DE102006040336A1

DE102006040336A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006040336A1
Application number: DE200610040336
Authority: DE
Inventors: Michael Muhler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2008-03-06
Also published as: FR2905417A1; ITMI20071694A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), bei dem eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) auf eine vorgebbare Solldrehzahl (n_soll) geregelt wird, indem eine Drosselklappe (11) der Brennkraftmaschine (10) mit einer Ansteuergröße (A) beaufschlagt wird, die von einem mit der Solldrehzahl (n_soll) korrespondierenden Solldrehmoment (M_soll) abhängt. Erfindungsgemäß wird das Solldrehmoment (M_soll) in Abhängigkeit eines von der Solldrehzahl (n_soll) abhängigen Korrekturwerts korrigiert, um einen vorgebbaren, insbesondere konstanten, Wert für die Ansteuergröße (A) zu erhalten.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Drehzahl der Brennkraftmaschine auf eine vorgebbare Solldrehzahl geregelt wird, indem eine Drosselklappe der Brennkraftmaschine mit einer Ansteuergröße beaufschlagt wird, die von einem mit der Solldrehzahl korrespondierenden Solldrehmoment abhängt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm sowie ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine.
Derartige Verfahren und Systeme sind bekannt und werden üblicherweise im Rahmen einer sogenannten drehmomentenbasierten Drehzahlregelung eingesetzt. Nachteilig an diesen Verfahren beziehungsweise Systemen sind unerwünschte permanente Bewegungen der Drosselklappe, die sich dadurch ergeben, dass die Ansteuergröße für die Drosselklappe in Abhängigkeit des mittels eines Drehzahlreglers ermittelten Solldrehmoments gebildet wird, der auch kleinste Drehzahlschwankungen der Brennkraftmaschine mit entsprechenden Regelvorgängen auszugleichen sucht.
Aufgrund dieses Funktionsprinzips erfolgt insbesondere auch in solchen Fällen eine Ansteuerung der Drosselklappe, in denen eine im Wesentlichen konstante Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine gefordert ist. Durch die unerwünschte Ansteuerung der Drosselklappe auch in solchen Betriebszuständen und die damit verbundenen Beanspruchungen des Bauteils wird die Lebensdauer der Drosselklappe stark reduziert, obwohl den meisten Änderungen der Ansteuergröße keine wesentliche Änderung des Solldrehmoments beziehungsweise der von der Brennkraftmaschine abgegebenen Leistung gegenübersteht.
Offenbarung der Erfindung
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass unnötige Ansteuerungen der Drosselklappe vermieden werden, wodurch die Lebensdauer der Drosselklappe beziehungsweise eines sie ansteuernden Stellglieds gesteigert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Solldrehmoment in Abhängigkeit eines von der Solldrehzahl abhängigen Korrekturwerts korrigiert wird, um einen vorgebbaren, insbesondere konstanten, Wert für die Ansteuergröße zu erhalten.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Korrektur des Solldrehmoments ermöglicht die Bildung eines korrigierten Solldrehmoments, das zu einer konstanten Ansteuergröße führt, ohne dass interne Größen eines Reglers der Brennkraftmaschine beeinflusst werden müssen, die in Abhängigkeit der Solldrehzahl beispielsweise zur Bildung des Solldrehmoments beitragen. Insbesondere ist es durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht erforderlich, besondere Vorsteuerwerte oder Adaptionsverfahren innerhalb des die Brennkraftmaschine regelnden Reglers oder eines Momentenkoordinators vorzusehen, um eine im Wesentlichen konstante Ansteuergröße und damit eine Beruhigung der Drosselklappe zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann demnach ohne Beeinflussung existierender Regler implementiert werden, und es müssen allein diejenigen Ressourcen vorgehalten werden, die die Bildung des erfindungsgemäßen Korrekturwerts und die Beeinflussung des Solldrehmoments mit diesem Korrekturwert ermöglichen.
Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren prinzipiell vorteilhaft in jedem stationären Betriebszustand der Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann, sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, dass die Solldrehzahl eine Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine ist.
Eine besonders einfache Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich, wenn als Korrekturwert ein Korrekturfaktor verwendet wird, mit dem das Solldrehmoment multipliziert wird. Der Korrekturfaktor wird hierbei bevorzugt als Quotient aus einer Istdrehzahl der Brennkraftmaschine und der Solldrehzahl der Brennkraftmaschine erhalten, kann aber auch durch einen anderen geeigneten Zusammenhang von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms, das auf einem elektronischen Speichermedium abspeicherbar ist und in dieser Form einem die Brennkraftmaschine steuernden Steuergerät zugewiesen werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigt:
1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine,
2 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
3 ein vereinfachtes Funktionsdiagramm, das die Ermittlung des erfindungsgemäßen Korrekturwerts für ein Solldrehmoment wiedergibt.
Ausführungsformen der Erfindung
Das in 1 abgebildete Blockschaltbild zeigt eine Brennkraftmaschine 10, der ein Steuergerät 20 zugeordnet ist. Das Steuergerät 20 überwacht den Betrieb der Brennkraftmaschine 10 und weist ein auf einem elektronischen Speichermedium abgespeichertes Computerprogramm auf, das zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist.
Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 wird über einen in dem Steuergerät 20 realisierten Regler auf eine vorgebbare Solldrehzahl geregelt. Hierzu wird die Drosselklappe 11 der Brennkraftmaschine 10 mit einer Ansteuergröße A beaufschlagt. Die Ansteuergröße A hängt von einem mit der Solldrehzahl korrespondierenden Solldrehmoment ab und wird unter Kenntnis des Solldrehmoments beispielsweise durch eine Kennlinie ermittelt, die einen entsprechenden Zusammenhang wiedergibt.
Das Solldrehmoment wird in an sich bekannter Weise in dem Steuergerät 20 ermittelt, beispielsweise durch einen sogenannten Momentenkoordinator, der verschiedene, miteinander konkurrierende Drehmomentanforderungen an die Brennkraftmaschine 10 koordiniert. Als Eingangsgröße für einen derartigen Momentenkoordinator ist neben einem Fahrerwunschmoment beispielsweise eine Drehmomentanforderung eines die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 10 regelnden Leerlaufdrehzahlreglers vorgesehen.
Der in 3 abgebildete Leerlaufdrehzahlregler 21 ermittelt in Abhängigkeit einer z.B. messtechnisch erfassten Istdrehzahl n_mot der Brennkraftmaschine 10 und einer vorgebbaren Solldrehzahl n_soll, bei der es sich vorliegend um die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 10 handelt, ein Solldrehmoment M_soll, mit dem die gewünschte Leerlaufdrehzahl n_soll bei den gegebenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 10 gehalten wird. Die Ermittlung des Solldrehmoments M_soll ist durch den ersten Verfahrensschritt 100 des in 2 abgebildeten Flussdiagramms angedeutet.
Erfindungsgemäß wird in einem nächsten Verfahrensschritt 110 das Solldrehmoment M_soll mit einen Korrekturfaktor KF multipliziert, um ein korrigiertes Solldrehmoment M_soll' zu erhalten.
Über eine beispielsweise in einem nichtflüchtigen Speicher des Steuergeräts 20 (1) abgelegte Kennlinie KL wird aus dem korrigierten Solldrehmoment M_soll' wie aus 3 ersichtlich die Ansteuergröße A für die Drosselklappe 11 der Brennkraftmaschine 10 erhalten, vgl. mich Schritt 120 aus 2.
Die erfindungsgemäße Korrektur des Solldrehmoments M_soll, das bei herkömmlichen Betriebsverfahren direkt, das heißt ohne die Korrektur mittels des Korrekturfaktors KF, zur Bildung der Ansteuergröße A herangezogen wird, ermöglicht vorteilhaft, dass eine zeitlich im Wesentlichen konstante Ansteuergröße A erhalten wird, obwohl aufgrund fortwährender Regelvorgänge des Leerlaufreglers 21 ein sich ständig änderndes Solldrehmoment M_soll ansteht.
Die zeitlich im Wesentlichen konstante Ansteuergröße A führt zu einer gesteigerten Lebensdauer der Drosselklappe 11 beziehungsweise eines die Drosselklappe 11 bewegenden Stellglieds, das bei herkömmlichen Systemen aufgrund der regelungsbedingten Fluktuationen des Solldrehmoments M_soll permanent Ansteuervorgänge vornimmt und eine dementsprechend geringe Lebensdauer aufweist.
Als Korrekturfaktor KF zur Bildung des korrigierten Solldrehmoments M_soll wird vorteilhaft ein Quotient aus der Istdrehzahl n_mot der Brennkraftmaschine 10 und der Solldrehzahl n_soll verwendet, wobei die Solldrehzahl n_soll in dem vorstehend beschriebenen Beispiel der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 10 entspricht.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch nicht auf eine Stabilisierung der Ansteuerung der Drosselklappe 11 während eines Leerlaufs der Brennkraftmaschine 10 begrenzt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vielmehr auch in anderen stationären Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 10 durchgeführt werden, wobei der Korrekturfaktor KF wiederum in Abhängigkeit einer für den jeweiligen Betriebszustand geeigneten Solldrehzahl n_soll ermittelt wird.
Durch die erfindungsgemäße Korrektur mittels des Korrekturfaktors KF entfällt die Notwendigkeit, interne Größen des Leerlaufdrehzahlreglers 21 beziehungsweise weiterer zur Bildung eines Solldrehmoments M_soll beitragender Regler der Brennkraftmaschine 10 zu beeinflussen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner vorteilhaft auf jedes Solldrehmoment angewandt werden, unabhängig davon, wie das Solldrehmoment gebildet worden ist beziehungsweise welche verschiedenen Drehmomentanforderungen zur Bildung des Solldrehmoments beigetragen haben.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), bei dem eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) auf eine vorgebbare Solldrehzahl (n_soll) geregelt wird, indem eine Drosselklappe (11) der Brennkraftmaschine (10) mit einer Ansteuergröße (A) beaufschlagt wird, die von einem mit der Solldrehzahl (n_soll) korrespondierenden Solldrehmoment (M_soll) abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass das Solldrehmoment (M_soll) in Abhängigkeit eines von der Solldrehzahl (n_soll) abhängigen Korrekturwerts korrigiert wird, um einen vorgebbaren, insbesondere konstanten, Wert für die Ansteuergröße (A) zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solldrehzahl (n_soll) eine Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine (10) ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Korrekturwert ein Korrekturfaktor (KF) verwendet wird, mit dem das Solldrehmoment (M_soll) multipliziert wird, wobei der Korrekturfaktor (KF) einem Quotienten aus einer Istdrehzahl (n_mot) der Brennkraftmaschine (10) und der Solldrehzahl (n_soll) der Brennkraftmaschine (10) entspricht.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur des Solldrehmoments (M_soll) nur dann durchgeführt wird, wenn die Brennkraftmaschine (10) einen stationären Betriebszustand aufweist.
Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche programmiert ist.
Steuergerät (20) für eine Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 konfiguriert ist.