DE10000871A1 - Verfahren zur Eingangssignalkorrektur und zur Zylindergleichstellung an einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Abstract

Das Verfahren dient zur Eingangssignalkorrektur einer Aussetzererkennungsfunktion und zur Zylindergleichstellung an einem Verbrennungsmotor insbesondere eines Fahrzeugs. Hierbei ist vorgesehen, dass eine Steuerung zur Eingangssignalkorrektur (10) und eine Steuerung zur Zylindergleichstellung (11) alternativ mittels einer Alternativschaltungseinheit (12) aktiviert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eingangs­ signalkorrektur einer Aussetzererkennungsfunktion und zur Zylindergleichstellung an einem Verbren­ nungsmotor insbesondere eines Fahrzeugs, entspre­ chend dem einleitenden Teil des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Verfahren zur Verbrennungsaussetzererkennung mit­ tels Feststellen einer Laufunruhe gegebenenfalls unter Berücksichtigung von gefilterten Laufunruhe­ werten sind bekannt. Ebenso gehören Verfahren zur Verbesserung der Qualität der Verbrennungsausset­ zererkennung beispielsweise mittels Geberradadap­ tionen oder allgemeinen Adaptionen zum Stand der Technik. Eine derartige Optimierung der Verbren­ nungsaussetzererkennung ist unter der Bezeichnung "Fuel-On-Adaption" bekannt. Die Fuel-On-Adaption basiert auf Laufunruhewerten oder Segmentzeiten des Verbrennungsmotors und lernt Geberradfehler und Mo­ mentenunterschiede zwischen den einzelnen Zylindern während des Betriebs des Verbrennungsmotors. Beim Lernen der Geberradfehler und der Momentenunter­ schiede werden von der Fuel-On-Adaption Korrekturwerte gebildet, mit denen die momentan vorliegenden Segmentzeiten beziehungsweise die Laufunruhewerte korrigiert werden. Dabei werden ausschließlich die Eingangssignale einer Aussetzererkennungsfunktion verändert. Eine Korrektur mittels der Fuel-On- Adaption hat keine Rückwirkungen auf den Verbren­ nungsmotor, wie dies zum Beispiel in Form einer Mo­ mentenkorrektur durch eine in geeigneter Weise ver­ größerte Einspritzmenge an Kraftstoff erfolgen kann.

Eine Zylindergleichstellung dient in Benzin-Direkt- Einspritz-Systemen dazu, Momentenunterschiede ein­ zelner Zylinder während des Betriebs eines Verbren­ nungsmotors auszugleichen. Derartige Momentenunter­ schiede unter den einzelnen Zylindern können bei­ spielsweise aufgrund von vorliegenden Exemplar­ streuungen von Einspritzventilen (nicht zu vermei­ dende Fertigungsungenauigkeiten) oder bei Ventil­ verkokungen auftreten. Eine Steuerung zur Zylinder­ gleichstellung ermittelt die Momentenabweichungen unter den einzelnen Zylindern auf Basis von Laufun­ ruhewerten während des Betriebs des Verbrennungsmo­ tors. Die Zylindermomente werden vorzugsweise in einem Schichtbetrieb mittels Anpassung der zylin­ derindividuellen Einspritzmenge an Kraftstoff in Form einer dynamischen Regelung gleichgestellt. Die Zylindergleichstellung dient zur zylinderindividu­ ellen Korrektur der Einspritzzeiten in Abhängigkeit der jeweils sich einstellenden Zylindermomente, wo­ bei die korrigierten Einspritzzeiten wiederum einen Einfluss auf das Zylindermoment haben. Es liegt so­ mit eine Rückwirkung der Einspritzzeiten auf das Zylindermoment vor, so dass Momentenunterschiede unter den Zylindern mittels der Steuerung zur Zy­ lindergleichstellung auf den Wert Null regelbar sind.

Nachteilhafterweise ist eine einwandfreie Funktion der Fuel-On-Adaption und somit eine zuverlässige Aussetzererkennung während des Betriebs des Ver­ brennungsmotors nicht sichergestellt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine Steuerung zur Eingangssignal­ korrektur und eine Steuerung zur Zylindergleich­ stellung alternativ aktiviert werden. Hierdurch wird gewährleistet, dass die aktivierte Steuerung zur Eingangssignalkorrektur (Fuel-On-Adaption) nicht durch gleichzeitige Aktivierung der Steuerung zur Zylindergleichstellung störend beeinflusst wird. Eine derartige Störung der Steuerung zur Fuel-On-Adaption ist insbesondere darauf zurückzu­ führen, dass eine Korrektur der Eingangssignale von Aussetzererkennungsfunktionen auch auf Basis der Zylindermomente erfolgt, welche ihrerseits wiederum mittels der Zylindergleichstellung korrigiert wer­ den. Die Zylindergleichstellung beeinflusst somit durch das Ausgleichen von Momentenunterschieden zwischen einzelnen Zylindern mittels zylinderindi­ vidueller Korrektur der Einspritzzeiten die Fuel- On-Adaption, da Letztere unter anderem auf Basis der Zylindermomente die Eingangssignale von Ausset­ zererkennungsfunktionen korrigiert. Durch die al­ ternative Aktivierung der Steuerung zur Eingangs­ signalkorrektur und der Steuerung zur Zylindergleichstellung wird eine zuverlässige Aussetzerer­ kennung und gleichzeitig eine effektive Zylinder­ gleichstellung während des Betriebs des Verbren­ nungsmotors gewährleistet, da die Steuerung zur Fuel-On-Adaption lediglich zu einem Zeitpunkt akti­ viert sein kann, an welchem die Steuerung zur Zy­ lindergleichstellung nicht aktiviert ist, und umge­ kehrt.

Mit Vorteil wird eine zur Zylindergleichstellung sich einstellende Zylindermomentenkorrektur von der aktivierten Eingangssignalkorrektursteuerung be­ rücksichtigt. Aufgrund der alternativen Aktivierung der zwei Steuerungen ist bei aktivierter Eingangs­ signalkorrektursteuerung in zuverlässiger Weise ei­ ne Erfassung und Berücksichtigung einer Zylindermo­ mentenkorrektur, welche durch die zuvor aktivierte Zylindergleichstellungssteuerung zur Zylinder­ gleichstellung eingeleitet wurde, gewährleistet.

Gemäß einer ersten Ausführungsvariante werden die Zylindermomentenkorrekturwerte von der Eingangssig­ nalkorrektursteuerung in entsprechende Eingangssig­ nalkorrekturwerte eingerechnet. Hierdurch wird mit­ tels einer direkten und zeitnahen Verrechnung der Zylindermomentenkorrekturwerte mit den Eingangssig­ nalkorrekturwerten eine kontinuierlich angepasste Eingangssignalkorrektur während der Aktivierung der entsprechenden Steuerung erhalten.

Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante wird der jeweilige Zylindermomentenkorrekturwert bei akti­ vierter Eingangssignalkorrektursteuerung solange konstant gehalten, bis die Differenz zwischen einem vorgegebenen Sollwert und einem Istwert der Zylin­ dermomentenkorrektur einen festlegbaren Schwellwert übersteigt, woraufhin ein neuer konstanter Istwert auf den vorgegebenen Sollwert eingestellt und die Eingangssignalkorrektursteuerung resetiert wird. Dabei wird für den Istwert der Zylindermomentenwert des jeweils schlechtesten Zylinders herangezogen, wobei der Sollwert als neuer konstanter Istwert für alle Zylinder eingestellt wird. Aufgrund des Resets der Eingangssignalkorrektursteuerung (Fuel-On-Adap­ tion) wird selbige auf neutrale Startwerte zurück­ gesetzt. Somit startet die Fuel-On-Adaption das Lernen von neutralen Startwerten ausgehend. Nach dem Reset der Fuel-On-Adaption werden die Schwellen einer Aussetzererkennung erhöht und erst wieder nach fortgeschrittener Fuel-On-Adaption herunterge­ setzt.

Vorteilhafterweise stellt die Zylindergleichstel­ lungssteuerung zylinderindividuell in Abhängigkeit des jeweils sich einstellenden Zylindermoments nach einer Verbrennung die Einspritzzeit wenigstens für die folgende Verbrennung ein. In dieser Weise wird eine zuverlässige und effektive Zylindergleichstel­ lung während des Betriebs des Verbrennungsmotors geleistet.

Mit Vorteil bildet die Eingangskorrektur zylinder­ individuell in Abhängigkeit des Grads der Laufun­ ruhe und/oder der Segmentzeit Korrekturwerte zur Einstellung von Eingangssignalen wenigstens einer Aussetzererkennungsfunktion. Hierdurch wird in zu­ verlässiger Weise die Qualität der Verbrennungsaussetzererkennung verbessert beziehungsweise opti­ miert.

Vorzugsweise erfolgt die Aktivierung der Eingangs­ signalkorrektursteuerung und der Zylindergleich­ stellungssteuerung mittels einer Alternativschal­ tungseinheit. Eine Alternativschaltungseinheit er­ laubt in zuverlässiger, schneller und automatischer Weise eine alternative Aktivierung der Steuerung zur Eingangssignalkorrektur und der Steuerung zur Zylindergleichstellung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in einer Ausfüh­ rungsvariante anhand einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 als einzige Figur ein Blockschaltbild zur Aussetzererkennung und zur Zylindergleichstellung an einem Zylinder eines Verbrennungsmotors.

Beschreibung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine Eingangssig­ nalkorrektursteuerung 10 und eine Zylindergleich­ stellungssteuerung 11 dargestellt, welche operativ mit einem Zylinder 14 eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) verbunden sind. Eine Alterna­ tivschaltungseinheit 12 ist mittels entsprechenden und als Doppelpfeile 17, 18 dargestellten Steuer­ leitungen derart mit der Eingangssignalkorrektursteuerung 10 und der Zylindergleichstellungssteue­ rung 11 operativ verbunden, dass entweder die Steu­ erung 10 oder die Steuerung 11 aktiviert werden kann, jedoch nicht beide Steuerungen 10, 11 gleich­ zeitig.

Die Zylindergleichstellungssteuerung 11 ist mittels einer als Pfeil 20 dargestellten Steuerleitung mit einer Einspritzzeitsteuerungseinheit 13 operativ verbunden, welche ihrerseits durch eine als Pfeil 22 dargestellte Steuerleitung die Einspritzzeit we­ nigstens für die nächstfolgende Verbrennung in dem Zylinder 14 einstellen beziehungsweise an die je­ weilige Betriebssituation des Verbrennungsmotors anpassen kann. Vom Zylinder 14 führt eine als Pfeil 23 dargestellte Datenübertragungsleitung zu einer Momentenerfassungseinheit 15, welche mittels der als Pfeil 25 dargestellten Datenübertragungsleitung mit der Zylindergleichstellungssteuerung 11 verbun­ den ist. Die Einspritzsteuerungseinheit 13, der Zy­ linder 14 und die Momentenerfassungseinheit 15 sind somit mittels der Leitungen 20, 22, 23 und 25 als geschlossener Regelkreis mit der Zylindergleich­ stellungssteuerung 11 operativ verbunden.

Die Eingangssignalkorrektursteuerung 10, welche auch als "Fuel-On-Adaption" bezeichnet wird, ist mittels einer als Pfeil 19 dargestellten Datenüber­ tragungsleitung mit einer Aussetzererkennungsfunk­ tionseinheit 16 verbunden, welche ihrerseits mit­ tels einer als Pfeil 21 dargestellten Verbindung mit dem Zylinder 14 in operativem Wirkkontakt steht. Von der Momentenerfassungseinheit 15 und dem Zylinder 14 führt jeweils eine als Pfeil 24, 26 dargestellte Datenübertragungsleitung zur Eingangs­ signalkorrektursteuerung 10.

In Fig. 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich ein einziger Zylinder 14 eines Verbren­ nungsmotors schematisch dargestellt. Der nicht dar­ gestellte Verbrennungsmotor weist jedoch normaler­ weise eine Mehrzahl von Zylindern auf, welche je­ weils mit der Eingangssignalkorrektursteuerung 10 und der Zylindergleichstellungssteuerung 11 gemäß Fig. 1 in operativem Wirkkontakt stehen. Die sche­ matische Darstellung entsprechend Fig. 1 kann so­ mit auch auf alle weiteren Zylinder eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors übertragen werden.

Aufgrund der Alternativschaltungseinheit 12 werden die Steuerung zur Eingangssignalkorrektur 10 und die Steuerung zur Zylindergleichstellung 11 alter­ nativ aktiviert. Die Zylindergleichstellung 11 stellt in Abhängigkeit des jeweils sich einstellen­ den Zylindermoments nach einer Verbrennung die Ein­ spritzzeit wenigstens für die folgende Verbrennung im Zylinder 14 mittels der Einspritzzeitsteuerungs­ einheit 13 ein. Die Eingangssignalkorrektursteue­ rung 10 bildet zylinderindividuell in Abhängigkeit des Grads der Laufunruhe und/oder der Segmentzeit, wobei entsprechende Daten mittels der Datenübertra­ gungsleitungen gemäss den Pfeile 24, 26 an die Ein­ gangssignalkorrektursteuerung 10 übertragen werden, Korrekturwerte zur Einstellung von Eingangssignalen für die Aussetzererkennungsfunktionseinheit 16. So­ wohl an die Eingangssignalkorrektursteuerung 10 als auch an die Zylindergleichstellungssteuerung 11 werden somit mittels Datenübertragungsleitungen gemäss den Pfeile 24, 25 Daten in Bezug auf das sich jeweils nach einer Verbrennung im Zylinder 14 ein­ stellende Zylindermoment beziehungsweise dessen Än­ derungen übertragen. Dabei korrigiert die Zylindergleich­ stellungssteuerung 11 auf Basis der Zylindermomente die zylinderindividuellen Einspritzzeiten, welche wiederum einen Einfluss auf die Zylindermomente der jeweils nachfolgenden Verbrennung ausüben. Die Zy­ lindergleichstellungssteuerung 11 ist aufgrund des Regelkreises geeignet, eventuell sich einstellende Momentenunterschiede zwischen den einzelnen Zylin­ dern des Verbrennungsmotors auf den Wert Null zu regeln. Auch die Eingangssignalkorrektursteuerung 10 berücksichtigt die jeweiligen Werte der Zylin­ dermomente, welche mittels der als Pfeil 24 darge­ stellten Datenübertragungsleitung von der Momenten­ erfassungseinheit 15 an selbige übertragen werden, wobei zusätzlich oder als Alternative die Segment­ zeit zur Bildung von Eingangssignalkorrekturwerten berücksichtigt werden kann.

Aufgrund der operativen Einbindung der Alternativ­ schaltungseinheit 12 zur alternativen Aktivierung der beiden Steuerungen 10, 11 ist es möglich, dass eine zur Zylindergleichstellung sich einstellende Zylindermomentenkorrektur von der aktivierten Ein­ gangssignalkorrektursteuerung 10 in zuverlässiger Weise berücksichtigt wird. Dabei können die Zylin­ dermomentenkorrekturwerte von der Eingangssignal­ korrektursteuerung 10 direkt in entsprechende Ein­ gangssignalkorrekturwerte eingerechnet werden, so­ fern die Steuerung 10 aktiviert ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante kann der jeweilige Zylindermomentenkorrekturwert bei aktivierter Ein­ gangssignalkorrektursteuerung 10 auch solange kon­ stant gehalten werden, bis die Differenz zwischen einem vorgegebenen Sollwert und einem Istwert der Zylindermomentenkorrektur einen festlegbaren Schwellwert übersteigt, woraufhin ein neuer kon­ stanter Istwert auf den vorgegebenen Sollwert ein­ gestellt und die Eingangssignalkorrektursteuerung 10 resetiert wird.

Die Eingangssignalkorrektursteuerung 10 und die Zy­ lindergleichstellungssteuerung 11 sind hinsichtlich ihres funktionellen und konstruktiven Aufbaus an sich bekannt und werden deshalb hier nicht weiter im Detail beschrieben.

Claims (7)

1. Verfahren zur Eingangssignalkorrektur einer Aus­ setzererkennungsfunktion und zur Zylindergleich­ stellung an einem Verbrennungsmotor insbesondere eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung zur Eingangssignalkorrektur (10) und eine Steuerung zur Zylindergleichstellung (11) alterna­ tiv aktiviert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass eine zur Zylindergleichstellung sich ein­ stellende Zylindermomentenkorrektur von der akti­ vierten Eingangssignalkorrektursteuerung (10) be­ rücksichtigt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindermo­ mentenkorrekturwerte von der Eingangssignalkorrek­ tursteuerung (10) in entsprechende Eingangssignal­ korrekturwerte eingerechnet werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Zy­ lindermomentenkorrekturwert bei aktivierter Ein­ gangssignalkorrektursteuerung (10) solange konstant gehalten wird, bis die Differenz zwischen einem vorgegebenen Sollwert und einem Istwert der Zylin­ dermomentenkorrektur einen festlegbaren Schwellwert übersteigt, woraufhin ein neuer konstanter Istwert auf den vorgegebenen Sollwert eingestellt wird und die Eingangssignalkorrektursteuerung (10) resetiert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder­ gleichstellungssteuerung (11) zylinderindividuell in Abhängigkeit des jeweils sich einstellenden Zy­ lindermoments nach einer Verbrennung die Einspritz­ zeit wenigstens für die folgende Verbrennung ein­ stellt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangskor­ rektur zylinderindividuell in Abhängigkeit des Grads der Laufunruhe und/oder der Segmentzeit Kor­ rekturwerte bildet zur Einstellung von Eingangssig­ nalen wenigstens einer Aussetzererkennungsfunktion.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung der Eingangssignalkorrektursteuerung (10) und der Zylindergleichstellungssteuerung (11) mittels einer Alternativschaltungseinheit (12) erfolgt.