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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum
Betreiben einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche
aus.
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Aus
der
WO 95/04215 ist
bereits ein Verfahren zur dynamisch korrekten Berechnung der Luftfüllung
eines Zylinders bei einer Brennkraftmaschine mit variabler Gaswechselsteuerung,
beispielsweise mit verstellbarer Einlass- und/oder Auslassnockenwelle,
insbesondere im instationären Betrieb bekannt. Dazu wird
der Einfluss der Variation der Gaswechselsteuerung bei der Berechnung
des Frischluftanteils an der Gasfüllung des Zylinders berücksichtigt.
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Vorteile der Erfindung
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen
der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber
den Vorteil, dass abhängig von einer eine Stellung eines Stellgliedes
zur Beeinflussung einer Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine charakterisierenden
Größe ein erster Wert für die Füllung
ermittelt wird, dass aus dem ersten Wert für die Füllung
ein zweiter Wert für die Füllung durch Filterung
ermittelt wird, dass eine Zeitkonstante der Filterung ausgehend
von einer Nachbildung einer Saugrohrdynamik korrigiert um eine vorgegebene
Prädiktionszeit gebildet wird, so dass der zweite Wert
für die Füllung charakteristisch für
ei ne prädizierte Füllung eines Brennraums der Brennkraftmaschine
ist. Auf diese Weise lässt sich die Prädiktion
der Füllung des Brennraums mit hoher Präzisierung
und dennoch geringem Aufwand ermitteln.
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Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Zeitkonstante ausgehend von einem die
Nachbildung der Saugrohrdynamik repräsentierenden Wert
durch Multiplikation mit einem die vorgegebene Prädiktionszeit
repräsentierenden ersten Korrekturfaktor korrigiert wird.
Auf diese Weise lässt sich die Korrektur der Zeitkonstante
besonders einfach und wenig aufwendig durchführen.
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Eine
Minimierung des Aufwandes kann erzielt werden, wenn die Filterung
mit der korrigierten Zeitkonstanten mittels eines einzigen Filters
erfolgt. Auf diese Weise werden Rechenaufwand und/oder Herstellungskosten
eingespart.
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Vorteilhaft
ist weiterhin, wenn der erste Wert für die Füllung
unter Verwendung der die Saugrohrdynamik nachbildenden Zeitkonstanten
gefiltert wird, um einen dritten Wert für die Füllung
zu erhalten, und wenn der dritte Wert für die Füllung
unter Verwendung einer die Prädiktionszeit nachbildenden
Zeitkonstanten gefiltert wird, um den zweiten Wert für
die Füllung zu erhalten. Auf diese Weise kann zusätzlich zu
dem die aufgrund der vorgegebenen Prädiktionszeit prädizierte
Füllung charakterisierenden zweiten Wert für die
Füllung auch der allein durch die Saugrohrdynamik verzögerte
Füllungswert in Form des dritten Wertes für die
Füllung für eine Weiterverarbeitung in der Motorsteuerung
gewonnen werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn ausgehend von einer einen Luftmassenstrom
im Saugrohr charakterisierenden Größe ein vierter
Wert für die Füllung ermittelt wird, wenn eine
Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert für
die Füllung gebildet wird, wenn der vierte Wert für
die Füllung mit der Differenz beaufschlagt wird, so dass
sich ein fünfter Wert für die Füllung
ergibt, der einem prädizierten Wert für die Füllung
entspricht. Auf diese Weise lässt sich mit Hilfe des ausgehend
von der den Luftmassenstrom im Saugrohr charakterisierenden Größe ein
im Vergleich zum abhängig von der die Stellung des Stellgliedes
zur Beeinflussung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine charakterisierenden
Größe stationär genauerer Wert für
die Füllung ermitteln, der beispielsweise auf der Grundlage
des Signals eines Luftmassenmessers oder eines Saugrohrdrucksensors
gewonnen werden kann. Dem stationär genaueren vierten Wert
für die Füllung wird so lediglich die aus der
die Stellung des Stellgliedes zur Beeinflussung der Luftzufuhr zur
Brennkraftmaschine charakterisierenden Größe abgeleitete
Dynamik der Füllung durch die Differenz zwischen dem ersten
und dem zweiten Wert für die Füllung hinzugefügt,
so dass der prädizierte Wert für die Füllung
in Form des fünften Wertes für die Füllung
im Hinblick auf die Genauigkeit der Prädiktion optimal
ist.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn ausgehend von einer einen Luftmassenstrom
im Saugrohr charakterisierenden Größe ein vierter
Wert für die Füllung ermittelt wird, wenn der
erste Wert unter Verwendung der die Saugrohrdynamik nachbildenden Zeitkonstanten
gefiltert wird, um einen dritten Wert für die Füllung
zu erhalten, wenn eine Differenz zwischen dem ersten und dem dritten
Wert gebildet wird, wenn die Differenz unter Verwendung einer die
Prädiktionszeit nachbildenden Filterkonstanten gefiltert wird,
um eine korrigierte Differenz zu erhalten, und wenn der vierte Wert
für die Füllung mit der korrigierten Differenz
beaufschlagt wird, so dass sich ein fünfter Wert für
die Füllung ergibt, der einem prädizierten Wert
für die Füllung entspricht. Auf diese Weise lässt sich
der Vorteil der optimalen Genauigkeit für die Füllungsprädiktion
verknüpfen mit der zusätzlichen Ermittlung, der
durch die Saugrohrdynamik verzögerten Füllung
als weiterer Größe, die im Motorsteuergerät für
eine Weiterverarbeitung genutzt werden kann.
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Vorteilhaft
ist weiterhin, wenn die Filterung mittels einer die vorgegebene
Prädiktionszeit nachbildenden Zeitkonstanten durch Multiplikation
der zu filternden Größe mit einem zweiten Korrekturfaktor erfolgt,
der abhängig von der die vorgegebene Prädiktionszeit
nachbildenden Zeitkonstanten, vorzugsweise als Kehrwert der die
vorgegebene Prädiktionszeit nachbildenden Zeitkonstanten,
gewählt wird. Auf diese Weise lässt sich die zur
Berücksichtigung der vorgegebenen Prädiktionszeit
durchzuführende Filterung in einfacher Weise durch eine
Multiplikationsoperation ersetzen, so dass Aufwand und Kosten eingespart
werden können.
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Vorteilhaft
ist weiterhin, wenn die vorgegebene Prädiktionszeit so
gewählt wird, dass aus der prädizierten Füllung
in Abhängigkeit eines einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
im Brennraum eine prädizierte Einspritzmenge oder -dauer
für eine Kraftstoffeinspritzung ins Saugrohr vor ein geschlossenes
Einlassventil eines betreffenden Zylinders der Brennkraftmaschine,
vorzugsweise für eine Kraftstoffeinspritzung während
eines Ausschubtaktes des betreffenden Zylinders, ermittelt wird.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das einzustellende Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis
möglichst genau umgesetzt werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn mehreren Zylindern über
jeweils einen separaten Saugkanal des Saugrohrs Luft und Kraftstoff
zugeführt wird, wenn der Kraftstoff in mindestens zwei
Saugkanäle über ein gemeinsames Einspritzventil
eingespritzt wird, wenn die Einspritzung vom gemeinsamen Einspritzventil
mehrstrahlig erfolgt, wobei jedem der mindestens zwei Saugkanäle
mindestens ein Einspritzstrahl ausschließlich zugeführt
wird, in jedem der mindestens zwei Saugkanäle über
den ihm zugeordneten Einspritzstrahl die gleiche Einspritzmenge
zur gleichen Einspritzzeit zugeführt wird und wenn die vorgegebene
Prädiktionszeit so gewählt wird, dass aus der
prädizierten Füllung in Abhängigkeit
eines einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses im
Brennraum eine prädizierte Einspritzmenge oder -dauer für
eine Kraftstoffeinspritzung in den jeweiligen Saugkanal der betreffenden
Zylinder vor ein geschlossenes Einlassventil der betreffenden Zylinder derart
ermittelt wird, dass die prädizierte Einspritzmenge oder
-dauer im Brennraum aller betreffenden Zylinder im Mittel zur Umsetzung
des einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
führt. Auf diese Weise lässt sich auch bei Verwendung
solcher mehrstrahligen Einspritzventile bei gleicher Einspritzmenge
und gleicher Einspritzzeit für verschiedene Zylinder dennoch
das einzustellende Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis korrekt
einstellen, wobei durch Verwendung eines solchen mehrstrahligen
Einspritzventils, das gleichzeitig mehrere Zylinder mit Kraftstoff
versorgt, erhebliche Kosten eingespart werden können.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine,
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2 ein
Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einer ersten Ausführungsform,
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3 ein
Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform,
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4 ein
Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einer dritten Ausführungsform,
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5 ein
Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einer vierten Ausführungsform,
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6a) einen zeitlichen Verlauf für
die Ansteuerung eines Einlassventils eines ersten Zylinders,
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6b) einen zeitlichen Verlauf für
eine Ansteuerung eines Einlassventils eines zweites Zylinders und
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6c) einen zeitlichen Verlauf für
eine Ansteuerung eines mehrstrahligen Einspritzventils.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 kennzeichnet 1 eine
Brennkraftmaschine, die beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor
ausgebildet sein kann. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen,
dass die Brennkraftmaschine als Ottomotor ausgebildet ist.
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Von
der Brennkraftmaschine 1 ist in 1 ein erster
Zylinder 40 und ein zweiter Zylinder 45 dargestellt. Über
eine gemeinsame Luftzufuhr 185 werden die beiden Zylinder 40, 45 mit
Frischluft versorgt. In der gemeinsamen Luftzufuhr 185 ist
ein Luftmassenmesser 95 angeordnet, der den Luftmassenstrom ml
misst und als zeitlich kontinuierliches Signal an eine Motorsteuerung 65 weiterleitet.
Stromab des Luftmassenmessers 95 ist in der gemeinsamen
Luftzufuhr 185 eine Drosselklappe 15 angeordnet,
deren Stellung den Luftmassenstrom zu den Zylindern 40, 45 beeinflusst.
Im Bereich der Drosselklappe 15 ist ein Positionssensor 85 angeordnet,
der die Stellung α der Drosselklappe 15 beispielsweise
mittels eines Potentiometers erfasst und als zeitlich kontinuierliches
Signal an die Motorsteuerung 65 weiterleitet. Umgekehrt
steuert die Motorsteuerung 65 die Drosselklappe 15 beispielsweise
abhängig von der Stellung eines Fahrpedals im Falle eines
von der Brennkraftmaschine 1 angetriebenen Fahrzeugs an.
Dies ist in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit
jedoch nicht dargestellt. Stromab der Drosselklappe 15 geht die
gemeinsame Luftzufuhr 185 in einen ersten Saugkanal 30 und
einen zweiten Saugkanal 35 über, die zusammen
das Saugrohr der Brennkraftmaschine 1 bilden. Der erste
Saugkanal 30 ist dabei exklusiv dem ersten Zylinder 40 zugeordnet
und versorgt diesen mit Frischluft und Kraftstoff. Der zweite Saugkanal 35 ist
exklusiv dem zweiten Zylinder 45 zugeordnet und versorgt
diesen mit Luft und Kraftstoff. Stromab der Drosselklappe 15 und
vor der Verzweigung in die Saugkanäle 30, 35 ist
im gemeinsamen Teil des Saugrohrs, der mit dem Bezugszeichen 190 gekennzeichnet
ist, ein Temperatursensor 180 angeordnet, der die Temperatur
TS im Saugrohr misst und als zeitlich kontinuierliches
Signal an die Motorsteuerung 65 weiterleitet. Anstelle
des Luftmassenmessers 95 und des Temperatursensors 180 kann
im gemeinsamen Teil 190 des Saugrohrs auch ein Saugrohrdrucksensor 150 angeordnet
sein, der den Druck ps im Saugohr misst und als zeitlich kontinuierliches
Signal an die Motorsteuerung 65 weiterleitet. Der Saugrohrdrucksensor 150 kann
aber auch zusätzlich zum Luftmassenmesser 95 und
zum Temperatursensor 180 im gemeinsamen Teil 190 des
Saugrohrs angeordnet sein. Über ein gemeinsames Einspritzventil 50 in
einer Kraftstoffzufuhr 195 werden die beiden Saugkanäle 30, 35 mit
Kraftstoff versorgt, wobei eine erste Öffnung 170 der
Kraftstoffzufuhr 195 vorgesehen ist, über den
der erste Saugkanal 30 mit Kraftstoff versorgt wird und
wobei eine zweite Öffnung 175 in der Kraftstoffzufuhr 195 vorgesehen
ist, über den der zweite Saugkanal 35 mit Kraftstoff
versorgt wird. Die beiden Öffnungen 170, 175 sind
dabei symmetrisch aus gebildet, so dass sich mengenmäßig
und zeitlich gleiche Einspritzungen in den ersten Saugkanal 30 und
den zweiten Saugkanal 35 ergeben. Somit wird also in den
ersten Saugkanal 30 und den zweiten Saugkanal 35 über
je einen Einspritzstrahl durch die erste Öffnung 170 bzw.
durch die zweite Öffnung 175 die gleiche Kraftstoffmenge
zur gleichen Zeit abgespritzt. Die Einstellung von Einspritzmenge
und Einspritzzeit erfolgt dabei seitens der Motorsteuerung 65 durch
Ansteuerung des gemeinsamen Einspritzventils 50 durch das
Ansteuersignal I. Dieses wird in der Motorsteuerung 65 in
Abhängigkeit eines einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
vorgegeben. Über ein erstes Einlassventil 55 wird
das Luft-/Kraftstoffgemisch im ersten Saugkanal 30 einem
Brennraum 5 des ersten Zylinders 40 zugeführt. Über
ein zweites Einlassventil 60 wird das Luft-/Kraftstoffgemisch
im zweiten Saugkanal 35 einem Brennraum 10 des
zweiten Zylinders 45 zugeführt. Einlasszeit und
Einlasshub der Einlassventile 55, 60 kann durch
eine Nockenwelle eingestellt werden. Alternativ kann auch eine variable
oder vollvariable Ventilsteuerung vorgesehen sein, bei der die Motorsteuerung 65 Einlasszeit
und Einlasshub der Einlassventile mittels entsprechender Steuersignale
H1, H2 vorgibt.
Eine solche variable oder vollvariable Ventilsteuerung kann beispielsweise
durch elektromagnetische oder elektrohydraulische Ventilsteuerung
realisiert werden. Diese Alternative der variablen bzw. vollvariablen
Ventilsteuerung ist in 1 dargestellt, wobei das erste
Einlassventil 55 von der Motorsteuerung 65 durch
ein erstes Ansteuersignal H1 in Hub und
Phase angesteuert wird und das zweite Einlassventil 60 entsprechend
durch ein zweites Ansteuersignal H2 in Hub
und Phase von der Motorsteuerung 65 angesteuert wird. Eine
entsprechende Ansteuerung kann auch für das Auslassventil 155 des
ersten Zylinders 40 und für das Auslassventil 160 des
zweiten Zylinders 45 erfolgen, wie in 1 dargestellt. Über
das Auslassventil 155 des ersten Zylinders 40 und
das Auslassventil 160 des zweiten Zylinders 45 werden die
bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches in den Brennräumen 5, 10 gebildeten
Abgase in einen Abgasstrang 165 ausgestoßen. Dabei
kann im Abgasstrang 165 wie in 1 dargestellt
eine Lambdasonde 145 angeordnet sein, die den Sauerstoffanteil
im Abgas misst und als zeitlich kontinuierliches Signal λ an
die Motorsteuerung 65 weiterleitet. Im Bereich der Zylinder 40, 45 ist
ein Drehzahlsensor 90 angeordnet, der die Motordrehzahl
n der Brennkraftmaschine 1 erfasst und als zeitlich kontinuierliches
Signal an die Motorsteuerung 65 weiterleitet.
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In 2 ist
ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt.
Das Funktionsdiagramm kann dabei software- und/oder hardwaremäßig
in der Motorsteuerung 65 implementiert sein und ist deshalb
in 2 mit dem Bezugszeichen 65 gekennzeichnet.
Das Funktionsdiagramm kann alternativ auch in einer beliebigen anderen
Steuereinheit der Brennkraftmaschine oder des Fahrzeugs oder in einer
eigenen Steuereinheit angeordnet sein. Die Vorrichtung bzw. das
Steuergerät 65 umfasst eine erste Ermittlungseinheit 75,
die beispielsweise in Form eines Kennfeldes ausgebildet sein kann
und der eingangsseitig die Position α der Drosselklappe 15 vom
Drosselklappensensor 85 sowie die Motordrehzahl n vom Drehzahlsensor 90 zugeführt
sind. Ausgangsgröße des Kennfeldes 75 ist
dann ein erster Wert rldk für die Füllung der
Brennräume 5, 10, die sich bei dem aktuellen
Drosselklappenwinkel α und der aktuellen Motordrehzahl
n einstellt. Das erste Kennfeld 75 kann dabei beispielsweise
auf einem Prüfstand oder mittels Fahrversuchen appliziert
werden. Aufgrund der Saugrohrdynamik stellt sich der aus der aktuellen
Drosselklappenwinkelstellung α und der aktuellen Motordrehzahl
n ermittelte erste Wert rldk für die Füllung nicht
unmittelbar sondern verzögert ein. Der erste Wert rldk
für die Füllung wird deshalb einer Prädiktionseinheit 70 in
der Vorrichtung 65 zugeführt, um einen Vorhersage-
oder Prädiktionswert für die Füllung
zu ermitteln. Die Prädiktionseinheit 70 umfasst
dabei ein erstes Filter 20, dem der erste Wert rldk für
die Füllung als Eingangsgröße zugeführt
wird. Das erste Filter 20 ist beispielsweise als Tiefpass
ausgebildet. Ein zweites Kennfeld 100 in einer zweiten
Ermittlungseinheit 80 ermittelt dabei die Zeitkonstante
für das erste Filter 20. Das erste Filter 20 soll
die Dynamik bzw. Verzögerung des Saugrohrs 30, 35, 190 nachbilden.
Die vom zweiten Kennfeld 100 gebildete Zeitkonstante wird
deshalb auch als Saugrohrzeitkonstante bezeichnet und vom zweiten
Kennfeld 100 dem ersten Filter 20 zugeführt.
Als Eingangsgrößen sind dem zweiten Kennfeld 100 die Motordrehzahl
n vom Drehzahlsensor 90 sowie die aktuelle Zahl der aktiven
Zylinder von einem Zylinderzähler 105 zugeführt.
Der Zylinderzähler 105 ist im Beispiel nach 2 ebenfalls
Teil der zweiten Ermittlungseinheit 80. Er gibt an, wie
viele Zylinder aktuell aktiviert sind. Ein aktivierter Zylinder
ist dadurch gekennzeichnet, dass seine Einlass- und Auslassventile
zyklisch in den aufeinanderfolgenden Zylindertakten gemäß der
Zündreihenfolge geöffnet und geschlossen werden.
Ein deaktivierter Zylinder zeichnet sich dadurch aus, dass seine
Einlass- und Aus lassventile permanent geschlossen sind und somit
kein Ladungswechsel stattfindet. Beim so genannten Halbmotorbetrieb
wird die Hälfte der Zylinder der Brennkraftmaschine 1 deaktiviert,
während die andere Hälfte der Zylinder aktiviert
ist. Im Vollmotorbetrieb sind alle Zylinder der Brennkraftmaschine 1 aktiviert. Je
größer die Motordrehzahl n und die Zahl der aktivierten
Zylinder, umso kleiner die Saugrohrzeitkonstante. Am Ausgang des
ersten Filters 20 steht dann ein dritter Wert für
die Füllung, von dem in einem Subtraktionsglied 110 der
Prädiktionseinheit 70 der erste Wert rldk für
die Füllung subtrahiert wird. Die Differenz am Ausgang
des Subtraktionsgliedes 110 wird einem zweiten Filter 25 zugeführt,
dessen Zeitkonstante in einer Kennlinie 115 der zweiten
Ermittlungseinheit 80 abhängig von der aktuellen
Motordrehzahl n vorgegeben wird. Der dritte Wert für die Füllung
am Ausgang des ersten Filters 20 gibt den tatsächlichen
aktuellen zeitlichen Verlauf der Füllung abhängig
von der aktuellen Position α der Drosselklappe und der
aktuellen Motordrehzahl n an, indem er die Saugrohrdynamik berücksichtigt.
Um das einzustellende Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis
korrekt einstellen zu können, muss jedoch der zur Erzielung des
einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses erforderliche
Kraftstoff bzw. die dazu erforderliche Kraftstoffmenge bereits zu
einem Zeitpunkt eingespritzt werden, bevor die zugehörige
Luftfüllung den jeweiligen Brennraum 5, 10 erreicht
hat. Deshalb muss die Luftfüllung der Brennräume 5, 10 für
eine Zeit prädiziert werden, zu der diese Füllung
noch nicht in den jeweiligen Brennraum 5, 10 gelangt
ist. Die durch die Saugrohrzeitkonstante nachgebildete Verzögerungszeit
muss daher in reduzierender Weise korrigiert werden. Dies geschieht
durch das zweite Filter 25, das alternativ auch als Multiplikationsglied ausgebildet
sein kann. Die von der Kennlinie 115 gelieferte Zeitkonstante
ist deshalb kleiner Eins. Mit zunehmender Motordrehzahl n wird diese
Zeitkonstante größer und geht gegen Eins. Dies
deshalb, weil bei theoretisch unendlich großer Motordrehzahl
die Vorlagerungszeit für die Einspritzung des Kraftstoffs
gegen Null gehen würde. Die Kennlinie 115 sollte
dabei so beispielsweise auf einem Prüfstand oder in Fahrversuchen
appliziert werden, dass die resultierende Zeitkonstante die Saugrohrzeitkonstante
derart korrigiert, dass die Füllung der Brennräume 5, 10 für
eine Zeit prädiziert wird, in der vor das geschlossene
Einlassventil 55, 60 der Zylinder 40, 45 eingespritzt
werden kann. Die Nachbildung der Saugrohrdynamik mittels des zweiten
Kennfeldes 100 kann ebenfalls beispielsweise auf einem
Prüfstand oder in Fahrversuchen erfolgen.
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Im
Falle der Verwendung eines Multiplikationsgliedes anstelle des zweiten
Filters 25 bildet die Kennlinie 115 statt einer
Zeitkonstanten gemäß einer vorgegebenen Prädiktionszeit
wie beschrieben eine Korrekturgröße größer
als Eins, die mit zunehmender Motordrehzahl n gegen Eins geht und
mit der der Ausgang des Subtraktionsgliedes 110 multipliziert wird.
Der Korrekturfaktor entspricht dabei dem Kehrwert der abhängig
von der vorgegebenen Prädiktionszeit gebildeten Zeitkonstanten.
Somit ist das Multiplikationsergebnis das gleiche wie das Ergebnis
am Ausgang des zweiten Filters 25. Am Ausgang des zweiten
Filters 25 bzw. des entsprechenden Multiplikationsgliedes
steht nun eine korrigierte prädizierte Differenz zwischen
dem dritten Wert für die Füllung und dem ersten
Wert rldk für die Füllung. Diese korrigierte prädizierte
Differenz wird in einem Additionsglied 120 dem Ausgangssignal
einer dritten Ermittlungseinheit 125 überlagert.
Die dritte Ermittlungseinheit 125 ermittelt ein stationär
genaues Signal für die Füllung der Brennräume 5, 10 abhängig
vom Luftmassenstrom ml des Luftmassenmessers 95 und von
der Saugrohrtemperatur TS des Temperatursensors 180 sowie
von der Motordrehzahl n in Form eines beispielsweise auf einem Prüfstand
oder in Fahrversuchen applizierten Kennfeldes bzw. in Form der aus
der eingangs genannten Druckschrift beschriebenen Weise. Das Ausgangssignal
der dritten Ermittlungseinheit 125 stellt dabei einen vierten
Wert für die Füllung dar. Das Ausgangssignal des
Additionsgliedes 120, dass ebenfalls Teil der Prädiktionseinheit 70 ist,
stellt dann einen fünften Wert für die Füllung
dar, der dem prädizierten Wert für die Füllung
entspricht und einem zweiten Multiplikationsglied 130 zugeführt wird.
Dort wird der fünfte Wert für die Füllung
mit einem Regelfaktor fr einer Gemischregelung 135 multipliziert,
wobei die Gemischregelung 135 den Regelfaktor fr abhängig
vom gemessenen Lambdawert der Lambdasonde 145 in bekannter
Weise bestimmt. Am Ausgang des zweiten Multiplikationsgliedes 130 steht
somit der prädizierte Wert für die aktuell einzuspritzende
Kraftstoffmenge I, mit dem das Einspritzventil 50 angesteuert
wird.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform nach 3, in der
gleiche Bezugszeichen, gleiche Elemente kennzeichnen wie in 2,
ist das Funktionsdiagramm nach 2 wie folgt
abgeändert:
Anstelle der Korrektur der Differenz aus
dem dritten Wert für die Füllung und dem ersten
Wert für die Füllung mittels des zweiten Filters 25 wird
die vorgegebene Prädiktionszeit bereits durch die Filterzeitkonstante
des ersten Filters 20 berücksichtigt. Zu diesem Zweck
ist in der zweiten Ermittlungseinheit 80 ein drittes Multiplikationsglied 140 vorgesehen,
in dem die vom zweiten Kennfeld 100 ermittelte Saugrohrzeitkonstante
mit der von der Kennlinie 115 abhängig von der
vorgegebenen Prädiktionszeit ermittelten Zeitkonstante
kleiner als Eins multipliziert wird und das gebildete Produkt als
resultierende korrigierte Zeitkonstante dem ersten Filter 20 zugeführt
wird. Auf diese Weise kann das zweite Filter 25 eingespart und
durch das dritte Multiplikationsglied 140 ersetzt werden.
Der Ausgang des Subtraktionsgliedes 110 beim Funktionsdiagramm
nach 3 entspricht dann dem Ausgang des zweiten Filters 25 gemäß 2 und
kann somit direkt dem Additionsglied 120, wie in 3 dargestellt,
zugeführt werden. Im übrigen entspricht das Funktionsdiagramm
von 3 dem Funktionsdiagramm von 2.
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4 zeigt
eine dritte Ausführungsform der Erfindung in Form eines
Funktionsdiagramms, bei dem gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente
kennzeichnen wie in den 2 und 3. Die dritte
Ausführungsform nach 4 ist dabei
ausgehend von der ersten Ausführungsform nach 2 wie
folgt abgeändert:
Es wird auf die Ermittlung des stationär
genauen vierten Wertes für die Füllung verzichtet,
wodurch weiterer Aufwand eingespart werden kann. Allerdings hat das
Prädiktionsergebnis der dritten Ausführungsform nach 4 nicht
dieselbe Genauigkeit wie das Prädiktionsergebnis gemäß den
Ausführungsformen nach 2 und 3.
Somit wird bei der dritten Ausführungsform nach 4 die
dritte Ermittlungseinheit 125 und das Additionsglied 120 eingespart
genauso wie das Subtraktionsglied 110. Vielmehr wird bei
der dritten Ausführungsform nach 4 der dritte
Wert für die Füllung am Ausgang des ersten Filters 20 direkt
dem zweiten Filter 25 bzw. dem entsprechenden Multiplikationsglied
zugeführt. Der Ausgang des zweiten Filters 25 bzw.
des entsprechenden Multiplikationsgliedes ist dann ein zweiter Wert
für die Füllung und wird direkt dem zweiten Multiplikationsglied 130 zur
Bildung des Ansteuersignals I für die Einspritzmenge zugeführt.
Somit wird der erste Wert rldk für die Füllung
nicht nur wie beim Gegenstand der 2 und 3 zur
Ermittlung der Dynamik der Füllung herangezogen, sondern
als vollwertige Schätzung der Brennraumfüllung
inklusive dem stationären Anteil, der bei den Ausführungsformen
nach 2 und 3 durch die Differenzbildung
mittels des Subtraktionsgliedes 110 eliminiert wurde.
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Im übrigen
entspricht das Funktionsdiagramm nach 4 dem Funktionsdiagramm
nach 2.
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5 zeigt
ein Funktionsdiagramm für eine vierte Ausführungsform
der Erfindung, bei dem gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen wie
bei den 2, 3 und 4.
Das Funktionsdiagramm für die vierte Ausführungsform
nach 5 ist entsprechend der dritten Ausführungsform
nach 4 jedoch ausgehend von der zweiten Ausführungsform
nach 3 dahingehend geändert, dass wie bei
der dritten Ausführungsform nach 4 auf die
Ermittlung des stationären vierten Wertes für
die Füllung und damit auf die dritte Ermittlungseinheit 125,
das Additionsglied 120 und das Subtraktionsglied 110 verzichtet
wurde. Zusätzlich wurde bei der vierten Ausführungsform
nach 5 wie auch bei der zweiten Ausführungsform
nach 3 im Vergleich zur ersten Ausführungsform
nach 1 und zur dritten Ausführungsform nach 4 auf
das zweite Filter 25 verzichtet und stattdessen die vorgegebene
Prädiktionszeit durch Korrektur der Saugrohrzeitkonstanten
mittels des dritten Multiplikationsgliedes 140 für
das erste Filter 20 berücksichtigt. Somit wird
beim Funktionsdiagramm nach 5 das Ausgangssignal
des ersten Filters 20 als zweiter Wert für die
Füllung direkt dem zweiten Multiplikationsglied 130 zur
Bildung des Ansteuersignals I für das Einspritzventil 50 zugeführt.
Die vierte Ausführungsform nach 5 ist unter
Verzicht auf die Genauigkeit des stationären vierten Wertes
für die Füllung die Ausführungsform mit
dem geringsten Aufwand.
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Bei
den Ausführungsformen nach den 2 und 4,
bei denen das zweite Filter 25 bzw. das entsprechende Multiplikationsglied
verwendet wird, ergibt sich der Vorteil, dass der dritte Wert für
die Füllung am Ausgang des ersten Filters 20 für
eine Weiterverarbeitung in der Motorsteuerung zur Verfügung steht,
die die erfindungsgemäße Prädiktion nicht
benötigt.
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Die
bisherigen Betrachtungen lassen sich abweichend von 1 auch
für solche Realisierungen einsetzen, bei denen jedem Saugkanal 30, 35 ein
eigenes Einspritzventil zugeordnet ist. Somit kann die Einspritzung
für jeden Zylinder zur Umsetzung des einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
korrekt prädiziert werden. Im Sonderfall, bei dem die Einspritzung
für zwei oder mehr Saug kanäle 30, 35 durch
ein einziges gemeinsames Einspritzventil 50 in symmetrischer
Weise derart erfolgt, dass in die entsprechenden Saugkanäle 30, 35 zur gleichen
Zeit die gleiche Einspritzmenge abgespritzt wird, ist die beschriebene
Vorgehensweise für den Fall korrekt, in dem die entsprechenden
Zylinder 40, 45 auch symmetrisch betrieben werden,
d. h. gleichzeitig im gleichen Zylindertakt. Dann ist für
die Zylinder 40, 45 die Kraftstoffeinspritzung
zur Umsetzung des einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
korrekt prädiziert.
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Dies ändert
sich, wenn die Zylinder 40, 45 nicht mehr gleichzeitig
im gleichen Zylindertakt betrieben werden, sondern an verschiedener
Stelle in der Zündreihenfolge und somit gleichzeitig in
verschiedenen Zylindertakten betrieben werden. In diesem Fall lässt
sich die Kraftstoffeinspritzung in der beschriebenen Weise nur für
einen der Zylinder 40, 45 zur Umsetzung des einzustellenden
Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses korrekt prädizeren,
für den oder die übrigen Zylinder ist der prädizierte
Wert für die Füllung jedoch nicht gültig.
Folglich ergibt sich für den oder die übrigen
Zylinder eine Abweichung vom einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis
in einem dynamischen Betriebszustand der Brennkraftmaschine mit
sich ändernder Position der Drosselklappe 15.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die vorgegebene Prädiktionszeit so gewählt
wird, dass aus der prädizierten Füllung in Abhängigkeit
eines einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
im jeweiligen Brennraum 5, 10 eine prädizierte
Einspritzmenge oder -dauer für eine Kraftstoffeinspritzung
in den jeweiligen Saugkanal 30, 35 der betreffenden
Zylinder 40, 45 vor ein geschlossenes Einlassventil 55, 60 der
betreffenden Zylinder 40, 45 derart ermittelt
wird, dass die prädizierte Einspritzmenge oder -dauer des
gemeinsamen Einspritzventils 50 im Brennraum 5, 10 aller
betreffenden Zylinder 40, 45 im Mittel zur Umsetzung
des einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses führt.
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Diese
Vorgehensweise sei am Beispiel der 6a)
bis 6c) verdeutlicht. In 6a) ist der zeitliche Verlauf des Ansteuersignals
H1 des ersten Einlassventils 55 und
in 6b) der zeitliche Verlauf des Ansteuersignals
H2 des zweiten Einlassventils 60 dargestellt.
Dabei sei angenommen, dass die Brennkraftmaschine 1 im
Viertaktbetrieb arbeitet. Die einzelnen Zylindertakte sind in den
Zeitdia grammen nach 6a) und 6b) mittels römischer Ziffern dargestellt.
Für den ersten Zylinder 40 ist der Zylindertakt
II der Ansaugtakt, in dem das erste Einlassventil 55 mit
dem Hub H zum Ansaugen des Luft-/Kraftstoffgemisches aus dem ersten
Saugkanal 30 geöffnet ist. Dabei zeigen die Zeitdiagramme
nach 6a) und 6b)
zwei Perioden des Viertaktbetriebes. Außerhalb des zweiten
Zylindertaktes II ist dabei das erste Einlassventil 55 geschlossen,
der Hub des ersten Einlassventils 55 gleich Null. Der zweite
Zylinder 45 hat seinen Ansaugtakt im vierten Zylindertakt
IV, in dem sein Einlassventil 60 mit dem Hub H geöffnet
ist. Außerhalb des vierten Zylindertaktes IV ist das Einlassventil 60 des
zweiten Zylinders 45 geschlossen, sein Hub also gleich
Null. Die Einspritzung von Kraftstoff erfolgt vorteilhafter Weise vor
das geschlossene Einlassventil des ersten Zylinders 40 und
des zweiten Zylinders 45. Für den ersten Zylinder 40 bedeutet
dies eine Einspritzung während des ersten Zylindertaktes
I, der dem Ausschubtakt des ersten Zylinders 40 unmittelbar
vor dessen Ansaugtakt entspricht. Für den zweiten Zylinder 45 bedeutet
dies eine Einspritzung während des dritten Zylindertaktes
III unmittelbar vor dessen Ansaugtakt. Somit müsste für
eine korrekte Umsetzung des einzustellenden Luft/Kraftstoffgemischverhältnisses
für den ersten Zylinder 40 die Luftfüllung
für den ersten Zylindertakt I prädiziert werden.
Für eine korrekte Umsetzung des einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
für den zweiten Zylinder 45 müsste die
Luftfüllung für den dritten Zylindertakt III prädiziert
werden. Um im Mittel für beide Zylinder 40, 45 das
einzustellende Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis korrekt
umsetzen zu können, wird somit als Kompromiss die Luftfüllung
für den zwischen dem ersten Zylindertakt I und dem dritten
Zylindertakt III liegenden zweiten Zylindertakt II prädiziert
und ausgehend von dieser prädizierten Luftfüllung
die zur Umsetzung des einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
erforderliche Kraftstoffmenge bestimmt. Die vorgegebene Prädiktionsszeit
muss daher so gewählt werden, dass unter Berücksichtigung
der Saugrohrzeitkonstanten die Füllung für den
zweiten Zylindertakt II richtig prädiziert wird.
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Für
die Bestimmung der vorgegebenen Prädiktionszeit gibt es
nun zwei Möglichkeiten, je nachdem, welchen der beiden
Zylinder 40, 45 man als Ausgangspunkt wählt.
Wählt man den ersten Zylinder 40 als Ausgangszylinder,
so kann die vorgegebene Prädiktionszeit gleich Null gewählt
werden. Dies deshalb, weil durch alleinige Berücksichtigung
der Saugrohrzeitkonstanten diejenige Füllung prädi ziert wird,
die im Ansaugtakt des ersten Zylinders 40 und damit im
zweiten Zylindertakt II in den zugeordneten Brennraum gelangen wird.
Geht man hingegen vom zweiten Zylinder 45 aus, so muss
die vorgegebene Prädiktionszeitkonstante abhängig
von der aktuellen Motordrehzahl n so gewählt werden, dass
sie zwei Zylindertakte abdeckt. Während also mit Hilfe
der Saugrohrzeitkonstanten für den zweiten Zylinder 45 diejenige
Füllung prädiziert wird, die in dessen Ansaugtakt
und damit im vierten Zylindertakt IV vorliegt, erlangt man ausgehend
von dieser Saugrohrzeitkonstanten durch Rückrechnung um
zwei Zylindertakte diejenige Füllung, die für
den zweiten Zylindertakt II prädiziert wird. Aufgrund des
symmetrischen Aufbaus der beiden Zylinder 40, 45 und
der beiden Saugkanäle 30, 35 kann alternativ
auch bei Wahl des zweiten Zylinders 45 als Ausgangspunkt
die vorgegebene Prädiktionszeitkonstante zu Null gesetzt
werden bzw. bei Wahl des ersten Zylinders 40 als Ausgangszylinder
ausgehend von der Saugrohrzeitkonstanten um zwei Zylindertakte zurückgerechnet
werden, so dass bei den letztgenannten Fällen die Zylinderfüllung
für den vierten Zylindertakt IV prädiziert wird.
Für die Taktung der beiden Zylinder 40, 45 gemäß den 6a) und 6b)
kann also entweder die vorgegebene Prädiktionszeitkonstante
auf Eins gesetzt werden oder die Prädiktionszeitkonstante
so vorgegeben werden, dass ausgehend von der Saugrohrzeitkonstanten
um zwei Zylindertakte zurückgerechnet wird.
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Für
den Fall, in dem beide Zylinder gleichzeitig im gleichen Zylindertakt
betrieben werden, also beide Zylinder 40, 45 gleichzeitig
ihren Ansaugtakt haben, muss von der Saugrohrzeitkonstanten ausgehend
die vorgegebene Prädiktionszeitkonstante so gewählt
werden, dass um einen Zylindertakt zurückgerechnet wird,
um die Füllung in dem dem Ansaugtakt unmittelbar vorausgehenden
Ausschubtakt zu prädizieren, in dem der Kraftstoff vorgelagert
wird.
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Für
den Fall, dass die beiden Zylinder 40, 45 ihren
Ansaugtakt in unmittelbar aufeinander folgenden Zylindertakten haben,
also z. B. der erste Zylinder 40 im zweiten Zylindertakt
II und der zweite Zylinder 45 im dritten Zylindertakt III,
bietet sich als Kompromiss oder Mittelwertlösung die Rückrechnung ausgehend
von der Saugrohrzeitkonstanten für den zweiten Zylinder 45 mittels
der vorgegebenen Prädiktionszeitkonstanten um einen halben
Zylindertakt an.
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In
diesem Fall spielt es eine Rolle, welcher Zylinder als Ausgangszylinder
ausgewählt wird. Der Ausgangszylinder ist in diesem Fall
derjenige der beiden Zylinder, der seinen Ansaugtakt genau einen
Zylindertakt nach dem Ansaugtakt des anderen Zylinders hat. Wird
der andere Zylinder als Ausgangszylinder ausgewählt, so
muss die vorgegebene Prädiktionszeitkonstante bzw. die
vorgegebene Prädiktionszeit so gewählt werden,
dass ausgehend von der die Saugrohrdynamik nachbildenden Zeitkonstanten, d.
h. der Saugrohrzeitkonstanten eine Rückrechnung um 1,5
Zylindertakte erfolgt.
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In 6c) ist der zeitliche Verlauf des Einspritzansteuersignals
I dargestellt. I stellt dabei einen Kraftstoffmassenstrom dar, der
in einem vorgegebenen Zeitintervall des ersten Zylindertaktes für
die Ausführungsform gemäß den 6a) und 6b)
in die beiden Saugkanäle 30, 35 eingespritzt
wird. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird somit über
die Höhe des Kraftstoffmassenstroms I am Ausgang des zweiten
Multiplikationsgliedes 130 bestimmt. Sie beträgt
im Beispiel nach 6c) den Wert I1 für den ersten ersten Zylindertakt
I und I2 für den zweiten ersten Zylindertakt
I, mit I2 > I1. Auf diese Weise wird einer öffnenden
Bewegung der Drosselklappe 15 Rechnung getragen. Die Einspritzung
könnte alternativ auch im jeweiligen dritten Zylindertakt
III erfolgen, in dem ebenfalls beide Einlassventile 55, 60 geschlossen
sind. Sowohl bei einer Einspritzung in den ersten Zylindertakten
I als auch in den dritten Zylindertakten III lässt sich
somit eine Einspritzung vor die geschlossenen Einlassventile 55, 60 realisieren.
Dabei ist im Ausführungsbeispiel nach den 6a)
bis 6c) der erste Kraftstoffmassenstrom
I1 derart bemessen, dass er für
die für den nachfolgenden zweiten Zylindertakt II prädizierte
Füllung zu dem einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis
führt. Der zweite Kraftstoffmassenstrom I2 ist
derart bemessen, dass er für die für den nachfolgenden
zweiten Zylindertakt II prädizierte Luftfüllung
zu dem einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis
führt.
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Alternativ
könnte für einen fest vorgegebenen in dem jeweiligen
Saugkanal 30, 35 über das Einspritzventil 50 eingespritzten
Kraftstoffmassenstrom abhängig vom Regelfaktor fr im Block 130 der 2 bis 5 auch
die zur Umsetzung des einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
erforderliche Einspritzdauer variabel ausgegeben werden, während
der der fest vorgegebene Kraftstoffmassenstrom im jeweiligen ersten
Zylindertakt einzuspritzen wäre. Diese Einspritz dauer ist
dabei derart begrenzt, dass keine Einspritzung in ein offenes Einlassventil 55, 60 erfolgt.
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Alternativ
kann vom Block 130 auch sowohl die Einspritzdauer als auch
der einzuspritzende Kraftstoffmassenstrom für die Umsetzung
des bei der prädizierten Luftfüllung einzustellenden
Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses vorgegeben werden.
Für die Berechnung der Einspritzdauer muss der Regelfaktor
fr so dimensioniert sein, dass er im Falle der Ausbildung des Blockes 130 als
Multiplikationsglied nach Multiplikation mit dem prädizierten
Füllungswert einen Wert für die Einspritzdauer
für einen fest vorgegebenen Kraftstoffmassenstrom ergibt.
Die Motorsteuerung 65 muss dann das Einspritzintervall
der berechneten Einspritzdauer so zeitlich anordnen, dass die Einspritzung
nicht in ein offenes Einlassventil 55, 60 erfolgen
kann. Bei Kenntnis der Öffnungszeiten der Einlassventile 55, 60 in
der Motorsteuerung 65, insbesondere im Falle einer variablen
oder vollvariablen Ventilsteuerung, lassen sich daher die möglichen
Einspritzzeiten einfach bestimmen.
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Für
den Fall, dass sowohl die Einspritzdauer als auch der einzuspritzende
Kraftstoffmassenstrom im Block 130 berechnet werden, können
von der Gemischregelung 135 zwei Regelfaktoren, nämlich
einer für die Einspritzdauer und einer für den
einzuspritzenden Kraftstoffmassenstrom zur Verfügung gestellt
werden, die beide mit dem prädizierten Wert für
die Füllung im Block 130 multipliziert werden,
wobei sich dann am Block 130 ein erstes Ausgangssignal
für die erforderliche Einspritzdauer und ein zweites Ausgangssignal
für den erforderlichen Kraftstoffmassenstrom ergeben. In
diesem Fall umfasst der Block 130 zwei Multiplikationsglieder,
wobei jedem der beiden Multiplikationsglieder der prädizierte
Wert für die Füllung zugeführt ist. Einem
ersten der beiden Multiplikationsglieder ist dann von der Gemischregelung 135 der
Regelfaktor für die Einspritzdauer zugeführt und
im anderen der beiden Multiplikationsglieder ist von der Gemischsteuerung 135 der
Regelfaktor für den Kraftstoffmassenstrom zugeführt.
Die beiden Multiplikationsglieder mit ihren Ausgängen für Einspritzdauer
und Kraftstoffmassenstrom sowie den unterschiedlichen Regelfaktoren
am Eingang sind beispielhaft in 5 gestrichelt
angedeutet. Dabei ist der Regelfaktor für den Kraftstoffmassenstrom
frI und der Regelfaktor für die
Einspritzdauer frT dargestellt. Das Multiplikationsglied
für den Kraftstoffmassenstrom ist mit 130 gekennzeichnet
und das Multiplikationsglied für die Einspritzdauer mit 200.
Das Ausgangssignal des Multiplikationsgliedes für den Kraftstoffmassenstrom
ist mit I und das Ausgangssignal des Multiplikationsgliedes für
die Einspritzdauer mit T gekennzeichnet.
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Das
erste Filter 20 und das ggf. vorhandene zweite Filter 25 weisen
beispielsweise die folgende allgemeine Übertragungsfunktion
auf: A = A_alt + E·TAbtastTZk
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Dabei
ist A die zum aktuellen Abtastzeitpunkt ermittelte Ausgangsgröße
des jeweiligen Filters 20, 25, A_alt die zum letzten
Abtastzeitpunkt vor dem aktuellen Abtastzeitpunkt ermittelte Ausgangsgröße des
jeweiligen Filters 20, 25 oder wenn der aktuelle Abtastzeitpunkt
der erste Abtastzeitpunkt seit einer Aktivierung oder Initialisierung
des jeweiligen Filters 20, 25 ist, ein vorgegebener
Startwert, beispielsweise der Wert Null, E die zum aktuellen Abtastzeitpunkt vorliegende
Eingangsgröße des jeweiligen Filters 20, 25,
TAbtast der zeitliche Abstand zwischen zwei
unmittelbar aufeinanderfolgenden Abtastzeitpunkten und TZk die Zeitkonstante des jeweiligen Filters 20, 25.
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Das
erste Filter 20 und das ggf. vorhandene zweite Filter 25 sind
somit jeweils als Tiefpass ausgebildet.
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Anstelle
der Position der Drosselklappe 15 kann auch eine andere
diese Stellung charakterisierende Größe, beispielsweise
der Betätigungsgrad eines Fahrpedals im Falle einer linearen
Umsetzung der Fahrpedalbetätigung in die Stellung der Drosselklappe 15 verwendet
werden.
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Statt
eines einzigen Einspritzstrahls in jeden der beiden Saugkanäle 30, 35 können
auch mehrere Einspritzstrahlen in jeden der beiden Saugkanäle 30, 35 abgespritzt
werden, die insgesamt jedoch zu einer gleichen Einspritzmenge während
der gleichen Einspritzzeit in den beiden Saugkanälen 30, 35 führen. Dabei
können den beiden Saugkanälen 30, 35 entweder
die gleiche Anzahl von Einspritzstrahlen, in gleicher Einspritzmenge
zugeführt werden oder eine unterschiedliche Anzahl von
Einspritzstrahlen, wobei jedoch die Gesamteinspritzmenge während
der Einspritzzeit für die beiden Saugkanäle 30, 35 wieder gleich
ist.
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Wie
beschrieben können auch mehr als die dargestellten Zylinder 40, 45 über
je einen eigenen Saugkanal versorgt werden, wobei die Einspritzung über
das gemeinsame Einspritzventil 50 in entsprechender Weise
für jeden dieser Saugkanäle zur Verfügung
gestellt wird. Dabei erfolgt dann in jedem dieser Saugkanäle
eine Kraftstoffeinspritzung zur gleichen Einspritzzeit in der gleichen
Einspritzmenge in einen oder mehreren Einspritzstrahlen. In diesem Fall
muss die Prädiktionszeit bzw. die Prädiktionszeitkonstante
so vorgegeben werden, dass für alle dieser Zylinder im
Mittel sich das einzustellende Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis
ergibt, wie am Beispiel der Zweizylinderlösung beispielhaft
beschrieben wurde. Dabei ist es vorteilhaft, wenn es mindestens
einen Zylindertakt oder einen Teil eines Zylindertaktes gibt, in
dem für keinen dieser Zylinder das oder die zugeordneten
Einlassventile geöffnet sind, um eine Einspritzung vor
die geschlossenen Einlassventile zu ermöglichen.
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Der
stationär genaue vierte Wert für die Füllung
kann statt aus dem vom Luftmassenmesser 95 gemessenen Luftmassenstrom
ml, der vom Temperatursensor 180 gemessenen Saugrohrtemperatur
TS und der vom Drehzahlsensor 90 gemessenen
Motordrehzahl n auch alternativ aus dem vom Saugrohrdrucksensor 150 gemessenen
Saugrohrdruck ps in der aus der eingangs genannten Druckschrift
genannten Weise ermittelt werden.
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Wird
der auf diese Weise prädizierte Wert für die Füllung
in der beschriebenen Weise zur Berechnung des einzuspritzenden Kraftstoffmassenstroms bzw.
der Einspritzdauer verwendet, so führt dies zu einer korrekten
Umsetzung des einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses
bzw. bei Verwendung eines gemeinsamen Einspritzventils für
die Einspritzung in die Saugkanäle verschiedener Zylinder
in unterschiedlichen Ansaugtakten zu einer im Mittel korrekten Umsetzung
des einzustellenden Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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