DE68907677T2

DE68907677T2 - Verfahren, um ein Luft/Kraftstoffverhältnis in einer Innenbrennkraftmaschine zu steuern und Einrichtung, um dasselbe zu steuern.

Info

Publication number: DE68907677T2
Application number: DE89115712T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Atago; Toshio Hori; Masami Nagano
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-09-05
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1993-10-28
Anticipated expiration: 2009-08-26
Also published as: DE68907677D1; KR940004342B1; JP2581775B2; KR910006603A; JPH0270953A; EP0358062A3; EP0358062B1; EP0358062A2; US5033437A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine sowie eine Vorrichtung hierfür, insbesondere aber ein Verfahren zur Regelung eines Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer benzinbetriebenen Brennkraftmaschine mit elektrischer Zündung sowie eine Vorrichtung hierfür.
Bei einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses wird eine der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert und dadurch das Luft/Kraftstoffverhältnis in einem automatischen Brennkraftmaschinen-Regelungssystem überwacht beziehungsweise korrigiert.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine sowie eine Vorrichtung hierfür, mit einer Anzahl von Sensoren und einer elektronischen Regeleinheit, die Signale von verschiedenen Sensoren empfängt und eine Kraftstoffeinspritzmenge sowie ein Luft/Kraftstoffverhältnis in einem automatischen Brennkraftmaschinen-Regelsystem regelt.
Bei einem Verfahren zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritz - und Regelsystem wird das Luft/Kraftstoffverhältnis dadurch genau und ausreichend geregelt, daß durch das Kraftstoffeinspritzsystem während verschiedener und unterschiedlicher Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine Kraftstoffmenge so zugeführt wird, daß gute Betriebscharakteristika der Maschine erzielt werden. Dabei arbeitet eine Vorrichtung zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses nach dem vorstehend genannten Verfahren zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses.
Das Verfahren zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer benzinbetriebenen Brennkraftmaschine mit elektrischer Zündung, das sich zur Anwendung in einem Automobil eignet, umfaßt eine Lernfunktion für das Luft/Kraftstoffverhältnis sowie eine Vorrichtung zur Regelung bzw. Überwachung desselben. Bei dem Verfahren zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einem Automobil wird eine Abweichung von einem Sollwert eines Luft/Kraftstoffverhältnisses in einem vorbestimmten Verhältnis gemäß einem den Betriebszustand der Brennkraftmaschine angebenden Parameter aufgeteilt, und jede Teilabweichung wird als einzelnes Element eines Parameters des Betriebszustandes der Maschine gelernt.
Bei einer herkömmlichen Vorrichtung zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine wird eine einer Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffeinspritzmenge gemäß einem Parameter bestimmt, der einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine wiedergibt, und das Luft/Kraftstoffverhältnis wird nach einer physikalischen Größe des Abgases berechnet.
Die vorstehend erwähnte herkömmliche Methode der Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses für Brennkraftmaschinen ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 im einzelnen beschrieben.
Eine Ansaugluft-Strömungsmenge Qa, die in eine benzinbetriebene Brennkraftmaschine 7 eines Automobils mit elektrischer Zündung gelangt, wird von einen Strömungsluftsensor 3 erfaßt, und eine Kraftstoffeinspritzmenge wird mittels einer elektronischen Regeleinheit 15 bestimmt. Es wird eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 13 angesteuert, woraufhin Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der benzinbetriebenen Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Ein in der Verbrennungskammer verbranntes Abgas gelangt an eine Stelle, an der ein Sensor 19 zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration (O&sub2;-Sensor) in einem mittigen Abschnitt des Auspuffrohrs vorgesehen ist, und das tatsächliche Luft/Kraftstoffverhältnis wird durch den O&sub2;-Sensor 19 erfaßt. Die elektronische Regeleinheit 15 stellt die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß diesem durch den O&sub2;-Sensor 19 erfaßten Signal so ein, daß ein optimales Luft/Kraftstoffverhältnis für die Brennkraftmaschine 7 erhalten wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird in der elektronischen Regeleinheit 15 eine Kraftstoffeinspritzpulsbreite Ti gemäß den folgenden Formeln ermittelt:
Ti = Tp K&sub2; α + Ts ... (1)
Tp = K&sub1; Qa/N ... (2)
wobei K&sub1; eine Konstante, Qa die Ansaugluft-Strömungsmenge, N die Drehzahl, K&sub2; ein Korrekturkoeffizient entsprechend der Temperatur des Motorkühlwassers usw., α ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient, Ts ein Batteriespannungs-Korrekturterm und Tp eine Kraftstoffeinspritzpuls- Grundbreite (KGB) ist.
Die Rückkopplungsregelung zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses über den O&sub2;-Sensor 19 in der Brennkraftmaschine 7 erfolgt durch Verwendung des in der Formel (1) gezeigten Korrekturkoeffizienten α.
Der Korrekturkoeffizient α für das Luft/Kraftstoffverhältnis ändert sich so, daß die Kraftstoffeinspritzpulsbreite Ti die Bedingung erfüllt, daß ein theoretisches Luft/Kraftstoffverhältnis von 14,7 eingehalten wird. Hat das theoretische Luft/Kraftstoffverhältnis den Wert 14,7, so nimmt der Korrekturkoeffizient α für das Luft/ Kraftstoffverhältnis den Wert 1,0 an. Befindet sich das Luft/Kraftstoffverhältnis auf der fetten Seite, so ist der Korrekturkoeffizient für das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als 1,0. Befindet sich hingegen das Luft/Kraftstoffverhältnis auf der mageren Seite, so beträgt der Korrekturkoeffizient α für das Luft/Kraftstoffverhältnis über 1,0.
Im vorliegenden Fall streut die der Brennkraftmaschine 7 zugeführte Einspritzmenge in dem Fall, in dem der Korrekturkoeffizient für das Luft/Kraftstoffverhältnis α = 1,0 ist, oder während der Montage des Strömungsluftsensors 3 oder der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 13 usw., wo kein Lernen für die Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge erfolgt, aufgrund einer individuellen Leistungscharakteristik des Strömungsluftsensors 3 oder der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 13 usw.
Jede einzelne Leistungsstreuung der eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung und ein Regelsystem wie den Strömungsluftsensor 3 und die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 13 usw. umfassenden Vorrichtung kann im Rahmen einer Rückkopplungsregelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in der Brennkraftmaschine 7 durch die Änderung eines solchen Wertes des Korrekturkoeffizienten α für das Luft/Kraftstoffverhältnis momentan aufgefangen werden.
Jedoch ist es beispielsweise in den Zeiten niedriger Temperaturen - während eines Motorbetriebs, in dem ein für den O&sub2;-Sensor 19 nicht zugänglicher Bereich vorliegt, oder in dem Fall, daß die Rückkopplungsregelung für das Luft/Kraftstoffverhältnis aufgrund der Änderung der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 7 nicht nachsteuern kann, unmöglich, eine solche individuelle Leistungsstreuung in den Kraftstoffeinspritz- und Regelvorrichtungen, wie dem Strömungsluftsensor 3, der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 13 usw., aufzufangen.
Bei dem Regelverfahren bzw. der Vorrichtung zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in der Brennkraftmaschine 7 ist es aufgrund der unterschiedlichen Gegebenheiten sehr schwierig, ein Auftreten von Fehlern zu vermeiden. Jedoch können durch solche Fehler verursachte Schäden durch eine Fehlerüberwachung oder - korrektur vermieden werden.
Die hauptsächlichen Fehlerquellen bei der Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in der Brennkraftmaschine 7 sind Fehler bei der Erfassung durch die individuelle Leistungsstreuung des Strömungsluftsensors 3 und Fehler in der Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund der individuellen Leistungsstreuung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 13.
Beispielsweise beträgt die Toleranz des Strömungsluftsensors 3 etwa ± 6 %, und die Toleranz der Kraftstoffeinspritzeinrichtung beträgt etwa ± 7,1 % bis ± 4,5 %. Die Gesamttoleranz beträgt ± 13,1 % bis ± 10,5 %. Insofern ist es unmöglich, die individuellen Leistungsstreuungen des Strömungsluftsensors und der Einspritzeinrichtung zu vernachlässigen.
Bei der herkömmlichen Methode der Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses treten Probleme auf, wenn die Abweichung in der Ansaugluft-Strömungsmenge Qa und die Abweichung in der Kraftstoffeinspritzmenge sich entsprechend dem Parameterwert für die Betriebsbedingung des Motors ändern. Dadurch läßt sich keine hohe Genauigkeit in der Regelung oder Korrektur des Luft/Kraftstoffverhältnisses erzielen.
Weiter berücksichtigt die herkömmliche Methode der Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses weder die Realisierung des Lernens für die Regelung oder Korrektur des Luft/Kraftstoffverhältnisses in der elektronischen Regeleinheit, noch eine frühzeitige Konvergenz für die Regelung oder Korrektur des Luft/Kraftstoffverhältnisses.
Eine herkömmliche Methode der Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise in dem U.S.-Patent 4 726 344 beschrieben, in dem ein optimales Luft/Kraftstoffverhältnis in Brennkraftmaschinen in Abhängigkeit von der Erneuerung einer Anzahl von Lernwerten in bezug auf eine Mehrzahl von Lastbereichen der Brennkraftmaschine bestimmt werden. Diese Methode der Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses ist so ausgelegt, daß ein gleichzeitiges Lernen von Lernwerten in einer Häufigkeit bezogen auf Zeit erfolgt und daß ein selektives Lernen der Lernwerte gemäß der Veränderung der auf die Brennkraftmaschine wirkenden Last erfolgt.
Die zum Stand der Technik gehörende EP-A-0 191 923 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Betriebsparameter einer Brennkraftmaschine. Ausgehend von einem gemittelten Regelfaktor wird hier entweder ein globaler Faktor definiert, wodurch ein Grundkennfeld multiplikativ beeinflußt wird, in dem ferner durch Aufteilung des selbst-anpassenden Feldes in ein nicht veränderbares Grundkennfeld und in mindestens ein weiteres dazugehöriges veränderbares Faktorkennfeld jeder Grundwert innerhalb eines vorbestimmten Einzugsbereichs mit dem entsprechenden Faktor in dem Faktorkennfeld multipliziert wird, wodurch Störungen Rechnung getragen wird, die primär additiv wirken.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine sowie eine Vorrichtung hierzu verfügbar zu machen, wobei ein angestrebtes Luft/Kraftstoffverhältnis auf genaue Weise durch Auffangen der Abweichung eines tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnisses von einem angestrebten Luft/Kraftstoffverhältnis erhalten wird, die durch eine individuelle Leistungsstreuung verschiedener Vorrichtungen, umfassend eine Kraftstoffeinspritzregelung sowie ein Regel - bzw. Überwachungssystem, bewirkt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann nach Beginn eines Lernens für die Regelung oder Korrektur eines Luft/Kraftstoffverhältnisses ein von einem Sollwert abweichender Wert für das Luft/Kraftstoffverhältnis frühzeitig geregelt bzw. korrigiert werden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß das Lernen für die Regelung oder Korrektur eines Luft/Kraftstoffverhältnisses dadurch frühzeitig konvergiert, daß ein Lernwert für die Regelung oder Korrektur eines Luft/Kraftstoffverhältnisses geschätzt und gespeichert wird.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß ein erstmaliges Lernen für ei ne Regelung bzw. Korrektur eines Luft/Kraftstoffverhältnisses durch Schätzen erfolgen und ein weiteres Lernen zu einem anschließenden Zeitpunkt durch Verwendung eines Lernwertes aus dem erstmaligen Lernen erfolgen kann.
Bei Verwendung der vorstehenden Methode und Vorrichtung nach der Erfindung wird die Abweichung von dem angestrebten Luft/Kraftstoffverhältnis in einem vorbestimmten Verhältnis aufgeteilt, entprechend dem Betriebsbedingungsparameter des Motors, und eine solche aufgeteilte Abweichung von dem Sollwert für das Luft/Kraftstoffverhältnis wird jeweils mit einer Unterscheidung gemäß dem herrschenden Betriebsbedingungsparameter des Motors gespeichert.
Da sich der gespeicherte Wert der aufgeteilten Abweichung von dem Sollwert für das Luft/Kraftstoffverhältnis aufgrund der Kennfeldsuche nach einem geeigneten, den Betriebsbedingungen des Motors entsprechenden Wert in zeitlichen Abständen in der eingespritzten Kraftstoffmenge widerspiegelt, lassen sich die Kraftstoffeinspritzmenge und das Luft/Kraftstoffverhältnis genau überwachen bzw. korrigieren.
Da ferner die Abweichung vom Sollwert für das Luft/Kraftstoffverhältnis bei einer Betriebsbedingung des Motors auf der Grundlage der Abweichung vom Sollwert des Luft/Kraftstoffverhältnisses bei einer anderen Betriebsbedingung des Motors geschätzt und gespeichert wird, kann die Anforderungszeit für die Speicherung des Wertes einer tatsächlichen Abweichung verkürzt werden, und nach Einsetzen des Lernens ist die Abweichung von dem Sollwert für das Luft/Kraftstoffverhältnis frühzeitig steuer- beziehungsweise korrigierbar.
Ein Bereich zur Speicherung eines Korrekturwertes für eine individuelle Leistungsstreuung des automatischen Motor-Regelungssystems ist in einer elektronischen Regeleinheit vorgesehen. Der Korrekturwert für die individuelle Leistungsstreuung wird auf der Grundlage des neuen Wertes des Korrekturkoeffizienten α für das Luft/Kraftstoffverhältnis gespeichert, der durch die Rückkopplungsregelung erhalten worden ist. Anschließend werden die Kraftstoffeinspritzmenge und das Luft/Kraftstoffverhältnis auf der Grundlage dieses Korrekturwertes angepaßt und gelernt.
Zur Durchführung des Lernens für die Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses ist eine Abschätzung erforderlich, ob der Korrekturkoeffizient α für das Luft/Kraftstoffverhältnis über die Rückkopplungsregelung verläßlich ist oder nicht. Da sich der Wert aufgrund der individuellen Leistungsstreuung je nach Betriebsbereich des Motors unterscheidet, ist es erforderlich, daß die Motorbetriebsbedingung in einem bestimmten Bereich liegt, damit der Korrekturkoeffizient α des Luft/Kraftstoffverhältnisses stabil ist.
Demzufolge müssen als Bedingung für den Beginn des Lernprozesses zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses beispielsweise zwei unabhängige Parameter in einem der in Fig. 4 gezeigten Gitter vorliegen, die den Betriebszustand des Motors wiedergeben, nämlich der Wert für die Drehzahl N und der Wert für die KGB Tp, damit der Korrekturkoeffizient α des Luft/Kraftstoffverhältnisses über die Rückkopplungsregelung einen stabilen Wert annimmt.
Nach dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Abweichung von dem tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnis, die auf die individuellen Leistungsstreuungen verschiedener Vorrichtungen im Kraftstoffeinspritz- und Regelsystem einer benzinbetriebenen Verbrennungsmaschine zurückzuführen ist, aufgefangen, um so den Erhalt eines genauen Sollwerts für das Luft/Kraftstoffverhältnis zu ermöglichen. Darüber hinaus konvergiert, nachdem die Vorrichtung zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses so ausgelegt ist, daß sie den Lernwert schätzt und speichert, der Lernvorgang bei der Regelung beziehungsweise Korrektur des Luft/Kraftstoffverhältnisses frühzeitig.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 ist ein der Erläuterung dienendes Blockdiagramm, das eine KL&sub1;-Speichertabelle für die Speicherung eines Wertes kl&sub1; sowie eine KL&sub2;-Speichertabelle für die Speicherung eines Wertes kl&sub2; eines Lernwertes einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Regelung eines Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine beziehungsweise einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Regelung desselben zeigt.
Fig. 2 ist eine Übersicht über ein Regelsystem zur Regelung eines Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Verfahrens zur Regelung eines Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine beziehungsweise einer Vorrichtung zur Regelung desselben.
Fig. 3 ist eine der Erläuterung dienende graphische Darstellung, aus welcher eine Veränderung des Luft/Kraftstoff-Korrekturkoeffizienten α in einem Kraftstoffeinspritz- und Korrektursystem hervorgeht.
Fig. 4 ist eine der Erläuterung dienende graphische Darstellung eines Gitters mit einem Lernbereich in einem Betriebszustand des Motors, welcher zur Abschätzung der Lernumsetzung der Luft/Kraftstoffregelung bzw. -korrektur dient, sowie eines Speicherbereichs für das Lernergebnis.
Fig. 5 und 6 sind Flußdiagramme mit Darstellungen der Regelung bzw. Korrektur eines Luft/Kraftstoffverhältnisses.
Fig. 7 ist ein Diagramm mit Abweichwerten in einer KL&sub1;- Speichertabelle auf der Grundlage individueller Leistungsstreuungen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Ablauf eines Tests in 10 verschiedenen Betriebsweisen.
Fig. 8 ist ein Diagramm mit Abweichwerten in einer KL&sub2; Speichertabelle auf der Grundlage einer individuellen Leistungsstreuung eines Strömungsluftsensors nach Ablauf eines Tests in 10 verschiedenen Betriebsweisen.
Fig. 9 ist ein Verteilungsdiagramm nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie der herkömmlichen Technik, bei dem im Anschluß an einen Test in 10 verschiedenen Betriebsweisen jeweils beide Verteilungen ermittelt werden, wenn die Abweichung von einem Sollwert für das Luft/Kraftstoffverhältnis als Korrekturkoeffizient α = 1,0 gesetzt wird.
Fig. 10 ist ein Diagramm des Verarbeitungsablaufs, in dem bewirkt wird, daß ein kl&sub1; -Wert in einer KL&sub1;- Speichertabelle sich in Abhängigkeit von der Zahl der durchgeführten Lernvorgänge in einem Luft/Kraftstoff-Regelungs- bzw. -Korrekturvorgang verändert.
Fig. 11 zeigt den Aufbau eines Motorregelungssystems zur Steuerung eines Luft/Kraftstoffverhältnisses bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine.
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Motorregelsystems zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses einer Ausführungsform einer elektronischen Steuereinheit sowie zugehöriger, in Fig. 11 gezeigter, Einrichtungen.

Kurzbeschreibung der Erfindung:

Nachstehend wird eine Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses einer Brennkraftmaschine beschrieben. Diese Variante der Regelung bzw. Korrektur des Luft/Kraftstoffverhältnisses erfolgt mit Hilfe einer Ausführungsform zur Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge sowie einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses.
Bei einem Verfahren zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer benzinbetriebenen Brennkraftmaschine 7 mit elektrischer Zündung fur ein Automobil gibt es zwei Hauptfaktoren, die zu den wie vorstehend beschriebenen Abweichungen von einem Sollwert des Luft/Kraftstoffverhältnisses führen: ein Fehler in der Kraftstoffeinspritzmenge und ein Fehler in der Ansaugluft-Strömungsmenge Qa.
Der Fehler in der Kraftstoffeinspritzmenge entsteht durch eine individuelle Leistungsstreuung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 13. Der Fehler in der Ansaugluft-Strömungsmenge Qa wird durch eine individuelle Leistungsstreuung des Heißdraht-Luftströmungssensors 3 hervorgerufen.
Der Wert für den Korrekturkoeffizienten α des Luft/Kraftstoffverhältnisses in der Rückkopplungsregelung kann sich, wie in Fig. 3 gezeigt, verschieben. Gemäß Fig. 3 wird, wenn der theoretische Wert für das Luft/Kraftstoffverhältnis 14,7 beträgt (ein Sollwert), der Korrekturkoeffizient α für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit 1,0 (ein Sollwert) definiert.
Ist der vorstehenden Stabilitätsbeurteilung für den Betriebszustand des Motors entsprochen, so wird der Mittelwert αmittel des Korrekturkoeffizienten für das Luft/Kraftstoffverhältnis gemäß dem Maximalwert αmax des Korrekturkoeffizienten für das Luft/Kraftstoffverhältnis bestimmt, und der Minimalwert αmin des Korrekturkoeffizienten für das Luft/Kraftstoffverhältnis wird gemäß ( αmax + αmin )/2 bestimmt. Die zu diesem Zeitpunkt geltenden Lernwerte kl1(n) und kl2(n) werden mittels der folgenden Formeln gemäß diesem gemittelten Wert αmittel des Korrekturkoeffizienten für das Luft/ Kraftstoffverhältnis bestimmt:
δ&sub1; = (αmittel-1.0) β ...(3)
δ&sub2; = (αmittel-1.0) - δ&sub1; ...(4)
kl1(n) = kl1(n-1) + δ&sub1; γ&sub1; ...(5)
kl2(n) = kl2(n-1) + δ&sub2; γ&sub2; ...(6)
In Formel (3) ist δ1 die Abweichung des Mittelwerts αmittel des Korrekturkoeffizienten für das Luft/Kraftstoffverhältnis von 1,0, multipliziert mit einem vorbestimmten Verhältnisterm β. δ&sub2; ist ein Restbetrag, der durch Subtraktion von δ&sub1; von der Abweichung des Mittelwerts α- mittel des Korrekturkoeffizienten für das Luft/Kraftstoffverhältnis von 1,0 erhalten wird.
Darüber hinaus ergibt sich ein gegenwärtiger Lernwert kl1(n) aus dem Produkt von δ&sub1; mit einem vorbestimmten gewichteten Koeffizienten γ&sub1; , zu dem der vorangegangene Lernwert kl1(n-1) addiert wird. Der andere gegenwärtige Lernwert kl2(n) ergibt sich aus dem Produkt von δ&sub2; mit einem vorbestimmten gewichteten Koeffizienten γ&sub2; , zu dem der vorangegangene Lernwert kl2(n-1) addiert wird.
Ist der vorbestimmte Verhältnisterm β = 50 %, so nimmt der Wert von δ&sub1; den Wert von δ&sub2; an. Ist der vorbestimmte Verhältnisterm β = 75 %, so nimmt der Wert von δ&sub1; den dreifachen Wert von δ&sub2; an. Entsprechend dem Wert des vorbestimmten Verhältnisterms werden der Wert δ&sub1; und der Wert δ&sub2; jeweils in einem vorbestimmten Verhältnis aufgeteilt.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mehrere Speicherbereiche tpab-tpyz in einer KL&sub1;-Speichertabelle vorgesehen, und mehrere Speicherbereiche qaab-qayz sind in einer KL&sub2;-Speichertabelle vorgesehen.
In der KL&sub1;-Speichertabelle werden die Werte für die KGB Tp, welche die individuelle Leistung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 4 angeben, so aufbereitet, daß sie mehrfach abgespeichert werden, beispielsweise als Tpa-Tpz. Tp ist ein Wert einer KGB. Bei der KL&sub2;-Speichertabelle werden die Werte für die Ansaugluft-Strömungsmenge Qa, welche die individuelle Leistung des Luftströmungssensors 3 wiedergeben, so aufbereitet, daß sie mehrfach abgespeichert werden, beispielsweise als Qaa-Qaz. Der Wert Qa steht für eine Ansaugluft-Strömungsmenge.
Sodann werden die Abweichungen von dem Sollwert für das Luft/Kraftstoffverhältnis unter einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 7 in die Teilabweichungen aufgrund der KGB Tp und die Abweichungen aufgrund der Ansaugluft-Strömungsmenge Qa nach den vorstehenden Formeln (3)-(6) unterteilt.
Je nach der momentanen Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine 7 wird die Teilabweichung aufgrund der KGB Tp in den Speicherbereichen der KL&sub1;-Speichertabelle als ein Lernwert kl&sub1; mit tpab-tpyz gespeichert, und die Abweichung aufgrund der Ansaugluft-Strömungsmenge Qa wird in den Speicherbereichen der KL&sub2;-Speichertabelle jeweils als Lernwert kl&sub2; mit qaab-qayz, wie aus Fig. 1 ersichtlich, gespeichert.
Die Werte und Zahlen der Unterteilungspunkte für die Werte Tpa-Tpz der mehreren KGB in der KL&sub1;-Speichertabelle und der Unterteilungspunkte für die mehreren Ansaugluft-Strömungsmengen Qaa-Qaz in der KL&sub2;-Speichertabelle werden nach dem folgenden Verfahren eingestellt:
Zunächst wird die Verteilung der individuellen Leistungsstreuungen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 13 auf einer Achse der KGB Tp in der zeichnerischen Darstellung aufgetragen, und die Verteilung der individuellen Leistungsstreuungen des Luftströmungssensors 3 wird auf einer Achse der Ansaugluft-Strömungsmenge Qa der Zeichnung aufgetragen.
Die Werte und Zahlen der Unterteilungspunkte der Werte Tpa-Tpz der mehreren KGB in der KL&sub1;-Speichertabelle und der Werte Qaa-Qaz der mehreren Ansaugluft-Strömungsmengen in der KL&sub2;-Speichertabelle werden je nach Bedarf festgelegt, um eine ausreichende Korrektur entsprechend der Verteilung auf den Achsen für die KGB Tp bzw. für die Ansaugluft-Strömungsmenge Qa der individuellen Leistungsstreuungen sicherzustellen. Diese Festlegung der Werte und Zahlen für die Teilungspunkte läßt sich anhand der Konstruktionsuntersuchungen durchführen.
Die korrigierte Kraftstoffeinspritzpulsbreite Tio wird nach den folgenden Berechnungsformeln unter Zuhilfenahme der auf diese Weise als Lernwerte gespeicherten Werte kl&sub1; und kl&sub2; erhalten:
Tio = Tpo K&sub2; α kl&sub1; + Ts ...(7)
Tpo = K&sub1; Qa/N kl&sub2; ...(8)
Der Lernwert kl&sub2; ist ein der Ansaugluft-Strömungsmenge Qa zugeordneter Korrekturwert und wird zur Berechnung der korrigierten KGB Tpo mit der Ansaugluft-Strömungsmenge Qa multipliziert. Der Lernwert kl&sub1; wird zur Berechnung der KGB Tio mit der Ansaugluft-Strömungsmenge auf dieselbe Weise multipliziert.
Dabei werden gemäß Fig. 1 die Lernwerte kl&sub1; und kl&sub2; jeweils durch den Wert für die KGB Tpo und den Wert Qa für die Ansaugluft-Strömungsmenge beim momentanen Betriebszustand des Motors durch Absuchen der KL&sub1;-Speichertabelle und Absuchen der der KL&sub2;-Speichertabelle aus Fig. 1 bestimmt.
Hierbei haben beide Anfangswerte der Lernwerte kl&sub1; und kl&sub2; den Wert 1,0, und die individuelle Leistungsstreuung jeder Vorrichtung für das automatische Motorregelungssystem wird während des erstmaligen Lernens abgeschätzt:
Insbesondere werden aus der Tendenz der Streuung der individuellen Leistungen des Luftströmungssensors 3 und der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 13 die aufgeteilten Abweichungen kl&sub1;&sub1; und kl&sub2;&sub1; beim erstmaligen Lernen in den jeweiligen Bereichen abgespeichert, mit Ausnahme jener Bereiche, in denen das Lernen der Lernwerte kl&sub1; und kl&sub2; in der Speichertabelle KL&sub1; und der Speichertabelle KL&sub2; oder im gesamten Bereich durchgeführt worden ist.
Die Bereiche und Werte zum Abspeichern der aufgeteilten Abweichungen können willkürlich anhand der Streutendenz der individuellen Leistungen des Luftstromsensors 3 und des Brennstoffeinspritzers 13 festgelegt werden. Zum Beispiel wird, wenn die Streutendenz der korrigierten KGB Tpo die beherrschende Streuung ist, und wenn die Streutendenz parallel zum Standard verläuft, der erstmalige Lernwert kl&sub1;&sub1; in einem ganzen Gebiet der Speichertabelle KL&sub1; abgespeichert.
Ferner können beim erstmaligen Lernen der Luft/Kraftstoff- Verhältnisregelung die Funktion γ&sub1; in der Formel (5) und die Funktion γ&sub2; in der Formel (6) getrennt entsprechend der Wahrscheinlichkeit der Schätzung zur Verfügung gestellt werden, und die Lernwerte von kl&sub1; und kl&sub2; willkürlich gesetzt werden. Da diese Funktionen γ&sub1; und γ&sub2; jeweils stark konvergieren, können auch im Fall einer willkürlichen Festsetzung der Lernwerte kl&sub1; und kl&sub2; diese sofort auf einen statischen Wert konvergieren.
Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung weicht die Funktion γ&sub1;&sub1; beim erstmaligen Lernen für die aufgeteilte Abweichung aufgrund der korrigierten KGB Tpo in der Speichertabelle KL&sub1; von jedem Wert der Funktion γ&sub1; bei den nachfolgenden Malen ab, insbesondere ist die Funktion γ&sub1;&sub1; beim erstmaligen Lernen größer als der Wert der Funktion γ&sub1; bei jedem nachfolgenden Lernvorgang festgesetzt.
Auch die Funktion γ&sub2;&sub1; beim erstmaligen Lernen für die aufgeteilte Abweichung aufgrund der Ansaugluftmenge Qa in der Speichertabelle KL&sub2; weicht von jedem Wert der Funktion γ&sub2; bei den nachfolgenden Malen ab, insbesondere ist die Funktion γ&sub2;&sub1; beim erstmaligen Lernen größer als der Wert der Funktion γ&sub2; bei jedem nachfolgenden Lernvorgang gesetzt.
Beim erstmaligen Lernen wird das Abschätzungslernen durchgeführt unter Verwendung des größeren Werts der Funktion γ&sub1;&sub1; oder γ&sub2;&sub1;. Die Erneuerung des Werts des erstmaligen Lernens kl&sub1;&sub1; oder kl&sub2;&sub1; wird unter Verwendung der Formel &sub1; γ&sub1;&sub1; oder der Formel &sub2; γ&sub2;&sub1; durchgeführt. Der erstmalige Lernwert kl&sub1;&sub1; wird in einem ganzen Gebiet der Speichertabelle KL&sub1; abgespeichert. Der erstmalige Lernwert kl&sub2;&sub1; wird in einem entsprechenden Bereich der Speichertabelle KL&sub2; abgespeichert. Danach wird beim gewöhnlichen Lernen oder jedem nachfolgenden Lernen der kleinere Wert der Funktion γ&sub1; bzw. γ&sub2; benutzt.
Für den Standard der Ansaugluftmenge Qa ist es möglich, entsprechende Rechenvorgänge wie im Fall des Standards der korrigierten KGB Tpo durchzuführen. Es ist möglich, den erstmaligen Lernwert kl&sub1;&sub1; und den erstmaligen Lernwert kl&sub2;&sub1; jeweils zum Speichern sowohl in der Speichertabelle KL&sub1; als auch in der Speichertabelle KL&sub2; vorzugeben.
Ferner ist es möglich, wenn die individuelle Leistungsstreutendenz keine Kennkurve über einen ganzen Bereich der Achse der korrigierten KGB Tpo oder der Achse der Ansaugluftmenge Qa hat, jeweils nur in einem begrenzten Speichergebiet der Speichertabelle KL&sub1; oder der Speichertabelle KL&sub2; abzuspeichern, z.B. kann in einem Speichergebiet abgespeichert werden, das dem Speichergebiet benachbart ist, in dem das erstmalige Lernen durchgeführt wurde.
Indem das Lernen der Luft/Brennstoff-Verhältnisregelung gemäß der oben aufgeführten Abschätzung durchgeführt wird, kann die Zeit, in der der Lernwert kl&sub1; oder der Lernwert kl&sub2; die individuelle Leistungsstreuung genau kompensiert, verkürzt werden, und folglich kann das Luft/Brennstoff-Sollverhältnis früh gemäß dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
Flußdiagramme für das obige Verfahren zum Regeln oder Korrigieren des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sind in den Fig. 5 und 6 gezeigt.
In einem Schritt 101 des in Fig. 5 gezeigten Flußdiagramms wird die Ansaugluftmenge Qa durch Erfassen des Luftstromsensors 3 und die Motorgeschwindigkeit N durch Erfassen eines Motorgeschwindigkeitssensors bestimmt. In einem Schritt 102 der Fig. 5 wird die KGB Tp in der elektronischen Steuereinheit 15 gemäß der Formel (2) bestimmt.
Im Schritt 103 der Fig. 5 wird das Ausgangssignal eines O&sub2;-Sensors 19 eingeholt, im Schritt 104 wird beurteilt, ob das automatische Motorregelungssystem sich in einem rückkopplungsgeregelten Zustand befindet oder nicht. Im Schritt 105 wird beurteilt, ob sowohl KGB Tp und Motorgeschwindigkeit N in einem festgelegten Bereich liegen und auch, ob die Rückkopplungsregelung stabil ist.
Im Schritt 106 wird der Mittelwert αmean des Luft/Kraftstoff-Verhältniskorrekturkoeffizienten in der elektronischen Regelungseinheit 15 gemäß der Formel (αmax + αmin)/2 berechnet. Im Schritt 107 wird der vorherbestimmte Verhältnisterm β zu der Abweichung (αmean - 1,0) in der elektronischen Regelungseinheit 15 abgefragt. Im Schritt 108 werden die Werte &sub1; bzw. &sub2; gemäß der Formel (3) und (4) berechnet.
Im Schritt 109 wird für die KGB Tp der Wert kl&sub1; aus der Speichertabelle KL&sub1; bzw. für die Ansaugluftmenge Qa der Lernwert kl&sub2; aus der Speichertabelle KL&sub2; gesucht. Im Schritt 110 wird beurteilt, ob das Lernen erstmalig ist oder nicht.
Im Schritt 111 des in Fig. 6 gezeigten Flußdiagramms werden die gewöhnlichen Funktionswerte γ&sub1; und γ&sub2; ausgewählt. Die gewöhnlichen Funktionswerte γ&sub1; und γ&sub2; bedeuten in der vorliegenden Erfindung, daß die Werte nicht zum ersten Mal gehören, sondern zum zweiten oder nachfolgenden Malen.
Im Schritt 112 wird der Momentanwert kl1(n) gemäß der Formel (5) und der Momentanwert kl2(n) gemäß der Formel (6) berechnet. Im Schritt 113 der Fig. 6 wird der Lernwert kl&sub1; im entsprechenden Bereich der Speichertabelle KL&sub1; und der Lernwert kl&sub2; im entsprechenden Bereich der Speichertabelle KL&sub2; abgespeichert.
Im Schritt 114 werden die Funktionswerte γ&sub1;&sub1; bzw. γ&sub2;&sub1; für das erstmalige Lernen ausgewählt. Im Schritt 115 wird der erstmalige Lernwert kl&sub1;&sub1; unter Verwendung des Funktionswerts γ&sub1;&sub1; gemäß der im Schritt 115 gezeigten Formel und der erstmalige Lernwert kl&sub2;&sub1; unter Verwendung des Funktionswerts γ&sub2;&sub1; gemäß der im Schritt 115 gezeigten Formel berechnet.
Im Schritt 116 wird der erstmalige Lernwert kl&sub1;&sub1; im ganzen Speichergebiet der Speichertabelle KL&sub1; und der erstmalige Lernwert kl&sub2;&sub1; im entsprechenden Speichergebiet der Speichertabelle KL&sub2; abgespeichert. Der erstmalige Lernwert kl&sub1;&sub1; kann in der Mehrzahl von Speichergebieten abgespeichert werden.
Im Schritt 117 der Fig. 6 wird kl&sub1; für die korrigierte KGB Tpo aus der Speichertabelle KL&sub1; und kl&sub2; für die Ansaugluftmenge Qa aus der Speichertabelle KL&sub2; gesucht.
Im Schritt 118 wird die korrigierte Brennstoffeinspritzpulsbreite Tpo gemäß der Formel (8) berechnet. Im Schritt 119 wird die korrigierte Brennstoffeinspritzpulsbreite Tio gemäß der Formel (7) berechnet.
Im folgenden werden die gemäß dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erhaltenen Untersuchungsergebnisse mit Bezug auf Fig. 7 bis 10 dargestellt.
Fig. 7 zeigt die aufgeteilten Abweichungslernwerte kl&sub1; in der Speichertabelle KL&sub1; nach dem Betrieb beim Zehn-Betriebsartentest als durchgezogene Stufenlinie. Zusätzlich ist die absichtlich vorgegebene individuelle Leistungsstreuung der Brennstoffeinspritzcharakteristik des Brennstoffeinspritzers 13 als gestrichelte Linie dargestellt.
Die aufgeteilten Abweichungslernwerte kl&sub1; in der Speichertabelle KL&sub1; werden mit verschiedenen Niveaus in den jeweiligen Speichergebieten zwischen Tpa-Tpb und Tpf-Tpg gezeigt. Außerdem wird die individuelle Leistung des Brennstoffeinspritzers 13 als gerade gestrichelte Linie gezeigt.
Die Verteilung der Lernwerte kl&sub1; stimmt großenteils mit der Abweichung der individuellen Lei stungsstreuung des Brennstoffeinspritzers 13 überein, daher ist verständlich, daß die Abweichung vom Luft/Brennstoff-Sollverhältnis aufgrund des Werts der Brenneinspritzpulsbreite Tp aufgefangen wird. Der Grund dafür, daß beide Werte in beiden Endbereichen der Brennstoffeinspritzpulsbreitenachse unterschiedlich sind, ist, daß die entsprechenden Speichergebiete nicht viele Speichergebiete unter den Bedingungen des Zehnbetriebsartentests haben.
Die aufgeteilten Abweichungslernwerte kl&sub2; in der Speichertabelle KL&sub2; unter der gleichen Bedingung sind in Fig. 8 als durchgezogene Stufenlinie gezeigt. Zusätzlich wird die absichtlich vorgegebene individuelle Lejstungsstreuung der Nachweischarakteristik für die Ansaugluftmenge Qa des Luftstromsensors 3 als gestrichelte Linie dargestellt, und der durch eine gerade Strichpunktlinie dargestellte Lernwert kl&sub2; entspricht dem Fall, daß der Speicherplatz für den Wert kl&sub2; nur einen Platz aufweist.
Die aufgeteilten Abweichungslernwerte kl&sub2; in der Speichertabelle KL&sub2; für den Luftstromsensor 3 werden mit verschiedenen Niveaus in den jeweiligen Speichergebieten zwischen Qaa-Qab und Qag-Qah gezeigt. Außerdem wird die absichtlich vorgegebene individuelle Leistung des Luftstromsensors 3 als gestrichelte Linie gezeigt.
Wenn jeder Lernwert kl&sub2; in der Speichertabelle KL&sub2; gemäß der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung abgespeichert wird, stimmt dieser Wert großenteils mit der individuellen Leistungsstreuung des Luftstromsensors 3 überein, und es ist verständlich, daß die Abweichung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses aufgrund der Ansaugluftmenge Qa aufgefangen wird.
Wenn der Speicherplatz für den Wert kl&sub2; nur einen Platz umfaßt, dann erhält der Wert kl&sub2; einen Wert, der der häufigsten Betriebsbedingung des Motors entspricht, und die Abweichung der individuellen Leistungsstreuung des Luftstromsensors 3 in den anderen Gebieten ist die Folge.
Gemäß dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 7 gezeigt, kann der Abweichungsfaktor des Luft/Brennstoffverhältnisses aufgrund der individuellen Leistungsstreuung des Brennstoffeinspritzers 13 aufgefangen werden. Außerdem kann, wie in Fig. 8 gezeigt, der Abweichungsfaktor des Luft/Brennstoff-Verhältnisses aufgrund der Meßwertstreuung des Luftstromsensors 3 auch aufgefangen werden. Als Ergebnis kann gemäß dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung das Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis genau erhalten werden.
Fig. 9 zeigt die diversen Verteilungen, bei denen die Abweichung vom Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis im ganzen Betriebsbereich des Motors unter der oben angegebenen Bedingung als Luft/Brennstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient α = 1,0 gesetzt ist. Die vertikale Achse des in Fig. 9 abgebildeten Graphen zeigt die Motorgeschwindigkeit N (in U/min) und die Horizontalachse zeigt die Brennstoffeinspritzzeit (Brennstoffeinspritzpulsbreite) Tp (in ms). Die dargestellten Kurven sind Isanomalen.
In Fig. 9 zeigen die gestrichelten Kurven den Fall, daß der Speicherplatz für den Wert kl&sub2; in der Speichertabelle KL&sub2; nur einen Platz umfaßt. Die durchgezogenen Linien zeigen den Fall der Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der mehrere Speicherplätze von qaab bis qayz, wie in Fig. 1 gezeigt, für den Lernwert kl&sub2; in der Speichertabelle KL&sub2; vorgesehen sind.
Die Abweichung vom Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis nach dem Stand der Technik erstreckt sich über einen durch die gestrichelten Kurven in Fig. 9 dargestellten weiten Bereich, so daß das Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis nur in einem schmalen Bereich erreicht wird. Die Abweichungen vom Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis gemäß dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfassen einen engen Bereich, wie durch die durchgezogenen Linien in Fig. 9 gezeigt. Daher wird bei dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung das Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis in einem großen Bereich, wie durch die durchgezogenen Linien in Fig. 9 gezeigt, erreicht.
Fig. 10 zeigt einen Verarbeitungsgraphen der Veränderung des Lernwerts kl&sub1; in der Speichertabelle KL&sub1; aufgrund des Durchführens von Lernvorgängen. Die durchgezogene Kurve in Fig. 10 zeigt den erfindungsgemäßen Fall, daß beim ersten Mal Abschätzungslernen durchgeführt wird, die gestrichelte Kurve zeigt den Fall, daß kein Abschätzungslernen durchgeführt wird. Die Strichpunktlinie zeigt den Wert, auf den der Lernwert kl&sub1; konvergieren muß.
Beim erstmaligen Lernen wird das Abschätzungslernen unter Verwendung des Werts der Funktion γ&sub1;&sub1; oder γ&sub2;&sub1; durchgeführt, wobei jeder Funktionswert γ&sub1;&sub1; oder γ&sub2;&sub1; größer als der Funktionswert γ&sub1; oder γ&sub2; gesetzt ist.
Wenn erstmaliges Abschätzungslernen durchgeführt wird, wird der erstmalige Lernwert kl&sub1;&sub1;, mit dem das Lernen in einem anderen Speichergebiet durchgeführt wurde, hinzugezogen, und so kann das Lernen für die Luft/Brennstoff-Verhältnisregelung von einem Näherungswert des Grenzwerts aus beginnen.
Aus diesem Grund wird schon bei einer geringen Anzahl durchgeführter Lernvorgänge Konvergenz erreicht, da beim ersten Mal Abschätzungslernen durchgeführt wird, wie in der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Die Erfassung der Ansaugluftmenge Qa kann in einem Regelsystem anhand des Ansaugrohrdrucks und der Motorgeschwindigkeit N oder anhand des Drosselklappenventilöffnungswinkels θth und der Motorgeschwindigkeit N etc. durchgeführt werden. Das Regelungsverfahren und die Vorrichtung zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses der vorliegenden Erfindung kann in einem beliebigen der oben angeführten Systeme Verwendung finden.
Eine Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 11 und 12 genau beschrieben.
In Fig. 11 erreicht Luft aus einem Einlaßbereich 2 eines Luftfilters 1 einen Kollektor 6 über den Heißdraht-Luftstrommesser 3 zur Erfassung der Ansaugluftmenge Qa, eine Leitung 4 und einen Drosselventilkörper 5 mit einem Drosselventil zum Regeln der Ansaugluftmenge Qa. Im Kollektor 6 wird die Luft auf die Ansaugrohre 8 verteilt, die direkt mit der Brennkraftmaschine 7 verbunden sind, und in Zylinder der Brennkraftmaschine 7 eingesaugt.
Außerdem wird Brennstoff aus einem Brennstofftank 9 durch eine Brennstoffpumpe 10 angesaugt, druckbeaufschlagt und einem Brennstoffzufuhrsystem mit einem Dämpfer 11, einem Brennstoffilter 12, dem Brennstoffeinspritzer 13 und einem Brennstoffdruckregler 14 zugeführt. Der Brennstoff wird durch den Druckregler 14 auf einem vorbestimmten Druck gehalten und in das jeweilige Ansaugrohr 8 durch den Brennstoffeinspritzer 13, der am Ansaugrohr 8 angeordnet ist, eingespritzt.
Ein Signal zum Erfassen der Ansaugluftmenge Qa wird vom Luftstrommesser 3 ausgegeben. Dieses Signal wird in die elektronische Regeleinheit 15 eingegeben. Ein Drosselklappensensor 18 zum Erfassen des Öffnungswinkels θth des Drosselventils ist am Drosselventilkörper 5 angebracht. Der Drosselventilsensor 18 wirkt als Sensor zum Erfassen des Drosselventilöffnungswinkels und auch als Leerlaufschalter. Ein Ausgabesignal des Drosselventilsensors 18 wird in die elektronische Regeleinheit 15 eingegeben.
Ein Kühlwassertemperatursensor 20 zum Erfassen einer Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine 7 ist am Hauptkörper der Brennkraftmaschine 7 angebracht. Ein Ausgabesignal des Kühlwassertemperatursensors 20 wird in die elektronische Regeleinheit 15 eingegeben.
Im Verteiler 16 ist ein Kurbelwellenwinkelsensor angebracht. Der Kurbelwellenwinkelsensor gibt ein Signal zum Erfassen eines Brennstoffeinspritzzeitpunkts, eines Zündzeitpunkts, ein Standardsignal und die Motorgeschwindigkeit N aus. Ein Ausgabesignal vom Kurbelwellenwinkelsensor wird in die elektronische Regeleinheit 15 eingegeben. Eine Zündspule 17 ist mit dem Verteiler 16 verbunden.
Die elektronische Regeleinheit 15 umfaßt eine Ausführungsvorrichtung mit MPU, EP-ROM, RAM, A/D-Wandler und Eingabeschaltkreisen, wie in Fig. 12 gezeigt. In der elektronischen Regeleinheit 15 wird eine vorbestimmte Behandlung der Ausgabesignale des Luftstrommessers 3, des Verteilers 16 etc. durchgeführt. Der Brennstoffeinspritzer 13 wird durch Ausgabesignale betrieben, die als Ergebnisse der Behandlung in der elektronischen Regeleinheit 15 erhalten werden, dann wird die nötige Brennstoffmenge in das jeweilige Ansaugrohr 8 eingespritzt.

Claims

1. Verfahren zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses zur Anwendung in einer Brennkraftmaschine, folgende Schritte umfassend:

- Bestimmen einer Kraftstoffeinspritzmenge (Tp), die einer Brennkraftmaschine gemäß erfaßten Parametern (Qa), welche einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angeben, zuzuführen ist,

- Berechnen eines Luft/Kraftstoffverhältnisses nach der Sauerstoffkonzentration im Abgas,

- Bestimmen der Abweichung des berechneten Luft/Kraftstoffverhältnisses von einem Sollwert,

gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

- Aufteilen der Abweichung in Teilabweichungswerte in einem vorbestimmten Verhältnis gemäß den den Betriebszustand der Brennkraftmaschine wiedergebenden Parametern und

- Lernen der jeweiligen Teilabweichungswerte als Korrekturkoeffizienten,

wobei

- einer der Korrekturkoeffizienten verwendet wird, um den Wert der Kraftstoffeinspritzpulsbreite (Tp) zu korrigieren, die die Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt, und ein weiterer der Korrekturkoeffizienten verwendet wird, um den erfaßten Wert der Ansaugluft-Strömungsmenge (Qa) zu korrigieren,

- jeder der Korrekturkoeffizienten eine Vielzahl von Werten umfaßt, die jeweils den verschiedenen Werten der zu korrigierenden Größen entsprechen, und

- die Berechnung der Abweichung vom Sollwert und die Aufteilung zum Erhalt der Teilabweichungswerte wiederholt erfolgt und jeder Korrekturkoeffizient wiederholt durch ein Lernen unter Verwendung jeweils eines neuen und eines vorangegangenen Wertes der genannten Teilabweichungswerte aktualisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Teilabweichungswerte zum Aktualisieren eines jeden Speicherwertes durch Lernen mittels Multiplizierens des bestimmten Abweichungswertes mit einer vorbestimmten Funktion erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim erstmaligen Lernen der Teilabweichungswert in mindestens zwei Speicherbereichen gespeichert wird, die den den Betriebszustand der Brennkraftmaschine wiedergebenden Parametern entsprechend vorgesehen sind, und daß die genannten Teilabweichungswerte durch Multiplizieren des bestimmten Abweichungswerts des Luft/Kraftstoffverhältnisses mit einer vorbestimmten Funktion erhalten werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wert der Funktion beim erstmaligen Lernen größer eingestellt wird als ein Wert der Funktion bei einem späteren Lernen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine angebenden Parameter eine Kraftstoffeinspritzmenge oder eine der Kraftstoffeinspritzmenge entsprechende physikalische Größe sowie eine Ansaugluftströmungsmenge oder der Ansaugluftströmungsmenge entsprechende physikalische Größe sind und daß das Luft/Kraftstoffverhältnis durch Verwendung eines Lernwertes korrigiert wird, der unter Verwendung von Werten der beiden genannten Parameter wiedergefunden wird.

6. Vorrichtung zur Steuerung des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit

- einem Luftströmungssensor (3) zum Erfassen der Ansaugluftmenge (Qa),

- Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (13) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine,

- Einrichtungen zum Ermitteln einer einer Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffeinspritzmenge gemäß einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine wiedergebenden Parametern,

- Einrichtungen zur Berechnung eines Luft/Kraftstoffverhältnisses nach der Sauerstoffkonzentration im Abgas,

- Einrichtungen zur Bestimmung der Abweichung des berechneten Luft/Kraftstoffverhältnisses von einem Sollwert,

gekennzeichnet durch:

- Einrichtungen zur Aufteilung der Abweichung in Teilabweichungswerte in einem vorbestimmten Verhältnis gemäß den den Betriebszustand der Brennkraftmaschine angebenenden Parametern,

- Einrichtungen zum Lernen der jeweiligen Teilabweichungswerte als Korrekturkoeffizienten,

wobei

- die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (13) Kraftstoff gemäß dem Wert einer Kraftstoffeinspritzpulsbreite (Tp) einspritzen, der durch einen der Korrekturkoeffizienten korrigiert wird, und der Luftströmungssensor (3) ein Signal abgibt, das durch einen weiteren der Korrekturkoeffizienten korrigiert wird,

- ein Speicher (15, RAM) vorgesehen ist, der für jeden der Korrekturkoeffizienten eine Anzahl von Werten aufweist, die jeweils den verschiedenen Werten der zu korrigierenden Größen entsprechen, und

- die Einrichtungen zum Berechnen und die Einrichtungen zum Aufteilen so gesteuert sind, daß die Teilabweichungswerte wiederholt erhalten werden, wobei die Lerneinrichtungen jeden Korrekturkoeffizienten wiederholt durch ein Lernen unter Verwendung jeweils eines neuen und eines vorangegangenen Wertes des Teilabweichungswertes aktualisieren.