DE3933723A1

DE3933723A1 - Kraftstoff-luft-verhaeltnis-regeleinrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3933723A1
Application number: DE3933723A
Authority: DE
Inventors: Kunihiro Abe
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1989-10-09
Publication date: 1990-04-12
Also published as: GB2223864A; GB8922269D0; GB2223864B; JP2742431B2; JPH0299738A; US5024199A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Lernregelfunktion.

Eine elektronisch geregelte Einspritzanlage bestimmt eine Einspritzmenge im wesentlichen durch Korrektur einer Grundeinspritzmenge T _p mit verschiedenen Korrekturfaktoren.

Die Grundeinspritzmenge T _p ist diejenige Einspritzmenge, mit der ein theoretisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis erhalten werden soll, das einer Saugluftmenge Q _A und einer Motordrehzahl S _E entspricht, und wird wie folgt berechnet:

T _p = K × Q _A/S _E

wobei K eine Konstante ist. Die tatsächliche Einspritzmenge T _i wird eingestellt durch Multiplikation der Grundeinspritzmenge T _p mit verschiedenen Korrekturkoeffizienten, die verschiedenen Betriebszuständen des Motors entsprechen.

Die verschiedenen Korrekturkoeffizienten umfassen verschiedene Erhöhungsgrößen für einen Korrekturkoeffizienten C _I zur Anpassung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses an den momentanen Betriebszustand, einen Beschleunigung/Verlangsamungs- Korrekturkoeffizienten K _S, einen Kraftstoff-Luft- Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten α für das theoretische Kraftstoff-Luft-Verhältnis und einen Spannungskorrekturkoeffizienten T _S. Das Kraftstoff-Luft-Verhältnis wird durch die tatsächliche Einspritzmenge T _i bestimmt, die durch verschiedene Korrekturkoeffizienten gegeben ist. Das heißt, die Größe T _i ist gegeben durch:

T _i = T _p × α × (C _I + K _S) + T _S.

Um das Kraftstoff-Luft-Verhältnis unter dem theoretischen Verhältnis zu halten, mißt ein in einer Abgasleitung angeordneter Abgassensor, z. B. ein O₂-Sensor, die Sauerstoffdichte der Abgase und errechnet ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis des angesaugten Gemischs. Die Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Rückführung erfolgt durch eine Korrekturgröße in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem errechneten und dem theoretischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis.

Die Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungsregelung benötigt jedoch viel Zeit zur Einstellung eines Ist-Kraftstoff-Luft-Verhältnisses gleich einem Referenz-Kraftstoff-Luft-Verhältnis, wenn die Abweichung zwischen dem Referenzverhältnis und Störungen nicht innerhalb vorbestimmter Grenzen liegt. Ferner kann die Steuerung des Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Rückführungsregelsystems unwirksam gemacht werden durch Instabilitäten wie Überschwingen oder Pendeln des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, wenn sich ein Betriebsbereich sehr schnell ändert oder wenn eine Regelausgangsgröße den Referenzwert nicht erreicht in Abhängigkeit von sich mit der Zeit ändernden Faktoren.

Infolgedessen wird eine genauere Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Regelung durch eine Lernregelung erreicht, die einen Lernwert der Differenz zwischen den Kraftstoff-Luft-Verhältnissen hat, um die Übereinstimmung mit einer Regelgröße und der Referenzgröße zu verbessern und eine Verschlechterung einzelner Teile oder Differenzen zwischen den Charakteristiken jedes Teils zu kompensieren und das Kraftstoff- Luft-Verhältnis exakt innerhalb von Bereichen zu korrigieren, in denen eine Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungsregelung durchführbar ist. Wenn also ein Lernkorrekturkoeffizient mit K _L bezeichnet ist, wird die Einspritzmenge T _i durch die folgende Gleichung berechnet:

T _i = T _p ×α × (C _I × K _L + K _S) + T _S

und das Kraftstoff-Luft-Verhältnis wird von der mit der Lernfunktion korrigierten Einspritzmenge T _i bestimmt.

Diese Kraftstoff-Luft-Verhältnisregelung durch Lernen ist z. B. in der JP-OS 60-93 150 (1985) beschrieben. Dabei wird ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis nicht nur während der Kraftstoff- Luft-Verhältnis-Rückführungsregelung, sondern auch in dem Bereich korrigiert, in dem eine Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Rückführungsregelung nicht durchgeführt wird. Das Kraftstoff-Luft-Verhältnis wird durch Korrektur der Konstanten K zur Berechnung der Grundeinspritzmenge T _p entsprechend der Differenz zwischen einem Lernkorrekturkoeffizienten und einem Anfangswert nur dann geregelt, wenn der Koeffizient über den vorbestimmten Grad hinaus erneuert wird und eine Differenz gegenüber dem Anfangswert in der gleichen Richtung aufweist. Der Koeffizient ist in einer Map in einem RAM als Funktion eines Betriebszustands des Motors, z. B. der Motordrehzahl und der Motorlast, gespeichert.

Die den Lernkorrekturkoeffizienten enthaltende Map benötigt jedoch viel Speicherkapazität. Niedrige Lernfrequenzen in einem Bereich sind nicht exakt genug für die Regelung, weil die Korrektur auf Annahme basiert. Da die Erneuerung der Map, d. h. das Neuschreiben des Speichers, mit größer werdendem Speicher immer länger dauert, ist der Regelvorgang kompliziert, so daß sich die Konvergenz des Lernwerts verschlechtert.

Ferner liegt der vom Kraftstoff-Luft-Verhältnis abhängige Grund hauptsächlich in einem Meßsystem für die Saugluftmenge wie etwa einem Saugluftmengensensor und in einem Einspritzsystem wie etwa der Einspritzdüse oder dem Druckregler. Wie Fig. 4(a) zeigt, unterscheiden sich die über die Zeit im Meßsystem auftretenden Verschlechterungs-Charakteristiken von denjenigen im Einspritzsystem. Infolgedessen wird eine Fehlberechnung der Saugluftmenge durch die zeitlich bedingte Änderung des Meßsystems wie etwa des Saugluftmengensensors hervorgerufen. Die Fehlberechnung unterscheidet sich ferner von einem Fehler der tatsächlichen Einspritzmenge, der durch das Einspritzsystem entsprechend den Betriebsbereichen in Abhängigkeit von der Differenz der Verschlechterungsverläufe beider Systeme auftritt. Daher ist die Verschlechterung der Regelbarkeit und der Lerngenauigkeit ein Problem, weil der Lernwert des einen Systems mit dem Wert des anderen Systems im selben Lernbereich nicht übereinstimmt. Zum Beispiel unterscheidet sich die Korrekturlerngröße für eine Abweichung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses aufgrund der Verschlechterung des Saugluftmengensensors von der Korrekturlerngröße für Abweichungen des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses infolge einer Verschlechterung der Einspritzdüse oder des Druckreglers.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit der die Lerngenauigkeit dadurch verbessert wird, daß nichtübereinstimmende Lernwerte im gleichen Lernbereich in Abhängigkeit von der Beseitigung der mehrere Lernwerte überlappenden Lernbereiche eliminiert werden, wobei die Abgasemissionen und der Kraftstoffverbrauch verbessert werden, indem die Regelbarkeit in Abhängigkeit von einem kleinen Speicherbereich des Lernwerts vergrößert wird.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe hat eine Kraftstoff- Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung nach der Erfindung für eine Brennkraftmaschine eine Lernbereich-Bestimmungseinheit, die einen Lernbereich in Abhängigkeit von einem Betriebsbereich der Maschine bestimmt, einen Lern-Regler zum repräsentativen Lernen einer Korrekturgröße eines Einspritzsystems in einem bestimmten Bereich des Betriebsbereichs und zum Lernen eines Korrekturwerts eines Saugluftmengen- Meßsystems, eine Grundeinspritzmengen-Einstelleinheit, die in Abhängigkeit einer Saugluftmenge und eines ersten Lernwerts des Meßsystems arbeitet, und eine Einspritzmengen- Einstelleinheit, die eine tatsächliche Einspritzmenge einstellt, die durch einen zweiten Lernwert des Einspritzsystems korrigiert ist, der dem Betriebsbereich in Abhängigkeit von der Grundeinspritzmenge entspricht. Die Lernbereich-Bestimmungseinheit bestimmt den Lernbereich in Abhängigkeit von einer ersten Differenzgröße eines Kraftstoff- Luft-Verhältnisses durch Änderungen von Charakteristiken des Einspritzsystems und einer zweiten Differenzgröße des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses durch Änderungen von Charakteristiken des Saugluftmengen-Meßsystems.

Mit dem vorgenannten Aufbau wird der Lernbereich des Lern- Reglers von einer Diskriminiereinheit in einen ersten Lernbereich der Charakteristiken des Einspritzsystems und einen zweiten Lernbereich der Charakteristiken des Meßsystems unterteilt. Der Lern-Regler lernt repräsentativ die Charakteristiken des Einspritzsystems an dem bestimmten Punkt des Betriebsbereichs, während er die Charakteristiken des Meßsystems an anderen Stellen des Betriebsbereichs lernt. Infolgedessen wird eine Lernkorrektur der Saugluftmenge oder der Einspritzmenge nach Maßgabe des Betriebsbereichs durchgeführt, so daß das Kraftstoff-Luft-Verhältnis durch Einstellen der tatsächlichen Einspritzmenge geregelt wird.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschema einer Motorsteuerung mit einer Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschema der Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Regeleinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 3 ein Blockschema, das den Funktionsaufbau der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung nach der Erfindung zeigt;

Fig. 4a, b und c Diagramme, die eine Entscheidungsmatrix, eine Lernwert-Tabelle bzw. Verschlechterungs-Charakteristiken der Regeleinrichtung zeigen;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das den Regelablauf für die Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung zeigt;

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das einen Neuschreibablauf eines Lernwerts der Regeleinrichtung zeigt;

Fig. 7 ein Diagramm, das eine Rückführungs-Entscheidungstabelle der Regeleinrichtung zeigt; und

Fig. 8 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Meßwert eines Sauerstoffsensors und einem Koeffizienten einer Rückführungskorrektur des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zeigt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine Motorsteuerung erläutert. Eine Brennkraftmaschine 1 hat eine Brennkammer 1 a und eine Kurbelwelle 1 b. In jedem Zylinder hat die Brennkammer 1 a einen Einlaßkanal 2, der mit einer Ansaugleitung 4 in Verbindung steht, und einen Auslaßkanal 3, der mit einer Abgasleitung 5 in Verbindung steht. Ein Luftfilter 6 steht mit der Aufstromseite der Ansaugleitung 4 in Verbindung. Die Ansaugleitung 4 weist in einem Zwischenabschnitt eine Drosselklappe 7 auf. Eine Einspritzdüse 8 ist aufstromseitig der Brennkammer 1 a angeordnet. Die Einspritzdüse 8 ist an jedem Zylinder des Motors 1 vorgesehen. Ein Einspritzsystem umfaßt die Einspritzdüse 8, einen Druckregler 8 a, der eine Druckdifferenz zwischen dem Luftdruck in der Ansaugleitung 4 und dem Kraftstoffdruck regelt, eine Förderleitung 8 b zur Kraftstoffzuführung, einen Kraftstoffilter 8 c, der den Kraftstoff filtriert, eine Kraftstoffpumpe 8 d zum Fördern des Kraftstoffs und einen Kraftstoffbehälter 8 e. Ein Katalysator 9 ist in der Abgasleitung 5 angeordnet.

Ein Kurbelrotor 10 ist auf der Kurbelwelle 1 b befestigt. Ein Kurbelwinkelsensor 11 ist der Außenfläche des Kurbelrotors 10 gegenüberstehend angeordnet. Ein Drosselklappenlagesensor 12 ist an der Drosseklappe 7 angeordnet und hat einen Leerlaufschalter 12 a, der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 7 erfaßt. Die Ansaugleitung 4 enthält einen Saugluftmengensensor 13 an der Abstromseite des Luftfilters 6. Ein Saugluftmengen-Meßsystem, das den Sensor 13 umfaßt, berechnet eine Saugluftmenge. Ein Kraftstoffeinspritzsystem mit der Einspritzdüse 8, der Kraftstoffpumpe 8 d, dem Druckregler 8 a und einem Regler 20 berechnet eine Kraftstoffmenge nach Maßgabe der Saugluftmenge. Ein Kraftstoff-Luft-Gemisch wird durch den Einlaßkanal 2 zugeführt und in die Brennkammer 1 a des Motors 1 angesaugt.

Ein Kühlmitteltemperatursensor 14 ist in einer Kühlmittelleitung 1 c im Motor 1 angeordnet. Ein Abgassensor, z. B. ein Sauerstoffsensor 15, ist in der Abgasleitung 5 aufstromseitig vom Katalysator 9 angeordnet.

Eine Batterie 16 speist die Motorsteuerung mit Energie. Die Sensoren 11-15 und der Regler 20 betreiben das System durch eine abwärtstransformierte Spannung von der Batterie 16 über einen Konstantspannungskreis (nicht gezeigt).

Fig. 2 zeigt eine Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung. Der Regler 20 umfaßt eine CPU 21, einen ROM 22, einen RAM 23, einen nichtflüchtigen RAM 23 a, eine Eingangsschnittstelle 24 und eine Ausgangsschnittstelle 25, die über einen Bus 26 miteinander verbunden sind. Die Sensoren 11-15 sind mit der Eingangsschnittstelle 24 über einen Spannungsfühlerkreis 16 a verbunden. Die Ausgangsschnittstelle 25 ist über einen Treiberkreis 27 mit den Einspritzdüsen 8 der Zylinder Nr. 1 bis Nr. 4 verbunden.

Im ROM 22 sind Festinformationen wie Steuerprogramme gespeichert, während im RAM 23 Ausgangswerte der verschiedenen Sensoren 11-15 nach Verarbeitung gespeichert werden. Der nichtflüchtige RAM 23 a speichert eine Lernwert-Tabelle T _L und hält die gespeicherte Information unter Sicherstellung durch die Batterie 16 auch bei ausgeschaltetem Startschalter des Motors gespeichert.

Die CPU berechnet eine Saugluftmenge in Abhängigkeit eines Ausgangssignals des Saugluftmengensensors 13 nach Maßgabe des im ROM 22 gespeicherten Steuerprogramms. Ferner berechnet die CPU 21 eine Einspritzmenge entsprechend verschiedenen im RAM 23 und im nichtflüchtigen RAM 23 a gespeicherten Daten. Gleichzeitig berechnet die CPU 21 einen Zündzeitpunkt und liefert einen Befehl über den Treiberkreis 27 an die Einspritzdüsen 8.

Infolgedessen wird in die Brennkammer 1 a ein Kraftstoff- Luft-Gemisch mit vorbestimmtem Verhältnis angesaugt. Da der Sauerstoffsensor 15 in der Abgasleitung 5 angeordnet ist, nimmt er die Sauerstoffdichte des Abgases auf. Nach der Erneuerungswelle eines Meßsignals vergleicht die CPU 21 das Signal mit dem Referenzspannungssignal und bestimmt, ob das Ist-Kraftstoff-Luft-Verhältnis fett oder mager in bezug auf den Standard, d. h. ein theoretisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis, ist. Der RAM 23 erhält auf dem Bus 26 zur Speicherung das Ergebnis "1" für fett oder "0" für mager. Die CPU 21 überwacht die Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Daten des Gemischs, die im RAM 23 zu gleichbleibenden Zeitpunkten gespeichert werden, und führt eine Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Rückführungsregelung durch.

Nachstehend wird der Betrieb des Reglers erläutert.

Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt der Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Regler 20 eine Rückführungs-Bestimmungseinheit 30, einen Saugluftmengenrechner 31, einen Motordrehzahlrechner 33 und eine Spannungskorrekturkoeffizienten-Einstelleinheit 34. Der Regler 20 umfaßt ferner eine Konstantzustand-Bestimmungseinheit 35, eine Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungskoeffizienten- Einstelleinheit 36, eine Stelleinheit 37 für verschiedene Erhöhungskorrekturkoeffizienten sowie eine Beschleunigungs/Verlangsamungs-Korrekturkoeffizienten- Einstelleinheit 38. Der Regler 20 hat ferner eine Lernbereich- Einstelleinheit 39, eine Lernwerteinstelleinheit 40, eine Lernwert-Tabelle T _L, eine Grundeinspritzmengen- Einstelleinheit 41, eine Einspritzmengen-Einstelleinheit 42 und einen Treiber 43. Die Lernwerteinstelleinheit 40 umfaßt ein Lernwertneuschreibelement 40 a und ein Lernwertableitelement 40 b. Der Treiber 43 liefert Stellsignale an die Einspritzdüsen 8.

Die Rückführungs-Bestimmungseinheit 30 liefert ein Stoppsignal zur Unterbrechung der Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Rückführungsregelung, wenn der Meßwert des Sauerstoffsensors 15 in einem inaktiven Bereich liegt. Wenn der Sensor 15 einen Wert in einem aktiven Bereich aufnimmt, bestimmt die Einheit 30, ob ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungsregelzustand erreicht ist, und informiert die Kraftstoff- Luft-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten- Einstelleinheit 36, ob die Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungsregelung durchgeführt wird. Die Feststellung, ob der Meßwert des Sauerstoffsensors 15 im aktiven Bereich liegt, wird z. B. durchgeführt, wenn der Sauerstoffsensor 15 ein den Vorgabewert unterschreitendes Ausgangssignal liefert, so daß der inaktive Zustand des Sauerstoffsensors 15 festgestellt wird. Die Feststellung des Erreichens des Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungsregelzustands auch dann, wenn der Sensor 15 den aktiven Zustand annimmt, erfolgt durch eine Rückführungsbestimmungs-Map, die eine Motordrehzahl S _E und eine Motorlastinformation L _D in Abhängigkeit von der Grundeinspritzmenge T _p als Parameter enthält, wie Fig. 7 zeigt. Aufgrund der Map wird das Kraftstoff- Luft-Verhältnis-Regelunterbrechungssignal an die Korrekturkoeffizienten- Einstelleinheit 36 geliefert, wenn die Motordrehzahl S _E eine Vorgabedrehzahl S₀ (z. B. 4500 U/min) überschreitet und die Last L _D eine Vorgabelast L₀ übersteigt, wenn also der Motor im Vollastbereich läuft. Wenn die Motordrehzahl S _E und die Last L _D ihre jeweiligen Vorgabewerte unterschreiten und der Sauerstoffsensor 15 in den aktiven Zustand gebracht ist, ist die Rückführungsregelbedingung erreicht, so daß die Korrekturkoeffizienten-Einstelleinheit 36 den Befehl zum Beginn der Kraftstoff-Luft- Verhältnis-Rückführungsregelung erhält.

Der Saugluftmengenrechner 31 und der Motordrehzahlrechner 32 berechnen die Saugluftmenge Q _A bzw. die Motordrehzahl S _E nach Maßgabe von Ausgangssignalen des Saugluftmengensensors 13 bzw. des Kurbelwinkelsensors 11.

Die Beschleunigungs/Verlangsamungs-Bestimmungseinheit 33 bestimmt, ob der Motor 1 beschleunigt oder verlangsamt wird, und zwar in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit dR/dt des Drosselklappenöffnungsgrads innerhalb der vorgegebenen Zeit t nach Maßgabe eines Drosselklappenöffnungssignals R vom Drosselklappenlagesensor 12. Die Bestimmungseinheit 33 liefert ein Beschleunigungs/Verlangsamungs- Bestimmungssignal an die Beschleunigungs/Verlangsamungs- Korrekturkoeffizienten-Einstelleinheit 38.

Die Spannungskorrekturkoeffizienten-Einstelleinheit 34 liest eine ungültige Einspritzzeit (eine Impulsdauer) der Einspritzdüsen 8 aus einer Tabelle (nicht gezeigt) entsprechend einer Klemmenspannung der Batterie 16 aus. Die Einstelleinheit 34 stellt einen Spannungskorrekturkoeffizienten T _S ein, der die ungültige Einspritzzeit korrigiert.

Die Konstantzustand-Bestimmungseinheit 35 bestimmt eine Teilung einer Matrix in Abhängigkeit von der vom Rechner 31 berechneten Saugluftmenge Q _A und der vom Rechner 32 berechneten Motordrehzahl S _E. Die Matrix ist durch Parameter der Motordrehzahl S _E und der Saugluftmenge Q _A gebildet, wie Fig. 4(a) zeigt. Die Bestimmungseinheit 35 bestimmt einen Konstantzustand des Motors, wenn die ausgewählte Teilung der Matrix der vorher gewählten Teilung entspricht und die Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors 15 n-mal (z. B. viermal) in derselben Teilung gezählt wird.

Die Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten-Einstelleinheit 36 erzeugt ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Rückführungsregelsignal in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sauerstoffsensors 15, wenn die Rückführungs-Bestimmungseinheit 30 den Beginn der Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Rückführungsregelung feststellt. Die Einstelleinheit 36 stellt einen dem Regelsignal entsprechenden Kraftstoff- Luft-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten α ein. Das heißt, die Einstelleinheit 36 vergleicht die Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors 15 mit einer Doppelbegrenzungspegelspannung und stellt den Koeffizienten α durch Proportional(P)- und Integral(I)-Regelung ein. Wenn also das Kraftstoff-Luft-Verhältnis fett (oder mager) ist, nimmt das Regelsignal zuerst in einem Proportional(P)-Bereich ab (bzw. zu), dann nimmt das Signal langsam in einem Integral(I)- Bereich ab (oder zu), so daß das Kraftstoff-Luft- Verhältnis in Richtung mager (oder fett) geregelt wird. Der Koeffizient α wird mit "1" (α=1) festgelegt, wenn die Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungsregelung beendet ist, indem das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors 15 als im inaktiven Bereich liegend oder die Drosselklappe vollständig geöffnet festgestellt wird.

Die Einstelleinheit 37 für verschiedene Erhöhungskorrekturkoeffizienten liest ein Kühlmitteltemperatursignal T _c vom Kühlmitteltemperatursensor 14, ein Leerlaufsignal I _d vom Leerlaufschalter 12 a und ein Drosselklappenöffnungsgradsignal R vom Drosselklappenlagesensor 12 ab und stellt einen Korrekturkoeffizienten C _I für verschiedene Erhöhungen, z. B. einen Kühlmittelkorrekturkoeffizienten, einen Korrekturkoeffizienten zur Erhöhung nach dem Leerlaufzustand und einen Korrekturkoeffizienten zur Erhöhung bei Vollast ein.

Die Beschleunigungs/Verlangsamungs-Korrekturkoeffizienten- Einstelleinheit 38 stellt einen Beschleunigungs/Verlangsamungs- Korrekturkoeffizienten K _S entweder direkt oder durch eine Kompensationsberechnung bei Beschleunigung oder Verlangsamung ein. Die Einstelleinheit 38 stellt den Koeffizienten K _S aufgrund einer Map in Abhängigkeit von Parametern wie der vom Rechner 32 berechneten Motordrehzahl S _E und der vom Kühlmitteltemperatursensor 14 gelieferten Kühlmitteltemperatur T _c ein, wenn die Bestimmungseinheit 33 eine Beschleunigung oder Verlangsamung bestimmt.

Die Lernbereichseinstelleinheit 39 vergleicht einen im ROM 22 gespeicherten Vorgabewert Q _F mit einer vorm Rechner 31 berechneten Saugluftmenge Q. Der Vorgabewert Q _F wird experimentell auf den vorbestimmten Saugluftmengenwert in solcher Weise eingestellt, daß die Differenz des Kraftstoff- Luft-Verhältnisses aufgrund einer Verschlechterung durch das Saugluftmengenmeßsystem stärker als durch das Einspritzsystem beeinflußt wird. Bei "0Q _F" liest die Einstelleinheit 39 einen Lernbereich aus der Tabelle T _L als den Bereich zum Lernen der Charakteristiken des Einspritzsystems, z. B. der Einspritzdüsen 8 und des Druckreglers 8 a, für die Lernwerteinstelleinheit 40 aus. Im Fall von "Q Q _F" liest die Einstelleinheit 39 den Lernbereich aus der Tabelle T _L als die Charakteristiken des Saugluftmengen- Meßsystems, z. B. des Saugluftmengensensors 13, aus.

Die Lerntabelle T _L ist im nichtflüchtigen RAM 23 a vorgesehen und hat Adressen a₁, a₂, a₃, . . ., a _n, die Saugluftmengenbereichen

gemäß Fig. 4(b) entsprechen. Der Lernwert K _L ist in jeder Adresse a₁ bis a _n gespeichert und hat "K _L=10" als gespeicherten Anfangswert.

Die dem Bereich

entsprechende Adresse a₁ in der Tabelle T _L wird nur bei einem Lernvorgang aufgrund der Charakteristiken des Einspritzsystems verwendet, während die übrigen Adressen a₂ bis a _n bei einem Lernvorgang aufgrund der Charakteristiken des Saugluftmengen-Meßsystems verwendet werden.

In den durch die Bereichseinstelleinheit 39 bestimmten Lernbereiche lernt die Lernwerteinstelleinheit 40 die repräsentative Charakteristik an dem bezeichneten einen Punkt, der einem Bereich Q₀Q _F der Tabelle T _L entspricht, nach Maßgabe der Saugluftmenge im Lernbereich des Einspritzsystems, während die Einstelleinheit 40 in anderen Bereichen der Tabelle T _L die Charakteristiken des Saugluftmengen- Meßsystems lernt.

Beim Lernen durch die Lernwerteinstelleinheit 40 bestimmt das Lernwertneuschreibelement 40 a die Differenz zwischen dem Referenzwert und dem Korrekturkoeffizienten α der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführung entsprechend der Einstellung durch die Koeffizienten-Einstelleinheit 36 nur dann, wenn die Bestimmungseinheit 35 den Konstantzustand feststellt. Das Neuschreibelement 40 a schreibt den Lernwert K _L in der Weise neu, daß in der entsprechenden Adresse der Tabelle T _L gespeicherte Lernwert K _L in Abhängigkeit vom Vorzeichen "+" oder "-" der Differenz gegenüber dem Referenzwert um das vorbestimmte Verhältnis entweder hinzuaddiert oder subtrahiert wird. An der jeweiligen Adresse ist der der Teilung der Matrix gemäß Fig. 4(a) entsprechende Saugluftmengenbereich vorhanden, der bei der Bestimmung des Konstantzustands durch die Bestimmungseinheit 35 angegeben wurde.

Das Lernwertableitelement 40 b bezieht sich auf den in der Tabelle T _L gespeicherten Lernwert K _L mit der Saugluftmenge Q zu dem betreffenden Zeitpunkt als Parameter und berechnet einen Kompensationslernkorrekturkoeffizienten K _LC. Der Koeffizient K _LC wird der Grundeinspritzmengen-Einstelleinheit 41 zugeführt, wenn der Lernbereich gemäß der Einstelleinheit 39 dem Saugluftmengen-Meßsystem entspricht. Der Koeffizient K _LC wird der Einspritzmengen-Einstelleinheit 42 zugeführt, wenn der Lernbereich von der Einstelleinheit 39 dem Einspritzsystem entspricht. Infolgedessen besteht keine Differenz zwischen dem Grund-Kraftstoff-Luft-Verhältnis und dem theoretischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis "λ=1" in Abhängigkeit von der Verschlechterung des Saugluftmengen- Meßsystems oder des Einspritzsystems, so daß die Regelbarkeit verbessert werden kann und die P- und I-Konstanten des Korrekturkoeffizienten α der Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Rückführung klein werden.

Auch wenn nämlich entweder das Luftmengenmeßsystem wie etwa der Saugluftmengensensor 13 oder das Einspritzsystem wie etwa der Druckregler 8 a sich verschlechtern, tritt infolgedessen eine Differenz zwischen den Kraftstoff-Luft-Verhältnissen auf. Wenn das Regelsystem beide Parameter beider Systeme im gleichen Betriebsbereich individuell lernt und die Einspritzmenge T _i vorgibt, werden die Parameter aufgrund der Differenz zwischen den Verschlechterungs-Charakteristiken gelernt und in entgegengesetzten Richtungen korrigiert, so daß z. B. ein Parameter zur fetten Seite und der andere zur mageren Seite hin korrigiert wird, wodurch die Regelbarkeit verbessert werden kann.

Obwohl das Ist-Kraftstoff-Luft-Verhältnis ferner auf dem theoretischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis gehalten wird, werden die übrigen Regeleinrichtungen wie etwa die Zündzeitpunktregelung fehlerhaft betrieben, weil die Grundeinspritzmenge T _p aufgrund der Verschlechterung des Saugluftmengen- Meßsystems fehlerhaft ist, obwohl nur die Einspritzmenge T _i korrigiert wird.

Wenn daher der Lernbereich in einen Bereich für das Saugluftmengen- Meßsystem und einen Bereich für das Einspritzsystem unterteilt ist und die Lernkorrektur durch die Korrektur des Rechenfehlers der Saugluftmenge Q und die Korrektur des Einspritzmengenfehlers der Einspritzmenge T _i erfolgt, kann die Berechnungsgenauigkeit der Grundeinspritzmenge T _p und der Einspritzmenge T _i verbessert werden, und der Speicherbereich zum Lernen kann klein sein.

Die Verschlechterung des Saugluftmengensensors 13 ist z. B. eine Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit eines Luftmengenmessers etwa vom Hitzdrahttyp aufgrund von an einem Hitzdraht haftendem Kohlenstoff. Wie Fig. 4(c) zeigt, aus der die Verschlechterungs-Charakteristik hervorgeht, wird die Differenz des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses allgemein umso größer, je größer die Saugluftmenge Q ist.

Andererseits ist die Verschlechterung des Einspritzsystems z. B. (a) eine Änderung der Ansprechzeit durch mechanischen Verschleiß der Einspritzdüsen 8, (b) eine Verminderung des Öffnungsquerschnitts der Einspritzdüse durch Kohlenstoffansammlung infolge von minderwertigem Kraftstoff, (c) eine Änderung des Kraftstoffdrucks entsprechend der Änderung der Druckaufnahmefläche, bewirkt durch die Verschlechterung einer Membran des Druckreglers 8 a, oder (d) die Abnahme des Kraftstoffdrucks infolge der Änderung des Kraftstoffdrucks oder der Verschlechterung der Kraftstoffpumpe 8 d. Da die Verschlechterungs-Charakteristiken im Einspritzsystem ungeachtet der Saugluftmenge Q im wesentlichen konstant sind, kann die Lernregelung durch Lernen nur des bestimmten einen Punkts im Betriebsbereich dargestellt werden. Daher ist es möglich, die Speicherkapazität zur Speicherung des Lernwerts zu minimieren. Da ferner eine sich widersprechende Lernkorrektur in Abhängigkeit von der Überlappung der Lernbereiche nicht auftritt, kann die Lerngenauigkeit verbessert werden.

Die Grundeinspritzmengen-Einstelleinheit 41 berechnet die Grundeinspritzmenge T _p in Abhängigkeit von der im Rechner 31 berechneten Saugluftmenge Q und der im Rechner 32 berechneten Motordrehzahl S _E nach Maßgabe einer Gleichung

"T _p = K · Q/S _E",

wobei K eine Konstante ist. Gleichzeitig berechnet die Einstelleinheit 41, wenn das Ableitelement 40 b einen Lernkorrekturkoeffizienten K _LC liefert, die Grundeinspritzmenge T _p mittels der Korrektur durch den Koeffizienten K _LC entsprechend der Gleichung

"T _p = K · K _LC · Q/S _E".

Die Einspritzmengen-Einstelleinheit 42 stellt eine Einspritzmenge T _i entsprechend der folgenden Gleichung ein:

Ti = T _p × α × (K _C × K _LC + K _S) + T _S,

in der T _p die von der Einstelleinheit 41 eingestellte Grundeinspritzmenge, α der Korrekturkoeffizient der Kraftstoff- Luft-Verhältnis-Rückführung von der Einstelleinheit 36, K _C der von der Einstelleinheit 37 eingestellte Korrekturkoeffizient des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, K _LC der von dem Ableitelement 40 b gelieferte Lernkorrekturkoeffizient, K _S der von der Einstelleinheit 38 eingestellte Beschleunigungs/ Verlangsamungs-Korrekturkoeffizient und T _S der von der Einstelleinheit 34 eingestellte Spannungskorrekturkoeffizient sind. Die Einstelleinheit 42 erzeugt einen Treibersignalimpuls entsprechend der Einspritzmenge T _i und liefert an die Einspritzdüsen 8 zum vorbestimmten Zeitpunkt über den Treiber 43 ein Signal.

Nachstehend wird der Regelvorgang im Regler 20 unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 5 und 6 beschrieben.

Das Flußdiagramm von Fig. 5 zeigt den Ablauf der Kraftstoff- Luft-Verhältnisregelung. Zuerst liest der Regler 20 in Schritt S 100 Ausgangssignale vom Kurbelwinkelsensor 11 und vom Saugluftmengensensor 13 aus und errechnet die Motordrehzahl S _E und die Saugluftmenge Q _A.

In Schritt S 101 wird die Grundeinspritzmenge T _p in Abhängigkeit von der Motordrehzahl S _E und der Saugluftmenge Q _A nach Maßgabe der folgenden Gleichung:

T _p = K × Q _A/S _E

in der K eine Konstante ist, berechnet. Dann geht der Ablauf zu Schritt S 102.

In Schritt S 102 liest der Regler 20 das Leerlaufsignal I _d vom Leerlaufschalter 12 a, das Drosselklappenöffnungssignal R vom Drosselklappenlagesensor 12 und das Kühlmitteltemperatursignal T _c vom Kühlmitteltemperatursensor 14 aus.

In Schritt S 103 führt der Regler 20 in Abhängigkeit von den oben genannten Signalen einen Rechenvorgang aus zur Einstellung der Korrekturkoeffizienten C _I für verschiedene Erhöhungen, z. B. die Erhöhung der Kühlmitteltemperatur- Korrektur, die Erhöhung der Korrektur nach dem Leerlauf, die Erhöhung der Korrektur durch die Vollaststellung der Drosselklappe.

In Schritt S 104 stellt die Spannungskorrekturkoeffizienten- Einstelleinheit 34 den Spannungskorrekturkoeffizienten T _S zur Kompensation einer ungültigen Einspritzdauer der Einspritzdüsen 8 ein.

In Schritt S 105 berechnet die Beschleunigungs/Verlangsamungs- Bestimmungseinheit 33 die Geschwindigkeit "dR/dt" des Drosselklappenöffnungsgrads R. In Schritt S 106 bestimmt die Einheit 33, ob der Motor beschleunigt oder verlangsamt läuft, und zwar in Abhängigkeit vom Absolutwert |dR/dt| der Geschwindigkeit des Drosselklappenöffnungsgrads im Vergleich mit einem Vorgabewert R _S.

Bei |dR/dt|R _S geht der Ablauf zu Schritt S 107, und der Beschleunigungs/Verlangsamungs-Korrekturkoeffizient K _S für Beschleunigung oder Verlangsamung wird durch direkten oder Kompensationsbetrieb mittels der Map berechnet, die eine Beziehung zwischen der Motordrehzahl S _E und der Kühlmitteltemperatur T _c als Parameter zeigt, wonach der Ablauf zu Schritt S 109 weitergeht.

Bei |dR/dt|<R _S dagegen wird der Beschleunigungs/Verlangsamungs- Korrekturkoeffizient K _S in Schritt S 108 zu K _S=0 eingestellt, und der Ablauf geht zu Schritt S 109 weiter.

Die Bestimmung der Beschleunigung bzw. Verlangsamung wird durchgeführt durch Addition oder Subtraktion der in Schritt S 105 berechneten Größe "dR/dt".

In Schritt S 109 vergleicht der Regler 20 ein Ausgangs(spannungs)signal vom Sauerstoffsensor 15 mit einem Vorgabewert. Wenn das Signal den Vorgabewert überschreitet, bestimmt der Regler 20, daß der Sauerstoffsensor 15 aktiviert ist, und der Ablauf geht zu Schritt S 110 weiter. Wenn dagegen das Signal den Vorgabewert unterschreitet, bestimmt der Regler 20, daß der Sauerstoffsensor 15 aufgrund niedriger Temperatur inaktiv ist. In Schritt S 112 wird der Kraftstoff- Luft-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizient auf α=1 festgesetzt, und in Schritt S 113 beendet der Regler die Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungsregelung.

In Schritt S 110 bestimmt der Regler, ob die Kraftstoff- Luft-Verhältnis-Rückführungsbedingung besteht, wobei als Parameter die in Schritt S 100 berechnete Motordrehzahl S _E und die Motorlast L _D in Abhängigkeit von der in Schritt S 101 eingestellten Grundeinspritzmenge T _p genützt werden. Wenn die Motordrehazhl S _E niedriger als die vorgegebene Drehzahl S _S (z. B. 4500 U/min) ist, wenn alse S _E<S _S, und die Last L _D niedriger als die vorgegebene Last L _S (also L _D<L _S) ist, bestimmt der Regler, daß die Bedingung erfüllt ist, und der Ablauf geht zu Schritt S 111. Wenn dagegen die Motordrehzahl S _E S _S und die Last L _D L _S, bestimmt der Regler, daß der Betriebsbereich an einem Stoppbereich der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungsregelung im wesentlichen im Vollastbereich liegt. In Schritt S 112 wird der Koeffizient α auf α=1 festgelegt. Die Kraftstoff-Luft- Verhältnis-Rückführungsregelung wird unterbrochen, und der Ablauf geht zu Schritt S 113 weiter (siehe Fig. 7).

Die Feststellung, ob der Sauerstoffsensor aktiviert ist, erfolgt zwar durch Vergleich des Ausgangssignals mit dem Vorgabewert; die Feststellung der Aktivierung kann aber auch so erfolgen, daß das vom Kühlmitteltemperatursensor 14 zugeführte Kühlmitteltemperatursignal T _c mit dem Vorgabewert verglichen wird und, wenn das Signal T _c den Vorgabewert unterschreitet (wenn der Motor kalt ist), bestimmt wird, daß der Sauerstoffsensor 15 inaktiv ist.

Ferner kann die Bestimmung der Beendigung des Regelzustands der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführung in Schritt S 110 durch die Feststellung des Vollastbetriebs (vollständiger Offenzustand der Drosselklappe) in Abhängigkeit vom Drosselklappenöffnungsgrad R erfolgen.

In Schritt S 111 wird die Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors 15 mit dem doppeltbegrenzten Pegel verglichen und der Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizient α durch Proportional-Integral-Regelung eingestellt.

In Schritt S 113 entnimmt der Regler 20 den Lernwert K _L aus der entsprechenden Adresse der Lernwert-Tabelle T _L nach Maßgabe der in Schritt S 100 errechneten Saugluftmenge Q _A, und dann wird der Lernkorrekturkoeffizient K _LC durch Kompensationsoperation berechnet.

In Schritt S 114 bestimmt der Regler dann, ob der die Saugluftmenge Q _A als Parameter verwendende Betriebsbereich im Lernbereich des Saugluftmengen-Meßsystems oder des Einspritzsystems liegt. Dabei vergleicht der Regler die Saugluftmenge Q _A mit dem Vorgabewert Q _F und stellt fest, daß im Fall von Q _F Q _A der Lernbereich im Einspritzsystem liegt, so daß der Ablauf zu Schritt S 117 weitergeht. Im Fall von Q _F<Q _A stellt der Regler fest, daß der Lernbereich im Saugluftmengen- Meßsystem liegt, so daß der Ablauf zu Schritt S 115 weitergeht.

Wenn der in Schritt S 114 bestimmte Betriebsbereich im Lernbereich des Saugluftmengen-Meßsystems liegt, wird die in Schritt S 101 vorgegebene Grundeinspritzmenge T _p durch den in Schritt S 113 berechneten Lernkorrekturkoeffizienten K _LC korrigiert. Dabei wird ein durch die Verschlechterung der Sensoren, z. B. des Luftmengensensors 13, bewirkter Berechnungsfehler der Saugluftmenge mit der folgenden Gleichung berechnet:

T _p = K × K _LC × Q _A/S _E

und wird korrigiert (Schritt 115).

In Schritt S 116 wird die tatsächliche Einspritzmenge T _i mittels der folgenden Gleichung in Abhängigkeit von der korrigierten Grundeinspritzmenge T _p und den vorgenannten verschiedenen Korrekturkoeffizienten wie etwa den in Schritt S 103 eingestellten verschiedenen Größenerhöhungs- Korrekturkoeffizienten C _I, dem in Schritt S 107 oder S 108 eingestellten Beschleunigungs/Verlangsamungs-Korrekturkoeffizienten K _S und dem in Schritt S 111 oder S 112 eingestellten Korrekturkoeffizienten für die Kraftstoff-Luft- Verhältnis-Regelung eingestellt:

T _i = T _p × α × (C _I + K _S) + T _S.

Wenn dagegen der in Schritt S 114 bestimmte Betriebsbereich im Lernbereich des Einspritzsystems liegt, wird die Einspritzmenge T _i wie folgt berechnet:

T _i = T _p × α × (C _I × K _LC + K _S) + T _S,

um den durch die Verschlechterung des Einspritzsystems, z. B. der Einspritzdüse 8, hervorgerufenen Einspritzmengenfehler in Schritt S 117 zu korrigieren. In diesem Fall wird die Einspritzmenge T _i in Abhängigkeit von der in Schritt S 101 eingestellten Grundeinspritzmenge T _p und von den vorgenannten verschiedenen Koeffizienten eingestellt.

In Schritt S 118 wird den Einspritzdüsen über den Treiber 43 zu den vorbestimmten Zeitpunkten ein Treiberimpuls entsprechend der tatsächlichen Einspritzmenge T _i zugeführt.

Der Korrekturvorgang wird zwar zu den vorgenannten Schritten durchgeführt; die Korrektur der Rechenfehler der Saugluftmenge, hervorgerufen durch die Verschlechterung des Saugluftmengensensors 13, kann aber direkt durch die Berechnungskonstante K der Grundeinspritzmenge T _p in der Lernkorrektur durchgeführt werden. Ferner kann die Berechnung der Saugluftmenge Q _A in der Saugluftmengen-Einstelleinheit 31 durch die direkte Korrektur in bezug auf die Saugluftmenge Q _A erfolgen.

Nachstehend wird eine Lernwerterneuerung beschrieben. Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das den Vorgang der Lernwerterneuerung zeigt, wobei es sich um ein Programm handelt, das jeweils in einem bestimmten Zeitintervall wiederholt wird.

In Schritt S 200 wird die Saugluftmenge Q _A in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Saugluftmengensensors 13 berechnet. In Schritt S 201 wird die Motordrehzahl S _E in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 11 berechnet.

In Schritt S 202 wird bestimmt, ob die in Schritt S 200 berechnete Saugluftmenge Q _A und die in Schritt S 201 berechnete Motordrehzahl S _E jeweils im Konstantzustand-Bestimmungsbereich liegen. Dabei werden die Menge Q _A und die Drehzahl S _E jeweils mit Q₀Q _A Q _n bzw. S₀S _E S _n in einem Matrixbereich entsprechend Fig. 4(a) bestimmt. Wenn die Menge Q _A und die Drehzahl S _E im Konstantzustand-Bestimmungsbereich und in einem Lernwerterneuerungs-Regelbereich liegen, wird die Matrix-Teilungsposition als Teilung D₁ in der Matrix von Fig. 4(a) bezeichnet. Wenn beide Werte im Regelbereich liegen, geht der Ablauf zu Schritt S 203 weiter, und wenn beide Werte außerhalb des Regelbereichs liegen, endet die Routine des Reglers 20.

In Schritt S 203 wird bestimmt, daß der Lernbereich entweder in einer Luftmeßsystem-Charakteristik vom Saugluftmengensensor 13 oder einer Einspritzsystem-Charakteristik von den Einspritzdüsen 8 liegt, und zwar durch Vergleich des Vorgabewerts Q _F und der Saugluftmenge Q _A als Parameter. Wenn die Saugluftmenge Q _A den Vorgabewert Q _F übersteigt, wenn also der Lernbereich in den Charakteristiken des Meßsystems liegt, wird in der Lernwert-Tabelle T _L eine Adreßposition entsprechend der in Schritt S 202 bezeichneten Teilungsposition der Matrix bezeichnet; wenn z. B. die Teilungsposition D₁ der Matrix in Schritt S 202 angegeben wurde, wird die Adreßposition der Tabelle T _L entsprechend an der Position a₃ angegeben. Wenn dagegen die Saugluftmenge Q _A kleiner als der Vorgabewert Q _F ist, wenn also der Lernbereich in den Charakteristiken des Einspritzsystems liegt, wird die Adresse der Tabelle T _L als ein Punkt bezeichnet, so daß das System die im RAM 23 gespeicherte Adreßpositions-Information ausliest. Ein Flag im System wird in Schritt S 208 auf "1" gesetzt, und der Ablauf geht zu Schritt S 205 weiter.

Da eine Änderung von Charakteristiken im Einspritzsystem, z. B. den Einspritzdüsen 8, im wesentlichen konstant ist, wie bereits gesagt wurde, ist es möglich, repräsentativ an einem Punkt der Saugluftmenge Q _A zu lernen, selbst wenn sie die verschiedenen Werte im Lernbereich der Charakteristiken des Einspritzsystems aufweist. Es ist also möglich, die Kapazität der Lernwert-Tabelle T _L zu minimieren.

In Schritt S 204 wird das Flag gelöscht. In Schritt S 205 bestimmt die Konstantzustand-Bestimmungseinheit 35, ob der Konstantzustand besteht, indem die zu diesem Zeitpunkt bezeichnete Teilungsposition mit der durch die vorhergehende Routine in der Matrix bezeichneten Position verglichen wird. Wenn daher durch die vorhergehende Routine und die momentane Routine verschiedene Positionen bezeichnet wurden, entscheidet die Einheit 35, daß der Zustand nicht konstant ist, und erneut den Lernwert nicht. In Schritt S 206 wird die durch die momentane Routine bezeichnete Teilungslage in der Matrix im RAM 23 als vorhergehende spezifische Teilungspositionsinformation gespeichert. In Schritt S 207 wird der Zähler rückgesetzt (C₀=0), und die Routine endet.

Da die erste Routine nicht die vorhergehende Teilungspositionsinformation hat, verzweigt sich der Ablauf von Schritt S 203 zum Schritt S 206, und die Routine endet mit Schritt S 207.

Wenn dagegen in Schritt S 205 die Einheit 35 entscheidet, daß die durch die momentane Routine bezeichnete Teilungsposition in der Matrix dieselbe Position wie in der vorhergehenden Routine ist, geht der Ablauf zu Schritt S 209 weiter. In Schritt S 209 wird eine Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors 15 abgenommen, und das System bestimmt, ob die Ausgangsspannung sich zur fetten oder zur mageren Seite ändert.

Wenn sich die Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors 15 nicht ändert, endet die Routine. Wenn dagegen die Spannung schwankt, geht der Ablauf zu Schritt S 210 weiter, und Zählwerte des Zählers werden aufwärtsgezählt.

In Schritt S 211 ist dann die Routine beendet, wenn der Zählwert im Zähler kleiner als n, z. B. 3, ist, wogegen der Konstantzustand festgestellt wird, wenn der Wert auf n oder höher, z. B. 3, steht; dann geht der Ablauf zu Schritt S 212 weiter.

Dabei wird in den Schritten S 205, S 209 und S 211 der Konstantzustand bestimmt, und der Lernwert wird erneuert, wenn die Saugluftmenge Q _A und die Motordrehzahl S _E im wesentlichen konstant sind und wenn sich die Ausgangsspannung vom Sauerstoffsensor 15 n-mal ändert. Da somit die Ausgangsspannung vom Sensor 15 Null oder sehr klein ist, wenn der Sensor 15 inaktiv ist, bestimmt das System, daß die Spannung des Sensors 15 nicht schwankt, und damit ist die Routine beendet, so daß in Schritt S 209 der Lernwert nicht erneuert wird.

Nach der Bestimmung des Konstantzustands in den vorgenannten Schritten wird in Schritt S 212 der Zähler rückgesetzt. In Schritt S 213 wird aus dem Rückführungskorrekturkoeffizienten α ein Mittelwert berechnet, und das System berechnet eine Differenz Δα zwischen dem Mittelwert und einem Referenzwert α 0. Dabei wird innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls, z. B. durch vierfaches Überspringen, des in der Einstelleinheit 26 gebildeten Kraftstoff-Luft- Verhältnis-Rückführungskorrekturkoeffizienten α, der Mittelwert berechnet durch:

= (α 1 + α 5) + (α 3 + α 7)/4,

wobei α 1 und α 5 einen Höchstwert und α 3 und a 7 einen Niedrigstwert bezeichnen, und das System berechnet die Differenz Δα zwischen dem mittleren Wert und dem Referenzwert α 0 (Fig. 8).

In Schritt S 214 wird der Lernwert K _L aus der entsprechenden, in Schritt S 203 bezeichneten Adresse der Lernwert- Tabelle T _L gewonnen.

In Schritt S 215 bestimmt der Regler 20, ob das Flag "1" oder "0" ist. Wenn das Flag "1" ist, wenn also der Lernvorgang im Lernbereich des Einspritzsystems durchgeführt wird, geht der Ablauf zu Schritt S 216 weiter, und wenn das Flag "0" ist und somit der Lernvorgang im Lernbereich des Luftmeßsystems durchgeführt wird, geht der Ablauf zu Schritt S 217.

In Schritt S 216 wird ein neuer Lernwert in Abhängigkeit vom Lernwert K _L, der in Schritt S 214 gebildet wurde, und von der in Schritt S 213 berechneten Differenz Δα gemäß der folgenden Gleichung vorgegeben:

K _L ← K _L + Δα/M 1

wobei ein Koeffizient M 1 ein im ROM 22 gesetzter vorbestimmter Wert und eine Konstante zur Bestimmung eines Verhältnisses mit der Differenz Δα in Abhängigkeit von den Verschlechterungs-Charakteristiken im Einspritzsystem bei der Erneuerung des Lernwerts ist.

Wenn dagegen der Lernvorgang im Bereich des Saugluftmengen- Meßsystems durchgeführt wird, wird in Schritt S 217 ein neuer Lernwert in Abhängigkeit vom Lernwert K _L und der Differenz Δα gemäß dem folgenden Ausdruck gesetzt:

K _L ← K _L + Δα/M 2

wobei ein Koeffizient M 2 ein im ROM 22 gesetzter vorbestimmter Wert und eine Konstante zur Bestimmung des Verhältnisses mit der Differenz Δα in Abhängigkeit von den Verschlechterungs-Charakteristiken im Saugluftmengen-Meßsystem bei der Erneuerung des Lernwerts ist.

Der in Schritt S 216 oder S 217 berechnete neue Lernwert K _L erneuert den entsprechenden Adreßwert der Lernwert-Tabelle T _L, und damit ist die Routine beendet.

Wie vorstehend im einzelnen erläutert wurde, wird durch die Erfindung eine Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung angegeben, die repräsentativ die Charakteristiken des Einspritzsystems an dem bzeichneten einen Punkt des Betriebsbereichs lernen kann und die in den übrigen Bereichen die Charakteristiken des Saugluftmengen-Meßsystems lernen kann. Da sich also die Lernbereiche zwischen dem Einspritzsystem und dem Saugluftmengen-Meßsystem nicht überlappen und das Einspritz- und das Saugluftmengen-Meßsystem die miteinander kollidierenden Lernwerte nicht im gleichen Lernbereich aufweisen müssen, wird der Lernvorgang exakt durchgeführt. Da ferner der Speicherbedarf für die Lernwerte minimiert wird, können die Regelbarkeit und die Regenerierung der Abgase verbessert und die Kraftstoffkosten gesenkt werden.

Claims

1. Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem Einspritzsystem mit Einspritzdüse (8) zur Einspritzung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs in eine Brennkammer (1 a) der Maschine und mit einem Saugluftmengen-Meßsystem mit Sauerstoffsensor (15), Kurbelwinkelsensor (11), Drosselklappenlagesensor (12), Leerlaufschalter (12 a), Saugluftmengensensor (13) und Kühlmitteltemperatursensor (14); gekennzeichnet durch
eine Einheit (39) zum Einstellen eines Lernbereichs aufgrund von einem Betriebsbereich entsprechenden Änderungen der Charakteristiken des Einspritzsystems und des Saugluftmengen- Meßsystems;
eine Lerneinheit (40) zum repräsentativen Lernen einer Korrekturgröße des Einspritzsystems an einem bestimmten Punkt des Betriebsbereichs und zum Lernen einer Korrekturgröße des Saugluftmengen-Meßsystems an anderen Punkten des Betriebsbereichs in Abhängigkeit von einer Anweisung von der Lernbereich-Einstelleinheit (39) auf der Basis der Differenz zwischen einem Referenzwert des Kraftstoff-Luft- Verhältnisses und einem von einem Sauerstoffsensor (15) gemessenen Ist-Kraftstoff-Luft-Verhältnis;
eine Grundeinspritzmengen-Einstelleinheit (41) zur Einstellung einer Grundeinspritzmenge in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, der vom Saugluftmengen-Meßsystem gemessenen Saugluftmenge und einem dem Betriebsbereich entsprechenden Lernwert von der Lerneinheit (40); und
eine Einspritzmengen-Einstelleinheit (42) zur Einstellung einer tatsächlichen Einspritzmenge, die durch den dem Betriebsbereich des Einspritzsystems entsprechenden Lernwert in Abhängigkeit von der Grundeinspritzmenge korrigiert ist.

2. Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lerneinheit (40) einen Lernwert-Neuschreibabschnitt (40 a) zum Neuschreiben des Lernwerts in Abhängigkeit von einem Differenzverhältnis zwischen einem Referenzwert und einem tatsächlichen Wert sowie einen Lernwert-Ableitabschnitt (40 b) zur Ableitung einer Lernwert-Tabelle (T _L) gespeicherten Lernwerts in Abhängigkeit von der Saugluftmenge und einem Lernkorrekturkoeffizienten aufweist.

3. Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (20) aufweist:
eine CPU (21), die verschiedene Verarbeitungsfunktionen hat,
einen ROM (22) zur Speicherung von Festinformationen wie Steuerprogrammen,
einen RAM (23) zur Speicherung verschiedener Meßwerte, die von verschiedenen Sensoren des Meßsystems geliefert werden,
einen nichtflüchtigen Speicher (23 a) zur Speicherung einer Lernwert-Tabelle, die in der Lerneinheit (40) zur Einstellung des Lernwerts entsprechend dem Betriebsbereich des Einspritz- bzw. des Meßsystems genützt wird,
eine Eingangsschnittstelle (24), die die verschiedenen Meßwerte von den verschiedenen Sensoren (11-15) und einem zusammen mit dem Drosselklappenlagesensor (12) vorgesehenen Leerlaufschalter (12 a) des Meßsystems sowie eine Ausgangsspannung einer Batterie (16) über einen Spannungsfühlkreis (16 a) empfängt,
eine Ausgangsschnittstelle (25), die über einen Treiberkreis (27) an die jeweils an den Zylindern angeordneten Einspritzdüsen (8) angeschlossen ist, und
einen Bus (26) zum Verbinden der CPU, der Speicher, des nichtflüchtigen Speichers und der Ein- und Ausgangsschnittstelle miteinander.

4. Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (20) aufweist:
eine Rückführungs-Bestimmungseinheit (30), die in Abhängigkeit von der Sauerstoffdichte und der Motordrehzahl bestimmt, ob die Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungsregelung unterbrochen wird,
einen Saugluftmengenrechner (31), der die vom Saugluftmengensensor (13) des Meßsystems zugeführte Saugluftmenge berechnet,
eine Konstantzustand-Bestimmungseinheit (35), die eine Teilung in einer in der Lerntabelle im nichtflüchtigen Speicher (23 a) gespeicherten Matrix der Saugluftmenge bestimmt und an die Lerneinheit eine Bereichseinstellanweisung liefert, und
eine Rückführungskorrekturkoeffizienten-Einstelleinheit (36), die ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis-Rückführungsregelsignal in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sauerstoffsensors (15) erzeugt, wenn die Rückführungs-Bestimmungseinheit (30) der Beginn der Kraftstoff-Luft-Verhältnis- Rückführungsregelung bestimmt.