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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs.
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Die
Steuerung der heutigen Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen erfolgt
durch ein Steuergerät.
Dabei steigt durch die ständige
Weiterentwicklung der Technik die Anzahl der Komponenten oder Systeme
und somit die Komplexität,
die durch ein Steuergerät
bewältigt
werden muss. Bei den Komponenten und Systemen kann es sich dabei
um z. B. Türschließsysteme,
Fahrzeugsicherheitssysteme, Motorstartsysteme und Systeme zur Regelung der
Einspritzung handeln. Letztgenannte Systeme sind insofern wichtig,
da durch eine Einspritzregelung unterschiedliche Betriebszustände erzielt
werden können.
So kann die Einspritzung z. B. dahingehend geregelt werden, dass
Abgasemissionswerte eingehalten werden, oder eine Partikelfilterreinigung
ermöglicht
wird. Dabei lassen sich unterschiedliche Einspritzustände je nach
Art und Anzahl der Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung einstellen.
Damit die an die Brennkraftmaschine gestellten Anforderungen erreicht
werden können,
sind in dem Steuergerät
Kennfelder für
jeweils unterschiedliche Einspritzzustände und unterschiedliche Betriebszustände hinterlegt. Problematisch
ist jedoch, dass der für
die Kennfelder zur Verfügung
stehende Speicherplatz des Steuergeräts beschränkt ist, und eine nachträgliche Optimierung
des Kennfelds mit einem hohen Aufwand verbunden ist.
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Aus
dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, bei denen jedem physikalischen
Ereignis, z. B. Einspritzung, ein Kennfeld, welches jeweils abhängig von
der Kühlwassertemperatur
ist, hinterlegt wird. Insbesondere bei der hohen Anzahl an unterschiedlichen
Einspritzzuständen
und Betriebszustände
erfordern diese Kennfelder einen hohen Speicherbedarf.
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Aus
der
EP 1 167 745 A1 sind
ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils und ein Kraftstoffeinspritzsystem
bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein in einer Schließposition
als Ausgangsposition befindliches Verschließglied anhand eines Kontrollparameters
zuerst in eine Öffnungsposition
und nachfolgend in eine aus einer Anzahl von Schließpositionen
ausgewählte
Zielposition gebracht, wobei der das Verschließglied beeinflussende Kontrollparameter
in Abhängigkeit
von der Ausgangsposition und von der Zielposition gewählt wird.
Die Auswahl des Kontrollparameters erfolgt in Abhängigkeit
von betriebsrelevanten Daten anhand von parameterspezifischen Kennfeldern.
Für jede
der aus allen möglichen
Schließpositionen
erzeugbaren Kombinationen von Ausgangsposition und Zielposition
ist jeweils ein Kennfeld vorgesehen.
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Aus
der
DE 39 22 051 C2 ist
eine Steuereinrichtung für
ein selbsttätig
schaltendes Getriebe eines mit einer Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugs
bekannt, wobei die Brennkraftmaschine mittels eines Leistungssteuerorgans
beeinflussbar ist, Gangstufen des Getriebes über Schaltprogramme wenigstens
abhängig
von der Stellung des Leistungssteuerorganes und von der Motordrehzahl automatisch
geschaltet werden, ein der Stellung des Leistungssteuerorganes proportionales
Signal abgetastet wird, aus dem abgetasteten Signalwert eine Fahraktivität ermittelt
und zur Auswahl eines Schaltprogrammes herangezogen wird. Neben
dem abgetasteten Signalwert für
das Leistungssteuerorgan wird noch wenigstens ein weiterer Signalwert
eines Betriebs- oder Fahrparameters des Kraftfahrzeugs durch einen
Geber ermittelt. Die abgetasteten Signalwerte werden über von
Betriebs- oder Fahrparametern des Kraftfahrzeuges beeinflusste Kennfelder
in Werte primärer
Kenngrößen umgewandelt.
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Aus
der „ATZ
Automobiltechnische Zeitschrift" 102
(2000) 3, Seiten 188–193,
ist ein Ansatz zur Steigerung der Effizienz in der Steuergeräteapplikation
bekannt, gemäß welchem
eine modellgestützte
Kennfeldoptimierung erfolgt. Dabei wird durch eine Verkettung von
Methoden der statistischen Versuchspla nung mit künstlichen neuronalen Netzen
ein flexibles und leistungsstarkes Identifikations- bzw. Optimierungssystem
realisiert.
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Die
der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht nun
darin, ein Verfahren bereitzustellen, das den Speicherbedarf der
Kennfelder senkt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorab
ist noch eine Definition einzelner Begrifflichkeiten vorzunehmen.
Wenn im folgenden von Kennfeldelementen gesprochen wird, so wird
darunter ein dreidimensionales Kennfeld verstanden. Dieses Kennfeld
setzt sich aus mindestens einem Drehzahl-Drehmomenten-Kennfeld zusammen,
welches wiederum von jeweils einem Temperaturwert abhängt. Diesbezüglich hat
es sich als vorteilhaft erwiesen, die Kühlwassertemperatur als Temperaturwert zu
verwenden. Unter einem Kennfeldbaustein wird im folgenden ein Kennfeld
mit vier Dimensionen verstanden. Für jede physikalische Größe, z. B.
Einspritzmenge, gibt es weiterhin eine vorgebbare Anzahl an Kennfeldbausteinen.
Dabei setzt sich ein Kennfeldbaustein aus dem erwähnten Kennfeldelement
und einem Wert, der die Anzahl von unterschiedlichen Kennfeldelementen
innerhalb des Kennfeldbausteins beinhaltet, zusammen. Die unterschiedlichen
Kennfeldelemente können
daraus resultieren, dass für
bestimmte Betriebszustände
eine hohe Genauigkeit des Kennfeldelements nicht erforderlich ist.
So kann z. B. für
eine Haupteinspritzung ein Kennfeldelement mit sechs unterschiedlichen Temperaturwerten
notwendig sein, während
hingegen für
eine Voreinspritzung schon drei Temperaturebenen ausreichen können. Die
Anzahl der verwendeten Kennfeldelemente hängt von der Anzahl der zu betrachtenden
Betriebszustände
und der verschiedenen Einspritzzustände ab. Die Größe der Drehzahl-Drehmomenten
Kennfelder und/oder die Anzahl der unterschiedlichen Temperaturniveaus
sind für
jedes Kennfeldelement innerhalb eines Kennfeldbausteins gleich groß.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass keine feste Zuordnung zwischen einem physika lischen Ereignis
und einem Kennfeldelement mehr notwendig ist und dadurch der Speicherbedarf
des Steuergeräts
reduziert werden kann. Eine Zuordnung eines Kennfeldelements mit
einem physikalischen Ereignis erfolgt hierbei über eine kalibrativ änderbare Übersetzungstabelle.
Die Übersetzungstabelle
liefert dabei die Information, welches Kennfeldelement aus dem Kennfeldbaustein
jeweils einem Ereignis zugeordnet wird. Der Vorteil liegt darin,
dass ein und dasselbe Kennfeldelement für verschiedene physikalische
Ereignisse verwendet werden kann.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist es, dass eine
Flexibilität
im Entwicklungsprozess ermöglicht
wird. Bei dem Verfahren kann bei Bedarf von einem Kennfeldelement
mit einer ersten Charakteristik, z. B. Betrachtung von drei Temperaturniveaus,
auf ein anderes Kennfeldelement mit einer zweiten Charakteristik,
z. B. Betrachtung von sechs Temperaturniveaus, gewechselt werden
ohne die Software ändern
zu müssen.
Weiterhin ist eine zusätzliche
Flexibilität
gegeben, da die Größe und Anzahl
der einzelnen Kennfeldelemente vorgebbar sind und von Kundenpräferenzen
abhängen.
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Einzelheiten
der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 ein
Blockschaltbild, für
ein Steuergerät,
bei dem einem Kennfeldbaustein zwei Ereignisse zugeordnet sind.
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2 ein
Blockschaltbild, für
ein Steuergerät,
bei dem zwei Kennfeldbausteine einem Ereignis zugeordnet sind.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild, bei dem ein Kennfeldbaustein A mit zwei physikalischen
Ereignissen X und Y in Verbindung steht. Weiterhin enthält das Blockschaltbild
zwei Übersetzungstabellen
UT1 und UT2, deren Ausgangssignale 1' und 10' die Eingangssignale für den Kennfeldbaustein
A sind. In den Übersetzungstabellen
UT1 und UT2 werden, basierend auf den Eingansgrößen 1 und 10,
die Informationen über
den jeweiligen Betriebszustand beinhalten, jeweils ein Ausgangssignal 1' und 10' an den Kennfeldbaustein
A gesendet. Das Ausgangs signal 1' der Übersetzungstabelle UT1 ordnet
dabei ein Kennfeldelement des Kennfeldbausteins A dem Ereignis X
zu, während
das Ausgangssignal 10' ein Kennfeldelement
des Kennfeldbausteins A dem Ereignis Y zuordnet. Basierend auf den
Signalen 1' und 10' und einem Steuersignal 100,
welches z. B. Informationen über
die Kühlwassertemperatur,
Motordrehzahl und das Motordrehmoment beinhaltet, wird im Kennfeldbaustein
A ein dem physikalischen Ereignis X zugeordneter Sollwert 1'' und ein dem physikalischen Ereignis
Y zugeordneter Sollwert 10'' gebildet.
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2 zeigt
ein Blockschaltbild, bei dem zwei Kennfeldbausteine B und C einem
einzigen physikalischen Ereignis Z zugeordnet werden. Eine Übersetzungstabelle
UT3 sendet dabei basierend auf einem Eingangssignal 2,
welches Informationen über
den jeweiligen Betriebszustand beinhaltet, ein gemeinsames Ausgangssignal 2' an die zwei
Kennfeldbausteine B und C. Anhand dieses Ausgangssignals 2' kann eine eindeutige
Identifikation jeweils eines Kennfeldelements in den Kennfeldbausteinen
B und C erfolgen, welches dem physikalischen Ereignis Z zugeordnet
wird. Basierend auf dem Ausgangssignal 2' der Übersetzungstabelle UT3 und
anhand eines weiteren Eingangssignals 200, welches Informationen über z. B.
die Kühlwassertemperatur,
Motordrehzahl und das Motordrehmoment beinhaltet, werden in den beiden
Kennfeldbausteinen jeweils ein Ausgangssignal 2'' und 2''' erzeugt und
diese dem physikalischen Ereignis Z zugeordnet.