EP0481975B1

EP0481975B1 - Verfahren und vorrichtung zur lambdaregelung

Info

Publication number: EP0481975B1
Application number: EP89905392A
Authority: EP
Inventors: Winfried Moser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-05-14
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1993-10-06
Anticipated expiration: 2009-05-10
Also published as: DE58905859D1; JPH03504261A; EP0481975A1; DE3816558A1; JP3030040B2; WO1989011030A1; US5117631A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen des Lambdawertes für das einer Brennkraftmaschine zuzuführende Luft/Kraftstoffgemisch.

Stand der Technik

Der Lambdawerte eines Kraftstoffgemisches wird geregelt, um optimale Konvertierungsbedingungen für einen Katalysator einzustellen, der im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die Konvertierung findet nur in einem engen Bereich von Lambdawerten statt. Wo die Mitte des Bereiches am besten liegt, hängt vom jeweiligen Betriebszustand ab. Dies, weil bei unterschiedlichen Betriebszuständen die verschiedenen Schadstoffe, also Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide, in unterschiedlicher Konzentration auftreten und da die üblichen Katalysatoren diese Schadstoffe bei unterschiedlichen Lambdawerten am besten in nichtschädliche Gase konvertieren. So werden Stickoxide bei Lambdawerten, die fetter sind als der stöchiometrische Wert optimal konvertiert, während Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe im mageren Bereich besser konvertiert werden. Da der Beseitigung der Stickoxide das Hauptaugenmerk gilt, werden Katalysatoren vorwiegend im leicht fetten Bereich betrieben.
Die Konzentration von Kohlenmonoxid beruht im wesentlichen auf inhomogener Gemischverteilung und auf Schwankungen der Gemischzusammensetzung von Zyklus zu Zyklus. Die genannten Effekte beeinflussen auch die Emission von Kohlenwasserstoffen, die darüberhinaus stark von der Verbrennungstemperatur abhängt, wobei sie mit abnehmender Verbrennungstemperatur zunimmt. Demgegenüber nimmt die Emission von Stickoxiden mit abnehmender Verbrennungstemperatur ab. Die Gemischverteilung und Schwankungen derselben sowie die jeweilige Verbrennungstemperatur hängen von der Drehzahl und der Last ab. Die somit bei unterschiedlichen Betriebszuständen unterschiedliche Schadstoffzusammensetzung fordert das Einstellen unterschiedlicher Lambdawerte bei den verschiedenen Betriebszuständen.
Unterschiedliche Lambdawerte lassen sich dadurch einstellen, daß mindestens ein Regelparameter des verwendeten Mittels zur Zweipunktregelung verändert wird. Diese Maßnahme ist in der DE 25 45 759 A1 (US-4.210.106) beschrieben. Bei praktischen Anwendungen ist z. B. eine verlängernde Integrationszeit in Richtung fett in einer Kennlinie oder einem Kennfeld adressierbar über Werte von Betriebsgrößen abgespeichert.
Die DE-A1-32 24 347 offenbart eine "Einrichtung zum Verringern von Abgas-Schadstoffkomponenten einer Brennkraftmaschine" mit je einer O₂-Sonde vor und nach dem Katalysator. Die stromabwärts liegende Sonde dient als Führungssonde, um bei Abweichungen von der optimalen Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses eine Nachregelung eines mittleren Lambda-Wertes zu bewirken. Dies läßt sich durch Modifikation der Regelparameter erreichen.
Es hat sich herausgestellt, daß es mit der beschriebenen Maßnahme in der Praxis nicht immer möglich ist, genau denjenigen mittleren Lambdawerte einzustellen, der für einen jeweils vorliegenden Betriebszustand zur optimierten Konvertierungsrate für die verschiedenen Schadstoffe führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln des Lambdawertes anzugeben, mit dem der gewünschte mittlere Lambdawert für alle Betriebszustände mit großer Genauigkeit eingestellt werden kann. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens anzugeben.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale von Anspruch 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Merkmale von Anspruch 5 gegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es nicht nur den jeweils aktuellen Lambda-Istwert ermittelt, mit Hilfe dessen Zweipunktregelung stattfindet, sondern daß es zusätzlich den mittleren Lambdawert als Lambda-Meßistwert verwendet, der mit einem vorgegebenen Lambda-Meßsollwert zum Bilden einer Meßabweichung verglichen wird, aufgrund welcher Meßabweichung mindestens ein Regelparameter so verändert wird, daß sich ein Lambda-Meßistwert einstellen sollte, der die genannte Meßabweichung verringert. Ein Regelparameter wird also nicht mehr nur abhängig von Werten von Betriebsgrößen im jeweils vorliegenden Betriebszustand bestimmt, um einen gewissen mittleren Lambdawert zu erzielen, bei dem der Katalysator optimal konvertiert, sondern es wird zusätzlich überwacht, ob der gewünschte Wert tatsächlich erreicht wird, und falls nicht, wird der vorgegebene Regelparameter so verändert, daß sich der für optimale Konvertierung tatsächlich gewünschte Lambda-Meßistwert einstellen sollte.
Der Lambda-Meßistwert, der ja der mittlere Lambdawert ist, kann entweder dadurch bestimmt werden, daß der schwingende Lambdawert, wie er von der zum Regeln verwendeten Lambdasonde geliefert wird, gemittelt wird, oder es kann der Lambdawert hinter dem Katalysator mit einer zweiten Sonde gemessen werden.
Der Lambda-Meßistwert wird vorzugsweise mit einer solchen Sonde bestimmt, wenn eine derartige Sonde ohnehin vorhanden ist, z. B. um die Katalysatoraktivität zu überwachen. Fehlt es an dieser zweiten Sonde hinter dem Katalysator, ist es im allgemeinen vorteilhafter, den Lambda-Meßistwert durch Mittelung des zur Regelung verwendeten Lambdawertes zu bilden.
Welcher der verschiedenen Regelparameter aufgrund der bestimmten Meßabweichung verändert wird, hängt vom Schwingungsverhalten des geregelten Gesamtsystemes ab. Soll z. B. der Lambdawert etwas weiter in Richtung fett verschoben werden, kann entweder die Zusatzintegrierzeit verlängert werden oder der Proportionalsprung in Richtung fett vergrößert werden. Die erstere Maßnahme führt zu einem Verlängern der Schwingungszeit der Zweipunktregelung, während die zweite Maßnahme zu einer Verkürzung führt. Letzteres hat zwar ein schnelleres Ausregeln von Fehlern zur Folge, jedoch mit dem Nachteil höherer Schwingungsneigung. Dies macht deutlich, daß das Gesamtverhalten des geregelten Systemes bei der Auswahl des zu verändernden Regelparameters oder der zu verändernden Regelparameter zu berücksichtigen ist.

Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeisplelen näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1a, b: ein Diagramm des zeitlich schwingenden Lambdawertes bei Zweipunktregelung und ein zeitkorreliertes Diagramm des Verlaufs des Stellwertes;
Fig. 2a, b: Diagramme entsprechend denen von Fig. 1, jedoch unter Verwendung einer zusätzlichen Integrationszeit zum Gewinnen des Stellwertes;
Fig. 3a, b: Diagramme entsprechend denen von Fig. 1, jedoch unter Verwendung eines Proportionalsprunges zum Gewinnen des Stellwertes;
Fig. 4: ein Funktionsdiagramm in Form eines Blockfunktionsbildes zum Erläutern eines Verfahrens mit Regelparametern, die aufgrund einer Meßabweichung veränderbar sind, die mit Hilfe eines mittleren Lambdawertes gebildet wird, der von einer Sonde hinter einem Katalysator gemessen wird; und
Fig. 5: eine Variante des Funktionsablaufs von Fig. 2, gemäß der der mittlere Lambdawert durch Mitteln des Lambdawertes gewonnen wird, der zur Zweipunktregelung verwendet wird.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Bevor auf Details der Erfindung eingegangen wird, sei zunächst die der Erfindung zugrundeliegende Problematik ausgehend vom oberen Teil von Fig. 4 und unter Zuhilfenahme der Fig. 1 - 3 erläutert.
In Fig. 4 ist im unteren Teil eine waagerechte, strichpunktierte Linie gezogen. Funktionen oberhalb dieser Linie sind aus dem Stand der Technik bekannt, während unterhalb der Linie eingezeichnete Funktionen samt in den oberen Teil reichende Einflußlinien neu sind.
Der Hauptfunktionsablauf in Fig. 4 ist der folgende. Abhängig von Werten der Drehzahl n und der Last L werden durch eine Vorsteuerung 10 vorläufige Kraftstoffeinspritzzeiten TIV bestimmt. Diese werden durch eine Verknüpfung 11, auf die noch näher eingegangen wird, in Einspritzzeiten TI gewandelt, die einer im Saugrohr 12 einer Brennkraftmaschine 13 angeordneten Einspritzeinrichtung 14 zugeführt werden. Die in den angesaugten Luftstrom eingespritzte Kraftstoffmenge hat einen bestimmten Lambdawert zur Folge, der als Lambda-Regelistwert von einer im Abgaskanal 15 der Brennkraftmaschine 13 angeordneten Lambdasonde 16 gemessen wird. Dieser Lambda-Regelistwert wird mit einem Lambda-Regelsollwert verglichen, der von einem Mittel 17 zur Sollwertausgabe geliefert wird. In Fig. 4 ist eingetragen, daß dieser Wert eine Referenzspannung UREF von 450 mV sein soll. Dies deutet an, daß in der Praxis häufig nicht Lambdawerte miteinander verglichen werden, sondern Spannungen, wie sie von einer Lambdasonde bei einem gewissen Lambdawert abgegeben werden. Der Vergleich zwischen Lambda-Regelsollwert und Lambda-Regelistwert findet in einem Vergleichsschritt 18 statt, in dem die Regelabweichung als Differenz zwischen den genannten Werten gebildet wird. Aufgrund der Regelabweichung bestimmt eine Lambdaregelung 19 einen Stellwert in Form eines Regelfaktors FR, mit dem die vorläufige Einspritzzeit TIV in der Verknüpfung 11 multipliziert wird. Bleibt der Lambda-Regelistwert unter dem Lambda-Regelsollwert bedeutet dies, daß das in der Brennkraftmaschine 13 verbrannte Gemisch zu mager ist. Es wird dann ein Regelfaktor FR > 1 ausgegeben, wodurch aus der vorläufigen Einspritzzeit TIV eine längere tatsächliche Einspritzzeit TI gebildet wird.
Mögliche Verläufe des Lambda-Regelistwertes sind in den Fig. 1a - 3a und jeweils zugehörige Verläufe von Regelfaktoren FR in den Fig. 1b - 3b dargestellt.
Die Erläuterung von Fig. 1 sei mit einem Zeitpunkt begonnen, in dem der Lambda-Regelistwert, im folgenden Sondenspannung genannt, von fett nach mager abfällt, d. h. von einem Wert, der ein Gemisch anzeigt, das fetter ist als es einem Gemisch entspricht, das zur Referenzspannung UREF führt, zu einem Gemisch, das magerer ist. Das Durchlaufen der Sondenspannung durch die Referenzspannung erfolgt sprunghaft. Dasselbe gilt für den Rücksprung von mager nach fett. In dem Moment, in dem die Sondenspannung beim Sprung von fett nach mager die Referenzspannung durchläuft, dreht die Lambdaregelung 19 die Integrationsrichtung für das Gewinnen des Regelfaktors FR aus der Regelabweichung um, so daß der Regelfaktor von Werten unterhalb 1 erhöht wird. Die Zeit zwischen dem Umkehren der Integrationsrichtung und dem Erreichen des Regelfaktors 1 ist in Fig. 1b eingezeichnet und mit TM bezeichnet. Nach dem Erreichen des Wertes 1 geht die Integration jedoch weiter, da die Sondenspannung noch den Wert mager anzeigt, obwohl der Regelfaktor bereits zu einem fetten Gemisch auf der Saugseite führt. Diese fette Gemisch wird jedoch erst um eine Totzeit TT verzögert von der Lambdasonde 16 festgestellt. Mit Ablauf dieser Totzeit TT springt die Sondenspannung von mager nach fett. Dieses Springen hat eine erneute Umkehr der Integrationsrichtung zur Folge. Der Regelfaktor FR wird nun verkleinert, so daß er nach Ablauf einer Zeit TF seit dem Sprung wieder den Wert 1 erreicht. Bei weiterem Erniedrigen des Regelfaktors FR wird saugseitig ein mageres Gemisch eingestellt, was jedoch an der Lambdasonde 16 erneut erst nach Ablauf der Totzeit TT zu einem Sprung im Meßsignal führt, diesmal von fett nach mager. In Fig. 1b ist, wie übrigens auch in den Fig. 2b und 3b angenommen, daß die Integrationszeit TAUF für Aufwärtsintegration und die Integrationszeit TAB für Abwärtsintegration gleich groß sind. Dann sind die Zeitintervalle TM + TT sowie TF + TT gleich groß, so daß der Regelfaktor symmetrisch um den Wert 1 und die Sondenspannung symmetrisch um die Referenzspannung UREF schwingen. Es wird darauf hingewiesen, daß bei einer Referenzspannung UREF zwischen etwa 400 mV und 550 mV, wie sie in der Praxis verwendet wird, der Regelfaktor nicht symmetrisch um den Wert 1, sondern symmetrisch um einen Wert etwas kleiner als 1 schwingt. Der mittlere Lambdawert liegt also leicht im Mageren. Zu einer Verschiebung ins Magere führt darüberhinaus auch das Sprungverhalten der Sonde, bei der Meßwert bei einer sprunghaften Änderung des Gemisches von mager nach fett schneller springt als bei einer umgekehrten Änderung.
Die eben genannten Effekte führen also zu einer Magerverschiebung. Dem entgegengesetzt ist es jedoch, wie oben erwähnt, zum Erniedrigen der Anteil der Stickoxide im Abgas erwünscht, daß im Mittel ein leicht fetter Lambdawert vorliegt. Die Lambdaregelung 19 muß entsprechend betrieben werden. Dazu stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, von denen anhand der Fig. 2 und 3 zwei erläutert werden.
Gemäß Fig. 2b wird gemäß der einen Maßnahme dann, wenn die Sondenspannung von mager nach fett springt, die Integrationsrichtung nicht sofort von anfettend in abmagernd umgedreht, sondern es wird über eine Verzögerungszeit TV noch weiter angefettet, bevor dem Sprung in der Sondenspannung der Sprung in der Regelrichtung folgt. Zwischen dem Zeitpunkt des Sprunges in der Sondenspannung und demjenigen Zeitpunkt, in dem der Regelfaktor den Wert 1 durchläuft, vergeht dann nicht mehr nur die Zeit TF, sondern die Zeit 2TV + TF. Der Regelfaktor FR befindet sich daher während der Zeitspanne TT + 2TV + TF im Bereich von Werten > 1. Der Bereich für Werte < 1 besteht dagegen unverändert über die Zeitspanne TT + TM. Die Maßnahme führt zu einem gemittelten Regelfaktor > 1, was in Fig. 2b durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist. Durch unterschiedliche Wahl der Verzögerungszeit TV läßt sich der mittlere Regelfaktor und damit der mittlere Lambdawert unterschiedlich weit in Richtung fett verschieben. Je stärker die Verschiebung, desto mehr erhöht sich die Periode der Regelschwingung.
Ebenfalls eine Verschiebung in Richtung fett, jedoch mit Erniedrigung der Periode der Regelschwingung läßt sich durch eine Maßnahme erzielen, wie sie anhand der Fig. 3a und b veranschaulicht ist. Es wird nämlich dann, wenn die Sondenspannung von fett nach mager springt, der Regelfaktor FR sprunghaft um einen Proportionalanteil PAUF erhöht, bevor sich die Aufwärtsintegration mit der Integrationszeit TAUF anschließt. Durch die sprunghafte Aufwärtsänderung vergeht nur eine kurze Zeit TM' zwischen der Änderung in der Sondenspannung von fett nach mager und demjenigen Zeitpunkt, zu dem der Regelfaktor FR den Wert 1 von kleineren Werten herkommend erreicht. Werte < 1 für den Regelfaktor FR bestehen somit nur noch während der Zeitspanne TT + TM', die kürzer ist als die Zeitspanne TT + TM gemäß dem Verfahren von Fig. 1b. Die Zeitspanne TT + TF bleibt unverändert. Je größer der Aufwärtssprung PAUF ist, desto mehr verschiebt sich der mittlere Regelfaktor zu Werten > 1, was einen zunehmend fetteren mittleren Lambdawert zur Folge hat. Die Schwingungsperiode der Zweipunktregelung nimmt dagegen immer weiter ab.
In Fig. 4, und zwar noch im Teil oberhalb der strichpunktierten Linie, ist dargestellt, wie die beschriebene Erkenntnis genutzt wird, um für jeden Betriebszustand einen mittleren Lambdawert einzustellen, der zu optimaler Schadstoffkonvertierung führt. Es liegt nämlich ein Mittel 20 zum Einstellen der Verzögerungszeit TV abhängig von Werten der Drehzahl n und der Last L vor. Dadurch ist es möglich, die Verzögerungszeit TV betriebspunktabhängig zu verändern, also das anhand der Fig. 2a und b erläuterte Verfahren auszuüben.
Aus dem Mittel 20 zum Einstellen der Verzögerungszeit TV sind in Fig. 4 noch ein Mittel 21 zum Einstellen der Größe des Aufwärtssprunges PAUF, ein Mittel 22 zum Einstellen der Größe eines Abwärtssprunges PAB, ein Mittel 23 zum Einstellen der Aufwärtsintegrationszeit IAUF und ein Mittel 24 zum Einstellen der Abwärtsintegrationszeit IAB eingezeichnet. Von den Mitteln 21 und 22 zum Einstellen der Sprunggrößen sind nur gestrichelte Linien zur Lambdaregelung 19 gezogen. Dies, weil in der Praxis nur in Ausnahmefällen diese Größen zugleich mit der Verzögerungszeit TV verändert werden. Dies hängt mit dem Schwingungsverhalten des gesamten geregelten Systems zusammen. Wie anhand der Fig. 2 und 3 erläutert, führt das Einführen einer Verzögerungszeit zu erhöhter Schwingungsperiode, während das Einführen eines Aufwärtssprunges und entsprechend eines Abwärtssprunges zu einem Verkürzen der Schwingungsperiode führt. In der Regel ist es bei einem bestimmten Typ einer Brennkraftmaschine nur sinnvoll, eine einzige der beiden Maßnahmen zum Verschieben des mittleren Lambdawertes in Richtung fett anzuwenden. Zu einem solchen Verschieben könnten auch unterschiedliche Integrationszeiten IAUF und IAB verwendet werden. Diese Integrationszeiten werden in der Regel aber drehzahlabhängig verändert, um die Amplitude der Regelschwingung für alle Betriebszustände im wesentlichen konstant zu halten.
Außer den bisher beschriebenen Funktionen sind in Fig. 4 noch eine Vorsteuerungsadaption 25 und eine Kompensation 26 eingezeichnet. Letztere dient dazu, den Einfluß gemessener Grössen auf die Einspritzzeit, z. B. den Einfluß der Batteriespannung, zu kompensieren. Die Vorsteuerungsadaption dient dagegen dazu, den Einfluß nicht gemessener Störgrößen zu kompensieren, z. B. Luftdruck- oder Temperaturschwankungen.
Wie oben erläutert, schwingen bei einer Zweipunktregelung der Stellwert, im Beispiel der Regelfaktor FR, und der Lambdawert um jeweilige Mittelwerte. Mindestens ein Regelparameter, im Beispielsfall die Verzögerungszeit TV, wird abhängig vom jeweils vorliegenden Betriebszustand so verändert, daß sich ein mittlerer Lambdawert für optimale Schadstoffkonvertierung einstellen sollte. In der Praxis wird dies jedoch nicht immer erreicht, was zu schlechterer Abgasqualität führt, als sie gewünscht ist.
Sehr gute Abgasqualität in allen Betriebszuständen läßt sich mit Hilfe einer hinter dem Katalysator 27 angeordneten Lambda-Meßsonde 28, einem Mittel 29 zur Meßsollwertausgabe, einem Meßwertvergleichsschritt 30 und einer Regleradaption 31 erzielen. Im Meßwertvergleichsschritt 30 wird der Lambda-Meßistwert, wie er von der Lambda-Meßsonde 28 geliefert wird, mit dem Lambda-Meßsollwert vom Mittel 29 zur Meßsollwertausgabe zum Bilden einer Meßabweichung verglichen. Die Meßabweichung wird der Regleradaption 31 zugeführt. Ist die Meßabweichung negativ, also der Lambda-Meßistwert größer als der Lambda-Meßsollwert, ist dies ein Zeichen dafür, daß der mittlere Lambdawert, wie er hinter dem Katalysator 27 anfällt, zu fett ist. Dies bedeutet, daß die Verzögerungszeit TV zu erniedrigen ist, was in Fig. 4 durch einen Abwärtspfeil dargestellt ist. Dieser Erniedrigungsschritt kann eine feste Schrittweite oder eine nach einem vorgegbenen Rechenverfahren bestimmte Schrittweite, z. B. eine zur Meßabweichung proportionale Schrittweite aufweisen. Welche Schrittweite am zweckmäßigsten verwendet wird, ist abhängig vom Schwingverhalten des gesamten geregelten Systems durch Versuche zu ermitteln.
In Fig. 4 ist nicht nur eine durchgezogene Einflußlinie von der Regleradaption 31 zum Mittel 20 zum Einstellen der Verzögerungszeit TV gezogen, sondern gestrichelte Linien bestehen auch zwischen der Regleradaption 31 und dem Mittel zum Einstellen des Aufwärtssprunges PAUF, dem Mittel 22 zum Einstellen des Abwärtssprunges PAB, dem Mittel 23 zum Einstellen der Aufwärtsintegrationszeit IAUF, dem Mittel 24 zum Einstellen der Abwärtsintegrationszeit IAB und dem Mittel 29 zur Meßsollwert-Ausgabe. Für das gestrichelte Darstellen bestehen unterschiedliche Gründe. Die Linie zum Mittel 21 zum Einstellen des Aufwärtssprunges PAUF ist gestrichelt, da im Beispielsfall davon ausgegangen ist, daß zum Einstellen des gewünschten mittleren Lambdawertes die Verzögerungszeit TV verändert wird. Wie oben erläutert, nimmt man in der Praxis bereits bei herkömmlichen Verfahren, bei denen das Verändern alleine abhängig von Werten von Betriebsgrößen erfolgt, typischerweise Veränderungen nur an einem der verschiedenen Regelparameter vor. Entsprechend ist es beim regelnden Verändern gemäß der Erfindung zweckmäßig, jeweils nur auf einen der Regelparameter Einfluß zu nehmen.
Die Integrationszeiten IAUF und IAB werden zweckmäßigerweise nicht zum Einstellen des gewünschten mittleren Lambdawertes verwendet, da diese Größen, wie oben erläutert, typischerweise zum Einstellen einer konstanten Amplitude der Regelschwingung bei unterschiedlichen Drehzahlen verändert werden. Es erschwert die Übersichtlichkeit der Regelung, wenn diese Größen in Abhängigkeit unterschiedlicher Werte verändert werden. Beim Vorliegen von Sonderbedingungen kann jedoch gerade das Verändern der Integrationszeiten auch in Abhängigkeit der Meßabweichung besonders sinnvoll sein.
Auch durch Verschieben der Referenzspannung für die Zweipunktregelung läßt sich der mittlere Lambdawert verändern. Aufgrund des Sprungverhaltens der Lambdasonde 16 bestehen jedoch nur geringe Verschiebemöglichkeiten.
Soll aus Kostengründen eine zweite Meßsonde 28 nicht verwendet werden, ist ein Verfahren gemäß Fig. 5 von Vorteil. Gemäß diesem Verfahren wird der mittlere Lambdawert nicht durch Messung hinter dem Katalysator 27 bestimmt, sondern durch eine Mittelung 32 wird aus dem Lambda-Regleristwert von der Lambdasonde 16 durch Mittelwertbildung der Lambda-Meßistwert bestimmt. Die Mittelwertbildung erfolgt z. B. dadurch, daß über eine ganze Schwingung des Lambda-Regleristwertes gemittelt wird, also z. B. von einem Sprung von mager nach fett bis zum nächsten Sprung von mager nach fett. Dabei werden vorteilhafterweise die Meßwerte vor der Mittelung entsprechend der nichtlinearen Kennlinie $U_{λ} = f(λ)$
linearisiert.
Das Mittel 29 zur Meßsollwert-Ausgabe weist vorzugsweise einen Speicher auf, in dem Lambda-Meßsollwerte adressierbar über Werte von Betriebsgrößen gespeichert sind. Die Sollwerte sind so bestimmt, daß sie beim jeweils vorliegenden Betriebszustand demjenigen mittleren Lambdawert entsprechen, der zu optimaler Schadstoffkonvertierung führt. Adressierbetriebsgrößen sind vorzugsweise die Drehzahl n und eine von der Last L abhängige Größe, z. B. die Fahrpedalstellung, der Drosselklappenwinkel oder die angesaugte Luftmasse. Die Sollwerte können jedoch auch auf Kennlinien oder durch Berechnungen nach einer Formel bestimmt werden.
Alle genannten Mittel, Verfahrensschritte und Speicher sind vorzugsweise durch die Hard- und Software eines Mikrorechners gebildet, wie er typischerweise in der Kraftfahrzeugelektronik verwendet wird.

Claims

Verfahren zum Regeln des Lambdawertes des einer Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft/Kraftstoff-Gemisches mit Hilfe
- eines Mittels (18, 19) zur Zweipunktregelung mit vorgegebenen Regelparametern, dem zum Bilden der Regelabweichung das Signal einer Regel-Lambdasonde zuzuführen ist, die Sprungverhalten aufweist, wobei

- für den jeweils vorliegenden Betriebszustand ein Lambda-Meßsollwert (29) bestimmt wird,

- ein mittlerer Lambdawert als Lambda-Meßistwert verwendet wird,

- die Meßabweichung zwischen Lambda-Meßsollwert und Lambda-Meßistwert berechnet wird (30),

- und wenigstens ein Regelparameter abhängig von der Meßabweichung so verändert wird, daß sich ein Lambda-Meßistwert einstellen sollte, der die genannte Meßabweichung verringert, und wobei

- als der wenigstens eine Regelparameter eine Verzögerungszeit vorgesehen ist, die bei der Zweipunktregelung nach dem Umkippen der Regelabweichung zur Wirkung kommt, und

- die Verzögerungszeit asymmetrisch ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der mittlere Lambdawert durch Messung mit einer Meß-Lambdasonde (28) hinter einem Katalysator bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der veränderbare Regelparameter in Schritten verändert wird, deren Weite proportional zur Meßabweichung ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der veränderbare Regelparameter in Schritten fest vorgegebener Weite verändert wird.
Vorrichtung zum Regeln des Lambdawertes des einer Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft/Kraftstoff-Gemisches mit Hilfe
- eines Mittels (18, 19) zur Zweipunktregelung mit vorgegebenen Regelparametern, dem zum Bilden der Regelabweichung das Signal einer Regel-Lambdasonde zuzuführen ist, die Sprungverhalten aufweist,

- mit Mitteln, die für den jeweils vorliegenden Betriebszustand einen Lambda-Meßsollwert (29) bestimmen, wobei

- ein mittlerer Lambdawert als Lamda-Meßistwert verwendet wird,

- mit Mitteln, die die Meßabweichung zwischen Lambda-Meßsollwert und Lambda-Meßistwert berechnen (30),

- und mit Mitteln, die wenigstens einen Regelparameter abhängig von der Meßabweichung so verändern, daß sich ein Lambda-Meßistwert einstellen sollte, der die genannte Meßabweichung verringert, und

- als der wenigstens eine Regelparameter eine Verzögerungszeit vorgesehen ist, die bei der Zweipunktregelung nach dem Umkippen der Regelabweichung zur Wirkung kommt, und

- mit Mitteln, die die Verzögerungszeit asymmetrisch ausbilden.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (29) zum Bestimmen der Lambda-Meßsollwerte einen Speicher aufweist, der Lambda-Meßsollwerte adressierbar über Werte von Betriebsgrößen speichert.