Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brenn¬ kraftmaschine gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine übliche λ -Regelung regelt das einer Brenπkraftmaέchine zuzuführende Gemisch aus Kraftstoff und Luft auf ein stöchio- metrisches Verhältnis ein. Während Sonderbetriebszustanden, die ein fettes Gemisch erfordern, muß die λ -Regelung daher ausge¬ schaltet werden und ihre Aufgabe übernimmt eine Steuerung.

Dieses Verfahren arbeitet zufriedenstellend, solange die Steue¬ rung während des Sonderbetriebs das geforderte fette Gemisch richtig einstellt. Durch FehlJustierung oder entsprechende Langzeitveränderungen kann es jedoch dazu kommen, daß statt des geforderten fetten ein mageres Gemisch eingestellt wird. Insbesondere gegen Ende eines Sonderbetriebs, wenn das fette

Gemisch auf ein stöchiometrisches Gemischverhältnis zurückgefah ren wird, um einen kontinuierlichen Übergang zur nachfolgenden λ -Regelung zu erreichen, führen bereits geringe Fehljustie- rungen der Steuerung in Richtung mager zu einem unerwünscht ma- geren Gemisch. Da bei der Steuerung keine Rückkopplung vorhan¬ den ist wird dieser Fehler auch nicht erkannt und äußert sich nur durch ein verschlechtertes Betriebsverhalten der Maschine.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, die Ge- mischsteuerung während solcher Sonderbetriebszust nde der Maschine zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, die λ -Regelung auch während des Steuerbetriebs mit beschränktem Regelbereich einzu¬ schalten. Mit unbeschränktem Regelbereich würde die Λ -Regelung das von der Steuerung eingestellte fette Gemisch in Richtung ma- ger auf ein stöchiometrisches Verhältnis mit einer Luftzahl von = 1 zurückregeln. Der Regelbereich des Λ -Reglers wird da¬ her so beschränkt, daß er nur in Richtung fett regelt und nicht in Richtung mager. Die λ. -Regelung greift also bei fettem Ge¬ misch nicht ein. Stellt die Steuerung jedoch fälschlicherweise ein mageres Gemisch ein, so kann die X -Regelung in anfettender Richtung eingreifen und so den Fehler auf ein erträgliches Maß abmildern.

Der Warmlauf der Brennkraftmaschine ist einer der Sonderbetriebs- zustände, die ein fettes Gemisch erfordern. Gemäß einer Weiter¬ bildung der Erfindung wird daher nach dem Start der Brennkraft¬ maschine der Λ -Regler mit dem beschränkten Regelbereich be¬ reits bei Erreichen einer Sondenbetriebstemperatur der λ. -Sonde eingeschaltet, also sofort wenn die X -Regelung selbst betriebs- bereit ist. Erst beim Erreichen einer Kühlwassermindesttempera¬ tur, die das Ende des Warmlaufs anzeigt, an dem die Maschine kein fettes Ge ich mehr braucht, wird der Regelbereich dann un¬ beschränkt in Richtung fett und mager freigegeben.

Weitere Sonderbetriebszustände, die ein fettes Gemisch erfordern sind der Beschleunigungsbetrieb und der Vollastbetrieb. Dabei ist die Sondenbetriebstemperatur der Λ-Sonde bereits erreicht und daher kann die Λ -Regelung mit beschränkten Regelbereich während des gesamten Beschleunigungs- bzw. Vollastbetriebs ein- geschaltet sein.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen

Figur 1 ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßeπ Verfahrens, am Beispiel des Warmlaufs

Figur 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens und

Figur 3 ein Flußdiagramm zur Durchführung des Verfahrens.

Im Diagramm der Figur 1 ist die Luftzahl Λ über der Kühlwasser¬ temperatur TKW aufgetragen. Bei einer Luftzahl von λ = 1 liegt ein stöchiometrisches Verhältnis von Kraftstoff und Luft vor, das eine optimale Verbrennung bedeutet. Luftzahlwerte von λ. kleiner als 1 signalisieren ein Gemisch mit erhöhten Kraftstoff¬ werten gegenüber dem stöchiometrischen Verhältnis und dement¬ sprechend Luftzahlwerte größer als 1 ein mageres Gemisch mit erhöhten Luftwerten.

Bis zum Erreichen einer Kühlwassermindesttemperatur TKWM be¬ findet sich die Maschine in der Warmlaufphase. Dabei wird ab¬ hängig von der Höhe der Kühlwassertemperatur TKW beim -Start ein fettes Gemisch eingestellt. Entsprechend der Erwärmung der Ma¬ schine wird dieses anfänglich eingestellte Gemisch dann bis zum Erreichen der Kühlwassermindesttemperatur TKWM auf das stöchio- metrische Gemischverhältnis gesteuert. Ein solcher idealer Ge_- mischverlauf ist in der-Figur 1 anhand der durchgezogeneπ* Linie dargestellt. Ab Erreichen der Kühlwassermindesttemperatur TKWM regelt dann die Λ-Regelung ein stöchiometrisches Gemischver¬ hältnis ein, was in der Figur 1 wiederum idealisiert dargestellt ist.

Parallel zu dem idealen Gemischverlauf während der Warmlaufphase verlaufen zwei gestrichelte Linien, die die Schwankungsbreite der von einer realen Steuerung eingestellten Gemischwerte veran¬ schaulichen. Ein Gemischverlauf gemäß der unteren Linie bedeutet also eine über das erforderliche Maß hinausgehende Anfettung und die obere Linie eine zu kleine Anfettung. Beim Gemischverlauf gemäß der oberen Linie kommt es dabei gegen Ende der Warmlauf¬ phase sogar zu Gemischwerten, die überhalb dem stöchiometrischen Verhältnis in Richtung mager liegen. Gerade während der Warm¬ laufphase ist dies jedoch unerwünscht, da dann der einwandfreie Rundlauf der Maschine nicht mehr gewährleistet ist.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein solches mageres Gemisch während der Warmlaufphase sicher verhindert. Dadurch, daß zusätzlich zur Steuerung auch die A-Regelung nur zur Re¬ gelung in Richtung fett eingeschaltet ist, werden alle von der Steuerung eingestellten Gemischwerte die über dem stöchiometri¬ schen Verhältnis liegen, auf das stöchio etrische Verhältnis zurückgeregelt. Gemischwerte die im Bereich des in Figur 1 schraffiert eingezeichneten Dreiecks liegen sind also nicht mö¬ glich. Solange die Steuerung Gemischwerte unterhalb des stö- chiometrischen Verhältnisses in Richtung fett einstellt kann die Λ -Regelung nicht eingreifen, da die Regelung in Richtung mager blockiert ist.

Eine Einrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 2 gezeigt. Darin ist mit 1 ein -Regler, mit 3 eine Logikein¬ richtung und mit 4 eine Steuerung bezeichnet. Die Funktionen dieser drei Einrichtungen werden von einem Microcomputer MC mit entsprechender Programmierung ausgeführt.

Der Microcomputer MC erhält an entsprechenden Eingängen die Signale für eine Luftzahl λ von einer λ -Sonde 2, eine Kühl¬ wassertemperatur TKW von einem Temperaturgeber 5, eine Drehzahl n von einem Drehzahlgeber 6 und eine Luftmasse LM von einem Luftmassenmesser 7. Ein Ausgang des Microcomputers MC ist mit Einspritzventilen 8 mit entsprechender Ansteuerung verbunden. Über die darüber gesteuerte Öffnungszeit der einzelnen Ein¬ spritzventile ist die eingespritzte Kraftstoffmenge festgelegt und damit das Gemischverhältnis.

Für den Steuerungsbetrieb erhält die Steuerung 4 als Eingangs¬ größen die Kühlwassertemperatur TKW, die Drehzahl n sowie die Luftmasse LM. Über die Drehzahl n und die Luftmasse LM, also die Last der Maschine, ermittelt die Steuerung 4 aus einem Kennfeld die einzuspritzende Kraftstoffmenge. Ein weiteres Kennfeld ent¬ hält eine für den Kaltstartfall zusätzlich erforderliche Kraft¬ stoffmenge abhängig von der Kühlwassertemperatur TKW. Diese im Kaltstartfall bewirkte Anfettung wird dann gemäß der in Figur 1

gezeigten Funktion bis zum Ende der Warmlaufphase wieder zurückgefahren.

Für die Λ-Regelung erhält der -Regler 1 als Eingangsgröße die Luftzahl X und ermittelt daraus Kraftstoffeinspritzwerte, die einem stöchiometrischen Gemischverhältnis entsprechen.

Die Ausgangssignale der Steuerung 4 und des W-Reglers 1 werden einer Logikeinrichtung 3 zugeführt. Diese wählt dasjenige der beiden Ausgangssignale aus, das an die Einspritzventile 8 weitergegeben wird.

Um diese Auswahl zu treffen sind der Logikeinrichtung 3 die Luftzahl und die Kühlwassertemperatur TKW zugeführt. Die Auswahl wird anhand des Flußdiagramms der Figur 3 erläutert.

Im Schritt Sl prüft die Logikeinrichtung 3, ob die Sondentem¬ peratur TS der Λ-Sonde 2 größer/gleich der Soπdenbetriebstem- peratur TSB ist. Die Berechnung dieser Sondeπtemperatur TS geschieht über das Spannungsniveau des die Luftzahl dar¬ stellenden Ausgangssignals der -Sonde 2. Die Sondentemperatur TS könnte natürlich auch aus dem Ausganssignal eines der Λ-Sonde 2 zugeordneten Temperaturgebers gewonnen werden.

ist die Antwort im Schritt Sl nein, so ist die -Sonde 2 noch nicht betriebsbereit und die Logikeinrichtung 3 ruft einen Programmblock "Steuerung"auf, der die Funktion der Steuerung 4 darstellt.

ist die Antwort im Schritt Sl dagegen ja, die A-Sonde 2 also betriebsbereit, so folgt der Schritt S2. Dabei wird geprüft, ob die Kühlwassertemperatur TKW größer oder gleich der Kühlwasser¬ mindesttemperatur TKM ist.

ist dies nicht der Fall, die Antwort also nein, so befindet sich die Maschine in ihrer Warmlaufphase. Die Logikeinrichtung 3 ruft dementsprechend einen Programmblock "Steuerung und Λ-Re-

gelung fett" auf. Dieser Programmblock beinhaltet die Funktionen der Steuerung 4 und des A-Reglers 1, wobei die Funktion des Λ-Reglers 1 nur in an fettender Richtung ausgeführt wird. Die Λ-Rεgelung wird also nur aktiv, wenn sich durch die Steuerung Gemischwerte ergeben würden, die überhalb des stöchiometrischen Verhältnisses in Richtung mager liegen. In diesem Fall wird die Funktion entsprechend dem Λ-Regler 1 aktiv, so daß die einge¬ stellten Gemischwerte das stöchio etrische Verhältnis nicht überschreiten.

Nach Beendigung der Warmlaufphase ist die Antwort im Schritt S2 ja, da die Kühlwassermindesttemperatur TKWM erreicht ist. Dann folgt ein Programmblock " -Regelung", der die übliche Funktion einer Λ-Regelung ausführt.