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DE102004043917A1 - Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorüberwachungseinrichtung, Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung und Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelung - Google Patents

Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorüberwachungseinrichtung, Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung und Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelung Download PDF

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DE102004043917A1
DE102004043917A1 DE102004043917A DE102004043917A DE102004043917A1 DE 102004043917 A1 DE102004043917 A1 DE 102004043917A1 DE 102004043917 A DE102004043917 A DE 102004043917A DE 102004043917 A DE102004043917 A DE 102004043917A DE 102004043917 A1 DE102004043917 A1 DE 102004043917A1
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DE
Germany
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air
fuel ratio
change
circuit
correction factor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004043917A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriaki Kariya Ikemoto
Naoki Kariya Yoshiume
Yukihiro Kariya Yamashita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2003319986A external-priority patent/JP4196794B2/ja
Priority claimed from JP2003331172A external-priority patent/JP4016921B2/ja
Priority claimed from JP2003410005A external-priority patent/JP2005121003A/ja
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493—Details
    • F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Es wird eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorüberwachungseinrichtung angegeben, die zur Überwachung der Reaktionseigenschaften oder der Ansprechgeschwindigkeit eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors beim Übergang eines Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für eine Brennkraftmaschine in den fetten und den mageren Bereich ausgestaltet ist. Die ermittelten Ansprechgeschwindigkeiten bzw. Ansprechraten dienen zur Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Störzustandes des Sensors, zur genauen Bestimmung des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses und/oder zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für die Brennkraftmaschine.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorüberwachungseinrichtung, die zur Überwachung des Ansprechverhaltens eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors für Brennkraftmaschinen und Ermittlung eines Störzustands im Betrieb des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors ausgestaltet ist, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung zur Ermittlung eines Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für eine Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors sowie auf eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelung, die zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für eine Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors ausgestaltet ist.
  • Bekanntermaßen haben bereits Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtungen praktische Verwendung gefunden, die einen im Abgasrohr einer Brennkraftmaschine angeordneten Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor (wie z.B. einen Abgas-Sauerstoffsensor) aufweisen, der zur Bildung einer Angabe bzw. eines Messwertes des bei dem Verbrennungsvorgang in der Brennkraftmaschine jeweils verwendeten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses dient. In jüngerer Zeit sind bei solchen Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensoren lineare Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensoren eingesetzt worden, die ein Ausgangssignal erzeugen, das sich linear mit dem jeweiligen bzw. momentanen Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelsysteme, bei denen eine derartige Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung Verwendung findet, dienen zur Einregelung des von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff- Verhältnisses im geschlossenen Regelkreis auf ein Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis, um auf diese Weise die Abgas-Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine zu verringern.
  • Bei einer solchen Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im geschlossenen Regelkreis ist es von wesentlicher Bedeutung, dass stets ein stabiler Betrieb bzw. eine stabile Wirkungsweise des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors gewährleistet ist. Aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 4-237 851 ist es z.B. bekannt, eine Verschlechterung der Eigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors durch Auswertung der Sensor-Ansprechgeschwindigkeit bei einer Änderung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelverstärkung im Bereich des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu diagnostizieren. Weiterhin ist aus der US-Patentschrift 5 964 208 der Anmelderin ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelsystem bekannt, bei dem die Änderungsrate des von einem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und die Änderungsrate eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bestimmt und zur Durchführung einer Diagnose des Sensors miteinander verglichen werden.
  • Den meist verwendeten Typ eines solchen Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors stellt ein Sauerstoffsensor dar, der aus einem Zirkondioxid-Festelektrolytkörper mit zwei, daran angebrachten Elektroden besteht. Der Sauerstoffsensor dient zur Ionisierung von im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Sauerstoffmolekülen und Messung der Menge an Sauerstoffionen, die sich zwischen den Elektroden bewegen und somit die Konzentration von Sauerstoff im Abgas repräsentieren, die wiederum von dem jeweiligen Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnis für die Brennkraftmaschine abhängt. Bei einem Sauerstoffsensor dieser Art können jedoch auf Grund von ursprünglichen Abweichungen der Reaktionsfähigkeit oder Alterungserscheinungen des Sensors bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich und den mageren Bereich unterschiedliche Ansprechgeschwindigkeiten auftreten. Wenn hierbei die Ansprechgeschwindigkeit des Sensors unerwünschterweise nur im Falle eines fetten oder nur im Falle eines mageren Gemisches abfällt, erschwert dies eine genaue Diagnose des Sensors.
  • Weiterhin ist aus der US-Patentschrift 5 119 629 ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelsystem mit einem geschlossenen Regelkreis bekannt, bei dem ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor der vorstehend beschriebenen Art zur Verbesserung des Emissionssteuerwirkungsgrades eines Katalysators Verwendung findet. Bei einem solchen Regelsystem tritt jedoch ebenfalls das Problem auf, dass die Genauigkeit der Bestimmung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf Grund der vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Ansprechgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei fetten und mageren Gemischverhältnissen abnimmt.
  • Darüber hinaus ist aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2-67 443 ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelsystem bekannt, bei dem ein linearer Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor stromauf eines Dreifachkatalysators und ein λO2-Sensor stromab des Dreifachkatalysators angeordnet sind, wobei das Ausgangssignal des λO2-Sensors zur Korrektur von Regelgrößen des linearen Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors und Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoren überwacht wird. Bei einem Regelsystem dieser Art tritt jedoch ebenfalls das vorstehend beschriebene Problem auf, was zu einer Veränderung der Geschwindigkeit führt, mit der die Konvergenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis stattfindet.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, diese Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorüberwachungseinrichtung, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung und eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelung anzugeben, die zur Kompensation unterschiedlicher Ansprechgeschwindigkeiten oder einer unterschiedlichen Ansprechcharakteristik eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei Vorliegen eines fetten und eines mageren Gemisches für eine Brennkraftmaschine ausgestaltet sind.
  • Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln gelöst.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung zur Ermittlung eines vorgegebenen Störzustands eines in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors: (a) eine Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors, um eine Übereinstimmung eines von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einem Sollwert herbeizuführen, (b) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, (c) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis- Korrekturfaktoränderungsdaten, die mit Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, (d) eine Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin als Funktionen der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, und (e) eine Sensor-Störzustandsdetektorschaltung zur Ermittlung des vorgegebenen Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors auf der Basis der von der Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung bestimmten Ansprechcharakteristik.
  • Es hat sich gezeigt, dass eine Änderung der Arbeitskennlinie von Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensoren auf Grund von Alterung usw. dazu führen kann, dass sich das Ansprechverhalten bzw. die Ansprechgeschwindigkeit der Sensoren bei einem fetten und/oder mageren Gemisch für die Brennkraftmaschine in erheblichem Maße verändern kann, was dann zu einem Störzustand im Betrieb der Sensoren führt. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Sensor-Störzustandsdetektorschaltung kann eine solche Änderung des Ansprechverhaltens bzw. der Ansprechgeschwindigkeit ermittelt und damit das Vorliegen eines Störzustands des Sensors genau festgestellt werden.
  • In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die vorstehend beschriebenen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich und den mageren Bereich im wesentlich identische Änderungen des Ausgangssignals des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors oder des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors zur fetten und zur mageren Seite hin hervorrufen. Solche Änderungen erstrecken sich nicht immer über das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinweg, wobei jedoch die Orientierung dieser Änderungen in Bezug auf den fetten und/oder den mageren Bereich die Richtung angibt, in der sich das Ausgangssignal des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors oder der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor verändert.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bestimmt die Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung die Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu der fetten und der mageren Seite hin als Funktion eines fettbereichsseitigen Verhältnisses, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin darstellt, und eines magerbereichsseitigen Verhältnisses, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin darstellt, wobei die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung den vorgegebenen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors auf der Basis des von der Ansprechcharakteristik bestimmten fettbereichsseitigen und magerbereichsseitigen Verhältnisses ermittelt. Das Vorliegen eines Störzustands wird somit in Abhängigkeit von der Korrelation zwischen den Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten überwacht, wodurch sich die Zuverlässigkeit der Ermittlung eines Störzustands verbessern lässt.
  • Die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung kann das fettbereichsseitige Verhältnis mit einem gegebenen fettbereichsseitigen Bezugswert und das magerbereichsseitige Verhältnis mit einem gegebenen magerbereichsseitigen Bezugswert für die Beurteilung vergleichen, ob der vorgegebene Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors vorliegt oder nicht.
  • Die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung kann eine Verschlechterung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin feststellen, wenn die Änderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin größer als die Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin ist, und eine Verschlechterung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin feststellen, wenn die Änderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin größer als die Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin ist.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten können Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen, während die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen können.
  • Es hat sich gezeigt, dass bei der Regelung des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses in der Nähe des stöchiometrischen Wertes die Änderungen der Ansprechcharakteristik bzw. Ansprechkennlinie des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors nicht genau den Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten entsprechen. Zur Lösung dieses Problems kann die Sensor-Störzustandsdetektoreinrichtung eine Datenbestimmungs-Freigabeschaltung zur selektiven Freigabe der Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten in Abhängigkeit vom Verlauf der Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors aufweisen.
  • Die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung kann die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten nur dann ermöglichen, wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors innerhalb einer gegebenen Zeitdauer bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite hin einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  • Die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung ermöglicht die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Beginn der Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten.
  • Die vorgegebene Zeitdauer kann eine Verzögerungszeit zwischen einer Änderung einer der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge und der sich daraus ergebenden Änderung der Gasatmosphäre im Bereich des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors darstellen.
  • Die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung kann die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten innerhalb einer gegebenen Zeitdauer ermöglichen.
  • Die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung kann eine Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten verhindern, wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin einen gegebenen Wert überschreitet und das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich zur mageren Seite hin verändert, oder wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin einen gegebenen Wert überschreitet und das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich zur fetten Seite hin verändert.
  • Die Sensor-Störzustandsdetektoreinrichtung kann außerdem eine Ansprechparameter-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Ansprechparameters für die Beseitigung einer Differenz zwischen der jeweiligen Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin aufweisen, wobei die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung den vorgegebenen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors auf der Basis des Ansprechparameters ermitteln kann.
  • Weiterhin kann die Sensor-Störzustandsdetektoreinrichtung eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung zur Herbeiführung einer beabsichtigten Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin aufweisen, wobei die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung den vorgegebenen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors entweder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten ermittelt, die bei der durch die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin erhalten werden, oder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten ermittelt, die bei der von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin erhalten werden.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung kann den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Funktion eines jeweiligen Betriebszustands der Brennkraftmaschine bestimmen.
  • Bei der absichtlichen Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ergeben sich bei niedrigen Drehzahlen im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine eine geringe Durchflussmenge und eine geringe Durchflussgeschwindigkeit des Abgases, was zu einer höheren Zeitverzögerung zwischen einer Änderung einer in die Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge und der sich daraus ergebenden Ausgangssignaländerung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors führt. Bei hohen Drehzahlen im Volllastbereich der Brennkraftmaschine ergeben sich dagegen eine hohe Durchflussmenge und eine hohe Durchflussgeschwindigkeit des Abgases, was zu einer geringeren Zeitverzögerung zwischen einer Änderung der in die Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge und der sich daraus ergebenden Ausgangssignaländerung des Luft- Kraftstoffverhältnis-Sensors führt. Vorzugsweise vergrößert daher die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei niedrigen Drehzahlen und im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine und verkleinert den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei hohen Drehzahlen und im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung kann eine Oszillation eines Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin herbeiführen und das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis zwischen einem fettbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und einem magerbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis jeweils umschalten, wenn das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis erreicht.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung zur Ermittlung eines vorgegebenen Störzustands eines in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors: (a) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, (b) eine Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin als Funktionen der bei den Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoffverhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin bestimmten Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, und (c) eine Sensor-Störzustandsdetektorschaltung zur Ermittlung des vorgegebenen Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors auf der Basis der von der Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung bestimmten Ansprechcharakteristik.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung die Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und mageren Seite hin mit gegebenen Bezugswerten vergleichen und auf der Basis der Ergebnisse des Vergleichs der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors mit den gegebenen Bezugswerten beurteilen, ob eine Verschlechterung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite hin vorliegt.
  • Die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung ermittelt hierbei eine Verschlechterung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite hin auf der Basis einer Differenz zwischen den Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit den Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten können Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen.
  • Die Sensor-Störzustandsdetektoreinrichtung kann außerdem eine Ansprechparameter-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Ansprechparameters für die Beseitigung einer Differenz zwischen der jeweiligen Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin aufweisen, wobei die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung den vorgegebenen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors auf der Basis des Ansprechparameters ermittelt.
  • Weiterhin kann die Sensor-Störzustandsdetektoreinrichtung eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung zur Herbeiführung einer beabsichtigten Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin aufweisen, wobei die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung den vorgegebenen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors entweder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten ermittelt, die bei der durch die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin erhalten werden, oder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten ermittelt, die bei der von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin erhalten werden.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung kann den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Funktion eines jeweiligen Betriebszustands der Brennkraftmaschine bestimmen.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung kann hierbei den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei niedrigen Drehzahlen und im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine vergrößern und den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei hohen Drehzahlen und im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine verkleinern.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung kann auch eine Oszillation eines Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin herbeiführen und das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis zwischen einem fettbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und einem magerbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis jeweils umschalten, wenn das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis erreicht.
  • Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung für einen in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor: (a) eine Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors, um eine Übereinstimmung eines von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für die Brennkraftmaschine mit einem Sollwert herbeizuführen, (b) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten- Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, (c) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, die mit Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, (d) eine Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, und (e) eine Datenbestimmungs-Freigabeschaltung zur selektiven Freigabe der Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten in Abhängigkeit von Verlauf der Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ermöglicht die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten nur dann, wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors innerhalb einer gegebenen Zeitdauer bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite hin einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  • Die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung kann die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Beginn der Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten ermöglichen.
  • Die vorgegebene Zeitdauer kann hierbei eine Verzögerungszeit zwischen einer Änderung einer der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge und der sich daraus ergebenden Änderung der Gasatmosphäre im Bereich des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors darstellen.
  • Die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung kann die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten innerhalb einer gegebenen Zeitdauer ermöglichen.
  • Die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung kann eine Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten verhindern, wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin einen gegebenen Wert überschreitet und das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich zur mageren Seite hin verändert, oder wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin einen gegebenen Wert überschreitet und das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich zur fetten Seite hin verändert.
  • Die Detektoreinrichtung kann außerdem eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung zur Herbeiführung einer beabsichtigten Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin aufweisen, wobei die Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung die Ansprechcharakteristik entweder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten bestimmt, die bei der durch die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin erhalten werden, oder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten bestimmt, die bei der von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin erhalten werden.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung kann den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Funktion eines jeweiligen Betriebszustands der Brennkraftmaschine bestimmen.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung kann hierbei den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei niedrigen Drehzahlen und im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine vergrößern und den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei hohen Drehzahlen und im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine verkleinern.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung kann auch eine Oszillation eines Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin herbeiführen und das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis zwischen einem fettbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und einem magerbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis jeweils umschalten, wenn das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis erreicht.
  • Gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung für eine Brennkraftmaschine: (a) einen Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor, der in einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines Ausgangssignals angeordnet ist, das eine Funktion des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches darstellt, (b) eine Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors, um eine Übereinstimmung eines von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einem Sollwert herbeizuführen, (c) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, (d) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, die mit Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, (e) eine Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin als Funktionen der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, und (f) eine Luft- Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung zur Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses unter Verwendung der von der Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung bestimmten Ansprechcharakteristik.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur Beseitigung einer Differenz bei der von der Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung bestimmten Ansprechcharakteristik korrigieren.
  • Die Messeinrichtung kann außerdem eine Ansprechparameter-Bestimmungsschaltung aufweisen, die einen Ansprechparameter zur Beseitigung einer bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin auftretenden Differenz in der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bestimmt, wobei die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis unter Verwendung des Ansprechparameters korrigiert.
  • Die Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung kann die Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu der fetten und der mageren Seite hin als Funktion eines fettbereichsseitigen Verhältnisses, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin darstellt, und eines magerbereichsseitigen Verhältnisses bestimmen, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin darstellt.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten können Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen, während die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen können.
  • Gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung für eine Brennkraftmaschine: (a) einen Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor, der in einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines Ausgangssignals angeordnet ist, das eine Funktion des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches darstellt, (b) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, und (c) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung zur Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit den Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung korrigiert die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur Beseitigung einer bei den Veränderungen des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin auftretenden Differenz in der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten können Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung kann das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur Herstellung einer gegebenen Differenz in der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin korrigieren.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung kann hierbei dem gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu dessen Korrektur eine Phasenvoreilung oder eine Phasenverzögerung erteilen.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung kann das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis auch korrigieren, wenn gegebene Bedingungen, die sich zumindest auf einen Zustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors beziehen, erfüllt sind.
  • Weiterhin kann die Messeinrichtung eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung zur Herbeiführung einer beabsichtigten Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin aufweisen, wobei die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis entweder auf der Basis der Luft- Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten korrigiert, die bei der durch die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin erhalten werden, oder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten korrigiert, die bei der von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin erhalten werden.
  • Gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung: (a) einen Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor, der in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines Ausgangssignals angeordnet ist, das eine Funktion des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches darstellt, (b) eine Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors, um eine Übereinstimmung eines von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sollwert herbeizuführen, (c) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, (d) eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, die mit Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, (e) eine Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin als Funktionen der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, und (f) eine Regelparameter-Korrekturschaltung zur Korrektur eines zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches dienenden Regelparameters unter Verwendung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung korrigiert die Regelparameter-Korrekturschaltung den Regelparameter als Funktion einer bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und mageren Seite hin auftretenden Differenz in der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors.
  • Die Regeleinrichtung kann außerdem eine Parameter-Bestimmungsschaltung aufweisen, die einen Ansprechparameter zur Herbeiführung einer Koinzidenz der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin bestimmt, wobei die Regelparameter-Korrekturschaltung den Regelparameter unter Verwendung des Ansprechparameters korrigiert.
  • Die Regelparameter-Korrekturschaltung kann den als Regelparameter verwendeten Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor korrigieren.
  • Alternativ kann die Regelparameter-Korrekturschaltung den als Regelparameter verwendeten Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses korrigieren.
  • Alternativ kann die Regelparameter-Korrekturschaltung eine als Regelparameter dienende Regelverstärkung korrigieren.
  • Die Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung kann die Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu der fetten und der mageren Seite hin als Funktion eines fettbereichsseitigen Verhältnisses, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin darstellt, und eines magerbereichsseitigen Verhältnisses bestimmen, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin darstellt.
  • Die Regelparameter-Korrekturschaltung kann den Regelparameter korrigieren, wenn sich eine Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis vergrößert.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten können Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen, während die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen können.
  • Ferner kann die Regeleinrichtung eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung zur Herbeiführung einer beabsichtigten Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin aufweisen, wobei die Regelparameter-Korrekturschaltung den Regelparameter entweder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten korrigiert, die bei der durch die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin erhalten werden, oder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten korrigiert, die bei der von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin erhalten werden.
  • Darüber hinaus kann die Regeleinrichtung eine Mittelwert-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Mittelwertes des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aufweisen, wobei die Regelparameter-Korrekturschaltung den Regelparameter korrigiert, wenn der Mittelwert des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses um einen vorgegebenen Betrag von einem Sollmittelwert abweicht.
    •
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Regelsystems für eine Brennkraftmaschine,
  • 2 ein Blockschaltbild einer Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors,
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung einer Änderungsrate des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors,
  • 5 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung einer Änderungsrate bei einem korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnis,
  • 6 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung eines mit der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors in Verbindung stehenden Ansprechparameters,
  • 7 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Verarbeitung des Ausgangssignals eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors,
  • 8 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Überwachung des Vorliegens eines Störzustands bei einem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor,
  • 9 eine Querschnittsansicht des inneren Aufbaus eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors,
  • 10 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Überwachung des Vorliegens eines Störzustands bei einem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 11 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur bewussten Änderung eines Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für eine Brennkraftmaschine,
  • 12 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung einer Änderungsrate eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors,
  • 13 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Berechnung einer Änderungsrate eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei einem fetten Gemisch,
  • 14 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Berechnung einer Änderungsrate eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei einem mageren Gemisch,
  • 15 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung einer Änderungsrate eines korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses,
  • 16 ein Kennfeld für wählbare Werte von Periode und Amplitude einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Abhängigkeit von Last und Drehzahl einer Brennkraftmaschine,
  • 17 ein zeitabhängiges Diagramm zur Veranschaulichung von Schritten für die Bestimmung einer Zeitdauer, innerhalb der die Berechnung einer Änderungsrate eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors zulässig ist,
  • 18 ein zeitabhängiges Diagramm zur Veranschaulichung von Schritten für die Bestimmung einer Zeitdauer, innerhalb der die Berechnung einer Änderungsrate eines von einem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zulässig ist,
  • 19(a) und 19(b) den zeitlichen Verlauf von bewussten Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei Vorliegen eines Störzustands eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors gemäß einer modifizierten Form des zweiten Ausführungsbeispiels,
  • 20 ein Blockschaltbild einer Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 21(a) und 21(b) den zeitlichen Verlauf von Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors,
  • 22 ein Blockschaltbild einer Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 23 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung einer Änderungsrate eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors,
  • 24 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung einer Änderungsrate des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses,
  • 25 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Bestimmung eines mit der Ansprechcharakteristik eines Luft- Kraftstoffverhältnis-Sensors in Verbindung stehenden Ansprechparameters, und
  • 26(a) und 26(b) den zeitlichen Verlauf von Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors.
  • In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente und Bauteile bezeichnen, ist insbesondere in 1 ein Motorregelsystem für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs veranschaulicht, das eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist. Das Motorregelsystem dient hierbei zur Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge, der Einstellung des Zündzeitpunkts bzw. Zündwinkels und dergleichen bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge. Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung weist außerdem eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorüberwachungseinrichtung auf, die nachstehend noch näher beschrieben wird.
  • Das Motorregelsystem umfasst im wesentlichen eine elektronische Steuereinheit (ECU) 40, ein Luftdurchflussmengen-Messgerät 13, einen Drosselklappen-Stellungssensor 15, einen Saugrohr-Drucksensor 17, Kraftstoffeinspritzventile 19, einen Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32, einen Kühlmittel-Temperatursensor 33 sowie einen Kurbelwinkelsensor 34.
  • Eine Brennkraftmaschine 10 ist mit einem Saugrohr 11 und einem Abgasrohr 24 versehen. Ein Luftfilter 12 ist in dem Ansaugrohr 11 stromauf des Luftdurchflussmengen-Messgerätes 13 angeordnet, das zur Messung der Ansaugluftmenge dient und der elektronischen Steuereinheit (ECU) 40 ein die Ansaugluftmenge angebendes Signal zuführt. Stromab des Luftdurchflussmengen-Messgerätes 13 ist in dem Ansaugrohr 11 ein Drosselventil in Form einer Drosselklappe 14 angeordnet, deren Winkelstellung von einem Stellglied wie einem Gleichstrommotor gesteuert wird. Der Drosselklappen-Stellungssensor 15 ist an dem Ansaugrohr 11 angebracht und dient zur Messung der Winkelstellung bzw. Ventilstellung der Drosselklappe 14 zur Bildung eines entsprechenden Signals für die elektronische Steuereinheit 40. Ferner weist das Ansaugrohr 11 stromab des Drosselventils 14 eine Ausgleichskammer 16 auf, mit der ein Sammelsaugrohr (Ansaugkrümmer) 18 verbunden ist, über das die Ansaugluft auf die Zylinder der Brennkraftmaschine 10 verteilt wird. Der Saugrohr-Drucksensor 17 ist in dieser Ausgleichskammer 16 angeordnet und dient zur Messung des Drucks in der Ausgleichskammer 16 und Abgabe eines entsprechenden Drucksignals, das dann der elektronischen Steuereinheit 40 als den Saugrohrdruck angebendes Signal zugeführt wird. Die Kraftstoffeinspritzventile 14 sind solenoidbetätigte Magnetventile und in dem Sammelsaugrohr bzw. Ansaugkrümmer 18 jeweils an den Einlasskanälen (Ansaugkanälen) der Zylinder der Brennkraftmaschine 10 angeordnet.
  • Die Brennkraftmaschine 10 besitzt Einlassventile 21 und Auslassventile 22, die jeweils in den Einlasskanälen (Ansaugkanälen) sowie Auslasskanälen (Abgaskanälen) angeordnet sind. Bei der Öffnung der Einlassventile 21 wird einem Brennraum 23 ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zugeführt. Bei der Öffnung der Auslassventile 22 werden dann verbrannte Gase aus jedem Zylinder über einen Abgaskrümmer (Abgassammelrohr) in das Abgasrohr 24 geleitet. In einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 10 sind Zündkerzen 27 angeordnet, wobei jedem Zylinder eine jeweilige Zündkerze zugeordnet ist. Die Zündkerzen 27 werden von einer mit einer Zündspule ausgestatteten Zündvorrichtung zu eingesteuerten Zündzeitpunkten mit einer Hochspannung beaufschlagt, wodurch zwischen jeweiligen Mittel- und Masseelektroden der Zündkerzen 27 ein Zündfunke gebildet und auf diese Weise das Gemisch in dem Brennraum 23 entflammt wird.
  • In dem Abgasrohr 24 ist außerdem ein Katalysator 31 z.B. in Form eines Dreifachkatalysators angeordnet, der zur Verringerung der Emission von Schadstoffen wie Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffen (HC) und Stickoxiden (NOx) dient. Der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32, der z.B. von einem linearen Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gebildet wird, ist in dem Abgasrohr 24 stromauf des Katalysators 31 angeordnet. Der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 dient hierbei zur Messung der Konzentration eines spezifischen Bestandteils des Abgases (wie z.B. der Sauerstoffkonzentration) und Bildung eines Ausgangssignals, das mit dem der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnis in Korrelation steht. Der Kühlmittel-Temperatursensor 33 und der Kurbelwinkelsensor 34 sind im Zylinderblock der Brennkraftmaschine 10 angeordnet. Hierbei dient der Kühlmittel-Temperatursensor 33 zur Messung der Temperatur eines Kühlmittels bzw. des Kühlwassers und Zuführung eines die gemessene Temperatur angebenden Signals zu der elektronischen Steuereinheit 40, während der Kurbelwinkelsensor 34 zur Messung der Winkelstellung einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 dient und ein diese Stellung angebendes Signal der elektronischen Steuereinheit 40 zuführt. Der Kurbelwinkelsensor 34 ist hierbei z.B. zur Erzeugung eines Rechteckimpulssignals bei jedem Kurbelwinkel von 30° ausgestaltet.
  • Die elektronische Steuereinheit (ECU) 40 besteht aus einem eine Zentraleinheit (CPU), einen Festspeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) usw. aufweisenden Mikrocomputer und dient zur Ausführung verschiedener, in dem Festspeicher (ROM) gespeicherter Steuer- und Regelprogramme zur Regelung der über die Kraftstoffeinspritzventile 19 eingespritzten Kraftstoffmenge und der Einstellung bzw. Verstellung des Zündzeitpunktes der Zündkerzen 27. Bei der Einspritzmengenregelung bestimmt die elektronische Steuereinheit 40 einen Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF als Funktion der Differenz zwischen einem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und dem von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 gemessenen Luft-Kraftstoff-Istverhältnis und führt eine Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im geschlossenen Regelkreis unter Verwendung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF durch.
  • Der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 umfasst in der in 9 veranschaulichten Weise ein laminiertes Sensorelement 50, dessen Längsabmessungen senkrecht zur Zeichnung verlaufen. Das laminierte Sensorelement 50 ist in der Praxis in einem zylindrischen Gehäuse mit einer Abdeckung angeordnet, die nicht dargestellt sind.
  • Das Sensorelement 50 besteht aus einer Schichtanordnung (Laminat) einer Festelektrolytschicht 51, einer Diffusionswiderstandsschicht 52, einer Abschirmschicht 53 und einer Isolierschicht 54 und ist mit einer (nicht dargestellten) Schutzschicht überzogen. Die Festelektrolytschicht 51 besteht aus einem teilstabilisierten streifenförmigen Zirkondioxidplättchen, an dem eine obere Elektrode 55 und eine untere Elektrode 56 angebracht sind, die aus Platin bestehen. Die Diffusionswiderstandsschicht 52 besteht aus einem streifenförmigen porösen Plättchen, durch das das Abgas der Brennkraftmaschine 10 hindurchtritt und die Elektrode 55 erreicht. Die Abschirmschicht 53 wird von einer dichten Schicht gebildet, die zur Verhinderung des Hindurchtretens von Abgas dient. Die Schichten 52 und 53 werden jeweils von einem streifenförmigen Plättchen aus einem Keramikmaterial wie Aluminiumoxid oder Zirkondioxid gebildet und weisen in Bezug zueinander eine unterschiedliche Gasdurchlässigkeit auf, die von dem mittleren Porendurchmesser in den Schichten 52 und 53 und damit von deren Porosität bestimmt wird.
  • Die Isolierschicht 54 besteht aus einem Keramikmaterial wie Aluminiumoxid oder Zirkondioxid und besitzt einen Luftkanal 57, in dem die Elektrode 56 angeordnet ist. In die Isolierschicht 54 sind aus Platin bestehende Heizelemente 58 eingebettet. Die Heizelemente 58 werden von der Fahrzeugbatterie mit elektrischem Strom versorgt und erzeugen Wärmeenergie zur Erwärmung des gesamten Sensorelements 50 auf eine gewünschte Aktivierungstemperatur. Im Rahmen der nachstehenden Beschreibung werden die Elektroden 55 und 56 auch als der Diffusionsschicht ausgesetzte Elektrode bzw. der Luft ausgesetzte Elektrode bezeichnet.
  • Der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 ist an dem Abgasrohr 24 derart angebracht, dass ein Teil des Messelements 50 von den Abgasen beaufschlagt wird, während der andere Teil der Umgebungsluft (Atmosphäre) ausgesetzt ist. Hierbei treten die durch das Abgasrohr 24 hindurchströmenden Abgase in die Diffusionswiderstandsschicht 52 über deren Seitenfläche ein. Bei einem mageren Abgas (d.h., bei einem Überschuss an Sauerstoff) legt die elektronische Steuereinheit 40 an die Elektroden 55 und 56 eine Spannung an, um in dem Abgas enthaltene Sauerstoffmoleküle an der der Diffusionsschicht ausgesetzten Elektrode 55 aufzuspalten oder zu ionisieren, wodurch Sauerstoffionen erzeugt werden, die wiederum durch die Festelektrolytschicht 51 hindurchtreten und über die der Luft ausgesetzte Elektrode 56 in den Luftkanal 57 abgeführt werden. Dies führt zu einem elektrischen Strom, der von der der Luft ausgesetzten Elektrode 56 zu der der Diffusionsschicht ausgesetzten Elektrode 55 fließt und in Form eines Sensor-Ausgangssignals abgegeben wird, das eine Funktion des Betrages dieses Stroms darstellt. Bei einem fetten Abgas (d.h., bei einem Mangel an Sauerstoff) legt die elektronische Steuereinheit 40 dagegen die Spannung an die Elektroden 55 und 56 an, um in der Luft innerhalb des Luftkanals 57 enthaltene Sauerstoffmoleküle an der der Luft ausgesetzten Elektrode 56 aufzuspalten oder zu ionisieren und hierdurch Sauerstoffionen zu erzeugen, die wiederum durch die Festelektrolytschicht 51 hindurchtreten und von der der Diffusionsschicht ausgesetzten Elektrode 55 abgegeben werden. Die Sauerstoffionen treten dann in eine katalytische Reaktion mit unverbrannten Bestandteilen des Abgases wie HC oder CO ein. Dies führt zum Fließen eines elektrischen Stroms von der der Diffusionsschicht ausgesetzten Elektrode 55 zu der der Luft ausgesetzten Elektrode 56, der in Form eines Sensor-Ausgangssignals abgegeben wird, das eine Funktion des Betrages dieses Stroms darstellt.
  • Der vorstehend beschriebene Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 dient somit zur Aufspaltung von Sauerstoffmolekülen entweder an der der Diffusionsschicht ausgesetzten Elektrode 55 oder der der Luft ausgesetzten Elektrode 56 und kann daher bei einem fetten Abgas und bei einem mageren Abgas ein unterschiedliches Ansprechverhalten (Ansprechcharakteristik bzw. Ansprechkennlinie) zeigen, wenn die Reaktionsgeschwindigkeiten bei den Elektroden 55 und 56 unterschiedlich ausfallen. Dieses unterschiedliche Ansprechverhalten beruht üblicherweise auf einem anfänglichen Reaktionsversagen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 oder auf Alterungserscheinungen des Sensors und hat nachteilige Auswirkungen auf die Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Zur Lösung dieses Problems ist die elektronische Steuereinheit 40 dahingehend ausgestaltet, dass mit Hilfe einer Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorüberwachungseinrichtung das Ansprechverhalten bzw. die Ansprechcharakteristik bei einem Übergang des Abgases in den fetten Zustand und in den mageren Zustand zur Feststellung einer Störung oder Verschlechterung des Ansprechverhaltens bzw. der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 überwacht wird.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung besteht in der in 2 veranschaulichten Weise aus Funktionsblöcken, die in der elektronischen Steuereinheit 40 enthalten sind. Im einzelnen umfasst die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Einstellschaltung M1, einen Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktorspeicher M2, einen Speicher M3 für ein korrigiertes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, einen Ansprechdetektor M4, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorsignalverarbeitungsschaltung M5 und einen Sensor-Störzustandsdetektor M6.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Einstellschaltung M1 dient zur Berechnung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF als Funktion der Differenz zwischen einem aus der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorsignalverarbeitungsschaltung M5 ausgelesenen, korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm und einem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis. Der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktorspeicher M2 speichert den in einem jeweils vorherigen Abtastzyklus bestimmten sowie den im laufenden bzw. derzeitigen Abtastzyklus bestimmten Wert des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF. Der Speicher M3 für das korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis dient zur Speicherung des in einem jeweils vorherigen Abtastzyklus bestimmten und des im laufenden bzw. derzeitigen Abtastzyklus bestimmten Wertes ϕm des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Der Ansprechdetektor M4 dient zur Berechnung eines Ansprechparameters α, der eine Ansprechrate bzw. Ansprechgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei Übergängen des Abgases in den fetten oder mageren Zustand als Funktionen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF und des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm angibt. Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorsignalverarbeitungsschaltung M5 dient zur Berechnung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig unter Verwendung des Ausgangssignals des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 und bestimmt das korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm auf der Basis des Ansprechparameters α und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig. Der Sensor-Störzustandsdetektor M6 dient zur Ermittlung eines Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 unter Verwendung des von dem Ansprechdetektor M4 abgegebenen Ansprechparameters α. Im Rahmen der nachstehenden Beschreibung wird das Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnis für die Brennkraftmaschine 10 in Form einer Kraftstoff-Überschussrate bzw. eines Kraftstoff-Überschussverhältnisses (d.h., in Form des Verhältnisses Kraftstoffmenge/Luftmenge) ausgedrückt, jedoch kann alternativ auch ein Luft-Überschussverhältnis Verwendung finden.
  • Die vorstehenden Funktionen werden durch Steuerprogramme in der elektronischen Steuereinheit 40 implementiert. Nachstehend wird auf die Wirkungsweise der Luft- Kraftstoffverhältnis-Einstellschaltung M1, des Ansprechdetektors M4, der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorsignalverarbeitungsschaltung M5 und des Sensor-Störzustandsdetektors M6 näher eingegangen.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm von logischen Schritten bzw. ein Programm, das von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Einstellschaltung M1 zur Bestimmung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF ausgeführt wird.
  • Nach Eintritt in das Programm geht der Ablauf auf einen Schritt 101 über, in dem bestimmt wird, ob die Bedingungen für eine Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im geschlossenen Regelkreis erfüllt sind oder nicht. Diese Bedingungen umfassen Betriebszustände, bei denen die Temperatur eines Kühlmittels der Brennkraftmaschine 10 (d.h., das Ausgangssignal des Kühlmittel-Temperatursensors 33) über einem gegebenen Wert liegt, die Brennkraftmaschine 10 nicht mit hohen Drehzahlen und in einem Volllastzustand betrieben wird und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 sich im aktivierten Zustand befindet. Wenn im Schritt 101 das Ergebnis JA erhalten wird und damit die Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelbedingungen erfüllt sind, geht der Ablauf auf einen Schritt 102 über, bei dem eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Abweichung err berechnet wird, die die Differenz zwischen dem korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm und dem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis ϕref (d.h., error = ϕref – ϕm) angibt. Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 103 über, bei dem der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF im Rahmen eines bekannten PI-Regelverfahrens gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird, wobei KFp eine Proportionalverstärkung und KFi eine Integralverstärkung bezeichnen: FAF = KFp·err + Kfi·Σerr
  • Die Bestimmung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF kann alternativ jedoch auch unter Verwendung eines anderen bekannten Verfahrens erfolgen. So kann z.B. der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF als Funktion seines in einem vorherigen Programmzyklus ermittelten Wertes oder unter Verwendung eines das Verhalten der Brennkraftmaschine 10 wiedergebenden dynamischen Modells bestimmt werden.
  • Wenn dagegen das Ergebnis NEIN erhalten wird und damit die Bedingungen für eine Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im geschlossenen Regelkreis nicht erfüllt sind, geht der Ablauf auf einen Schritt 104 über, in dem der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF auf den Wert 1 gesetzt wird.
  • Die 4 bis 6 zeigen Ablaufdiagramme von Programmen, die von dem Ansprechdetektor M4 der elektronischen Steuereinheit 40 ausgeführt werden.
  • Das Programm gemäß 4 dient zur Berechnung einer Änderungsrate des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF.
  • Zunächst wird in einem Schritt 201 bestimmt, ob die Berechnung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF erfolgt oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, was beinhaltet, dass eine Berechnung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF nun erfolgt, geht der Ablauf auf einen Schritt 202 über, bei dem eine Korrekturfaktoränderung ΔFAF bestimmt wird, die den Wert FAF(k) des in diesem Programmzyklus ermittelten Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF abzüglich des Wertes FAF(k–1) des im vorherigen Programmzyklus bestimmten Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF darstellt, wobei k die Anzahl der Programmzyklen bezeichnet. Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 203 über, bei dem bestimmt wird, ob die Korrekturfaktoränderung ΔFAF größer als 0 ist oder nicht. Wenn die Korrekturfaktoränderung ΔFAF größer als 0 ist, bedeutet dies, dass eine Korrektur zur Vergrößerung der über die Kraftstoffeinspritzventile 19 eingespritzten Kraftstoffmenge erfolgt ist, sodass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den fetten Bereich übergeht.
  • Wenn im Schritt 203 die Antwort JA erhalten wird (ΔFAF > 0), geht der Ablauf sodann auf einen Schritt 204 über, bei dem eine Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFR, die die Änderungsrate des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich darstellt, gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird, in der mit ksm1 eine Glättungsverstärkung bezeichnet ist: ΔFAFR(k) = ΔFAFR(k–1) + ksm1(ΔFAFR(k) – ΔFAFR(k–1))
  • Wenn dagegen im Schritt 203 das Ergebnis NEIN erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 205 über, bei dem eine Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL, die die Änderungsrate des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich darstellt, gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird: ΔFAFL(k) = ΔFAFL(k–1) + ksm1(ΔFAFL(k) – ΔFAFL(k–1))
  • Auf diese Weise werden Änderungsdaten der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrektur bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten und in den mageren Bereich in Form der Korrekturfaktor-Änderungsraten ΔFAFR und ΔFAFL erhalten.
  • Nachstehend wird das Programm gemäß 5 näher beschrieben, das zur Berechnung einer Änderungsrate bei dem korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm dient.
  • Zunächst wird in einem Schritt 301 bestimmt, ob eine Berechnung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm erfolgt oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, was beinhaltet, dass nun eine Berechnung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm erfolgt, geht der Ablauf auf einen Schritt 302 über, bei dem eine Änderung Δϕm des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt wird, die den im derzeitigen Programmzyklus bestimmten Wert ϕm(k) des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm abzüglich des im vorherigen Programmzyklus bestimmten Wertes ϕm(k–1) des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm darstellt. Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 303 über, bei dem bestimmt wird, ob die Änderung Δϕm des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses größer als 0 ist oder nicht. Wenn die Änderung Δϕm des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses größer als 0 ist, bedeutet dies, dass sich die vorstehend beschriebene Kraftstoff-Überschussrate erhöht hat, sodass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den fetten Bereich übergeht.
  • Wenn im Schritt 303 das Ergebnis JA erhalten wird (Δϕm > 0), geht der Ablauf auf einen Schritt 304 über, bei dem eine Änderungsrate ΔϕmR des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, die die Änderungsrate des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich darstellt, gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird, in der mit ksm2 eine Glättungsverstärkung bezeichnet ist: ΔϕmR(k) = ΔϕmR(k–1) + ksm2(Δϕm(k) – Δϕm(k–1))
  • Wenn dagegen im Schritt 303 das Ergebnis NEIN erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 305 über, bei dem eine Änderungsrate ΔϕmL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, die die Änderungsrate des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich darstellt, gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird: ΔϕmL(k) = ΔϕmL(k–1) + ksm2(Δφm(k) – Δϕm(k–1))
  • Auf diese Weise werden Änderungsdaten des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten und den mageren Bereich in Form der Änderungsraten ΔϕmR und ΔϕmL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erhalten.
  • Nachstehend wird das zur Berechnung des Ansprechparameters α dienende Programm gemäß 6 näher beschrieben.
  • Zunächst wird in einem Schritt 401 ein Verhältnis compR der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate bestimmt, das das Verhältnis der Änderungsrate ΔϕmR des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFR bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich darstellt (d.h., ΔϕmR(k)/ΔFAFR(k)). Außerdem wird ein Änderungsverhältnis compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate bestimmt, das das Verhältnis der Änderungsrate ΔϕmL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich darstellt (d.h., ΔϕmL(k)/ΔFAFL(k)).
  • Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 402 über, bei dem ein Verhältnis compRL bestimmt wird, das wiederum das Verhältnis des im Schritt 401 gebildeten Verhältnisses compR der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate zu dem ebenfalls im Schritt 401 gebildeten Verhältnis compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate darstellt.
  • Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 403 über, bei dem der Ansprechparameter α unter Verwendung eines PI-Kompensators bestimmt wird, um das Verhältnis compRL auf den Wert eins (1) zu bringen. Hierbei wird der Ansprechparameter α gemäß den nachstehenden Gleichungen berechnet, bei denen mit kp eine Proportionalverstärkung und mit ki eine Integralverstärkung bezeichnet sind: e = compRL – 1 α = 1 + kp·e + ki (Σe)
  • Auf diese Weise werden als Ansprechdaten für den Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 der Ansprechparameter α, das Verhältnis compR der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate bei dem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich und das Verhältnis compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate bei dem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich gebildet.
  • Die elektronische Steuereinheit 40 ist dahingehend ausgestaltet, dass das Ausgangssignal des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 unter Verwendung eines Phasenschieberfilters (Phasenvorverstellungsfilters) verarbeitet wird, dessen Übertragungsfunktion sich in Form der nachstehenden Gleichung (1) ausdrücken lässt, in der mit A ein Mittelwert einer Zeitkonstanten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bezeichnet ist
    Figure 00430001
  • Eine bilineare s-z-Transformation zur Überführung einer kontinuierlichen Zeit (einer stetigen Zeitfunktion) in diskrete Zeiten ist durch die nachstehende Gleichung (2) gegeben, in der h = 2/T gilt, wobei T eine Abtastzeit bezeichnet:
    Figure 00430002
  • Die vorstehende Gleichung (1) lässt sich mit Hilfe der Gleichung (2) zu der nachstehenden Gleichung (3) umformen:
    Figure 00430003
  • Durch Umformung oder Erweiterung der Gleichung (3) zu einer Differenzengleichung wird die nachstehende Gleichung (4) erhalten, in der mit Y ein Filter-Ausgangssignal und mit U ein Filter-Eingangssignal bezeichnet sind:
    Figure 00440001
  • Gleichung (4) dient zur Bildung der Phasenvorverstellung bzw. Phasenvoreilung des das Filter-Eingangssignal darstellenden gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig, wodurch das korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm erhalten wird.
  • 7 zeigt das Ablaufdiagramm eines Programms, das von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorsignalverarbeitungsschaltung M5 der elektronischen Steuereinheit 40 auszuführen ist.
  • Nach Eintritt in das Programm geht der Ablauf auf einen Schritt 501 über, bei dem ermittelt wird, ob Signalverarbeitungsbedingungen erfüllt sind oder nicht. Diese Bedingungen umfassen Betriebszustände, bei denen sich der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 im aktivierten Zustand befindet und kein Störzustand vorliegt. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 502 über, bei dem bestimmt wird, ob ein Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich erfolgt ist oder nicht. Diese Bestimmung erfolgt durch die Ermittlung, ob die Differenz zwischen dem in diesem Programmzyklus und dem im vorherigen Programmzyklus erhaltenen Wert (d.h., derzeitiger Wert – vorheriger Wert) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig einen positiven Wert aufweist oder nicht. Wenn ein positiver Wert vorliegt, wird daraus geschlossen, dass ein Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich erfolgt ist.
  • Wenn im Schritt 502 das Ergebnis JA erhalten wird, was bedeutet, dass ein Übergang des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses in den fetten Bereich erfolgt ist, geht der Ablauf auf einen Schritt 503 über, bei dem eine Initialisierungseinstellung des Ansprechparameters α auf den Wert eins (1) erfolgt. Wenn dagegen im Schritt 502 das Ergebnis NEIN erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 504 über, bei dem die Phase des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gleichung (4) vorverstellt wird, d.h., das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig wird als Funktion des Ansprechparameters α korrigiert, um das korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm zu erhalten.
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms, das von dem Sensor-Störzustandsdetektor M6 der elektronischen Steuereinheit 40 auszuführen ist.
  • Nach Eintritt in das Programm geht der Ablauf auf einen Schritt 601 über, bei dem das Verhältnis compR der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate, das Verhältnis compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate, das Verhältnis compRL sowie der Ansprechparameter α eingelesen werden, die im Rahmen der Verarbeitungsvorgänge gemäß 6 erhalten worden sind.
  • Der Ablauf geht dann auf einen Schritt 602 über, bei dem ermittelt wird, ob das Verhältnis compR der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate größer als ein gegebener Bezugswert K1 ist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 603 über, bei dem ermittelt wird, ob das Verhältnis compL der Luft-Kraftstoffverhältnis- Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate größer als ein gegebener Bezugswert K2 ist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 604 über, bei dem ermittelt wird, ob das Verhältnis compRL größer als ein gegebener Bezugswert K3 und kleiner als ein gegebener Bezugswert K4 ist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 605 über, bei dem ermittelt wird, ob der Ansprechparameter α größer als ein gegebener Bezugswert K5 ist oder nicht. Die Bezugswerte K1 bis K5 sind hierbei Schwellenwerte, die für die Beurteilung verwendet werden, ob ein Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 vorliegt oder nicht, wobei der Bezugswert K1 gleich dem Bezugswert K2 sein kann, der Bezugswert K3 jedoch kleiner als eins (1) und der Bezugswert K4 größer als eins (1) sind.
  • Wenn die Werte des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich bzw. den mageren Bereich erheblich größer als die Werte des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich bzw. in den mageren Bereich sind, wird in den Schritten 602 und 603 jeweils das Ergebnis JA erhalten. Wenn die Ansprechrate bzw. Ansprechgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich und in den mageren Bereich erheblich voneinander abweichen, wird in den Schritten 604 und 605 jeweils das Ergebnis JA erhalten.
  • Wenn in sämtlichen Schritten 602 bis 605 jeweils das Ergebnis NEIN erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 606 über, bei dem die Feststellung getroffen wird, dass der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 korrekt arbeitet. Wenn dagegen in einem der Schritte 602 bis 605 das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 607 über, bei dem die Feststellung erfolgt, dass sich das Ansprechverhalten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 auf eine Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (d.h., eine Änderung der Sauerstoffkonzentration) verschlechtert hat, d.h., dass ein betrieblicher Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 vorliegt.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, dient die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung des Motorregelsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorüberwachungseinrichtung, die die Ansprechraten bzw. Ansprechgeschwindigkeiten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses in den fetten Bereich und bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses in den mageren Bereich unabhängig voneinander misst, um eine Verschlechterung des Reaktionsvermögens bzw. der Ansprechgeschwindigkeit auf eine Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu erfassen.
  • Die Ansprechdaten für den Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 (d.h., das Verhältnis compR und das Verhältnis compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate) werden in der vorstehend beschriebenen Weise als Funktionen von Änderungsdaten des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten und den mageren Bereich (d.h., der Änderungsdaten ΔϕmR und ΔϕmL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) gebildet. Hierbei werden die Ansprechdaten in Form einer Korrelation zwischen der Änderung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm und der Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF erhalten, wodurch sich die Zuverlässigkeit der Ansprechdaten erhöht und eine genaue Ermittlung eines Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 gewährleistet ist.
  • Nachstehend wird eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung des Motorregelsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
  • Es hat sich gezeigt, dass sich eine Verschlechterung des Reaktionsvermögens des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei einem in der Nähe eines Sollwertes liegenden Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht nennenswert auf die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten (d.h., die Änderungsraten ΔϕmR und ΔϕmL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) und die Korrekturfaktor-Änderungsdaten (d.h., die Korrekturfaktor-Änderungsraten ΔFAFR und ΔFAFL) auswirkt. Zur Lösung dieses Problems ist die Luft-Kraftstoffverhältnis-Überwachungseinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgestaltet, das Änderungsverhalten dieser Daten zu überwachen und hierbei selektiv deren Bestimmung zu verhindern. Dies führt zu einer höheren Genauigkeit bei der Feststellung eines Störzustands (d.h., der Verschlechterung des Reaktionsvermögens) des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32.
  • 10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms, das bei dem zweiten Ausführungsbeispiel von der elektronischen Steuereinheit 40 in regelmäßigen Zeitintervallen zur Ermittlung des Vorliegens eines Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 ausgeführt wird.
  • Zunächst wird in einem Schritt 710 ermittelt, ob Störzustandsermittlungs-Zulässigkeitsbedingungen erfüllt sind oder nicht. Hierbei überwacht die elektronische Steuereinheit 40 z.B. die Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine 10, die Temperatur des Kühlmittels bzw. Kühlwassers sowie den Aktivierungszustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32. Wenn die Brennkraftmaschine 10 vollständig warm gelaufen ist und bei mittleren Drehzahlen und mittlerer Last betrieben wird, wird das Ergebnis JA erhalten, was beinhaltet, dass die Störzustandsermittlungs-Zulässigkeitsbedingungen erfüllt sind. Der Ablauf geht dann auf die folgenden Schritte 720 bis 770 über, während er beendet wird, wenn das Ergebnis NEIN erhalten wird.
  • Hierbei dient der Schritt 720 zur beabsichtigten Herbeiführung einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, während ein Schritt 730 zur Berechnung der Änderungsrate des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF dient. Ein Schritt 740 dient zur Berechnung der Änderungsrate des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm, während ein Schritt 750 zur Berechnung des Ansprechparameters α dient. Ein Schritt 760 dient zur Verarbeitung des Ausgangssignals des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32, während der Schritt 770 zur Ermittlung des Vorliegens eines Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 dient. Nachstehend werden die Schritte 720, 730 und 740 unter Bezugnahme auf die 11, 12 und 15 näher beschrieben. Die Schritte 750, 760 und 770 sind mit den Vorgängen gemäß den 6, 7 und 8 identisch, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
  • Nach Eintritt in das Programm gemäß 11 geht der Ablauf auf einen Schritt 801 über, bei dem festgelegt wird, ob der Zyklus bzw. die Periode sowie die Amplitude einer periodischen Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu berechnen ist oder nicht. Hierbei wird z.B. bestimmt, ob der Zeitpunkt einer Umkehr des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (d.h., die Hälfte einer Änderungsperiode des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird) erreicht ist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, endet das Unterprogramm, während im gegenteiligen Falle bei dem Ergebnis JA der Ablauf auf Schritte 802 und 803 übergeht, in denen der Zyklus bzw. die Periode der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sowie die Amplitude einer solchen Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt werden. Die Berechnungen gemäß den Schritten 802 und 803 erfolgen z.B. durch Zugriff auf ein Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 10 wiedergebendes Kennfeld, wie es in 16 veranschaulicht ist. Hierbei werden der Änderungszyklus bzw. die Änderungsperiode des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sowie die Änderungsamplitude des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf größere Werte eingestellt, wenn die Brennkraftmaschine 10 bei niedrigen Drehzahlen im Teillastbereich (unteren Lastbereich) betrieben wird, während bei hohen Drehzahlen im oberen Lastbereich (Volllastbereich) der Brennkraftmaschine 10 die Änderungsperiode sowie die Änderungsamplitude des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf kleinere Werte eingestellt werden. Wenn die Brennkraftmaschine 10 bei niedrigen Drehzahlen im Teillastbereich (unteren Lastbereich) betrieben wird, führt dies normalerweise zu einer geringeren Durchflussmenge und Durchflussgeschwindigkeit des Abgases der Brennkraftmaschine 10, sodass der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 eine längere Ansprechzeit zum Ansprechen auf eine Veränderung des Abgases benötigt. Wenn dagegen die Brennkraftmaschine 10 bei hohen Drehzahlen im oberen Lastbereich (Volllastbereich) betrieben wird, beinhaltet dies, dass eine höhere Durchflussmenge und Durchflussgeschwindigkeit des Abgases vorliegen, sodass der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 eine kürzere Ansprechzeit zum Ansprechen auf eine Veränderung des Abgases benötigt. Durch eine Auswahl der Änderungsperiode und der Änderungsamplitude des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in der in 16 veranschaulichten Form werden somit konstante Ansprechgeschwindigkeiten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 sowohl bei einem fetten als auch bei einem mageren Gemisch unabhängig vom jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 erhalten. Alternativ können die Änderungsperiode und die Änderungsamplitude des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auch mathematisch bestimmt werden. Darüber hinaus kann auch nur eine dieser beiden Größen variabel festgelegt werden.
  • Nach dem Schritt 803 geht der Ablauf auf einen Schritt 804 über, bei dem ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Anreicherungszeichen (Anreicherungsbit) für die Bestimmung überprüft wird, ob eine Änderung des derzeitigen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite oder zur mageren Seite hin stattfindet. Wenn dieses Luft-Kraftstoffverhältnis-Anreicherungszeichen den Wert eins (1) aufweist und damit angibt, dass sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur fetten Seite hin verändert, geht der Ablauf auf einen Schritt 805 über, bei dem der Wert der beabsichtigten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (der nachstehend als beabsichtigte oder bewusste Änderung der Amplitude des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bezeichnet ist) von einem Basissollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (d.h., einem anfänglich eingestellten Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis) zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses subtrahiert und das Luft-Kraftstoffverhältnis-Anreicherungszeichen sodann auf null (0) zurückgestellt werden. Wenn dagegen das Luft- Kraftstoffverhältnis-Anreicherungszeichen (Anreicherungsbit) den Wert null (0) aufweist und damit angibt, dass sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur mageren Seite hin verändert, geht der Ablauf auf einen Schritt 806 über, bei dem die bewusst veränderte Amplitude des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses dem Basissollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses hinzuaddiert und das Luft-Kraftstoffverhältnis-Anreicherungszeichen auf den Wert eins (1) eingestellt werden.
  • Die im Schritt 804 stattfindende Bestimmung, ob eine Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses stattfindet oder nicht, kann alternativ auch durch direkte Überprüfung eines Momentanwertes des Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses oder mit Hilfe des Zählwertes eines Zykluszählers erfolgen, der einen Zyklus zählt, bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis vom fetten in den mageren Bereich und/oder vom mageren Bereich in den fetten Bereich übergeht. Hierbei ist der Zykluszähler z.B. zur Durchführung einer Zählung in regelmäßigen Intervallen ausgestaltet. Wenn die Zählung den Wert zwanzig (20) erreicht, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den fetten Bereich übergegangen, während sodann bei Erreichen des nächsten Zählwerts zwanzig (20) ein Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich erfolgt ist.
  • Nach Eintritt in den Schritt 730 wird das Programm gemäß 12 zur Berechnung einer Änderungsrate (d.h., einer Änderungsgeschwindigkeit) des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF ausgeführt.
  • Zunächst wird in einem Schritt 901 bestimmt, ob derzeit eine Berechnung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF erfolgt oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, was beinhaltet, dass keine Berechnung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF stattfindet, endet dieses Unterprogramm. Wenn dagegen das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 902 über, bei dem eine erste Korrekturfaktoränderung ΔFAF1 bestimmt wird, die von dem Wert FAF(k) des in diesem Programmzyklus bestimmten Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF abzüglich des Wertes FAF(k–1) des im vorherigen Programmzyklus bestimmten Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF gebildet wird. Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 903 über, bei dem eine zweite Korrekturfaktoränderung ΔFAF2 bestimmt wird, die von dem Wert FAF(k) des in diesem Programmzyklus bestimmten Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF abzüglich des Wertes FAF(k–3) des im drittletzten Programmzyklus bestimmten Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF gebildet wird. Alternativ kann die zweite Korrekturfaktoränderung ΔFAF2 auch als Differenz zwischen dem Wert FAF(k) des in diesem Programmzyklus bestimmten Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF und dem Wert FAF(k–2) oder dem Wert FAF(k–4) des im zweitletzten oder viertletzten Programmzyklus bestimmten Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF bestimmt werden. Hierbei kann der Zyklus der Bestimmung der zweiten Korrekturfaktoränderung ΔFAF2 in Abhängigkeit vom Typ der Brennkraftmaschine verändert werden.
  • Nach dem Schritt 903 geht der Ablauf auf einen Schritt 904 über, bei dem ermittelt wird, ob die zweite Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderung ΔFAF2 größer als ein vorgegebenes Anreicherungskriterium krich ist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird (d.h., ΔFAF2 < krich), geht der Ablauf auf einen Schritt 905 über, bei dem ein ΔFAFR-Berechnungszulässigkeitszeichen auf null (0) zurückgestellt wird. Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 906 über, bei dem beurteilt wird, ob die zweite Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderung ΔFAF2 kleiner als ein vorgegebenes oder gleich einem vorgegebenen Magerbereichskriterium klean ist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird (d.h., ΔFAF2 > klean), geht der Ablauf auf einen Schritt 907 über, bei dem ein ΔFAFL-Berechnungszulässigkeitszeichen auf null (0) zurückgestellt wird, woraufhin das Unterprogramm endet. Das im Schritt 905 verwendete ΔFAFR-Berechnungszulässigkeitszeichen stellt hierbei ein Kennzeichen für die Freigabe der Bestimmung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFR bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich dar, während das im Schritt 907 verwendete ΔFAFL-Berechnungszulässigkeitszeichen ein Kennzeichen für die Freigabe der Bestimmung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich darstellt. Wenn das ΔFAFR-Berechnungszulässigkeitszeichen und das ΔFAFL-Berechnungszulässigkeitszeichen den Wert eins (1) aufweisen, ermöglicht dies die jeweilige Bestimmung der Korrekturfaktor-Änderungsraten ΔFAFR und ΔFAFL, während bei dem Wert null (0) der Berechnungszulässigkeitszeichen diese Bestimmungen verhindert werden. Wenn hierbei im einzelnen der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF innerhalb einer gegebenen Zeitdauer in einem spezifischen Bereich liegt (d.h., wenn klean < ΔFAF2 < krich ist), wird sowohl die Bestimmung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFR für den fetten Bereich als auch die Bestimmung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL für den mageren Bereich verhindert.
  • Wenn dagegen im Schritt 904 das Ergebnis JA erhalten wird (d.h., wenn ΔFAF2 ≥ krich ist), geht der Ablauf auf einen Schritt 910 über, bei dem die Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFR für den fetten Bereich gemäß einem in 13 veranschaulichten Unterprogramm berechnet wird. Wenn im Schritt 906 das Ergebnis JA erhalten wird (d.h., wenn ΔFAF2 ≤ klean ist), geht der Ablauf auf einen Schritt 920 über, bei dem die Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL für den mageren Bereich gemäß einem in 14 veranschaulichten Unterprogramm berechnet wird.
  • Bei dem Programm gemäß 13 wird in einem Schritt 911 beurteilt, ob das ΔFAFR-Berechnungszulässigkeitszeichen den Wert null (0) aufweist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 912 über, bei dem das ΔFAFR-Berechnungszulässigkeitszeichen und ein ΔFAFR-Berechnungszeitzeichen jeweils auf den Wert eins (1) gesetzt werden. Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 913 über, bei dem der Zählwert eines ΔFAFR-Berechnungszeitgebers auf einen vorgegebenen Anfangswert zurückgestellt wird. Wenn somit nach Vorliegen der Bedingung ΔFAF2 ≥ krich zunächst auf den Schritt 910 übergegangen wird und sodann das ΔFAFR-Berechnungszulässigkeitszeichen den Wert null (0) aufweist, werden die Vorgänge des Schrittes 912 ausgeführt. Hierbei ist der ΔFAFR-Berechnungszeitgeber derart ausgestaltet, dass er nach der im Schritt 913 erfolgenden Rückstellung auf den Anfangswert in vorgegebenen Zeitintervallen abwärts gezählt wird.
  • Nach dem Schritt 913 geht der Ablauf auf einen Schritt 914 über, bei dem ermittelt wird, ob der Zählwert des ΔFAFR-Berechnungszeitgebers größer als null (0) ist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 915 über, bei dem die Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFR für den fetten Bereich gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird, in der mit ksm1 eine Glättungsverstärkung bezeichnet ist: ΔFAFR(k) = ΔFAFR(k–1) + ksm1 (ΔFAF1(k) – ΔFAF1(k–1))
  • Wenn dagegen im Schritt 914 das Ergebnis NEIN erhalten wird, was beinhaltet, dass der Zählwert des ΔFAFR-Berechnungszeitgebers gleich oder kleiner als null (0) ist, geht der Ablauf auf einen Schritt 916 über, bei dem das ΔFAFR-Berechnungszeitzeichen auf null (0) zurückgestellt wird. Nachdem der Zählwert des ΔFAFR-Berechnungszeitgebers den Wert null (0) angenommen hat, wird eine Berechnung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFR für den fetten Bereich verhindert.
  • Bei dem Unterprogramm gemäß 14 wird in einem Schritt 921 ermittelt, ob das ΔFAFL-Berechnungszulässigkeitszeichen den Wert null (0) aufweist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 922 über, bei dem das ΔFAFL-Berechnungszulässigkeitszeichen und ein ΔFAFL-Berechnungszeitzeichen jeweils auf den Wert eins (1) gesetzt werden. Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 923 über, bei dem der Zählwert eines ΔFAFL-Berechnungszeitgebers auf einen vorgegebenen Anfangswert zurückgestellt wird. Wenn somit nach Vorliegen der Bedingung ΔFAF2 ≥ klean zunächst auf den Schritt 920 übergegangen wird und sodann das ΔFAFL-Berechnungszulässigkeitszeichen den Wert null (0) aufweist, werden die Vorgänge des Schrittes 922 ausgeführt. Hierbei ist der ΔFAFL-Berechnungszeitgeber dahingehend ausgestaltet, dass er nach der im Schritt 923 erfolgenden Zurückstellung auf den Anfangswert in gegebenen Zeitintervallen abwärts gezählt wird.
  • Nach dem Schritt 923 geht der Ablauf auf einen Schritt 924 über, bei dem beurteilt wird, ob der Zählwert des ΔFAFL- Berechnungszeitgebers größer als null (0) ist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 925 über, bei dem die Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL für den mageren Bereich gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird: ΔFAFL(k) = ΔFAFL(k–1) + ksm1 (ΔFAF1(k) – ΔFAF1(k–1))
  • Wenn dagegen im Schritt 924 das Ergebnis NEIN erhalten wird, was beinhaltet, dass der Zählwert des ΔFAFL-Berechnungszeitgebers gleich oder kleiner als null (0) ist, geht der Ablauf auf einen Schritt 926 über, bei dem das ΔFAFL-Berechnungszeitzeichen auf null (0) zurückgestellt wird. Nachdem der Zählwert des ΔFAFL-Berechnungszeitgebers den Wert null (0) angenommen hat, wird eine Berechnung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL für den mageren Bereich verhindert.
  • Die in den 12 bis 14 veranschaulichten Vorgänge zur Bestimmung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFR für den fetten Bereich und der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL für den mageren Bereich werden nachstehend unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm gemäß 17 näher beschrieben. Hierbei bezieht sich das Zeitdiagramm gemäß 17 aus Vereinfachungsgründen nur auf einen Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich.
  • Zur Zeit t1 fällt die zweite Korrekturfaktoränderung ΔFAF2 (FAF(k) – FAF(k–3)) unter das Magerbereichskriterium klean ab. Das ΔFAFL-Berechnungszulässigkeitszeichen und das ΔFAFL-Berechnungszeitzeichen werden auf eins (1) gesetzt (Schritt 922). Gleichzeitig wird der Zählwert des ΔFAFL-Berechnungszeitgebers auf einen vorgegebenen Anfangswert kleantm (Schritt 923) gesetzt. Nach der Zeit t1 wird der Wert kleantm aufeinanderfolgend verringert. Wenn der Zählwert des ΔFAFL-Berechnungszeitgebers zur Zeit t2 den Wert null (0) erreicht, wird das ΔFAFL-Berechnungszeitzeichen auf null (0) zurückgestellt, wodurch die Berechnung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL für den mageren Bereich beendet wird. Im einzelnen setzt somit nach der Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF um einen gegebenen Betrag die Berechnung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL für den mageren Bereich ein. Die Zeitdauer, während der eine Berechnung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL für den mageren Bereich zulässig ist, wird von dem Zählwert des ΔFAFL-Berechnungszeitgebers bestimmt. Üblicherweise tritt eine Zeitverzögerung zwischen einer Änderung der Abgasatmosphäre und der sich daraus ergebenden Änderung des Ausgangssignals des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 auf. Der ΔFAFL-Berechnungszeitgeber dient zur Begrenzung dieser Freigabezeit für die ΔFAFL-Berechnung auf eine bestimmte Zeitdauer, in der eine Ansprechempfindlichkeit der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsraten ΔFAFL und ΔFAFR in Bezug auf eine Verschlechterung der Reaktionseigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 gegeben ist. Somit ist die gewünschte Genauigkeit der Überwachung der Reaktionseigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 auch dann gewährleistet, wenn zwar eine Verschlechterung der Reaktionseigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 vorliegt, dieser jedoch ein normales Verhalten zeigt. Dies ist auch von Vorteil, wenn die Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF in einem unterschiedlichen Zyklus in Bezug auf die Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erfolgt (d.h., bei Auftreten von Nachlauferscheinungen oder Regelschwingungen).
  • Nach dem Schritt 730 gemäß 10 wird das in 15 veranschaulichte Unterprogramm ausgeführt.
  • Zunächst wird in einem Schritt 1001 ermittelt, ob derzeit eine Berechnung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm erfolgt oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, endet das Unterprogramm. Wenn dagegen das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 1002 über, bei dem die Änderung Δϕm des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt wird, die durch Subtraktion des in dem vorherigen Programmzyklus bestimmten Wertes ϕm(k–1) des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm von dem in diesem Programmzyklus bestimmten Wert ϕm(k) des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm erhalten wird. Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 1003 über, bei dem ermittelt wird, ob ein ΔϕmR-Berechnungszeitzeichen den Wert eins (1) aufweist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 1004 über. Das ΔϕmR-Berechnungszeitzeichen ändert sich bei dem vorstehend beschriebenen Setzen oder Zurücksetzen des ΔFAFR-Berechnungszeitzeichens, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird. Das gleiche gilt für ein ΔϕmL-Berechnungszeitzeichen, auf das ebenfalls nachstehend noch näher eingegangen wird.
  • Im Schritt 1004 wird beurteilt, ob die Änderung Δϕm des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses größer als null (0) ist oder nicht. Wenn die Änderung Δϕm des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über dem Wert null (0) liegt, beinhaltet dies, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch einen steigenden Kraftstoffüberschuss angereichert wird. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 1005 über, bei dem die Änderungsrate ΔϕmR für die Fettbereichskorrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird, in der mit ksm2 eine Glättungsverstärkung bezeichnet ist. ΔϕmR(k) = ΔϕmR(k–1) + ksm2 (Δϕm(k) – Δϕm(k–1))
  • Wenn dagegen im Schritt 1004 das Ergebnis NEIN erhalten wird (d.h., wenn Δϕm ≤ 0 ist), geht der Ablauf auf einen Schritt 1006 über, bei dem die Änderungsrate ΔϕmR für die Fettbereichskorrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der Beziehung ΔϕmR(k) = ΔϕmR(k–1) bestimmt wird. Wenn das ΔϕmR-Berechnungszeitzeichen zwar den Wert eins (1) aufweist, das korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm sich jedoch in Richtung des mageren Bereichs verändert, können nämlich Störungen oder zeitliche Schwankungen des Verbrennungsvorgangs in der Brennkraftmaschine 10 zu Abweichungen bei der Korrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm führen. Zur Unterdrückung jeglicher Auswirkungen derartiger Schwankungen des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm wird daher im Schritt 1006 der im vorherigen Programmzyklus abgeleitete Wert der Änderungsrate ΔϕmR für die Fettbereichskorrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als derzeitiger Wert eingestellt.
  • Wenn dagegen im Schritt 1003 das Ergebnis NEIN erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 1007 über, bei dem ermittelt wird, ob ein ΔϕmL-Berechnungszeitzeichen den Wert eins (1) aufweist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, endet das Unterprogramm. Wenn dagegen das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 1008 über, bei dem ermittelt wird, ob die Änderung Δϕm des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kleiner als null (0) ist oder nicht. Bei einer unter null (0) liegenden Änderung Δϕm des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses liegt eine Verringerung des Kraftstoffüberschusses und damit ein Übergang des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich vor. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 1009 über, bei dem die Änderungsrate ΔϕmL für eine Magerbereichskorrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird: ΔϕmL(k) = ΔϕmL(k–1) + ksm2 (Δϕm(k) – Δϕm(k–1))
  • Wenn dagegen im Schritt 1008 das Ergebnis NEIN erhalten wird (d.h., wenn Δϕm ≥ 0 ist), geht der Ablauf auf einen Schritt 1010 über, bei dem die Änderungsrate ΔϕmL für die Magerbereichskorrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der Beziehung ΔϕmL(k) = ΔϕmL(k–1) bestimmt wird. Wenn das ΔϕmL-Berechnungszeitzeichen zwar den Wert eins (1) aufweist, das korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm sich jedoch zur fetten Seite hin verändert, können nämlich Störungen oder zeitliche Schwankungen des Verbrennungsvorgangs in der Brennkraftmaschine 10 zu Abweichungen bei der Korrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm führen. Zur Unterdrückung jeglicher Auswirkungen derartiger Abweichungen des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm wird daher im Schritt 1010 der im vorherigen Programmzyklus abgeleitete Wert der Änderungsrate ΔϕmL für die Magerbereichskorrektur des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als derzeitiger Wert eingestellt.
  • Nachstehend wird der Ablauf gemäß 15 zur Einstellung des ΔϕmL-Berechnungszeitzeichens unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm gemäß 18 näher beschrieben. Die Einstellung des ΔϕmR-Berechnungszeitzeichens erfolgt in der gleichen Weise, sodass sich eine detaillierte Beschreibung erübrigt.
  • Zwischen den Zeiten t11 und t13 sowie zwischen den Zeiten t15 und t17 wird das ΔFAFL-Berechnungszeitzeichen auf eins (1) gesetzt. Ein erster ΔϕmL-Berechnungsstart-Zeitgeber wird auf einen gegebenen Wert zurückgestellt, wenn das ΔFAFL-Berechnungszeitzeichen zur Zeit t11 auf eins (1) gesetzt wird, um die erste Berechnung der Änderungsrate ΔFAFL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einzuleiten. Wenn das ΔFAFL-Berechnungszeitzeichen zur Zeit t13 auf null (0) zurückgesetzt wird, wird ein erster ΔϕmL-Berechnungsbeendigungs-Zeitgeber auf einen gegebenen Wert zurückgestellt. Wenn der Zählwert des ersten ΔϕmL-Berechnungsstart-Zeitgebers zur Zeit t12 auf den Wert null (0) verringert worden ist, wird das ΔϕmL-Berechnungszeitzeichen auf eins (1) gesetzt. Wenn der Zählwert des ersten ΔϕmL-Berechnungsbeendigungs-Zeitgebers zur Zeit t14 auf den Wert null (0) verringert worden ist, wird das ΔϕmL-Berechnungszeitzeichen auf null (0) zurückgestellt. Hierbei stellt die Zeitdauer (t12 bis t14), in der das ΔϕmL-Berechnungszeitzeichen den Wert eins (1) aufweist, die Zeitdauer der Berechnung der Änderungsrate ΔϕmL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses dar, die zu einer gegebenen Zeit nach dem Beginn der ΔFAFL-Berechnungszeit (t11 bis t13) einsetzt.
  • In der zweiten ΔFAFL-Berechnungszeit (t15 bis t17) erfolgt der gleiche Vorgang wie in der ersten ΔFAFL-Berechnungszeit (t11 bis t13) wobei lediglich ein zweiter ΔϕmL-Berechnungsstart-Zeitgeber und ein zweiter ΔϕmL-Berechnungsbeendigungs-Zeitgeber Verwendung finden. Hierbei wird der Setzzustand des ΔϕmL-Berechnungszeitzeichens auf den Wert eins (1) zwischen den Zeiten t16 bis t18 aufrecht erhalten, zwischen denen die Berechnung der Änderungsrate ΔϕmL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erfolgt. Durch die Verwendung eines ersten und eines zweiten ΔϕmL-Berechnungsstart-Zeitgebers sowie eines ersten und eines zweiten ΔϕmL-Berechnungsbeendigungs-Zeitgebers wird ein stabiles Setzen des ΔϕmL-Berechnungszeitzeichens auf den Wert eins (1) gewährleistet (siehe die Zeit t19 oder später), auch wenn das ΔFAFL-Berechnungszeitzeichen überprüft wird, bevor die Zählwerte dieser Zeitgeber den Wert null (0) erreichen. Alternativ können jedoch auch nur ein ΔϕmL-Berechnungsstart-Zeitgeber und ein ΔϕmL-Berechnungsbeendigungs-Zeitgeber Verwendung finden.
  • Die bei dem ersten und dem zweiten ΔϕmL-Berechnungsstart-Zeitgeber sowie dem ersten und dem zweiten ΔϕmL-Berechnungsbeendigungs-Zeitgeber eingestellten Zeiten sind mit der Verzögerungszeit zwischen der Berechnung der Änderungsdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF und der Berechnung der Änderungsdaten des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm identisch. Vorzugsweise sollten die Einstellzeiten der Zeitgeber als Funktion einer Verzögerungszeit zwischen einer Änderung der in die Brennkraftmaschine 10 eingespritzten Kraftstoffmenge und der sich daraus ergebenden Änderung der Gasatmosphäre im Bereich des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 festgelegt werden. So können z.B. die Einstellzeiten der Zeitgeber durch Zugriff auf ein Kennfeld ausgewählt oder auf der Basis einer mathematischen Gleichung berechnet werden, die experimentell auf der Basis von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine wie der Motordrehzahl und der Motorlast erstellt worden ist. Die Einstellzeiten der Zeitgeber können jedoch auch fest vorgegeben sein, wenn die Startzeit der Zeitgeber auf einen bestimmten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine begrenzt ist.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, lässt die Luft-Kraftstoffverhältnis-Überwachungseinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Berechnung der Änderungsdaten des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm (d.h., ΔϕmR und ΔϕmL) sowie der Änderungsdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF (d.h., ΔFAFR und ΔFAFL) nur dann zu, wenn eine Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF (d.h., ΔFAF2) zur fetten oder zur mageren Seite hin einen vorgegebenen Wert überschreitet, d.h., die vorstehend genannten Änderungsdaten können nur in einem Zustand erhalten bzw. abgeleitet werden, in dem eine eindeutige Verschlechterung der Reaktionseigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 feststellbar ist, wodurch eine solche Verschlechterung der Eigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 mit höherer Genauigkeit ermittelt werden kann.
  • Außerdem berechnet die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung die Änderungsdaten des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm (d.h., ΔϕmR und ΔϕmL) mit einer gegebenen Zeitverzögerung nach der Freigabe der Berechnung der Änderungsdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF (d.h., ΔFAFR und ΔFAFL), wodurch eine genaue Ermittlung einer Verschlechterung der Reaktionseigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 auch dann gewährleistet ist, wenn bei dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 eine Ansprechverzögerungszeit auftritt.
  • Alternativ kann die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen auch dahingehend ausgestaltet sein, dass die Reaktionseigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 nur auf der Basis des im Schritt 401 gemäß 6 gebildeten Verhältnisses compR der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate und des Verhältnisses compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate ohne Verwendung des Ansprechparameters α ermittelt werden, um ein unterschiedliches Ansprechverhalten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten und im mageren Bereich auszugleichen.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung kann auch dahingehend ausgestaltet sein, dass die Reaktionseigenschaften. im fetten und im mageren Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses unabhängig voneinander ermittelt werden. Wenn im Schritt 602 gemäß 8 das Ergebnis JA erhalten wird, kann z.B. die Feststellung getroffen werden, dass eine Verschlechterung der Reaktionseigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eingetreten ist. Wenn im Schritt 603 das Ergebnis JA erhalten wird, kann die Feststellung erfolgen, dass eine Verschlechterung der Reaktionseigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im mageren Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eingetreten ist. Wenn ferner das Verhältnis compRL größer als der Bezugswert K3 oder kleiner als der Bezugswert K4 ist, kann die Feststellung getroffen werden, dass eine Verschlechterung der Reaktionseigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten Bereich oder im mageren Bereich eingetreten ist.
  • Anstelle der Verwendung der Änderungsraten ΔϕmR und ΔϕmL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsraten ΔFAFR und ΔFAFL als Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoren im fetten und im mageren Bereich kann auch die Verwendung der Beschleunigung, mit der die Änderung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors erfolgt, in Betracht gezogen werden.
  • Der Ansprechdetektor M4 der elektronischen Steuereinheit 40 kann alternativ auch dahingehend ausgestaltet sein, dass die Änderungsdaten des von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses direkt unter Verwendung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig anstelle des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm bestimmt werden.
  • Bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich wird dann dem gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig zur Bildung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm eine Phasenvoreilung erteilt, jedoch kann ihm alternativ auch eine Phasenverzögerung bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich zur Bestimmung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm erteilt werden. Alternativ kann die Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig auch durch Multiplikation des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig mit einem vorgewählten Verstärkungsfaktor erfolgen.
  • Die gemäß 8 als Schwellenwerte zur Bestimmung des Vorliegens eines Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 verwendeten Bezugswerte K1 bis K5 können auf der Basis der anfänglichen Ansprecheigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 ausgewählt werden. Da sich der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 hierbei im ursprünglichen Zustand befindet, ermöglicht dies die Feststellung einer Veränderung der Ansprecheigenschaften.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann alternativ dahingehend ausgestaltet sein, dass in einem Zyklus eine bewusste Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses herbeigeführt wird, um während dieser Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses das Ansprechverhalten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 und eine Verschlechterung der Ansprecheigenschaften zu ermitteln. Eine solche bewusste Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kann bei dem zweiten Ausführungsbeispiel durch den Ablauf gemäß 11 herbeigeführt werden oder in Form einer Luft-Kraftstoffverhältnis-Zitterregelung (dither-Regelung) erfolgen, die bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 10 zur frühzeitigen Aktivierung des Katalysators oder im warmgelaufenen Zustand der Brennkraftmaschine 10 zur Verbesserung des Emissionsregelungs-Wirkungsgrades (d.h., der Wiederherstellung der Funktion) des Katalysators eingesetzt wird. Hierbei wird z.B. eine bewusste Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von der fetten zur mageren und von der mageren zur fetten Seite hin mit einer Frequenz von einigen Hertz herbeigeführt, wobei die sich ergebenden Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig und des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF zur Ermittlung eines Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 überwacht werden. Auf diese Weise wird eine zufriedenstellende Ableitung der vorstehend beschriebenen Änderungsdaten im fetten Bereich und im mageren Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ermöglicht und damit eine höhere Zuverlässigkeit der Sensor-Störzustandsdetektion erzielt.
  • Diese bewusst herbeigeführte Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kann auch durch jeweilige Umschaltung zwischen einem fettbereichsseitigen und einem magerbereichsseitigen Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erzielt werden, wenn das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig einen dieser Sollwerte des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erreicht. In den 19(a) und 19(b) ist z.B. eine solche zyklische Veränderung eines Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses veranschaulicht, wobei das Luft-Kraftstoff-Istverhältnis in Form einer durchgezogener Kennlinie, das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig in Form einer gestrichelten Kennlinie (bei der eine Überdeckung mit dem Luft-Kraftstoff-Istverhältnis in Form einer durchgezogenen Kennlinie dargestellt ist) und das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis in Form einer strichpunktierten Kennlinie dargestellt sind. 19(a) zeigt das Ausgangssignal des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei einer eingetretenen Verschlechterung der Ansprecheigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32, das dann einem geglätteten Ausgangssignal des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 ähnelt. 19(b) zeigt das Ausgangssignal des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei einem Störzustand, der zu einer erhöhten Verzögerungszeit zwischen einer Änderung der Gasatmosphäre im Bereich des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 und der sich daraus ergebenden Änderung des Ausgangssignals des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 führt. Die 19(a) und 19(b) zeigen aus Vereinfachungsgründen beide einen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im mageren Bereich befindet.
  • In den 19(a) und 19(b) ist mit a1 und b1 eine jeweilige Zeitdauer bezeichnet, während der eine Verschlechterung des Ansprechverhaltens des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 auftritt, während mit a2 und b2 eine Zeitdauer bezeichnet ist, während der der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 korrekt arbeitet. Die Ermittlung einer solchen Verschlechterung des Ansprechverhaltens bzw. der Ansprecheigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 erfolgt durch Vergleichen der bei der Zeitdauer a1 und b1 vorliegenden Parameter mit den bei der Zeitdauer a2 und b2 vorliegenden Parametern. Im Falle einer jeweiligen Umschaltung des Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses bei Koinzidenz des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig mit dem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis können sowohl im fetten als auch im mageren Bereich gewünschte Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem Minimalzykius erhalten werden.
  • Ein Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 kann auch unter alleiniger Verwendung der Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig ohne Verwendung der Änderungsdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF ermittelt werden. Insbesondere bei der vorstehend beschriebenen bewussten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kann der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vorher bereits bekannt sein, was die alleinige Verwendung der Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig für eine effektive Ermittlung des Vorliegens eines Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 ermöglicht. Als Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig kann die Änderungsrate (Änderungsgeschwindigkeit) oder Änderungsbeschleunigung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig je Einheitszeit dienen.
  • Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden zwar die erste Korrekturfaktoränderung ΔFAF1 und die zweite Korrekturfaktoränderung ΔFAF2 als Änderungsdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF bestimmt, jedoch kann auch nur eine dieser Korrekturfaktoränderungen Verwendung finden. In diesem Falle wird entweder die erste Korrekturfaktoränderung ΔFAF1 oder die zweite Korrekturfaktoränderung ΔFAF2 in den Schritten 904 und 906 gemäß 12 zur Überprüfung der Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF, im Schritt 915 gemäß 13 zur Bestimmung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFR und im Schritt 925 gemäß 14 zur Bestimmung der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL verwendet.
  • Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden zwar zwei Zustandszeichen (d.h., das ΔFAFL-Berechnungszulässigkeitszeichen und das ΔFAFL-Berechnungszeitzeichen) gesetzt, wenn die Änderungsrate des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors (d.h., die magerbereichsseitige Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL) bestimmt wird, jedoch können diese beiden Zustandszeichen auch zusammengefasst werden. Das gleiche kann auch auf die Berechnung der fettbereichsseitigen Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFR zutreffen.
  • Ein Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 kann auch ermittelt werden, indem Parameter wie die Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig und die Änderungsdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF aufeinanderfolgend oder nur unmittelbar vor einer Störzustandsermittlung bestimmt werden.
  • Alternativ kann die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung auch dazu ausgestaltet sein, eine Verschlechterung des Ansprechverhaltens (d.h., der Reaktionseigenschaften) des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 zu überwachen und das Ergebnis nur zur Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig oder zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu verwenden.
  • Die vorstehend beschriebenen Modifikationen können auch bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen Verwendung finden.
  • 20 zeigt eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich in Bezug auf seinen Aufbau von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Sensor-Störzustandsdetektor M6 nicht vorgesehen ist. Da den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechende Elemente und Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind, erübrigt sich eine erneute detaillierte Beschreibung dieser Bauelemente.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel dient zur Steigerung der Messgenauigkeit bei der Bestimmung eines Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für die Brennkraftmaschine 10 und besteht in der in 20 veranschaulichten Weise aus der Luft-Kraftstoffverhältnis-Einstellschaltung M1, dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktorspeicher M2, dem Speicher M3 für das korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis, dem Ansprechdetektor M4 sowie der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorsignalverarbeitungsschaltung M5. Die Wirkungsweise dieser Schaltungsblöcke entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung dient zur Korrektur des von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 ermittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Abhängigkeit vom Ansprechverhalten bzw. der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten und in den mageren Bereich.
  • Die 21(a) und 21(b) stellen zeitliche Abläufe dar, die Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig, des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF und des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm veranschaulichen. Hierbei sind der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF in Form einer einfach strichpunktierten Kennlinie, das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig in Form einer durchgezogenen Kennlinie und das korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm in Form einer doppelt strichpunktierten Kennlinie dargestellt. Bei den dargestellten Beispielen ist das durch den Wert eins (1) an der vertikalen Achse ausgedrückte stöchiometrische Verhältnis als Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis definiert.
  • Wenn sich das von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig in der in 21(a) veranschaulichten Weise von "fett" (F) zu "mager" (M) und wieder von "mager" (M) zu "fett" (F) verändert, hat dies zur Folge, dass eine Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF in Abhängigkeit von der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig eintritt. Bei dem Beispiel gemäß 21(a) wird das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig in seiner Gesamtheit in den fetten Bereich verschoben, sodass der Mittelwert des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig in Bezug zu dem stöchiometrischen Verhältnis um eine mittlere Luft-Kraftstoffverhältnis-Verschiebung versetzt ist, die durch Pfeile gekennzeichnet ist. Dies beruht auf dem Umstand, dass der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 auf eine Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin empfindlicher anspricht als bei einer Änderung zur mageren Seite hin.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel dient in der in 21(b) veranschaulichten Weise zur Vorverstellung der Phase des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig bei Übergängen in den mageren Bereich, um ein korrigiertes Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm zu bilden, dessen Mittelwert Koinzidenz mit dem stöchiometrischen Verhältnis aufweist. Das Motorregelsystem verwendet dann dieses korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕm bei der Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im geschlossenen Regelkreis.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, dient die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zur voneinander unabhängigen jeweiligen Messung der Ansprechgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei einem in den fetten Bereich und in den mageren Bereich erfolgenden Übergang des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses, um dessen Reaktionseigenschaften zu ermitteln und sie in eine Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig eingehen zu lassen. Dies führt zu einer höheren Genauigkeit bei der Bestimmung und Regelung des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für die Brennkraftmaschine 10. Insbesondere wird hierbei der zur Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig verwendete Ansprechparameter α derart gebildet, dass eine unterschiedliche Reaktionscharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten und den mageren Bereich kompensiert wird. Das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig wird daher in Bezug auf eine Verschlechterung des Ansprechverhaltens des Luft- Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten und den mageren Bereich korrigiert.
  • Die Ansprechdaten für den Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 (d.h., die Verhältnisse compR und compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate) werden in der vorstehend beschriebenen Weise als Funktionen von Änderungsdaten des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm bei Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin (d.h., der Änderungsraten ΔϕmR und ΔϕmL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) sowie von Änderungsdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF (d.h., der Korrekturfaktor-Änderungsraten ΔFAFR und ΔFAFL) erhalten. Hierbei werden die Ansprechdaten in Form einer Korrelation zwischen der Änderung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm und der Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF gebildet, wodurch eine höhere Zuverlässigkeit der Ansprechdaten zur Gewährleistung einer genauen Ermittlung des Vorliegens eines Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 erhalten wird.
  • Das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig kann somit unter Bedingungen korrigiert werden, bei denen der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 nicht vollständig versagt und ausreichend aktiviert ist, wodurch eine fehlerhafte Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig vermieden wird, wenn die Ansprecheigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 nicht in Erfahrung gebracht werden können.
  • Alternativ kann die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgestaltet sein, das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig ohne Verwendung des Ansprechparameters α unter alleiniger Verwendung des Verhältnisses compR und/oder des Verhältnisses compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate in der im Schritt 401 gemäß 6 erhaltenen Form zu korrigieren, um ein unterschiedliches Ansprechverhalten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten und im mageren Bereich zu kompensieren. Die Entscheidung, ob das Verhältnis compR oder das Verhältnis compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate heranzuziehen ist, kann hierbei in Abhängigkeit davon getroffen werden, ob eine Verschlechterung des Ansprechverhaltens des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten oder im mageren Bereich vorliegt.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel dient zwar zur Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig, um eine Differenz zwischen dem Ansprechverhalten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten und im mageren Bereich auszugleichen, jedoch kann diese Korrektur auch erfolgen, um eine solche Differenz bewusst herzustellen. Der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 kann nämlich ursprünglich eine solche Differenz zwischen dem Ansprechverhalten (d.h., den Reaktionseigenschaften) bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich und in den mageren Bereich aufweisen. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass eine Verbesserung des Ansprechverhaltens des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 nur bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses entweder in den fetten oder in den mageren Bereich erforderlich ist. In einem solchen Falle wird vorzugsweise das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig dahingehend korrigiert, dass eine Differenz bzw. ein Unterschied zwischen dem Ansprechverhalten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten und im mageren Bereich aufrecht erhalten oder bewusst hergestellt wird.
  • Anstelle der Verwendung der Änderungsraten ΔϕmR und ΔϕmL des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsraten ΔFAFR und ΔFAFL als Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors im fetten und mageren Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kann auch die Beschleunigung, mit der die Änderung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors erfolgt, herangezogen werden.
  • Dem gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig wird zwar bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich zur Bildung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm eine Phasenvoreilung erteilt, jedoch kann ihm alternativ auch eine Phasenverzögerung bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich zur Bestimmung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕm erteilt werden. Alternativ kann die Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig auch durch Multiplikation des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig mit einem vorgewählten Verstärkungsfaktor erfolgen.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann alternativ dazu ausgestaltet sein, eine bewusste Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zyklus herbeizuführen, um während dieser Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses die Ansprecheigenschaften des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 und deren Verschlechterung zu ermitteln. Eine solche beabsichtigte Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kann bei dem zweiten Ausführungsbeispiel durch die Vorgänge gemäß 11 herbeigeführt oder unter Verwendung einer sog. Zitterregelung (dither-Regelung) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erzielt werden, die zur frühzeitigen Aktivierung des Katalysators bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine oder zur Verbesserung des Emissionsregelungs-Wirkungsgrades (d.h., der Wiederherstellung der Funktion) des Katalysators eingesetzt wird. Hierbei wird z.B. eine bewusste Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom fetten in den mageren Bereich und vom mageren Bereich in den fetten Bereich mit einer Frequenz von einigen Hertz herbeigeführt und die sich ergebenden Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig und des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF zur Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig überwacht. Dies ermöglicht eine zufriedenstellende Ableitung dieser Änderungsdaten sowohl im fetten als auch im mageren Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wodurch sich die Zuverlässigkeit der Korrektur des von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erhöht.
  • Die Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig kann auch unter alleiniger Verwendung der Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig ohne Verwendung der Änderungsdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF erfolgen. Insbesondere bei der vorstehend beschriebenen bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kann der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vorher bekannt sein, sodass auch die alleinige Verwendung der Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig bereits eine effektive Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig ermöglicht. Vorzugsweise wird in diesem Falle das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig dahingehend korrigiert, dass ein bestehender Unterschied zwischen dem Ansprechverhalten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten und im mageren Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kompensiert wird. Zur Bildung der Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig kann die Änderungsrate oder Änderungsbeschleunigung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig je Einheitszeit herangezogen werden.
  • 22 zeigt eine von der elektronischen Steuereinheit 40 gebildete Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß 20 durch andersartige Operationen sowie in Bezug auf seinen Aufbau dadurch unterscheidet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorsignalverarbeitungsschaltung M5 entfallen ist, worauf nachstehend näher eingegangen wird.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung ist zur Erzielung einer Steigerung der Genauigkeit der Regelung des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für die Brennkraftmaschine 10 ausgestaltet und besteht in der in 22 veranschaulichten Weise aus der Luft-Kraftstoffverhältnis-Einstellschaltung M1, dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktorspeicher M2, dem Speicher M3 für das korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis sowie dem Ansprechdetektor M4.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Einstellschaltung M1 dient zur Berechnung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF als Funktion der Differenz zwischen dem von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig und einem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis sowie zur Korrektur des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF unter Verwendung des vom Ansprechdetektor M4 erhaltenen Ansprechparameters α. Der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktorspeicher M2 speichert den im derzeitigen Abtastzyklus bestimmten Wert sowie den im vorherigen Abtastzyklus bestimmten Wert des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF. Der Speicher M3 für das korrigierte Luft-Kraftstoff-Verhältnis dient zur Speicherung des im derzeitigen Abtastzyklus bestimmten Wertes und des im vorherigen Abtastzyklus bestimmten Wertes des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig. Der Ansprechdetektor M4 dient zur Berechnung des Ansprechparameters α, der die Ansprechgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei einem Übergang des Abgases in den fetten oder den mageren Zustand als Funktionen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF und des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig angibt.
  • Im Rahmen der nachstehenden Beschreibung wird das Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnis für die Brennkraftmaschine 10 von einem Kraftstoff-Überschussverhältnis (d.h., dem Verhältnis von Kraftstoffmenge/Luftmenge) repräsentiert, jedoch kann alternativ auch ein Luft-Überschussverhältnis in Betracht gezogen werden.
  • 23 zeigt ein Ablaufdiagramm von logischen Schritten bzw. ein Programm, das von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Einstellschaltung M1 zur Bestimmung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF auszuführen ist.
  • Nach Eintritt in das Programm geht der Ablauf auf einen Schritt 1010 über, in dem ermittelt wird, ob die Bedingungen für eine Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im geschlossenen Regelkreis erfüllt sind oder nicht.
  • Diese Bedingungen umfassen Betriebszustände, bei denen die Temperatur eines Kühlmittels der Brennkraftmaschine 10 (d.h., das Ausgangssignal des Kühlmittel-Temperatursensors 33) über einem gegebenen Wert liegt, die Brennkraftmaschine 10 nicht mit hohen Drehzahlen im oberen Lastbereich betrieben wird und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 sich im aktivierten Zustand befindet. Wenn im Schritt 1010 das Ergebnis JA erhalten wird und damit die Bedingungen für eine Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im geschlossenen Regelkreis erfüllt sind, geht der Ablauf auf einen Schritt 1020 über, bei dem eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Abweichung err berechnet wird, die die Differenz zwischen dem gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig und dem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis ϕref darstellt (d.h., error = ϕref – ϕsig). Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 1030 über, bei dem eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Abweichungsänderung Δerr bestimmt wird, die die Differenz zwischen dem im vorherigen Programmzyklus bestimmten Wert und dem in diesem Programmzyklus bestimmten Wert der Luft-Kraftstoffverhältnis-Abweichung err darstellt (d.h., Δerr = err(k) – err(k–1)).
  • Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 1040 über, bei dem die Beurteilung erfolgt, ob die Luft-Kraftstoffverhältnis-Abweichungsänderung Δerr größer als null (0) ist oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird (d.h., wenn Δerr ≤ 0 ist), geht der Ablauf auf einen Schritt 1050 über, bei dem der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF im Rahmen eines bekannten PI-Regelverfahrens gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird, in der mit KFp eine Proportionalverstärkung und mit KFi eine Integralverstärkung bezeichnet sind: FAF = KFp·err + KFi·Σerr
  • Wenn dagegen im Schritt 1040 das Ergebnis JA erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 1060 über, bei dem der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird: FAF = α (KFp·err + KFi·Σerr)
  • Hierbei entspricht der im Schritt 1060 erfolgende Vorgang einer Korrektur des im Schritt 1050 berechneten Wertes des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF unter Verwendung des Ansprechparameters α.
  • Alternativ kann die Bestimmung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF jedoch auch unter Verwendung anderer bekannter Maßnahmen erfolgen. So kann z.B. der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF als Funktion seines in einem vorherigen Programmzyklus bestimmten Wertes oder unter Verwendung eines das Verhalten der Brennkraftmaschine 10 repräsentierenden dynamischen Modells festgelegt werden.
  • Wenn dagegen im Schritt 1010 das Ergebnis NEIN erhalten wird und damit die Bedingungen für eine Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im geschlossenen Regelkreis nicht erfüllt sind, geht der Ablauf auf einen Schritt 1070 über, bei dem der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF auf eins (1) gesetzt wird.
  • Der Ansprechdetektor M4 dient zur Bestimmung der Änderungsrate des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF, der Änderungsrate des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig und des Ansprechparameters α. Die Bestimmung der Änderungsrate des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF erfolgt in der vorstehend in Verbindung mit 4 bereits beschriebenen Weise, sodass sich eine erneute Beschreibung erübrigt. Nachstehend wird die Bestimmung der Änderungsrate des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig und des Ansprechparameters α unter Bezugnahme auf die 24 und 25 näher beschrieben.
  • Gemäß 24 wird in einem Schritt 3010 ermittelt, ob derzeit eine Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig erfolgt oder nicht. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird und somit derzeit eine Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig durchgeführt wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 3020 über, bei dem eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderung Δϕsig bestimmt wird, die von dem in diesem Programmzyklus bestimmten Wert ϕsig(k) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig abzüglich des im vorherigen Programmzyklus bestimmten Wertes ϕsig(k–1) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig gebildet wird. Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 3030 über, in dem ermittelt wird, ob die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderung Δϕsig größer als null (0) ist oder nicht. Wenn die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderung Δϕsig größer als null (0) ist, beinhaltet dies einen Anstieg der vorstehend beschriebenen Kraftstoff-Überschussrate, sodass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den fetten Bereich übergeht.
  • Wenn im Schritt 3030 das Ergebnis JA erhalten wird (Δϕsig > 0), geht der Ablauf auf einen Schritt 3040 über, bei dem eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate ΔϕsigR, die die Änderungsrate des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich darstellt, gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird, in der mit ksm2 eine Glättungsverstärkung bezeichnet ist: ΔϕsigR(k) = ΔϕsigR(k–1) + ksm2 (Δϕsig(k) – Δϕsig(k–1))
  • Wenn dagegen im Schritt 3030 das Ergebnis NEIN erhalten wird, geht der Ablauf auf einen Schritt 3050 über, bei dem eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate ΔϕsigL, die die Änderungsrate des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich darstellt, gemäß der nachstehenden Gleichung bestimmt wird: ΔϕsigL(k) = ΔϕsigL(k–1) + ksm2 (Δϕsig(k) – Δϕsig(k–1))
  • In der vorstehend beschriebenen Weise werden die Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten und den mageren Bereich in Form der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsraten ΔϕsigR und ΔϕsigL erhalten.
  • Nachstehend wird das Programm gemäß 25 näher beschrieben, das zur Berechnung des Ansprechparameters α dient.
  • Zunächst wird in einem Schritt 4010 ein Verhältnis compR der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate bestimmt, das das Verhältnis der Änderungsrate ΔϕsigR des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu der Korrekturfaktor- Änderungsrate ΔFAFR bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich darstellt (d.h., ΔϕsigR(k)/ΔFAFR(k)). Außerdem wird ein Verhältnis compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate bestimmt, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate ΔϕsigL zu der Korrekturfaktor-Änderungsrate ΔFAFL bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich darstellt (d.h., ΔϕsigL(k)/ΔFAFL(k)).
  • Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 4020 über, bei dem ein Verhältnis compRL bestimmt wird, das das Verhältnis der im Schritt 4010 gebildeten Verhältnisse compR und compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate darstellt.
  • Der Ablauf geht sodann auf einen Schritt 4030 über, bei dem der Ansprechparameter α unter Verwendung eines PI-Kompensators bestimmt wird, um das Verhältnis compRL auf den Wert eins (1) zu bringen. Hierbei wird der Ansprechparameter α gemäß den nachstehenden Gleichungen berechnet, in denen mit kp eine Proportionalverstärkung und mit ki eine Integralverstärkung bezeichnet sind: e = compRL – 1 α = 1 + kp·e + ki (Σe)
  • Auf diese Weise werden das Verhältnis compR der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten Bereich, das Verhältnis compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft- Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den mageren Bereich und der Ansprechparameter α als Ansprechdaten für den Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 abgeleitet. Der Ansprechparameter α dient hierbei im Schritt 1060 gemäß 23 zur Bestimmung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF.
  • In den 26(a) und 26(b) sind Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig, des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF und des Luft-Kraftstoff-Istverhältnisses veranschaulicht, die sich bei einer bewusst herbeigeführten zyklischen Änderung des Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses im Bereich des durch den Wert eins (1) an der vertikalen Achse gekennzeichneten stöchiometrischen Verhältnisses ergeben. Eine solche bewusste Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wird üblicherweise zur Erzielung einer frühzeitigen Aktivierung des Katalysators bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 10 oder zur Verbesserung des Emissionsregelungs-Wirkungsgrades (d.h., zur Wiederherstellung der Funktion) des Katalysators im warmgelaufenen Zustand der Brennkraftmaschine 10 herbeigeführt. In der Praxis erfolgt diese bewusst herbeigeführte Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von "fett" zu "mager" und von "mager" zu "fett" mit einer Frequenz von einigen Hertz.
  • Bei dem Beispiel gemäß 26(a) ist das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis ϕsig in seiner Gesamtheit zur mageren Seite hin verschoben, sodass der Mittelwert des Luft-Kraftstoff-Istverhältnisses um eine durch Pfeile gekennzeichnete mittlere Luft-Kraftstoffverhältnis-Verschiebung in Bezug auf das stöchiometrische Verhältnis versetzt ist. Dies beruht auf dem Umstand, dass der Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor 32 auf eine Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin empfindlicher anspricht als auf einen Übergang in den fetten Bereich.
  • Die Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel dient zur Herbeiführung einer in Abhängigkeit von dem unterschiedlichen Ansprechverhalten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten und im mageren Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erfolgenden und in 26(b) veranschaulichten Korrektur oder Verschiebung des Luft-Kraftstoffverrältnis-Korrekturfaktors FAF von der gestrichelten Kennlinie zu der durchgezogenen Kennlinie, um auf diese Weise die in 26(a) veranschaulichte mittlere Luft-Kraftstoffverhältnis-Verschiebung zu kompensieren.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ermittelt die Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel unabhängig voneinander das Ansprechverhalten bzw. die Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses in den fetten Bereich und in den mageren Bereich, damit dessen Reaktionseigenschaften festgestellt und bei einer Korrektur des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF berücksichtigt werden können. Dies führt zu einer höheren Genauigkeit der Regelung des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für die Brennkraftmaschine 10, wodurch sich die Schadstoffmenge im Abgas der Brennkraftmaschine 10 verringern lässt. Insbesondere wird hierbei der Ansprechparameter α zur Kompensation des bei einem Übergang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten und in den mageren Bereich auftretenden Unterschiedes im Ansprechverhalten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 gebildet und dient dann zur Korrektur des Luft- Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF. Das der Brennkraftmaschine 10 zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnis wird daher dahingehend korrigiert, dass sich eine Verschlechterung des Ansprechverhaltens bzw. der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten und den mageren Bereich nicht auswirkt.
  • Die Ansprechdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 (d.h., die Verhältnisse compR und compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate) werden in der vorstehend beschriebenen Weise als Funktionen der Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig bei Übergängen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den fetten und den mageren Bereich (d.h., der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsraten ΔϕsigR und ΔϕsigL) sowie der Änderungsdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF (d.h., der Korrekturfaktor-Änderungsraten ΔFAFR und ΔFAFL) abgeleitet. Hierbei werden die Ansprechdaten des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 in Form einer Korrelation zwischen der Änderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig und der Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF erhalten, wodurch sich eine höhere Zuverlässigkeit der Ansprechdaten für die Korrektur des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF ergibt.
  • Bei einer von dem Motorregelsystem bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von "fett" zu "mager" und von "mager" zu "fett" dient die Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel zur Beseitigung einer Differenz zwischen dem Mittelwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und dem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis, wodurch der Mittelwert, um den herum sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zyklisch ändert, mit einem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis wie dem stöchiometrischen Verhältniswert in Übereinstimmung gebracht wird.
  • Alternativ kann die Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel dahingehend ausgestaltet sein, dass die Korrektur des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF ohne Verwendung des Ansprechparameters α nur unter Verwendung des ermittelten Verhältnisses compR und/oder des Verhältnisses compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate zur Kompensation eines unterschiedlichen Ansprechverhaltens des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten und im mageren Bereich erfolgt. Die Entscheidung, ob das Verhältnis compR oder das Verhältnis compL der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsrate zu der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsrate Verwendung findet, kann in Abhängigkeit von dem Umstand getroffen werden, ob eine Verschlechterung des Ansprechverhaltens bzw. der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors 32 im fetten oder im mageren Bereich auftritt.
  • Anstelle der Verwendung der Änderungsraten ΔϕsigR und ΔϕsigL des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsraten ΔFAFR und ΔFAFL als Änderungsdaten des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors im fetten und im mageren Bereich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kann auch die Beschleunigung, mit der die Änderung des korrigierten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors erfolgt, in Betracht gezogen werden.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel der Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung findet zwar eine Korrektur des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF als Funktion des Ansprechparameters α nur dann statt, wenn im Schritt 1040 gemäß 23 ermittelt wird, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Abweichungsänderung Δerr größer als null (0) ist, jedoch kann eine solche Korrektur alternativ auch erfolgen, wenn der Mittelwert des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ϕsig bei der zyklischen Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von einem Sollmittelwert um einen gegebenen Wert abweicht.
  • Anstelle des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors FAF oder zusätzlich zu dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF kann auch das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und/oder die Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelverstärkung in der vorstehend beschriebenen Weise korrigiert werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird erfindungsgemäß somit eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorüberwachungseinrichtung angegeben, die zur Überwachung der Reaktionseigenschaften oder der Ansprechgeschwindigkeit eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors beim Übergang eines Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für eine Brennkraftmaschine in den fetten und den mageren Bereich ausgestaltet ist. Die ermittelten Ansprechgeschwindigkeiten bzw. Ansprechraten dienen zur Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Störzustandes des Sensors, zur genauen Bestimmung des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses und/oder zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für die Brennkraftmaschine.

Claims (58)

  1. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung zur Ermittlung eines vorgegebenen Störzustands eines in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors, gekennzeichnet durch eine Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors, um eine Übereinstimmung eines von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einem Sollwert herbeizuführen, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, die mit Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, eine Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin als Funktionen der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, und eine Sensor-Störzustandsdetektorschaltung zur Ermittlung des vorgegebenen Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors auf der Basis der von der Ansprechcharakteristik-Bestimmungschaltung bestimmten Ansprechcharakteristik.
  2. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung die Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu der fetten und der mageren Seite hin als Funktion eines fettbereichsseitigen Verhältnisses, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin darstellt, und eines magerbereichsseitigen Verhältnisses bestimmt, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin darstellt, und dass die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung den vorgegebenen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors auf der Basis des von der Ansprechcharakteristik bestimmten fettbereichsseitigen und magerbereichsseitigen Verhältnisses ermittelt.
  3. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung das fettbereichsseitige Verhältnis mit einem gegebenen fettbereichsseitigen Bezugswert und das magerbereichsseitige Verhältnis mit einem gegebenen magerbereichsseitigen Bezugswert für die Beurteilung vergleicht, ob der vorgegebene Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors vorliegt oder nicht.
  4. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung eine Verschlechterung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin feststellt, wenn die Änderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin größer als die Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin ist, und eine Verschlechterung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin feststellt, wenn die Änderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin größer als die Änderung des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin ist.
  5. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen und dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen.
  6. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Datenbestimmungs-Freigabeschaltung zur selektiven Freigabe der Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten in Abhängigkeit vom Verlauf der Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors.
  7. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten nur dann ermöglicht, wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors innerhalb einer gegebenen Zeitdauer bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite hin einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  8. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Beginn der Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten ermöglicht.
  9. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeitdauer eine Verzögerungszeit zwischen einer Änderung einer der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge und der sich daraus ergebenden Änderung der Gasatmosphäre im Bereich des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors darstellt.
  10. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten innerhalb einer gegebenen Zeitdauer ermöglicht.
  11. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung eine Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten verhindert, wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin einen gegebenen Wert überschreitet und das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich zur mageren Seite hin verändert, oder wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin einen gegebenen Wert überschreitet und das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich zur fetten Seite hin verändert.
  12. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansprechparameter- Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Ansprechparameters für die Beseitigung einer Differenz zwischen der jeweiligen Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin vorgesehen ist und dass die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung den vorgegebenen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors auf der Basis des Ansprechparameters ermittelt.
  13. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung zur Herbeiführung einer beabsichtigten Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin vorgesehen ist und dass die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung den vorgegebenen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors entweder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten ermittelt, die bei der durch die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin erhalten werden, oder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten ermittelt, die bei der von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin erhalten werden.
  14. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Funktion eines jeweiligen Betriebszustands der Brennkraftmaschine bestimmt.
  15. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei niedrigen Drehzahlen und im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine vergrößert und den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei hohen Drehzahlen und im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine verkleinert.
  16. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung eine Oszillation eines Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin herbeiführt und das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis zwischen einem fettbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und einem magerbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis jeweils umschaltet, wenn das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis erreicht.
  17. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung zur Ermittlung eines vorgegebenen Störzustands eines in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors, gekennzeichnet durch eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, eine Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin als Funktionen der bei den Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoffverhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin bestimmten Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, und eine Sensor-Störzustandsdetektorschaltung zur Ermittlung des vorgegebenen Störzustands des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors auf der Basis der von der Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung bestimmten Ansprechcharakteristik.
  18. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung die Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und mageren Seite hin mit gegebenen Bezugswerten vergleicht und auf der Basis der Ergebnisse des Vergleichs der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors mit den gegebenen Bezugswerten beurteilt, ob eine Verschlechterung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite hin vorliegt.
  19. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung eine Verschlechterung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite hin auf der Basis einer Differenz zwischen den Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten ermittelt, die mit den Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen.
  20. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen.
  21. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansprechparameter-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Ansprechparameters für die Beseitigung einer Differenz zwischen der jeweiligen Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin vorgesehen ist und dass die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung den vorgegebenen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors auf der Basis des Ansprechparameters ermittelt.
  22. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luft- Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung zur Herbeiführung einer beabsichtigten Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin vorgesehen ist und dass die Sensor-Störzustandsdetektorschaltung den vorgegebenen Störzustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors entweder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten ermittelt, die bei der durch die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin erhalten werden, oder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten ermittelt, die bei der von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin erhalten werden.
  23. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Funktion eines jeweiligen Betriebszustands der Brennkraftmaschine bestimmt.
  24. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei niedrigen Drehzahlen und im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine vergrößert und den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei hohen Drehzahlen und im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine verkleinert.
  25. Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorstörzustandsdetektoreinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung eine Oszillation eines Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin herbeiführt und das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis zwischen einem fettbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und einem magerbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis jeweils umschaltet, wenn das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis erreicht.
  26. Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung für einen in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine angeordneten Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor, gekennzeichnet durch eine Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors, um eine Übereinstimmung eines von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnisses für die Brennkraftmaschine mit einem Sollwert herbeizuführen, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, die mit Änderungen des Luft- Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, eine Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, und eine Datenbestimmungs-Freigabeschaltung zur selektiven Freigabe der Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten in Abhängigkeit vom Verlauf der Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors.
  27. Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten nur dann ermöglicht, wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors innerhalb einer gegebenen Zeitdauer bei der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten oder zur mageren Seite hin einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  28. Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Beginn der Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten ermöglicht.
  29. Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeitdauer eine Verzögerungszeit zwischen einer Änderung einer der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge und der sich daraus ergebenden Änderung der Gasatmosphäre im Bereich des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors darstellt.
  30. Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung die Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten innerhalb einer gegebenen Zeitdauer ermöglicht.
  31. Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbestimmungs-Freigabeschaltung eine Bestimmung der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten verhindert, wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin einen gegebenen Wert überschreitet und das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich zur mageren Seite hin verändert, oder wenn der Änderungsbetrag des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin einen gegebenen Wert überschreitet und das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich zur fetten Seite hin verändert.
  32. Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung zur Herbeiführung einer beabsichtigten Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin vorgesehen ist und dass die Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung die Ansprechcharakteristik entweder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten bestimmt, die bei der durch die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin erhalten werden, oder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten bestimmt, die bei der von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin erhalten werden.
  33. Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses als Funktion eines jeweiligen Betriebszustands der Brennkraftmaschine bestimmt.
  34. Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei niedrigen Drehzahlen und im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine vergrößert und den Zyklus und/oder die Amplitude der bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei hohen Drehzahlen und im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine verkleinert.
  35. Ansprechcharakteristik-Detektoreinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft- Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung eine Oszillation eines Luft-Kraftstoff-Sollverhältnisses von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin herbeiführt und das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis zwischen einem fettbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und einem magerbereichsseitigen Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis jeweils umschaltet, wenn das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis das Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis erreicht.
  36. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor, der in einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines Ausgangssignals angeordnet ist, das eine Funktion des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches darstellt, gekennzeichnet durch eine Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors, um eine Übereinstimmung eines von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einem Sollwert herbeizuführen, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, die mit Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, eine Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin als Funktionen der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, und eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung zur Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses unter Verwendung der von der Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung bestimmten Ansprechcharakteristik.
  37. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur Beseitigung einer Differenz bei der von der Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung bestimmten Ansprechcharakteristik korrigiert.
  38. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansprechparameter-Bestimmungsschaltung vorgesehen ist, die einen Ansprechparameter zur Beseitigung einer bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin auftretenden Differenz in der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bestimmt, und dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis unter Verwendung des Ansprechparameters korrigiert.
  39. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung die Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses zu der fetten und der mageren Seite hin als Funktion eines fettbereichsseitigen Verhältnisses, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin darstellt, und eines magerbereichsseitigen Verhältnisses bestimmt, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin darstellt.
  40. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen und dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen.
  41. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor, der in einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines Ausgangssignals angeordnet ist, das eine Funktion des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches darstellt, gekennzeichnet durch eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, und eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung zur Korrektur des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit den Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen.
  42. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur Beseitigung einer bei den Veränderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin auftretenden Differenz in der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors korrigiert.
  43. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen.
  44. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur Herstellung einer gegebenen Differenz in der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin korrigiert.
  45. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung dem gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu dessen Korrektur eine Phasenvoreilung oder eine Phasenverzögerung erteilt.
  46. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis korrigiert, wenn gegebene Bedingungen, die sich zumindest auf einen Zustand des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors beziehen, erfüllt sind.
  47. Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung zur Herbeiführung einer beabsichtigten Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin vorgesehen ist und dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturschaltung das gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis entweder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten korrigiert, die bei der durch die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin erhalten werden, oder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten korrigiert, die bei der von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin erhalten werden.
  48. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung, mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor, der in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines Ausgangssignals angeordnet ist, das eine Funktion des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches darstellt, gekennzeichnet durch eine Korrekturfaktor-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors, um eine Übereinstimmung eines von dem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis-Sollwert herbeizuführen, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten, die mit jeweiligen Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung von Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, die mit Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors bei jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin in Verbindung stehen, eine Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin als Funktionen der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten und der Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten, und eine Regelparameter-Korrekturschaltung zur Korrektur eines zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches dienenden Regelparameters unter Verwendung der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors.
  49. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelparameter-Korrekturschaltung den Regelparameter als Funktion einer bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und mageren Seite hin auftretenden Differenz in der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors korrigiert.
  50. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass eine Parameter-Bestimmungsschaltung vorgesehen ist, die einen Ansprechparameter zur Herbeiführung einer Koinzidenz der Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin bestimmt, und dass die Regelparameter-Korrekturschaltung den Regelparameter unter Verwendung des Ansprechparameters korrigiert.
  51. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelparameter-Korrekturschaltung den als Regelparameter verwendeten Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor korrigiert.
  52. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelparameter-Korrekturschaltung den als Regelparameter verwendeten Sollwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses korrigiert.
  53. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelparameter-Korrekturschaltung eine als Regelparameter dienende Regelverstärkung korrigiert.
  54. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansprechcharakteristik-Bestimmungsschaltung die Ansprechcharakteristik des Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensors bei den jeweiligen Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu der fetten und der mageren Seite hin als Funktion eines fettbereichsseitigen Verhältnisses, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetter Seite hin darsteillt, und eines magerbereichsseitigen Verhältnisses bestimmt, das das Verhältnis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten zu den Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten bei einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin darstellt.
  55. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelparameter-Korrekturschaltung den Regelparameter korrigiert, wenn sich eine Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis vergrößert.
  56. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen und dass die Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoränderungsdaten Raten oder Beschleunigungen der Änderungen des Luft-Kraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors zur fetten und zur mageren Seite hin darstellen.
  57. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung zur Herbeiführung einer beabsichtigten Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches von der fetten zur mageren Seite hin und von der mageren zur fetten Seite hin vorgesehen ist und dass die Regelparameter-Korrekturschaltung den Regelparameter entweder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten korrigiert, die bei der durch die Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin erhalten werden, oder auf der Basis der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsdaten korrigiert, die bei der von der Luft-Kraftstoffverhältnis-Änderungsschaltung bewusst herbeigeführten Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Veränderung des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur mageren Seite hin erhalten werden.
  58. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelwert-Bestimmungsschaltung zur Bestimmung eines Mittelwertes des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vorgesehen ist und dass die Regelparameter-Korrekturschaltung den Regelparameter korrigiert, wenn der Mittelwert des gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses um einen vorgegebenen Betrag von einem Sollmittelwert abweicht.
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