、小さい値（例えば０．１ｍＶ）だけ増加される。その結果、最小値は、特性曲線がシフトした結果として既知の先行最小値ｕｓｆｍｉｎにもはや到達しなくなった場合には上方へ補正される。次いで、ステップ８２３で、ろ波されたλセンサ電圧ｕｓｆが、既知の先行最大値ｕｓｆｍａｘより高いかどうかが調べられる。イエスの場合、ステップ８２５で新値ｕｓｆが、最大値ｕｓｆｍａｘとして採用される。
【０１０９】
λセンサ電圧ｕｓが、４５０ｍＶより低い場合（すなわち８２０でノーと判断された場合）、ステップ８２２で、ろ波されたλセンサ電圧の最大値ｕｓｆｍａｘが、小さい値だけ減少される。
【０１１０】
その結果、最大値は、例えば特性曲線がシフトした結果として又はλセンサ温度が変化した結果としてもはや先行最大値に到達しない場合には下方へ補正される。判断ステップ８２４では、ろ波されたλセンサ電圧が既知の先行最小値ｕｓｍｉｎより低いかどうかが調べられる。イエスの場合、ステップ８２６で、ろ波されたλセンサ電圧の値が、新最小値として記憶される。
【０１１１】
図２３のフローチャートでは、障害が無い動作の際にλセンサ電圧と極値ＵＳＭ及びＵＳＦとの比較により、混合気障害が存在するかどうかが調べられる。プログラムは、４５０ｍＶを通過したλセンサ電圧の２つの時点の間のフェーズで１０ｍｓ毎に実行される（図２１、ステップ８０６参照）。まず初めに判断ステップ８３０で、”濃厚フェーズ”（ｕｓ＞４５０ｍＶ）であるか又は”希薄フェーズ”（ｕｓ＜４５０ｍＶ）であるかが調べられる。ｕｓ＞４５０ｍＶである場合、すなわちイエスである場合、ステップ８３２で、閾値ＵＳＦを越えたかどうかを調べるためにλセンサ電圧が監視される。λセンサ電圧がこの閾値すなわち障害が無い動作の際に発生する最大値より上に位置する場合、カウンタａｎｚｆの計数状態は増加する。逆に、ｕｓ＜４５０ｍＶの場合（ステップ８３０でノーと判断された場合）、ステップ８３１でλセンサ電圧が、下限閾値ＵＳＭと比較される。λセンサ電圧がこの値より下に位置する場合、すなわちステップ８３１でイエスと判断された場合、ステップ８３４でカウンタａｎｚｍの計数状態が増加する。障害が無い動作において閾値を越える測定値の数ａｎｚｍ又はａｎｚｆを基礎にして、次のプログラム部分で、濃厚化か又は希薄化かの結論が出される。
【０１１２】
図２４は、濃厚化か又は希薄化かを求めるプログラムを示す。このプログラムは、λセンサ電圧が検出され、λ制御がスイッチオンされて以来十分に多い回数だけλセンサ急激ステップ変化が発生した場合（図２１、ステップ８１１参照）には常に実行される。判断ステップ８４０で、前のλセンサ急激ステップ変化以来の閾値ＵＳＦより上に位置する測定値の数ａｎｚｆが、（例えば１０等の）所定値より大きいと判断された場合、すなわちイエスの場合、大幅な濃厚が明らかに存在する。従ってステップ８４２で、濃厚を示すフラグＢ＿ｆがセットされ、希薄化に相当するフラグＢ＿ｍが消去される。逆に、濃厚でないと検出された場合（ステップ８４０でノーと判断された場合）、ステップ８４１で、その代りにより多数のλセンサ電圧の測定値が閾値ＵＳＭより下に位置する（ａｎｚｍが所定値より大きい）かどうかが調べられる。イエスの場合、ステップ８４３でフラグＢ＿ｆがリセットされ、希薄化を示すフラグＢ＿ｍがセットされる。比較的多数の”濃厚”測定値も、比較的多数の”希薄”測定値も存在しない場合（判断ステップ８４１でノーと判断された場合）、ステップ８４４で両方のフラグＢ＿ｆ及びＢ＿ｍが消去される、何故ならばこの場合には比較的大きい障害が混合気中に発生していないことが明かであるからである。
【０１１３】
図２５で、混合気障害を示す検出されたフラグＢ＿ｆ及びＢ＿ｍと、前のλセンサ急激ステップ変化以来の負荷の計算された変化分ｄｔｌとから、補正係数ｆｕｋａの変化が必要であるとの結論が出される。図２５のフローチャートは、図１７のフローチャートのステップ６３６〜６４１を置換する。濃厚障害のための条件がステップ８５０で検出された場合（Ｂ＿ｆ＝１）、すなわちイエスの場合、次いでステップ８５２で負荷変化分が調べられる。負荷変化分ｄｔｌが、所定値より大きい場合、すなわちステップ８５２でイエスと判断された場合、ステップ８５６で係数ｆｕｋａが減少される、何故ならば加速の場合に濃厚が検出され、これに応じて壁面燃料膜補償が明らかに過剰であるからである。逆に、減速が検出された場合（判断ステップ８５２でノーと判断され、後続の判断ステップ８５３でイエスと判断された場合）、ステップ８５７で係数ｆｕｋａは増加される。
【０１１４】
濃厚が検出されない場合（判断ステップ８５０でノーと判断された場合）、後続の判断ステップ８５１で、希薄が検出されたかどうかが調べられる。ステップ８５１でイエスと判断された場合、次いで判断ステップ８５４で負荷変化が正であるかどうかが調べられ、ステップ８５４でもイエスと判断された場合、次いでステップ８５８で係数ｆｕｋａが増加される、何故ならば加速かつ希薄の場合には壁面燃料膜補償が不足しているからである。判断ステップ８５４で加速が存在しないと判断された場合、すなわち、ノーと判断された場合、次いで判断ステップ８５５でその代わりに減速が存在するかどうか調べられる。イエスの場合、ステップ８５９で係数ｆｕｋａが減少される。
【０１１５】
係数ｆｕｋａが、ステップ８５６，８５７，８５８及び８５９のうちの１つのステップで変化された場合、ステップ８６０でｆｕｋａの新値が、バッテリーバッファされているＲＡＭに記憶される。
【０１１６】
別の１つの改善が、図２の構成の代りに図３の方法を使用すると達成される。図３では２つの補正係数ｆｕｋａｋ及びｆｕｋａｌが、使用可能であり、補正係数ｆｕｋａｋ及びｆｕｋａｌは、壁面燃料膜補償の短時間信号と長時間信号とに別個に作用する（図３の乗算点２１０及び２１１）。この場合、図１５〜図１７の方法により、すなわち、λ制御係数ｆｒを評価することにより、壁面燃料膜補償の長時間信号ｔｅｕｋｌを制御する補正係数ｆｕｋａｌを求めると好適である、何故ならば壁面燃料膜補償の長時間信号での誤差も、いずれにせよλ制御器の制御偏差に影響する長期的な混合気障害を招くからである。逆に、短時間信号のための補正係数ｆｕｋａｋは、λセンサ電圧を評価することにより、すなわち、図２１〜図２５の方法により求めることができる。すなわち、誤差のある短時間信号は、混合気を短時間にわたってしか変化せず、従って検出は、制御偏差を評価することによっては常には保証されない。
【０１１７】
異なる種類の燃料はしばしば、内燃機関の異なる温度領域内で異なるやり方で壁面燃料膜特性に影響する。例えば約２０％のエタノールが添加された燃料により内燃機関を作動する場合、約０．９〜１．０の係数ｆｕｋが、温かい内燃機関において、市販の冬用燃料に適合されている壁面燃料膜補償を新燃料に適応させるためにセットされなければならない。逆に、２０℃の温度の内燃機関においては係数ｆｕｋａ＝１．４が必要である。この場合、異なる内燃機関温度領域のそれぞれの温度領域に対して別個の値を求め、次いでこの値を、内燃機関が当該の内燃機関温度領域の中で暖機運転する場合に使用すると好適である。
【０１１８】
別の１つの改善は、λ制御の周期長の増加を招き、ひいては制御偏差の増加を招くλセンサの老化を考慮する。この場合、制御偏差を、図１６のステップ６１８及び６１９で（障害が無い場合のための）例えば６％の固定値と比較せず、制御偏差を、障害が無い場合の連続的に新たに求められる制御偏差ｄｆｒ０と比較すると有利である。このために例えば図１６のフローチャートを補足することにより、ステップ６１６で計算された制御偏差ｄｆｒを、ステップ６１５で重大な負荷変化分ｄｔｌが検出されない場合には常に正常な制御偏差ｄｆｒ０として記憶することが可能である。これに相応する変更が、図２６に示されている。ステップ９１０〜９２４のそれぞれのステップは、図１６のステップ６１０〜６２４に相応する。ステップ９１６（制御偏差ｄｆｒの計算）の後、判断ステップ９２５が、図１６の手続きに比較して新たに挿入され、判断ステップ９２５では負荷変化が発生したかどうかが調べられる。ノーの場合、ステップ９２６で制御偏差ｄｆｒが、障害が無い場合の制御偏差ｄｆｒ０として採用される。この場合、図１６の６１８及び６１９と異なり、ステップ９１８及び９１９で瞬時の制御偏差ｄｆｒが、学習値ｄｆｒ０だけ補正され、６％の固定量だけ補正されるのではない。λ制御が作動してない場合（ステップ９１０でノーと判断された場合）、ステップ９１１でλセンサ急激ステップ変化のためのカウンタａｎｚｓｐが、消去され、ステップ９２１でフラグＢ＿ｕｋａが０にセットされる（図１６のステップ６１１及び６２１を参照）。その上この場合、ステップ９２７で制御偏差ｄｆｒ０が新状態（６％）にセットされる。
【０１１９】
混合気障害は、劣悪に適応された壁面燃料膜補償の結果として発生するだけでなく、燃料タンク通気孔の活性炭フィルタから空気・燃料混合気を供給する結果としても発生する。タンク通気弁１２３の開口はしばしば、負荷に依存する方法で制御されるので、これは、タンク通気弁を介しての混合気の供給が、加速プロセスか又は減速プロセスかに依存して大きく変化することを意味する。このようにして、混合気偏差と、同時に検出された負荷変化から、変更された壁面燃料膜特性が存在するとの結論を出すことはもはや可能でない、何故ならば混合気偏差は、燃料排気弁を貫流する流量が変化しても発生するからである。従って、このようなタンク排気弁を有する系統の中では壁面燃料膜補償の適応は、タンク排気弁１２３を制御するパルス衝撃係数が所定限界値を越えると禁止されなければならない。これは、図１６のステップ６１０で燃料タンク排気弁の制御を調べることにより簡単に行うことができる。この場合、Ｂ＿ｌｒがセットされており、パルス衝撃係数が所定限界値より大きい場合にステップ６１１へ分岐する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の噴射時間を計算するための制御装置を有する内燃機関の概念図である。
【図２】図２は、壁面燃料膜補償のための方法がただ１つのパラメータを変化する噴射時間を計算するブロック回路図である。
【図３】図３は、複数の壁面燃料膜補償パラメータが補正される図２の構成の１つの変形のブロック回路図である。
【図４】λ制御に重要な動作状態すなわち全負荷状態及びエンジンブレーキ作動状態の検出方法を示すフローチャートである。
【図５】本明細書で説明する方法のための基礎として使用される従来の技術の壁面燃料膜補償方法を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップ４０５の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図５及び図６の壁面燃料膜補償から得られる非定常状態動作の際の負荷時間及び噴射時間の経過を示す線図である。
【図８】ネルンストセンサの特性曲線に基づいて、このようなセンサを用いて線形λ信号を求める場合の問題を示す線図である。
【図９】従来の技術の２位置λ制御を示すフローチャートである。
【図１０】λ制御の動作能力を検出するフローチャートである。
【図１１】λ制御の比例増幅及び積分増幅の計算のためのフローチャートである。
【図１２】定常状態動作の際の空燃比を保証する補正係数ｆｒを求めるフローチャートである。
【図１３】λセンサ信号と、図９〜図１２の制御アルゴリズムを基礎にして定常状態動作の際に得られる制御係数ｆｒとの時間経過を示す線図である。
【図１４】負荷変化及び壁面燃料膜特性の変化に起因して、λ制御器が補償しようとする混合気障害が生成された場合の制御係数ｆｒの時間経過を示す線図である。
【図１５】負荷変化を、制御係数ｆｒの変化に時間的に正しく割当てることを可能にする負荷信号の遅延時間補正の方法を示すフローチャートである。
【図１６】制御係数ｆｒから出発しての負荷変化の計算と混合気偏差の推測との方法を示すフローチャートである。
【図１７】壁面燃料膜補償の補正の方法を示すフローチャートである。
【図１８】図１６の負荷変化及び混合気偏差を計算する１つの変形のフローチャートである。
【図１９】図１４の負荷及び制御係数ｆｒの経過を示す線図である。
【図２０】λセンサ電圧のみに影響しλ制御の制御係数には影響しない短時間混合気の線図である。
【図２１】図１６、図１８及び図１９とは異なり制御係数ｆｒが使用されるのではなくネルンストセンサのセンサ信号が使用される、負荷変化及び混合気偏差の変化を計算する別の１つの変形のフローチャートである。
【図２２】ろ波されたλセンサ電圧の極値を求めるフローチャートである。
【図２３】正常状態でのλセンサ電圧と制御信号振幅との比較により混合気偏差を検出するフローチャートである。
【図２４】図２２の混合気偏差を評価するフローチャートである。
【図２５】図２１〜図２４の方法で必要な壁面燃料膜パラメータの（図１７に示されている）補正方法の１つの変形を示すフローチャートである。
【図２６】λセンサの老化及びこれに起因する制御領域の変化が考慮される図１６の方法の１つの変形のフローチャートである。
【符号の説明】
１００ 内燃機関ブロック
１０２ 吸気管
１０４ 排気系統
１０６ 空気量センサ
１１０ 絞り弁
１１１ センサ
１１２ センサ
１１４ 噴射弁
１１６ λセンサ
１１８ センサ
１１９ 温度センサ
１２０ 点火プラグ
１２１ 活性炭フィルタ
１２２ 内燃機関制御装置
１２３ スポットバルブ（タンク通気弁）
１２４ 導管

Claims (12)

1. 基本噴射量信号（ｔｅｌ）を、内燃機関（１００）の動作状態と、動作中のλ制御により形成される混合気補正のための信号（ｆｒ）とを基礎にして形成し、ただし、該信号（ｆｒ）は所望値からの空燃比の偏差を補正するものであり、
   過渡補償信号（ｔｅｕｋｇ）を形成し、
   前記過渡補償信号（ｔｅｕｋｇ）を、噴射燃料量信号（ｔｅ）を形成するために基本噴射量信号（ｔｅｌ）に論理結合し、
   適応補正信号（ｆｕｋａ）を、前記過渡補償信号（ｔｅｕｋｇ）を求める際に考慮し、
   前記適応補正信号（ｆｕｋａ）をλ制御の動作中に混合気補正信号（ｆｒ）と基準信号との比較により形成することを特徴とする内燃機関の燃料調量制御装置。
2. 混合気補正信号（ｆｒ）と基準信号との比較を、前記混合気補正信号（ｆｒ）の発生振動の最小値及び最大値に依存する変数により実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料調量制御装置。
3. 混合気補正信号（ｆｒ）と基準信号との比較を、前記混合気補正信号（ｆｒ）の２つの順次の半周期の期間に依存する変数を用いて実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料調量制御装置。
4. 混合気補正信号（ｆｒ）と基準信号との比較から適応補正（ｆｕｋａ）を形成するために、空燃比のための推定値（ｌａｍ）を求めることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の内燃機関の燃料調量制御装置。
5. 混合気補正信号（ｆｒ）の比較の際に使用される基準信号を、内燃機関（１００）が定常作動状態にある時には常に前記混合気補正信号（ｆｒ）の時間経過から求めることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の燃料調量制御装置。
6. 基本噴射量信号（ｔｅｌ）を内燃機関（１００）の動作状態を基礎に形成し、
   過渡補償信号（ｔｅｕｋｇ）を形成し、
   前記過渡補償信号（ｔｅｕｋｇ）を前記基本噴射量信号（ｔｅｌ）と論理結合して、噴射燃料量信号（ｔｅ）を形成し、
   適応補正信号（ｆｕｋａ）を、過渡補償信号（ｔｅｕｋｇ）を計算する際に考慮し、
   排気ガスセンサ（１１６）の出力信号（ｕｓ）を検出し、
   混合気障害の発生に関して前記出力信号（ｕｓ）をλ制御の動作中に検査し、
   混合気障害が検出された場合にのみ適応補正信号（ｆｕｋａ）を変化させることを特徴とする内燃機関の燃料調量制御装置。
7. 排気ガスセンサ（１１６）の出力信号（ｕｓ）と基準信号（ｕｓ）との比較を、出力信号（ｕｓ）の発生振動の最小値及び最大値に依存する変数を用いて実行することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料調量制御装置。
8. 排気ガスセンサ（１１６）の出力信号（ｕｓ）の比較の際に使用する基準信号を、内燃機関（１００）が定常動作状態にある時には常に前記出力信号（ｕｓ）の時間経過から求めることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の燃料調量制御装置。
9. 適応補正信号（ｆｕｋａ）の新値を、内燃機関（１００）が非定常動作状態にある時には常に形成することを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の燃料調量制御装置。
10. 非動作状態を、負荷（ｔｌ）の時間変化の絶対値が所定閾値を越えた場合に検出することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の燃料調量制御装置。
11. 基本噴射量信号（ｔｅｌ）を、内燃機関（１００）の動作状態と、動作中のλ制御により形成される混合気補正のための信号（ｆｒ）とを基礎にして形成し、ただし、該信号（ｆｒ）は所望値からの空燃比の偏差を補正するものであり、
    少なくとも２つの成分から成る過渡補償信号（ｔｅｕｋｇ）を形成し、
    前記過渡補償信号（ｔｅｕｋｇ）を基本噴射量信号（ｔｅｌ）と論理結合して、噴射燃料量信号（ｔｅ）を形成し、
    前記過渡補償信号（ｔｅｕｋｇ）の第１の成分を、短時間信号（ｔｅｕｋｋ）と、相応する適応短時間補正信号（ｆｕｋａｋ）とから形成し、
    前記過渡補償信号（ｔｅｕｋｇ）の第２の成分を、長時間信号（ｔｅｕｋｌ）と、対応する適応長時間補正信号（ｆｕｋａｌ）とから形成し、
    排気ガスセンサ（１１６）の出力信号（ｕｓ）を検出し、
    適応長時間補正信号（ｆｕｋａｌ）をλ制御の動作中に混合気補正信号（ｆｒ）と、対応する基準信号との比較により形成し、
    適応短時間補正信号（ｆｕｋａｋ）を、排気ガスセンサ（１１６）の出力信号（ｕｓ）と、対応する基準信号との比較により形成することを特徴とする内燃機関の燃料調量制御装置。
12. 異なる内燃機関領域に対して、適応補正信号（ｆｕｋａ）のためのそれぞれ１つの別個の値を求めることができることを特徴とする請求項１から請求項１１のうちのいずれか１つの請求項に記載の内燃機関の燃料調量制御装置。

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