DE102004048008A1

DE102004048008A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004048008A1
Application number: DE102004048008A
Authority: DE
Inventors: Andreas Pfaeffle; Marco Gangi; Gerit Von Schwertfuehrer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-04-06
Also published as: EP1797308A1; US7500465B2; JP2008514857A; US20080103673A1; WO2006037690A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), bei dem Kraftstoff in mindestens zwei Teileinspritzmengen in einen Brennraum (4) eines Zylinders (3) der Brennkraftmaschine (1) eingespritzt wird und bei dem ein von der Brennkraftmaschine (1) abgegebenes Istdrehmoment aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird, wobei dieses Istdrehmoment mit einem zulässigen Drehmoment verglichen wird und eine Fehlerreaktion eingeleitet wird, wenn das Istdrehmoment in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem zulässigen Drehmoment steht. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist bei der Ermittlung des Istdrehmoments eine Berücksichtigung eines Momentenwirkungsgrads (eta_M) der jeweiligen Teileinspritzung vorgesehen, wodurch eine genauere Überwachung des Istdrehmoments ermöglicht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff in mindestens zwei Teileinspritzungen in einen Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, und bei dem ein von der Brennkraftmaschine abgegebenes Istdrehmoment aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt wird, wobei dieses Istdrehmoment mit einem zulässigen Drehmoment verglichen wird und eine Fehlerreaktion eingeleitet wird, wenn das Istdrehmoment in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem zulässigen Drehmoment steht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine sowie ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Computerprogramm für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine.

Herkömmliche Betriebsverfahren der eingangs genannten Art weisen den Nachteil auf, dass eine Ermittlung des Istdrehmoments der Brennkraftmaschine insbesondere bei Betriebsarten der Brennkraftmaschine, in denen Teileinspritzungen vorgenommen werden, nur mit geringer Genauigkeit möglich ist.

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Betriebsverfahren sowie eine Brennkraftmaschine und ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine und darüber hinaus auch ein Computerprogramm für ein derartiges Steuergerät so weiterzubilden, dass eine genauere Ermittlung des Istdrehmoments möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei dem vorstehend genannten Betriebsverfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei der Ermittlung des Istdrehmoments ein Momentenwirkungsgrad der jeweiligen Teileinspritzung berücksichtigt wird.

Dadurch wird der Tatsache Rechnung getragen, dass nicht jede Teileinspritzung denselben Beitrag zu einem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Istdrehmoment leistet. Vielmehr hängt der jeweilige Drehmomentbeitrag einer Teileinspritzung von einer Mehrzahl von Parametern ab.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Momentenwirkungsgrad in Abhängigkeit einer Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Momentenwirkungsgrad in Abhängigkeit eines Kurbelwinkels und/oder eines Ansteuerbeginnwinkels der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Durch die Berücksichtigung des Kurbelwinkels bzw. des Ansteuerbeginnwinkels wird der Einfluss einer zeitlichen Beziehung zwischen der betreffenden Teileinspritzung und dem Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine auf den Momentenwirkungsgrad modelliert. Dabei gibt der Ansteuerbeginnwinkel an, zu welchem Kurbelwinkel, d.h. bei welcher Zeit, bezogen auf den Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine, eine Ansteuerung eines Stellgliedes beginnt, welches die Teileinspritzung bewirkt.

Darüber hinaus ist bei einer anderen sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, den Momentenwirkungsgrad in Abhängigkeit einer der jeweiligen Teileinspritzung entsprechenden Teileinspritzmenge zu ermitteln.

Besonders vorteilhaft ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch eine Ermittlung des Momentenwirkungsgrads in Abhängigkeit einer Zeitdifferenz zwischen verschiedenen Teileinspritzungen, wodurch u.a. eine Vorwärmung des Brennraums durch vorangehende Verbrennungen und eine damit einhergehende verbesserte Zündfähigkeit berücksichtigt werden kann.

Ganz besonders vorteilhaft wird der Momentenwirkungsgrad bei einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit einer Zeitdifferenz zwischen einer Haupteinspritzung und einer anderen Teileinspritzung ermittelt.

Hierbei wird unter einer Haupteinspritzung diejenige von mehreren Teileinspritzungen verstanden, welche in der Regel bei gleicher Einspritzmenge den größten Momentenbeitrag zu dem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Istdrehmoment liefert. Neben der Haupteinspritzung wird in der nachfolgenden Beschreibung noch zwischen sogenannten Voreinspritzungen und sogenannten Nacheinspritzungen unterschieden, wobei mit Voreinspritzung diejenigen Teileinspritzungen bezeichnet werden, die zeitlich vor der Haupteinspritzung erfolgen, und wobei mit Nacheinspritzungen diejenigen Teileinspritzungen bezeichnet werden, welche zeitlich nach der Haupteinspritzung erfolgen.

Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Momentenwirkungsgrad in Abhängigkeit eines zeitlichen Verlaufs einer Verbrennung ermittelt wird. Falls weitere Daten über einen Verlauf der Verbrennung verfügbar bzw. ermittelbar sind, können diese erfindungsgemäß vorteilhaft zur genaueren Ermittlung des Momentenwirkungsgrads herangezogen werden. Bei solchen Daten kann es sich beispielsweise um einen zeitlichen Druck- bzw. Temperaturverlauf im Brennraum handeln.

Es ist einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zufolge auch möglich, den Momentenwirkungsgrad in Abhängigkeit einer Ansauglufttemperatur und/oder eines Luftdrucks und/oder von Signalen eines Klopfsensors und/oder von weiteren Sensorsignalen und/oder Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine zu ermitteln.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Momentenwirkungsgrad oder auch eine daraus abgeleitete Größe additiv und/oder multiplikativ und/oder über ein Kennfeld mit einer der jeweiligen Teileinspritzung entsprechenden Teileinspritzmenge verknüpft.

Ferner ist bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass ermittelte Werte des Momentenwirkungsgrads gespeichert und/oder wiederverwendet werden, wobei auch denkbar ist, ein verschiedene Werte des Momentenwirkungsgrads enthaltendes Kennfeld mit den ermittelten Werten des Momentenwirkungsgrads aufzubauen bzw. zu ergänzen und/oder abzugleichen.

Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Ermittlung des Istdrehmoments eine virtuelle Gesamtkraftstoffmenge, vorzugsweise in Abhängigkeit des Momentenwirkungsgrads, ermittelt. Diese virtuelle Gesamtkraftstoffmenge stellt diejenige Kraftstoffmenge dar, welche anstelle der mehreren Teileinspritzungen bei einer einzelnen Haupteinspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden müsste, um dasselbe Drehmoment zu bewirken wie die der Berechnung der virtuellen Gesamtkraftstoffmenge zugrunde liegenden Teileinspritzungen.

Die virtuelle Gesamtkraftstoffmenge erlaubt somit eine rechnerisch einfache Zusammenfassung vielfältiger Faktoren, die das Istdrehmoment der Brennkraftmaschine beeinflussen können und damit auch eine effiziente Verarbeitung bspw. in einem Steuergerät.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine plausibilisiert, wobei der Betriebspunkt vorzugsweise mindestens durch eine virtuelle Gesamtkraftstoffmenge und/oder eine Drehzahl der Brennkraftmaschine definiert ist.

Eine derartige erfindungsgemäße Plausibilisierung ist dann vorteilhaft, wenn in dem zur Ermittlung des Istdrehmoments vorgesehenen Steuergerät keine Kennfelder oder dergleichen vorliegen, welche direkt den vorstehend beschriebenen Zusammenhang zwischen z.B. einer Drehzahl der Brennkraftmaschine, einem Ansteuerbeginnwinkels usw. und dem Momentenwirkungsgrad enthalten. Beispielsweise sind vielmehr verschiedene Kennfelder vorhanden, die u.a. auch von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine abhängen. In diesem Fall kann der Momentenwirkungsgrad nicht direkt berechnet werden wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Es ist zwar möglich, für die Ermittlung des Istdrehmoments auf Werte der Betriebsgrößen zurückzugreifen, die in einer Ansteuerung der Brennkraftmaschine verwendet werden, aber diese Werte dürfen insbesondere für die erfindungsgemäße Ermittlung des Istdrehmoments, welche einer Überwachung der Brennkraftmaschine dienen kann, nicht ohne Validierung aus der Ansteuerung übernommen werden.

Daher ist beispielsweise auf Basis ermittelter Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und mithilfe der Werte aus der Ansteuerung unter gleichzeitiger Anwendung der erfindungsgemäßen Plausibilisierung eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine die Verwendung vorhandener Kennfelder möglich. Sobald mittels der erfindungsgemäßen Plausibilisierung ein entsprechender Betriebspunkt plausibilisiert worden ist, kann mit den vorhandenen Kennfeldern z.B. der Momentenwirkungsgrad berechnet werden oder auch eine Kraftstoff-Korrekturmenge, die dem Momentenwirkungsgrad entspricht.

Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilisierung des Betriebspunkts in Abhängigkeit einer Betriebsart der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.

Eine solche Betriebsart ist beispielsweise der sog. Regenerationsbetrieb, bei dem u.a. durch mindestens eine Nacheinspritzung eine möglichst hohe Abgastemperatur eingestellt wird, um einen im Abgasstrang der Brennkraftmaschine befindlichen Partikelfilter durch Abbrennen von darin angesammelten Rußpartikeln zu regenerieren.

Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass Kriterien für die Plausibilisierung in Abhängigkeit der Betriebsart gewählt werden.

Bei einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass bei einer Betriebsart der Brennkraftmaschine ohne Nacheinspritzungen eine aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelte Einspritzdauer einer Nacheinspritzung auf das Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwerts überwacht wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine auf einem Fehler beispielsweise in der Ansteuerung der Brennkraftmaschine beruhende unerwünschte Nacheinspritzung erkannt wird.

Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine in einer Betriebsart mit mindestens einer Nacheinspritzung betrieben wird, insbesondere in einer Regenerationsbetriebsart zur Regeneration eines Partikelfilters in einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine.

Einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung entsprechend wird die Brennkraftmaschine in einer Betriebsart mit mindestens einer Voreinspritzung betrieben.

Eine andere sehr vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens sieht vor, dass die Brennkraftmaschine in einer Betriebsart betrieben wird, in der ein von der Brennkraftmaschine abgegebenes Drehmoment durch eine Veränderung einer Luftmenge einstellbar ist. Die Veränderung der Luftmenge kann beispielsweise durch eine Drosselklappe in einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine bewirkt werden.

Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelte Einspritzparameter, insbesondere ein Einspritzstartzeitpunkt und eine Einspritzdauer, auf Übereinstimmung mit in einer Ansteuerung der Brennkraftmaschine ermittelten Soll-Einspritzparametern überwacht werden.

Noch eine weitere Variante der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Einfluss einer Lambda-Regelung, vorzugsweise auf das Überschreiten eines vorgebbaren Grenzwerts, überwacht wird. Die Lambda-Regelung ist bei der Brennkraftmaschine dazu vorgesehen, ein bestimmtes Luft-/Kraftstoff-Verhältnis einzustellen, um einen besonders schadstoffarmen und zuverlässigen Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. Die Lambda-Regelung wirkt sich im Rahmen der Ansteuerung der Brennkraftmaschine üblicherweise dadurch aus, dass ein Sollwert für eine einzuspritzende Kraftstoffmenge um einen entsprechenden, von der Lambda-Regelung abhängigen Wert, geändert wird. Falls der Wert für die aufgrund der Lambda-Regelung zu korrigierende Kraftstoffmenge einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet, wird z.B. eine Fehlerreaktion eingeleitet.

Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, vorzugsweise nach Ablauf einer Filterzeit, eine Fehlerreaktion eingeleitet, wenn die Plausibilisierung fehlschlägt.

Eine andere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass, vorzugsweise während der Filterzeit, ein maximal möglicher Momentenwirkungsgrad angenommen wird. Während der Filterzeit kann nämlich noch nicht abschließend von einem Fehler ausgegangen werden; andererseits ist es möglich, dass tatsächlich ein Fehler vorliegt, so dass in diesem Fall im Steuergerät ermittelte Momentenwirkungsgrade möglicherweise falsch sein könnten.

Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der maximal mögliche Momentenwirkungsgrad aus einer Ansteuerung der Brennkraftmaschine erhalten wird, so dass bei der Ermittlung dieses maximal möglichen Momentenwirkungsgrades die in der Ansteuerung bereits vorliegenden Größen verwendet werden können.

Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Steuergerät gemäß Anspruch 26 sowie eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 28 vorgesehen.

Von besonderer Bedeutung ist auch die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms nach Anspruch 24, wobei das Computerprogramm Programmcode aufweist, der dazu geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird. Weiterhin kann der Programmcode auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein, beispielsweise auf einem sogenannten Flash-Memory. In diesen Fällen wird also die Erfindung durch das Computerprogramm realisiert, so dass dieses Computerprogramm in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm geeignet ist.

Zeichnung
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind.
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
2 zeigt ein Funktionsdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
3 zeigt ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslassventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragt ein Einspritzventil 9 in den Brennraum 4, über das Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden kann. In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase dient.
Das Einspritzventil 9 ist über eine Druckleitung mit einem Kraftstoffspeicher 13 verbunden. In entsprechender Weise sind auch die Einspritzventile der anderen Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit dem Kraftstoffspeicher 13 verbunden. Der Kraftstoffspeicher 13 wird über eine Zuführleitung mit Kraftstoff versorgt. Hierzu ist eine vorzugsweise mechanische Kraftstoffpumpe vorgesehen, die dazu geeignet ist, den erwünschten Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 aufzubauen.
Weiterhin ist an dem Kraftstoffspeicher 13 ein Drucksensor 14 angeordnet, mit dem der Druck in dem Kraftstoffspeicher 13 messbar ist. Bei diesem Druck handelt es sich um denjenigen Druck, der auf den Kraftstoff ausgeübt wird, und mit dem deshalb der Kraftstoff über das Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 13 gefördert. Dieser Kraftstoff wird über die Einspritzventile 9 der einzelnen Zylinder 3 in die zugehörigen Brennräume 4 eingespritzt. Durch Verbrennung des in den Brennräumen 4 vorherrschenden Luft- /Kraftstoffgemischs werden die Kolben 2 in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden. Diese Bewegungen werden auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle übertragen und üben auf diese ein Drehmoment aus.
Ein Steuergerät 15 ist von Eingangssignalen 16 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Drucksensor 14, einem Luftmassensensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät 15 mit einem Fahrpedalsensor verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 15 erzeugt Ausgangssignale 17, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Einspritzventil 9 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
Unter anderem ist das Steuergerät 15 dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse von dem Steuergerät 15 insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 15 mit einem Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium, insbesondere in einem Flash-Memory ein Computerprogramm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
Ebenfalls in dem Steuergerät 15 implementiert ist eine Funktionsüberwachung der Brennkraftmaschine 1, die auf einer Ermittlung des von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Drehmoments beruht, das nachfolgend als Istdrehmoment bezeichnet wird.
Das Istdrehmoment wird aus von dem Steuergerät 15 erfassten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1, vgl. die Eingangssignale 16, rechnerisch in dem Steuergerät 15 ermittelt. Solche Betriebsgrößen sind beispielsweise eine Einspritzdauer, d.h. die Länge eines Zeitintervalls, über das Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt wird und ein Einspritzdruck, d.h. der mithilfe des Drucksensors 14 ermittelte Druck im Kraftstoffspeicher 13, mit dem der Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt wird.
Nachfolgend ist anhand von 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens beschrieben, bei dem Kraftstoff mittels fünf Teileinspritzungen in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 aus 1 eingespritzt wird. Dementsprechend sind den fünf Teileinspritzungen zugeordnete Teileinspritzmengen Qt1, Qt2, Qt3, Qt4, Qt5 in 2 links oben als Eingangsgrößen des abgebildeten Funktionsdiagramms aufgeführt.
Dabei bezeichnen die Teileinspritzmengen Qt1, Qt2, Qt3 jeweils eine im Rahmen einer sogenannten Voreinspritzung in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmenge, während die Teileinspritzmenge Qt4 eine während einer sogenannten Haupteinspritzung eingespritzte Teileinspritzmenge darstellt. Die Teileinspritzmenge Qt5 ist einer sogenannten Nacheinspritzung zugeordnet, welche üblicherweise zur Erhöhung der Abgastemperatur durchgeführt wird und beispielsweise dazu verwendet werden kann, einen im Abgastrakt der Brennkraftmaschine 1 befindlichen Partikelfilter (nicht gezeigt) zu regenerieren.
Wie aus 2 ersichtlich ist, werden die Teileinspritzmengen Qt1 und Qt2 mittels des Addierers 101 und die hieraus resultierende Summe 101' mittels des Addierers 102 zur Teileinspritzmenge Qt3 hinzuaddiert. Das resultierende Summensignal 102' am Ausgang des Addierers 102 wird schließlich noch dem Addierer 103 zugeführt, in dem die der Haupteinspritzung entsprechende Teileinspritzmenge Qt4 hinzuaddiert wird, wodurch sich am Ausgang des Addierers 103 das Summensignal 103' ergibt.
Das Summensignal 103' gibt diejenige Kraftstoffmenge an, welche im Rahmen der drei Voreinspritzungen mit den jeweiligen Teileinspritzmengen Qt1, Qt2, Qt3 und der Haupteinspritzung mit der Teileinspritzmenge Qt4 insgesamt in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird.
Im Gegensatz zu den Voreinspritzungen und der Haupteinspritzung, welche in etwa denselben Momentenwirkungsgrad hinsichtlich eines von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Istdrehmoments aufweisen, bewirkt eine im Rahmen der Nacheinspritzung in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzte Teileinspritzmenge Qt5 ein vergleichsweise geringeres Istdrehmoment. Diesem Unterschied wird durch den Momentenwirkungsgrad eta_M Rechnung getragen, der am Ausgang des Multiplizierers 106 erhalten wird und dessen Ermittlung nachfolgend beschrieben ist.
Die mit dem Momentenwirkungsgrad eta_M im Multiplizierer 107 multiplizierte Teileinspritzmenge Qt5 der Nacheinspritzung führt am Ausgang des Multiplizierers 107 zur effektiven Teileinspritzmenge 107' der Nacheinspritzung, die im Addierer 104 schließlich zu dem Summensignal 103' hinzuaddiert wird, woraus am Ausgang des Addierers 104 eine sogenannte virtuelle Gesamtkraftstoffmenge Q_v erhalten wird.
Die virtuelle Gesamtkraftstoffmenge Q_v stellt diejenige Kraftstoffmenge dar, welche bei der Haupteinspritzung oder bei einer anderen Teileinspritzung mit demselben Momentenwirkungsgrad wie der Haupteinspritzung, das heißt beispielsweise auch bei einer Voreinspritzung, in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine leingespritzt werden müsste, um dasselbe Istdrehmoment zu erzielen wie bei einer Einspritzung der tatsächlich verwendeten Teileinspritzmengen Qt1 bis Qt5. Im vorliegenden Beispiel weist lediglich die Nacheinspritzung einen gegenüber der Haupteinspritzung verringerten Momentenwirkungsgrad eta_M auf, so dass die effektive Nacheinspritzmenge 107' kleiner ist als die tatsächliche Teileinspritzmenge Qt5 der Nacheinspritzung, wodurch insgesamt die virtuelle Kraftstoffmenge Q_v ebenfalls kleiner ist als eine nicht gewichtete Summe der Teileinspritzmengen Qt1 bis Qt5.
Wie aus 2 ersichtlich ist, setzt sich der Momentenwirkungsgrad eta_M der Nacheinspritzung aus mehreren Eingangsgrößen zusammen.
Ein erster Faktor f_1 wird aus einer Drehzahl n_BKM der Brennkraftmaschine 1 (1) sowie aus einem sogenannten Ansteuerbeginnwinkel phi mittels eines Kennfeldes 108 erhalten. Anstelle des Ansteuerbeginnwinkels phi kann auch eine andere Größe verwendet werden, welche den Einspritzzeitpunkt beziehungsweise dessen zeitliche Lage im Verhältnis zu einem Kurbelwinkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 angibt.
Basisierend auf der Teileinspritzmenge Qt5 der Nacheinspritzung und der Kennlinie 109 wird ein zweiter Faktor f_2 gebildet, der in dem Multiplizierer 105 mit dem ersten Faktor f_1 multipliziert wird. Das am Ausgang des Multiplizierers 105 anliegende Signal 105' gibt einen Einfluss der zeitlichen Lage der Nacheinspritzung bezogen auf den Kurbelwinkel und der bei der Nacheinspritzung eingespritzten Teileinspritzmenge Qt5 auf den Momentenwirkungsgrad eta_M der Nacheinspritzung wieder.
Da bei der Nacheinspritzung ab einem gewissen zeitlichen Abstand delta_t zur Haupteinspritzung keine oder zumindest keine vollständige Verbrennung der nacheingespritzten Kraftstoffmenge mehr stattfindet, wird dieser zeitliche Abstand delta_t durch das Kennfeld 110 berücksichtigt. Die während der Haupteinspritzung eingespritzte Teileinspritzmenge Qt4 geht ebenfalls in den vorstehend beschriebenen Zusammenhang ein und wird gemäß 2 demnach auch als Eingangssignal für das Kennfeld 110 verwendet.
Der mittels des Kennfelds 110 erhaltene Faktor f_3 wird in dem Multiplizierer 106 mit dem Ausgangssignal 105' des Multiplizierers 105, d.h. mit dem Produkt aus den Faktoren f_1 und f_2, multipliziert, woraus schließlich der Momentenwirkungsgrad eta_M der Nacheinspritzung erhalten wird.
Der Momentenwirkungsgrad eta_M ist demnach erfindungsgemäß abhängig von einer Teileinspritzmenge Qt4 der Haupteinspritzung, einer Teileinspritzmenge Qt5 der Nacheinspritzung, sowie von der Drehzahl n_BKM der Brennkraftmaschine 1, dem Ansteuerbeginnwinkel phi und einer Zeitdifferenz delta t zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung.
In Abhängigkeit dieser Parameter nimmt der Momentenwirkungsgrad eta_M einen Wert zwischen 0 und 1 an. Dementsprechend groß beziehungsweise klein ist der Einfluss der mit dem Momentenwirkungsgrad eta_M gewichteten Teileinspritzmenge Qt5 der Nacheinspritzung auf das Istdrehmoment, das in dem Steuergerät 15 (1) aus der virtuellen Gesamtkraftstoffmenge Q_v ermittelbar ist.
Bei der Ermittlung des Istdrehmoments aus der virtuellen Gesamtkraftstoffmenge Q_v sind die Drehmomentbeiträge der jeweiligen Teileinspritzungen und deren ggf. von 100 abweichende Momentenwirkungsgrade, wie es z.B. bei der Nacheinspritzung der Fall ist, alle bereits in der virtuellen Gesamtkraftstoffmenge Q_v zusammengefasst, so dass eine besonders einfache Ermittlung des Istdrehmoments anhand von bekannten Verfahren möglich ist.
Alternativ zur Auswertung des Ansteuerbeginnwinkels phi kann die zeitliche Lage der Nacheinspritzung beispielsweise bezogen auf den oberen Totpunkt des Arbeitszyklus des Zylinders 3 auch durch beliebige andere Größen dargestellt werden. Beispielsweise kann anstelle des Ansteuerbeginnwinkels phi auch ein Einspritzzeitpunkt der Haupteinspritzung beziehungsweise der Nacheinspritzung verwendet werden, sofern ein entsprechendes Kennfeld verfügbar ist.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können analog zu den Faktoren f_1, f_2, f_3 auch weitere Faktoren (nicht gezeigt) berücksichtigt werden, welche geeignet sind, den Momentenwirkungsgrad eta_M zu beeinflussen.
Der Momentenwirkungsgrad eta_M kann z.B. auch in Abhängigkeit einer Ansauglufttemperatur und/oder eines Luftdrucks und/oder von Signalen eines Klopfsensors und/oder von weiteren Sensorsignalen und/oder Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelt werden.
Auch denkbar ist es, den Momentenwirkungsgrad eta_M in Abhängigkeit eines zeitlichen Verlaufs der Verbrennung zu ermitteln. Hierbei könnten z.B. ein Druck- und/oder Temperaturverlauf im Brennraum 4 zur noch präziseren Ermittlung des Momentenwirkungsgrads eta_M verwendet werden.
Es ist bei einer weiteren Erfindungsvariante auch möglich, auf die vorstehend beschriebene Weise ermittelte Werte des Momentenwirkungsgrads eta_M z.B. in Abhängigkeit mancher oder aller Eingangsgrößen Qt1, Qt2, Qt3, Qt4, Qt5, n_BKM, phi, delta_t zu speichern, beispielsweise zu Diagnosezwecken oder zur Erstellung von entsprechenden Kennfeldern.
Ganz besonders vorteilhaft ist hierbei auch eine Erstellung beziehungsweise ein Abgleich eines mehrdimensionalen Kennfeldes für den Momentenwirkungsgrad eta_M, welche die in 2 dargestellten Eingangsgrößen Qt4, Qt5, n_BKM, phi, delta_t zusammenfasst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Berücksichtigung eines Momentenwirkungsgrads ist auch nicht auf die Ermittlung des Momentenwirkungsgrads einer Nacheinspritzung beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einen Momentenwirkungsgrad einer Voreinspritzung zu ermitteln.
Die virtuelle Gesamtkraftstoffmenge Q_v dient – wie bereits beschrieben – zu einer Berechnung des von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Istdrehmoments, welche aufgrund der erfindungsgemäßen Berücksichtigung des Momentenwirkungsgrads eta_M der Nacheinspritzung ein genaueres Ergebnis liefert als herkömmliche Verfahren.
Aufgrund der genaueren Berechnung des Istdrehmoments ist auch eine Verbesserung der Überwachung desselben beispielsweise im Rahmen eines Vergleichs mit einem zulässigen Drehmoment ermöglicht, weil bei der Überwachung geringere Toleranzschwellen angesetzt werden müssen und Abweichungen des Istdrehmoments daher schneller erkannt werden können. Dadurch wird ein sichererer Betrieb der Brennkraftmaschine 1 ermöglicht.
Das vorstehend unter Bezug auf 2 beschriebene Verfahren ist unabhängig von der konkreten Ausbildung des Einspritzsystems der Brennkraftmaschine 1 anwendbar. Beispielsweise ist es bei sog. Common Rail Einspritzsystemen mit magnetisch oder auch piezoelektrisch betätigten Einspritzventilen 9 ebenso anwendbar wie bei Pumpe-Düse Einspritzsystemen. Auch eine überlagerte Lambdaregelung zur Optimierung des Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine 1 schließt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht aus.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Das in 3 dargestellte Funktionsdiagramm gibt ebenso wie das Funktionsdiagramm gemäß 2 eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder, wie es in dem Steuergerät 15 (1) der Brennkraftmaschine 1 implementiert ist.
Im Gegensatz zu dem anhand von 2 erläuterten Verfahren stehen bei dem Verfahren gemäß 3 für die erfindungsgemäße Funktionsüberwachung auf Basis eingelesener Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 keine Kennlinien bzw. Kennfelder zur Verfügung, die einen direkten Zusammenhang zwischen einem Ansteuerbeginnwinkel, einer Einspritzdauer, der Drehzahl der Brennkraftmaschine sowie möglicherweise weiteren Parametern und dem Momentenwirkungsgrad angeben.
Das Verfahren nach 3 dient zu einer Ermittlung einer sogenannten Korrekturmenge Q_korr, welche vergleichbar zu dem Signal 107' aus 2 eine rechnerisch ermittelte Kraftstoffmenge darstellt, die für Teileinspritzungen ermittelt wird, welche einen von 100 abweichenden Momentenwirkungsgrad eta_M (2) aufweisen. Dabei gibt die Korrekturmenge Q_korr diejenige Kraftstoffmenge an, die z.B. bei einer Haupteinspritzung eingespritzt werden müsste, um denselben Drehmomentbeitrag zu dem Istdrehmoment zu liefern, wie die tatsächlich bei der Teileinspritzung mit einem von 100 abweichendem Momentenwirkungsgrad eingespritzte Teileinspritzmenge.
Analog zu dem Signal 107' aus 2 kann die Korrekturmenge Q_korr zur Berücksichtigung eines Drehmomentbeitrags einer Teileinspritzung zu einer der Kraftstoffmenge 103' aus 2 entsprechenden Kraftstoffmenge hinzuaddiert werden, um die virtuelle Gesamtkraftstöffmenge Q_v (2) zu erhalten, auf deren Basis eine einfache Ermittlung des Istdrehmoments, beispielsweise mittels eines Kennfeldes, möglich ist.
Die Korrekturmenge Q_korr bezogen auf die tatsächlich eingespritzte Teilmenge (vgl. Qt5 aus 2) entspricht dem Momentenwirkungsgrad eta_M (2).
3 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie sie bei einer Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 (1) mit einer Nacheinspritzung, das heißt beispielsweise zur Realisierung eines Regenerationsbetriebs, verwendet wird. D.h., die Korrekturmenge Q_korr ist nur für eine der Nacheinspritzung entsprechende Teileinspritzmenge (vgl. Qt5 aus 2) zu ermitteln.
Prinzipiell ist es auch möglich, das nachstehend beschriebene Verfahren zur Ermittlung weiterer Korrekturmengen z.B. für Voreinspritzungen entsprechenden Teileinspritzmengen zu verwenden.
Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren nach 3 eine Plausibilisierung eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine 1, und in Abhängigkeit dieser Plausibilisierung wird als Korrekturmenge Q_korr entweder eine in Abhängigkeit des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine 1 ermittelte Korrekturmenge Q_korr oder, bei fehlgeschlagener Plausibilisierung, ein entsprechender Ersatzwert Q_korr' ausgegeben. Die Plausibilisierung erfolgt anhand mehrerer Kriterien, die zentral wie in 3 gezeigt von dem Oder-Glied 210 ausgewertet werden und nachstehend beschrieben sind.
Zunächst wird das Signal 209 ausgewertet, das in 3 durch eine Logikvariable symbolisiert ist, welche den Wert eins beziehungsweise null annehmen kann. Das Signal 209 gibt bei einem Wert von eins an, dass die Brennkraftmaschine 1 sich nicht in einem Regenerationsbetrieb befindet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bedeutet das, dass für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 keine Nacheinspritzungen vorgesehen sind.
Das Vorhandensein einer möglicherweise fehlerhaft dennoch durchgeführten Nacheinspritzung wird von dem Vergleicher 211 überprüft, der eine gemessene tatsächliche Nacheinspritzdauer 212 mit einem vorgebbaren Schwellwert 212a vergleicht. Falls die Nacheinspritzdauer 212 größer ist als der Schwellwert 212a, liefert der Vergleicher 211 an seinem Ausgang ein Signal 211' mit dem Wert eins.
Dieses Signal 211' wird, ebenso wie das vorstehend beschriebene Signal 209, dem Und-Glied 213 zugeführt, so dass bei nicht aktiviertem Regenerationsbetrieb und einer gleichzeitigen Überschreitung des Schwellwerts 212a durch die Nacheinspritzdauer 212 ein Ausgangssignal 213' des Und-Glieds 213 mit dem Wert eins an das Oder-Glied 210 ausgegeben wird.
Unabhängig von den weiteren Eingangsgrößen des Oder-Glieds 210 nimmt dadurch auch ein Ausgangssignal 210' des Oder-Glieds 210 den Wert eins an, so dass als Korrekturmenge am Ausgang des Multiplexers 210a der Ersatzwert Q_korr' anstelle der Korrekturmenge Q_korr ausgegeben wird.
Wenn das Ausgangssignal 210' des Oder-Glieds 210 den Wert eins für eine Zeit größer der Filterzeit 210b aufweist, wird eine Fehlerreaktion eingeleitet, die durch das Signal 214 gesteuert wird.
Falls das Ausgangssignal 210' des Oder-Glieds 210 jedoch nur für eine Zeit kleiner der Filterzeit 210b den Wert eins aufweist, wird am Ausgang des Multiplexers 210a vorübergehend der Ersatzwert Q_korr' als Korrekturmenge ausgegeben, aber es erfolgt noch keine Fehlerreaktion wie vorstehend beschrieben.
Das Und-Glied 213 dient somit zu der Überwachung, dass bei Abwesenheit eines Regenerationsbetriebs der Brennkraftmaschine, d.h. allgemein bei einer Betriebsart ohne Nacheinspritzung, auch tatsächlich keine Nacheinspritzung stattfindet, indem es die Nacheinspritzdauer 212 mit dem vorgebbaren, z.B. applizierbaren Schwellwert 212a vergleicht.
Nachstehend werden die weiteren Kriterien K1, K2, K3, K4 beschrieben, die jeweils von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 abhängig sind. Der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 ist hierbei durch die Eingangssignale n_BKM, Q_v definiert, wobei n_BKM analog zu 2 die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1, und Q_v die virtuelle Gesamtkraftstoffmenge angibt.
Die Drehzahl n_BKM liegt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bereits als gesicherte, d.h. validierte Größe in einer in dem Steuergerät 15 (1) realisierten Funktionsüberwachung vor, zu der das Verfahren nach 3 gehört. Das bedeutet, dass für die Überwachung der Brennkraftmaschine 1 und damit u.a. zur Ermittlung des Istdrehmoments eine Überprüfung der Eingangsgröße n_BKM nicht erforderlich ist.
Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei der virtuellen Gesamtkraftstoffmenge Q_v aus 3 um eine Größe, die von der erwähnten Funktionsüberwachung direkt aus einer ebenfalls im Steuergerät 15 realisierten Funktion zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine 1 gelesen wird. Die auf diese Weise erhaltene Größe Q_v darf nicht ohne Plausibilisierung zur Ermittlung der Korrekturmenge Q_korr verwendet werden, da sie innerhalb der Ansteuerung nur berechnet, nicht jedoch bereits validiert worden ist.
Eine derartige Plausibilisierung wird erfindungsgemäß in 3 unter Verwendung der vier Kriterien K1, K2, K3, K4 durchgeführt. Falls alle vier Kriterien K1, K2, K3, K4 erfüllt sind, ist die aus der Ansteuerung gelesene virtuelle Kraftstoffmenge Q_v hinreichend plausibilisiert und kann für die Ermittlung der Korrekturmenge Q_korr verwendet werden, auf deren Basis schließlich auch das Istdrehmoment berechnet wird.
Zusätzlich muss gleichzeitig ein Regenerationsbetrieb vorliegen, d.h. eine Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 mit einer Nacheinspritzung, da die vorliegend beschriebene Plausibilisierung von einer Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 abhängt und speziell für den Regenerationsbetrieb vorgesehen ist. Im Regenerationsbetrieb weist das Signal 209 den Wert null auf, so dass auch am Ausgang des Und-Glieds 213 der Wert null anliegt.
Betreffend das Kriterium K1 wird aus den Eingangssignalen n_BKM, Q_v in Verbindung mit dem Kennfeld 217 ein Sollwert 218 für einen Förderbeginnwinkel ermittelt, von dem in dem Subtrahierer 219 ein aus den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 im Rahmen einer Funktionsüberwachung ermittelter Förderbeginnwinkel 220 subtrahiert wird, und wobei die resultierende Differenz 219' einem Betragsbildner 220' zugeführt wird, so dass in dem Vergleicher 221 ein Betrag des Differenzsignals 219' mit einem Schwellwert 222 verglichen wird. Bei Überschreiten des Schwellwerts 222, das heißt, wenn der im Rahmen der Funktionsüberwachung aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelte Förderbeginnwinkel 220 zu stark von dem Förderbeginnwinkel 218 abweicht, der aus den Eingangssignalen n_BKM, Q_v ermittelt worden ist, nimmt das dem Oder-Glied 210 zugeführte Ausgangssignal 221' des Vergleichers 221 einen Wert von eins an, so dass wiederum der Ersatzwert Q_korr' anstelle des Werts Q_korr für die Korrekturmenge ausgegeben wird. Bei länger andauerndem Überschreiten des Grenzwerts 222 wird ferner eine Fehlerreaktion mittels des Signals 214 eingeleitet.
Anstelle des Förderbeginnwinkels kann auch ein Ansteuerbeginnwinkel oder eine andere Größe verwendet werden, welche den Einspritzzeitpunkt beziehungsweise dessen zeitliche Lage im Verhältnis zu einem Kurbelwinkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 angibt.
Innerhalb des Kriteriums K2 wird überprüft, ob eine Lambda-Korrekturmenge 225 betragsmäßig größer ist als ein vorgegebener Schwellwert 226, was durch den Betragsbildner 227 sowie den Vergleicher 228 ermöglicht wird. Die Lambda-Korrekturmenge 225 stellt eine Kraftstoffmenge dar, welche aufgrund einer der Istdrehmomentermittlung überlagerten Lambda-Regelung der Brennkraftmaschine 1 zu einer einzuspritzenden Gesamtkraftstoffmenge addiert wird, um einen vorgegebenen Lambda-Wert des Abgases der Brennkraftmaschine 1 einzuhalten.
Falls die Lambda-Korrekturmenge 225 bzw. deren Betrag 227' den Schwellwert 226 überschreitet, wird durch das Kriterium K2 eine Ausgabe des Ersatzwerts Q_korr' beziehungsweise eine Fehlerreaktion mittels des Signals 214 eingeleitet, indem das Ausgangssignal 228' des Vergleichers 228 den Wert eins annimmt.
Im Rahmen des Kriteriums K3 wird überprüft, ob eine für die Funktionsüberwachung aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelte Teileinspritzmenge 232 der Nacheinspritzung (vgl. Qt5 aus 2) dem Sollwert 229 für die Teileinspritzmenge der Nacheinspritzung zuzüglich der Lambda-Korrekturmenge 225 entspricht. Hierzu werden die Lambda-Korrekturmenge 225 sowie der Sollwert 229 in dem Addierer 230 summiert und in dem Subtrahierer 231 wird die bereits beschriebene Teileinspritzmenge 232 subtrahiert. Die resultierende Differenz 233 wird dem Betragsbildner 234 zugeführt, dessen Ausgangssignal 234' dem Vergleicher 235 zugeführt wird, ebenso wie der Schwellwert 236. Sobald der Betrag 234' der Differenz 233 den Schwellwert 236 überschreitet, wird über das Ausgangssignal 235' des Vergleichers 235, welches dem Oder-Glied 210 zugeführt ist, eine Fehlerreaktion in der vorstehend bereits mehrfach beschriebenen Art und Weise eingeleitet oder zumindest das zeitweise Ausgeben der Ersatzmenge Q_korr' bewirkt.
In dem für das beschriebene Betriebsverfahren optionalen Kriterium K4 wird eine Mengenbilanz verschiedener Teileinspritzmengen ausgewertet. Hierbei wird eine im Rahmen der Ansteuerung der Brennkraftmaschine 1 ermittelte Gesamteinspritzmenge 240, d.h. die Summe aller Teileinspritzmengen für ggf. auftretende Vor- und Nacheinspritzungen sowie der Haupteinspritzung daraufhin überprüft, ob sie einer aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelten Haupteinspritzmenge 241 zuzüglich einer ebenfalls aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelten Voreinspritzmenge 242 und einer Nacheinspritzmenge 243 entspricht. Die Nacheinspritzmenge 243 wird hierbei gemäß 3 aus der virtuellen Gesamteinspritzmenge Q_v und der Drehzahl n_BKM der Brennkraftmaschine ermittelt.
Falls keines der vorstehend beschriebenen Kriterien K1 bis K4 beziehungsweise das Ausgangssignal 213' des UND-Glieds 213 zu einem von null verschiedenen Ausgangssignal des Vergleichers des ODER-Glieds 210 führt, wird als Ausgangssignal von 3 als Korrekturmenge Q_korr die Nacheinspritzmenge 243 ausgegeben.
Andernfalls, das heißt bei Nichterfüllung mindestens eines der Kriterien K1 bis K4 beziehungsweise bei einem von null verschiedenen Ausgangssignal 213' des UND-Glieds 213 wird der Ersatzwert Q_korr' ausgegeben.
Der Ersatzwert Q_korr' wird aus einer aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelten Teileinspritzmenge 232 der Nacheinspritzung (vgl. Qt5 aus 2) berechnet, die in dem Multiplizierer 232a mit einem maximal möglichen Wirkungsgrad 232b einer Haupteinspritzung multipliziert wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass im Fehlerfall, d.h. bei fehlgeschlagener Plausibilisierung, für die Ermittlung des Istdrehmoments im Rahmen der Funktionsüberwachung von einer größtmöglichen Kraftstoffmenge als Ersatzwert Q_korr' ausgegangen wird. Daher wird auch das ermittelte Istdrehmoment im Fehlerfall nicht irrtümlich als zu gering berechnet.
Der Wirkungsgrad 232b kann automatisch berechnet werden oder auch als Konstante in dem Steuergerät 15 abgelegt sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei anderen Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 verwendet werden, wobei jeweils andere Kriterien zur Plausibilisierung auszuwählen sind. Beispielsweise können analog zu dem Beschriebenen Verfahren Korrekturmengen bzw. Momentenwirkungsgrade auch für Voreinspritzungen ermittelt werden.
Bei Betriebsarten, in denen das Istdrehmoment durch Änderung der Luftzufuhr beispielsweise mittels einer Drosselklappe steuerbar ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls eingesetzt werden.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand an Ressourcen wie z.B. RAM, ROM und Laufzeit im Steuergerät 15 implementiert werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), bei dem Kraftstoff in mindestens zwei Teileinspritzungen in einen Brennraum (4) eines Zylinders (3) der Brennkraftmaschine (1) eingespritzt wird, und bei dem ein von der Brennkraftmaschine (1) abgegebenes Istdrehmoment aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird, wobei dieses Istdrehmoment mit einem zulässigen Drehmoment verglichen wird und eine Fehlerreaktion eingeleitet wird, wenn das Istdrehmoment in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem zulässigen Drehmoment steht, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Istdrehmoments ein Momentenwirkungsgrad (eta_M) der jeweiligen Teileinspritzung berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit einer Drehzahl (n_BKM) der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit eines Kurbelwinkels und/oder eines Ansteuerbeginnwinkels (phi) der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit einer der jeweiligen Teileinspritzung entsprechenden Teileinspritzmenge (Qt1, Qt2, Qt3, Qt4, Qt5) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit einer Zeitdifferenz (delta_T) zwischen verschiedenen Teileinspritzungen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit einer Zeitdifferenz (delta_T) zwischen einer Haupteinspritzung und einer anderen Teileinspritzung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit eines zeitlichen Verlaufs einer Verbrennung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit einer Ansauglufttemperatur und/oder eines Luftdrucks und/oder von Signalen eines Klopfsensors und/oder von weiteren Sensorsignalen und/oder Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) additiv und/oder multiplikativ und/oder über ein Kennfeld mit einer der jeweiligen Teileinspritzung entsprechenden Teileinspritzmenge (Qt1, Qt2, Qt3, Qt4, Qt5) verknüpft wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelte Werte des Momentenwirkungsgrads (eta_M) gespeichert und/oder wiederverwendet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Istdrehmoments eine virtuelle Gesamtkraftstoffmenge (Q_v), vorzugsweise in Abhängigkeit des Momentenwirkungsgrads (eta_M), ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) plausibilisiert wird, wobei der Betriebspunkt vorzugsweise mindestens durch eine virtuelle Gesamtkraftstoffmenge (Q_v) und/oder eine Drehzahl (n_BKM) der Brennkraftmaschine (1) definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilisierung des Betriebspunkts in Abhängigkeit einer Betriebsart der Brennkraftmaschine (1) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Kriterien für die Plausibilisierung in Abhängigkeit der Betriebsart gewählt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Betriebsart der Brennkraftmaschine (1) ohne Nacheinspritzungen eine aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelte Einspritzdauer (212) einer Nacheinspritzung auf das Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwerts (212a) überwacht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) in einer Betriebsart mit mindestens einer Nacheinspritzung betrieben wird, insbesondere in einer Regenerationsbetriebsart zur Regeneration eines Partikelfilters in einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine (1).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) in einer Betriebsart mit mindestens einer Voreinspritzung betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) in einer Betriebsart betrieben wird, in der ein von der Brennkraftmaschine (1) abgegebenes Drehmoment durch eine Veränderung einer Luftmenge einstellbar ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelte Einspritzparameter, insbesondere ein Einspritzstartzeitpunkt und eine Einspritzdauer, auf Übereinstimmung mit in einer Ansteuerung der Brennkraftmaschine (1) ermittelten Soll-Einspritzparametern überwacht werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einfluss einer Lambda-Regelung vorzugsweise auf das Überschreiten eines vorgebbaren Grenzwerts überwacht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12–20, dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise nach Ablauf einer Filterzeit (210b), eine Fehlerreaktion eingeleitet wird, wenn die Plausibilisierung fehlschlägt.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise während der Filterzeit (t Filter), ein maximal möglicher Momentenwirkungsgrad (232b) angenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der maximal mögliche Momentenwirkungsgrad (232b) aus einer Ansteuerung der Brennkraftmaschine (1) erhalten wird.
Computerprogramm für ein Steuergerät (15) einer Brennkraftmaschine (1) mit Programmcode, der dazu geeignet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23 durchzuführen, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird.
Computerprogramm nach Anspruch 24, wobei der Programmcode auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
Steuergerät (15) für eine Brennkraftmaschine (1), bei der Kraftstoff in mindestens zwei Teileinspritzungen in einen Brennraum (4) eines Zylinders (3) der Brennkraftmaschine (1) einspritzbar ist, und bei der ein von der Brennkraftmaschine (1) abgegebenes Istdrehmoment aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelbar ist, wobei dieses Istdrehmoment mit einem zulässigen Drehmoment vergleichbar ist und eine Fehlerreaktion eingeleitet werden kann, wenn das Istdrehmoment in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem zulässigen Drehmoment steht, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Istdrehmoments ein Momentenwirkungsgrad (eta_M) der jeweiligen Teileinspritzung berücksichtigt werden kann.
Steuergerät (15) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (15) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2–23 geeignet ist.
Brennkraftmaschine (1), bei der Kraftstoff in mindestens zwei Teileinspritzungen in einen Brennraum (4) eines Zylinders (3) einspritzbar ist, und bei der ein von der Brennkraftmaschine (1) abgegebenes Istdrehmoment aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelbar ist, wobei dieses Istdrehmoment mit einem zulässigen Drehmoment vergleichbar ist, und eine Fehlerreaktion eingeleitet werden kann, wenn das Istdrehmoment in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem zulässigen Drehmoment steht, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Istdrehmoments ein Momentenwirkungsgrad (eta_M) der jeweiligen Teileinspritzung berücksichtigt werden kann.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2–23 geeignet ist.