Verfahren zur zylinderselektiven Lambda-Regelung einer Mehr- zylinder-Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zylinderselektiven Lambda-Regelung einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Die Lambda-Regelung stellt in Verbindung mit dem Dreiwege-Ka¬ talysator heute das wirksamste Abgasreinigungsverfahren für Brennkraftmaschinen dar. Dabei liefert ein im Abgasrohr stromaufwärts des Katalysators angeordneter Sauerstoffsensor, in der Regel als Lambda-Sonde bezeichnet, ein vom Sauerstoff- gehalt im Abgas abhängiges Signal, das der Lambda-Regler der¬ art weiterverarbeitet, daß das mittels einer Zumeßeinrich- tung, wie Einspritzventile oder Vergaser den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoff-Luftgemisch eine nahezu vollständige Verbrennung (λ = 1,00) ermöglicht.

Als Lambda-Sonden werden dabei sogenannte Sprungsonden einge¬ setzt, deren Ausgangssignal sich sprunghaft sowohl beim Über¬ gang von einem fetten zu einem mageren, als auch beim Über¬ gang von einem mageren zu einem fetten Abgaszustand ändert. Solche Lambda-Sonden auf der Basis von Zirkonoxid oder Titan¬ oxid weisen Ansprechzeiten von etwa 100 ms auf und erfassen deshalb nur den Sauerstoffgehalt im Gesamtabgas, das sich aus den einzelnen Abgaspaketen der einzelnen Zylinder der Brenn¬ kraftmaschine zusammensetz .

Eine derartige Regelung der Luftzahl λ des Summenabgases einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, auch als globale Rege¬ lung bezeichnet, auf λ = 1,00 führt aufgrund der vorhandenen Durchflußstreuungen der Einspritzventile sowie der unter- schiedlichen Zylinderfüllungen zu nennenswerten Abweichungen der Einzelzylinderluftzahlen vom Sollwert.

Daraus resultieren sowohl negative Einflüsse auf die Rohemis¬ sion der Brennkraftmaschine als auch auf die Konvertierungs- rate des Katalysators. Mit zunehmender Streuung der Einzelzy¬ linderluftzahlen steigt die Konzentration von CO und O2 im Summenabgas an. Der erhöhte O2-Gehalt im Abgas führt infolge der exothermen Konvertierungsreaktionen zu einer zusätzlichen thermischen Belastung des Katalysators, welche insbesondere bei einer Anordnung des Katalysators nahe der Brennkraftma¬ schine die Gefahr einer beschleunigten Alterung mit sich bringt.

Außerdem führen aufgrund der Querempfindlichkeit der herkömm¬ lichen Sprungsonden zu Wasserstoff erhöhte Abweichungen der Einzelzylinderluftzahlen zu einer Drift der Luftzahl des Sum- menabgases in den mageren Bereich, wodurch eine deutliche

Verschlechterung der NO _x -Konvertierung des Katalysators ver¬ ursacht wird.

Darüber hinaus ist durch den zunehmenden Einsatz von variablen Sauganlagen (Schaltsaugrohre) bzw. variablen Ventilsteuerzeiten eine ausgeglichene Zylinderfüllung in allen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine mit den herkömmlichen Mitteln nur erschwert zu realisieren.

Um das Abgas aus den einzelnen Zylindern einer Mehrzylinder- Brennkraftmaschine auf dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Ver¬ hältnis zu halten, ist es aus der DE 40 40 527 AI bekannt, jedem einzelnen Zylinder eine eigene Lambdasonde mit Sprung¬ charakteristik in einer entsprechenden Abgasleitung zuzuord- nen. Je eine Lambdasonde erfaßt die Zusammensetzung des Abga¬ ses aus dem jeweiligen Zylinder und liefert ein Ausgangssi¬ gnal an eine elektronische Steuereinheit. Diese tastet die Ausgangssignale der beiden Lambdasonden ab, wenn die jeweili¬ gen in Frage stehenden Zylinder sich im Ausschiebetakt befin- den oder während einer Periode, die geringfügig später ^" liegt als diese und erhöht oder verringert die Kraftstoffzufüh¬ rungsmenge für die einzelnen Zylinder.

Der Einsatz von entsprechend der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehenen Lambdasonden und deren Peri¬ pherie (z.B. für die Diagnose), insbesondere bei Brennkraft¬ maschinen mit sechs und mehr Zylindern führt aber zu einer Erhöhung der Komplexizitat und zur Verteuerung des Kraftfahr¬ zeugs insgesamt.

Zur zylinderindividuellen Gemischregelung in einer Brenn¬ kraftmaschine ist es ferner bekannt, einen einzigen Sauer- stoffsensor vorzusehen, der eine lineare Abhängigkeit seines Ausgangssignals von der Luftzahl λ und darüber hinaus eine geringe Ansprechzeit aufweist. (SAE Paper 940149 "Automatic Control of Cylinder by Cylinder Air-Fuel Mixture Using a Pro¬ portional Exhaust Gas Sensor" und SAE Paper 940376 "Individual Cylinder Air Fuel Ratio Feedback Control Using an Observer") .

Die dort vorgeschlagenen Lösungen zur Einzylinder-Lambdarege- lung einer Brennkraftmaschine erfordern aber aufgrund der da- bei notwendigen Matrizenoperationen sehr hohe Rechnerleistun¬ gen, so daß eine Implementierung in Serienmotorsteuersystemen für Kraftfahrzeuge mit vernünftigem Aufwand nur sehr schwer zu realisieren ist.

Die Säuerstoffsensoren für zylinderindividuelle Gemischrege¬ lung werden auch als lineare Lambdasonden bezeichnet und sind beispielsweise auf der Basis von Strontiumtitanat (SrTi03) in Dünnschichttechnologie aufgebaut (VDI Berichte 939, Düsseldorf 1992, "Vergleich der Ansprechgeschwindigkeit von KFZ Abgassensoren zur schnellen Lambdamessung auf der Grund¬ lage von ausgewählten Metalloxiddünnfilmen") .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur zylinderselektiven Lambda-Regelung einer Mehr- zylinder-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art anzu¬ geben, so daß bei allen Betriebspunkten der Brennkraftma-

schine die Abweichung der Einzelzylinderluftzahlen vom Soll¬ wert auf ein Minimum begrenzt ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Un- teransprüchen.

Die Einzylinder-Lambdaregelung besteht erfindungsgemäß aus zwei Regelkreisen, einer äußeren Regelschleife zur Regelung des globalen Lambdamittelwertes und einer inneren Regel- schleife, in der die Luftzahl zylinderselektiv geregelt wird. Zur Regelung des Luftzahlmittelwertes wird ein linearer Pro¬ portional-Integralregler (PI-Regler) verwendet. Die Regel¬ strecke läßt sich mit ausreichender Genauigkeit durch ein Totzeitglied und zwei Verzögerungsglieder erster Ordnung nachbilden. Mit Hilfe dieses Streckenmodells läßt sich eine Reglerstruktur entwerfen, deren Parameter von der Totzeit des Lambdaregelkreises, den Zeitkonstanten der Verzögerungsglie¬ der und der Drehzahl abhängig sind. Da diese Systemgrößen durch Messungen einfach zu ermitteln sind, läßt sich der Auf- wand für die Applikation des Lambdareglers wesentlich redu¬ zieren.

Zur Identifizierung des Luftzahlzustandes der einzelnen Zy¬ linder der Brennkraftmaschine wird die Steigung des Sauer- stoffsondensignales nach Ablauf der Ausschiebetakte ausgewer¬ tet. Ein positiver Gradient bedeutet, daß die Luftzahl im ak¬ tuellen Aussschiebetakt magerer ist als die Luftzahl im vor¬ angegangenen Arbeitstakt, ein negativer Gradient im aktuellen Ausschiebetakt weist auf ein fetteres Abgaspaket hin. Da dies eine qualitative Information über den Zustand der Luftzahl des Einzelzylinder-Abgases darstellt, läßt sich der Einzylin- der-Lambdaregler alsZweipunktregler realisieren. Als Regler für die Einzelzylinder-Luftzahlen wird ebenfalls ein PI-Reg¬ ler verwendet, bei dem der Proportional- und Integralanteil in Abhängigkeit von der Last und der Drehzahl eingestellt werden.

Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Abweichungen der Einzelzylinder-Luftzahlen vom Sollwert auf weniger als 1% reduzieren.

Außerdem ist die Luftzahlamplitude im Summenabgas im Ver¬ gleich zu jener eines konventionellen Zweipunkt-Lamabdareg- lers deutlich reduziert und die Konvertierungsrate für CO und NO _x eines gealterten Katalysators deutlich erhöht. Darüber hinaus ist durch die Erfassung und Auswertung der Einzelzy- linder-Luftzahlen die Detektion von Defekten an den Ein- spritzventilen möglich, die mit einer Veränderung der dynami¬ schen Eigenschaften der Durchlfußrate verbunden sind, wodurch die On-Board-Diagnose (OBD II) unterstützt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockdiagramm einer Einrichtung zur zylinderse- lektiven Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine,

Figur 2 den Zusammenhang zwischen Sondenspannung und Luftzahl einer linearen Lambdasonde, Figur 3 die Lage der Abtastpunkte für die Sondenspannung in Bezug auf die Ausschiebetakte der einzelnen Zy- linder,

Figur 4 eine graphische Darstellung einer Hysterese zur Be¬ stimmung von Luftzahlgradienten und Figur 5 ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung von Zustandsgrößen, die angeben, ob das Abgas eines Zylinders zu fett oder zu mager ist.

In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine nur schematisch dargestellte Brennkraftmaschine BKM mit 6 Zylindern bezeich¬ net, wobei jeweils 3 Zylinder zu einer Zylinderbank zusammen- gefaßt sind. Einer ersten Zylinderbank ZBl sind die Zylinder 1,2,3 zugeordnet, deren Abgas in einen gemeinsamen Abgas- sträng AST1 mündet. Die Zylinder 4,5,6 sind einer zweiten Zy-

linderbank ZB2 zugeordnet, denen ein Abgasstrang AST2 gemein¬ sam ist.

Zur Emittlung der Luftzahl λ ist im Abgasstrang AST1 der Brennkraftmaschine 10 eine lineare Lambdasonde LSI, im Abgas¬ strang AST2 eine lineare Lambdasonde LS2 vorgesehen. Eine Po¬ sitionierung der beiden Lambdasonden LSI, LS2 nahe der Brenn¬ kraftmaschine 10 begünstigt die Detektierbarkeit von Ein¬ zelzylinderluftZahlabweichungen, da sich mit steigender Ent- fernung des Einbauortes der Lambasonden LSI, LS2 von der

Brennkraftmaschine 10 der Grad der Vermischung der einzelnen Abgaspakete erhöht und dadurch eine zylinderselektive Detek- tion erschwert ist.

Die Signale der beiden Lambdasonden LSI, LS2 werden einem Schaltungsblock 11 zugeführt, der die Signalerfassung und eine Linearisierung dieser Signale steuert. Hierzu liegen am Schaltungsblock 11 als weitere Eingangsgrößen ein Zylinder¬ identifikationssignal ZID und ein Zeitsignal, nämlich die Wartezeit TEZ an. Der Wert für die Wartezeit TEZ wird aus einem Kennfeld KF abhängig von einer, die Motorlast repräsen¬ tierenden Größe, beispielsweise der Luftmasse LM und der Drehzahl N ausgelesen.

In Figur 2 ist die Abhängigkeit der Sondenspannung einer li¬ nearen Lambdasonde von der Luftzahl λ dargestellt. In einem schmalen Bereich von 0,97 < λ < 1,03 ergibt sich ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen Sondenspannung ULS und Luft- zahl λ. Im fetten und im mageren Luftzahlbereich zeigt die Sondenkennlinie ein Sättigungsverhalten. Die Sondenspannung wird mittels einer abgespeicherten Kennlinie bzw. eines ein¬ dimensionalen Kennfeldes in einen Lambda-Istwert LAM_IST um¬ gerechnet.

Für jede der beiden Lambdasonden kann ein eigenes Kennfeld vorgesehen werden, mit Hilfe derer die Werte der Sensorspan¬ nungen in Luftzahlwerte umgewandelt werden.

Um aus den erfaßten Sondenspannungswerten ULS der beiden Lambdasonden Informationen über die Luftzahlen der einzelnen Zylinder zu erhalten, ist es erforderlich, die Sondenspannun¬ gen ULS zu einer in Bezug auf den Kurbelwinkel definierten Stellung abzutasten. Als Bezugsgröße für die zeitliche Lage der Abtastungen werden die oberen Totpunkte Zündung (ZOT) der einzelnen Zylinder verwendet. Hierzu werden Referenzmarken, zB. Zähne auf einem der Kurbelwelle oder der Nockenwelle zu¬ geordnetem Geberrad ausgewertet (z.B. Zahn 15: ZOT Zylinder 5, Zahn 35: ZOT Zylinder 3, Zahn 55: ZOT Zylinder 6, Zahn 75: ZOT Zylinder 2, Zahn 95: ZOT Zylinder 4, Zahn 115: ZOT Zylin¬ der 1) .

Figur 3 zeigt in den beiden ersten Zeilen die Lage der Ab- tastpunkte AP für die Sensorsignale der beiden Zylinderbänke ZBl, ZB2 in Bezug auf die Ausschiebetakte AT der einzelnen Zylinder. In der 3. Zeile der Fig.3 sind die Ausschiebetakte AT der Zylinder 4, 5 und 6 der Zylinderbank ZB 2, in der 4. Zeile sind die Ausschiebetakte AT der Zylinder 1, 2, und 3 der Zylinderbank ZB 1 dargestellt. Zusätzlich ist in der letzten Zeile der Figur 3 ein Zylinderidentifikationssignal ZID eingezeichnet, an dem die jeweiligen oberen Totpunkte- Zündung (ZOT) der Zylinder 1 bis 6 markiert sind.

Zur Berücksichtigung der Abgaslaufzeit von den Auslaßventilen bis zur jeweiligen Lambdasonde wird der Wert des Sondensi¬ gnals, der die Information über die Luftzahl eines Zylinders enthält, erst nach Ablauf einer bestimmten Wartezeit TEZ nach Schließen des Auslaßventils (Beendigung des Ausschiebetakts) erfaßt. Diese Wartezeit TEZ ist von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig. Im Falle einer luftmassenge- führten Steuerung der Brennkraftmaschine ist die Wartezeit TEZ in einem Kennfeld abgelegt, das über der Luftmasse LM und der Drehzahl N aufgespannt ist. Nach Ablauf dieser Wartezeit TEZ (Zeit zwischen Referenzmarke und AbtastZeitpunkt) nach Überschreiten eines Zünd-OT werden die Werte der Sensorsi-

gnale der den beiden Zylinderbänken ZBl, ZB2 zugeordneten Lambdasonden abgefragt.

Der zeitliche Abstand der Signalerfassung ist also in Bezug zu einer kurbelwellenfesten Triggermarke (Zahn-Nummer) last- und drehzahlabhängig vorgegeben. Es wird pro Segment ein Lambdaspannungswert je Zylinderbank ermittelt.

Um die Genauigkeit der nachfolgenden Berechnung des Lambda- Mittelwertes aller Zylinder zu erhöhen, wird jeweils ein zu¬ sätzlicher Abtastwert AP zwischen zwei Ausschiebetakten AT aufgezeichnet.

Als Global-Lambdaregler zur Regelung des Summenabgases dient ein Proportional-Integralregler (PI-Regler) mit dem Propor- tionalanteil LAM_P und dem Integrationsanteil LAM_I

(Schaltungsblock 14 in Fig. l) .Es werden in Abhängigkeit vom Lambdamittelwert LAMMW_IST und dem Sollwert LAM_SOLL diese Regleranteile berechnet. Der Sollwert LAM_SOLL ist einem Kennfeld abhängig von der Last, beispielsweise von der Luft- masse LM und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine abgelegt.

Zur Berechnung des Lambdamittelwertes LAMMW_IST_i (i=l,2 für die beiden Lambasonden) werden für jeden Abgasstrang 6 Lambda-Meßwerte LAM_IST_i je Arbeitsspiel, entsprechend 2 Kurbelwellenumdrehungen erfaßt und abgespeichert:

LAM IST i

n-6 n-5 n-4 n-3 n-2 n-1

n = Nummer des Meßwertes

Die Berechnung des Lambdamittelwertes LAMMW_i erfolgt seg¬ mentsynchron für jede Lambdasonde nach folgenden Formeln:

LAM_SUM_i (n) = LAM_SUM_i (n-1) - LAM_IST_i (n-6 ) + LAM_IST_i (n)

LAMMW_i (n) = LAM_SUM_i (n) /6

Diese Berechnung wird im Schaltungsblock 12 (Fig. 1) durchge¬ führt.

Die Eingangsgröße für den Global-Lambdaregler ist die Regel¬ abweichung LAM_DIF_i(n) , die als Differenz zwischen dem lastabhängig aus dem vorhin genannten Kennfeld entnommenen Sollwert LAM_SOLL(n) und dem Lambdamittelwert LAMMW_IST(n) definiert ist:

LAM_DIF_i(n) = LAM_SOLL(n) - LAMMW_IST_i(n)

Die La bdaregleranteile LAM_P_i und LAM_I_i des Global- Lambdareglers werden wie folgt berechnet:

LAM_P_i(n) = LAM_KPI_FAK(n)*P_FAK_LAM_GR*(T_LS + TN) *LAM_DIF_i(n)

LAM_I_i(n) = LAM_I_i(n-l) + LAM_KPI_FAK(n) * I_FAK_LAM_GR * 2

* TN * LAM_DIF_i(n) mit: LAM_KPI_FAK = Regelverstärkungsfaktor (zB.0-2) P_FAK_LAM_GR = Applizierbare Konstante (zB.0-2) I_FAK_LAM_GR = Applizierbare Konstante (zB.0-2) T_LS = Applizierbare Zeitkonstante (zB.0-0.043)[sec] TN = Segmentdauer [sec]

Die Auswahl des Regelverstärkungsfaktors LAM_KPI_FAK erfolgt in Abhängigkeit einer Totzeit LAM_TOTZ_GR im Lambdaregel- kreis, welche sich aus der KraftStoffvorlagerungsdauer, der Dauer des Ansaug-, Verdichtungs-,Arbeits- und Ausschiebetak- tes sowie der Gaslaufzeit zur jeweiligen Lambdasonde zusam¬ mensetzt. Diese Totzeit LAM_TOTZ_GR wird einem Kennfeld last- und drehzahlabhängig entnommen.

Der Einfluß des Global-Lambdareglers ergibt sich als Summe der Regleranteile LAM_P_i und LAM_I_i:

LAM_GR_i(n) = LAM_P_i(n) + LAM_I_i(n)

Dieser Reglerausgang des Global-Lambdareglers wird vorzugs¬ weise auf ± 25% der Basiseinspritzzeit begrenzt, d.h. -0.25 < LAM_GR_i < 0.25. Der Integralanteil kann zusätzlich auf ±25% der Basiseinspritzzeit begrenzt werden, d.h. -0.25 < LAM_I_i < 0.25.

Zur Identifikation der Einzelzylinderluftzahlen wird ein Gra¬ dientenverfahren verwendet. Dabei wird aus dem Steigungsver¬ halten des Lambdasondensignals nach Ablauf des Ausschiebetak- tes eine qualitative Beurteilung der Einzelzylinderluftzahlen durchgeführt, d.h. es wird festgestellt, ob das Abgas des ak¬ tuellen Zyklus fetter oder magerer ist, als jenes Abgas des vorangegangenen Zyklus.

Diese Identifikation der Einzelzylinderluftzahlen wird im Schaltungsblock 13 (Fig. 1) in folgender Weise durchgeführt:

Die Berechnung der Luftzahlgradienten erfolgt segmentsynchron zylinderselektiv aus den vorliegenden Lambda-Istwerten LAM_IST_i, wobei nur jeder zweite Meßwert je Zylinderbank für die Gradientenberechnung berücksichtigt wird.

Die allgemeine Berechnungsformel lautet:

LAM_GRD_ZYL_X = LAM_IST_i(n) - LAM_IST_i (n-2) (1)

mit x: Zylindernummer 1...6 i: Sondennummer 1,2

Abhängig von der Kurbelwellenzahnnummer, mit welchem die Ab¬ tastung der Sondensignale getriggert wird, ergeben sich fol¬ gende Werte für x und i:

Abtastpunkt nach Gradient für Sonde Zahn Nr. : Zylinder Nr.x Nr.i

15 2 1

35 4 2

55 1 1

75 5 2

95 3 1

115 6 2

Aus dieser Tabelle entnimmt man, daß z.B. der Meßwert von Lambdasonde Nr. 1, dessen Abtastung durch Kurbellenwellenzahn Nr. 15 getriggert wurde, zur Berechnung des Luftzahlgradien¬ ten von Zylinder Nr. 2 verwendet wird.

Die Auswertung der Luftzahlgradienten liefert als Ergebnis sogenannte Zustandsgrößen:

LAM ZST ZYL i mit i = 1,2

Wird das Abgas eines Zylinders als zu fett detektiert, wird die Zustandsgröße LAM_ZST_ZYL_i = 0 gesetzt, ist das Abgas eines Zylinders zu mager, wird die Zustandsgröße LAM_ZST_ZYL_i = 1 gesetzt.

Zur Unterdrückung von Störungen, die insbesondere bei kleinen Luftzahlgradienten zu Fehldetektionen führen können, wird eine Hysterese LAM_ZST_HYS eingeführt, deren Weite applizier- bar ist.

In Figur 4 ist diese Hysterese graphisch dargestellt. Liegt der anhand der Formel (1) berechnete Luftzahlgradient LAM_GRD_ZYL_x innerhalb des Bereiches ± LAM_ZST_HYS, so ist das Ergebnis der Gradientenauswertung vom vorangegangenen Zu¬ stand im betreffenden Abgasstrang abhängig. Um das Verfahren einfacher zu gestalten, werden zwei weitere Zustandsgrößen VOR_ZST 1, VOR ZST 2 eingeführt.

Die Zustandsgröße VOR_ZST 1 speichert dabei den vorangegange¬ nen Zustand im Abgasstrang der ersten Zylinderbank mit der Sonde 1, die Zustandsgröße VOR_ZST 2 den vorangegangenen Zu¬ stand im Abgasstrang der zweiten Zylinderbank mit der Sonde 2. Abhängig von den Werten dieser Zustandsgrößen VOR_ZST 1,2 ergibt sich ein Ablauf zur Festlegung der Werte (1 oder 0) für LAM_ZST_1,2, wie er in Figur 5 dargestellt ist.

In einem ersten Schritt Sl wird abgefragt, ob die Zustands- große VOR_ZST_i = 0 ist. Ist das Ergebnis dieser Abfrage po¬ sitiv, so wird im Schritt S2 geprüft, ob der mit Hilfe der Formel (1) berechnete Wert des Luftzahlgradienten LAM_GRD_ZYL_x kleiner ist als der Hysteresewert +LAM_ZST_HYS. Ist dies der Fall, so wird die Zustandsgröße LAM_ZST_i = 0 gesetzt (Schritt S3) , andernfalls wird LAM_ZST_i = 1 gesetzt (Schritt S4) .

Ergibt die Abfrage in Schritt Sl ein negatives Ergebnis, so wird im Schritt S5 geprüft, ob der Wert des Luftzahlgradien- ten LAM_GRD_ZYL_x kleiner ist als der Hysteresewert -

LAM_ZST_HYS. Ist dies der Fall, so wird die Zustandsgröße LAM_ZST_i = 0 gesetzt (Schritt S6) , andernfalls wird LAM_ZST_i = 1 gesetzt (Schritt S7) .

Diese Zustandsgrößen LAM_ZST_i werden zur Regelung der Ein¬ zelzylinderluftzahlen herangezogen. Sie dienen als Eingangs¬ größen für einen Einzelzylinder-Lambdaregler (Schaltungsblock 15 in Fig.l), der als Proportional-Integralregler (PI-Regler) ausgebildet ist.

Die Schaltungsblöcke 11-15 in Fig. 1 sind vorzugsweise in eine an sich bekannte elektronische Steuerungseinrichtung 16 inte¬ griert, wie sie in modernen Kraftfahrzeugen ohnehin zur Steue¬ rung und Regelung der verschiedensten Betriebsparameter wie z.B. Einspritzzeitberechnung, Zündungsregelung, Diagnose usw. eingesetzt wird. Auch die im Rahmen der Beschreibung erwähnten

Kennfelder sind in Speichern der Steuerungseinrichtung 16 ab¬ gelegt.

Die Berechnung der Regleranteile - Proportionalanteil LAM_P_EZ_x und Integralanteil LAM_I_EZ_x - des Einzelzylinder- Lambdareglers erfolgt abhängig vom Wert (1 oder 0) , den die die Zustandsgröße LAM_ZST_i aufweist:

1. Fall: LAM_ZST_i = 0 (Abgas eines Zylinders ist zu fett)

LAM_P_EZ_x(n) = -LAM_P_EZ(n)

LAM_I_EZ_x(n) = LAM__I_EZ_x(n-1) - LAM_I_EZ(n)

- LAMMW_I_EZ_i(n)

2. Fall:

LAM_ZST_i = 1 (Abgas eines Zylinders ist zu mager)

LAM_P_EZ_x(n) = LAM_P_EZ(n) LAM_I_EZ_x(n) = LAM_I_EZ_x(n-l) + LAM_I_EZ(n)

- LAMMW_I_EZ_i(n)

Die Berechnung des Mittelwertes der I-Anteile der Zylinder einer Zylinderbank LAMMW_I_EZ_i erfolgt segmentsynchron ab- wechselnd mit i=l bzw i=2 wie folgt:

LAM_I_SUM_EZ_i(n+l) = LAM_I_SUM_EZ_I(n) - LAM_I_EZ_i(n-2)

+ LAM_I_EZ_x(n)

Der Wert LAM_I_EZ_x(n) wird in einen Speicher LAM_I_EZ_i ein¬ getragen.

LAM I EZ i n-2 n-1 n

LAMMW_I_EZ_i(n+l) = LAM_I_SUM_EZ_i(n+1)/3

Die Werte LAM_P_EZ und LAM_I_EZ sind jeweils in einem Kennfeld abgelegt, die über der Lastgröße LM und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aufgespannt sind.

Der Integrations-Anteil LAM_I_EZ_x des Einzelzylinder-Lambda- reglers wird beispielsweise auf ±10% der Basiseinspritzzeit TI_B begrenzt, d.h. -0.1 < LAM_I_EZ_x < 0.1.

Bei der Berechnung der zylinderindividuellen Einspritzzeit TI_x wird die Ausgangsgröße des Global-Lambdareglers und die Ausgangsgröße des Einzelzylinder-Lambdareglers berücksichtigt:

TI_x = TI_B * (1 + TI_LAM_x) mit

TI_LAM_x - LAM_GR_i + LAM_P_EZ_x + LAM_I_EZ_x

für x = 1,2,3: i = l für x = 4,5,6: i = 2

Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels erläu¬ tert, bei dem die Brennkraftmaschine 6 Zylinder aufweist und jeweils 3 Zylinder zu einer Gruppe (Zylinderbank ZBl, ZB2) zusammengefaßt sind. Jeder Gruppe oder Zylinderbank ist dabei ein, eine lineare Lambdasonde enthaltender Abgasstrang zuge- ordnet.

Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, beispielsweise bei einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine einen einzigen Abgas¬ strang vorzusehen, in dem eine einzige lineare Lambdasonde angeordnet ist oder bei einer 8-Zylinder-Brennkraftmaschine 2 Gruppen zu je 4 Zylinder zu bilden oder bei einer 12 Zylinder- Brennkraftmaschine 3 Gruppen zu je 4 Zylinder bzw. 4 Gruppen zu je 3 Zylinder zu bilden. Entsprechend der Anzahl der Grup¬ pen sind dann die Anzahl der Abgasstränge und damit die Anzahl der linearen Lambdasonden bestimmt.