DE102009056796B4

DE102009056796B4 - Verfahren zur Kompensation eines Luftmassensensor-Messfehlers

Info

Publication number: DE102009056796B4
Application number: DE102009056796.8A
Authority: DE
Inventors: Franz Wachter; Karl Aistleitner; Herbert Berger; Dr. Schinnerl Michael
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2029-12-04
Also published as: DE102009056796A1

Abstract

Verfahren zur Kompensation eines Messfehlers in einem Messsignal (m), das von einem im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine angebrachten Luftmassensensor abgegeben wird und das Eingangssignal eines elektronischen Steuergeräts (1) zur Steuerung der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug ist, bei einer Pulsation des Luftmassenstroms, wobei das Messsignal (m) durch ein Korrektursignal (fges) beeinflusst wird und so ein Ausgangssignal (mL) erzeugt wird, wobei vom Steuergerät (1) erstens ein Pulsationsgrad (r) direkt aus dem Messsignal (m) und zweitens ein vom Pulsationsgrad (r) abhängiges Korrektursignal (fges) vor der Erzeugung des Ausgangssignals (mL) ermittelt wird, wobei zur Ermittlung des Korrektursignals (fges) für definierte Drehzahlwerte (n1, n2, n3) unterschiedliche Korrekturzwischenwerte (fn1, fn2, fn3...) abhängig vom Pulsationsgrad (r) und vom Messsignal (m) vorgegeben werden und wobei diese Korrekturzwischenwerte (fn1, fn2, fn3...) in Abhängigkeit von der Nähe der aktuellen Drehzahl (n) zu den definierten Drehzahlwerten (n1, n2, n3) gewichtet und aufaddiert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Kompensation eines Messfehlers in einem Messsignal, das von einem im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine angebrachten Luftmassensensor abgegeben wird.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE 196 20 435 C1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird vom Ausgangssignal eine Rückkopplung zur Korrekturermittlung vorgesehen. Dieser Ansatz erfasst erstens nicht direkt und zweitens zeitlich verzögert die Verfälschung des Messsignals und damit des Ausgangssignals.
Weiterhin ist aus der DE 198 14 972 A1 ein Verfahren zur Korrektur der durch ein Saugrohr angesaugten und im Saugrohr gemessenen Luftmasse eines Verbrennungsmotors bekannt. Dabei wird die gemessene Luftmasse mit einem Korrekturfaktor multipliziert, der in Abhängigkeit von einer das Messfehlerausmaß wiedergebenden Größe gebildet. Die Messfehlerausmaß wiedergebende Größe wird beispielsweise mittels Berechnung der Standardabweichung oder der Varianz der gemessenen Luftmasse ermittelt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren eingangs genannter Art in der Weise weiterzubilden, dass der Messfehler schneller und genauer korrigiert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also zur Kompensation eines Messfehlers in einem Messsignal eines Luftmassensensors bei einer Pulsation des Luftmassenstroms das Messsignal zur Erzeugung eines Ausgangssignals durch ein Korrektursignal beeinflusst, wobei erstens ein Pulsationsgrad direkt aus dem Messsignal und zweitens ein vom Pulsationsgrad abhängiges Korrektursignal vor der Erzeugung des Ausgangssignals ermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verfälschung des Luftmassensensorsignals (Messsignals) vor allem durch die Pulsationen der Luftsäule am Luftmassensensoreinbauort verursacht wird. Dies gilt auch bei den aktuell eingesetzten Luftmassenmessern mit Strömungsrichtungserkennung. Deshalb wird erfindungsgemäß durch eine schnelle Erfassung des Luftmassensignals und eine entsprechende Signalaufbereitung der Pulsationsgrad der Luftschwingung ermittelt. Mit Hilfe des Pulsationsgrades wird die vom Luftmassensensor ermittelte Luftmasse korrigiert. Zusätzlich ist es notwendig, die verschiedenen Verhältnisse der Luftströmung am Einbauort des Luftmassensensors bei verschiedenen Drehzahlen und Absolutluftmassen zu berücksichtigen.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch Komponenten eines für die Durchführung des Verfahrens möglichen Softwaremoduls, das in einem ohnehin vorhandenen elektronischen Steuergerät für Brennkraftmaschinen integriert sein kann.
In der Zeichnung ist ein übliches elektronisches Steuergerät 1 mit verschiedenen Ein- und Ausgangssignalen dargestellt. Insbesondere erhält das Steuergerät 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest das Messsignal m (Rohsignal) eines üblichen im Ansaugtrakt einer hier nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine angeordneten Luftmassensensors und die Drehzahl n der Brennkraftmaschine.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kompensation des Messfehlers im Messsignal m bei einer Pulsation des Luftmassenstroms wird ein Ausgangssignal m_L aus dem Messsignal m, beeinflusst durch ein Korrektursignal fges, erzeugt. Das Ausgangssignal m_L stellt die erfasste Luftmasse dar, die wie üblich als Grundlage zur Steuerung der Brennkraftmaschinenleistung verwendet wird. Erfindungsgemäß wird vom Steuergerät 1 erstens ein Pulsationsgrad r aus dem Messsignal m und zweitens ein vom Pulsationsgrad r abhängiges Korrektursignal fges vor der Erzeugung des Ausgangssignals m_L ermittelt.
Vorzugsweise wird der Pulsationsgrad r durch das Verhältnis der Differenz des maximalen Luftmassenstroms (m_max)) und des minimalen Luftmassenstroms (m_min) zu einem mittleren (Durchschnitts-) Luftmassenstrom (m_mittel) innerhalb eines vorgegebenen verhältnismäßig kurzen Zeitfensters gebildet. Dieses Zeitfenster ist vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 1ms und hängt von der Drehzahl n der Brennkraftmaschine ab. Daher wird bevorzugt das vorgegebene Zeitfenster auch abhängig von der Drehzahl n der Brennkraftmaschine variabel vorgegeben. Das Zeitfenster muss wenigstens so groß sein, dass zumindest zwei Schwingungen der Pulsation abhängig von der durch die Drehzahl n resultierenden Frequenz der Pulsation erfassbar sind. Eine mögliche Formel zur Ermittlung des Pulsationsgrades r könnte lauten: $r = 1 / 2 * (m_{max} - m_{min}) / m_{mittel}$
Zur Ermittlung des Korrektursignals fges wird nicht nur der Pulsationsgrad r, sondern auch die Drehzahl n der Brennkraftmaschine berücksichtigt.
Im konkreten Ausführungsbeispiel werden zur Ermittlung des Korrektursignals fges für definierte Drehzahlwerte n₁, n₂, n₃ unterschiedliche Korrekturzwischenwerte f_n1, f_n2, f_n3 ..., hier über Kennfelder, abhängig vom Pulsationsgrad r und dem Messignals m vorgegeben. Diese Korrekturzwischenwerte f_n1, f_n2, f_n3 ... werden in Abhängigkeit von der Nähe der aktuellen Drehzahl n zu den definierten Drehzahlwerten n₁, n₂, n₃... gewichtet. Die so gewichteten Korrekturzwischenwerte f_korr1, f_korr2, f_korr3 ... werden zu einem (Gesamt-) Korrekturwert fges, hier in Form eines Faktors, aufaddiert. Dieser Korrekturwert fges wird hier beispielweise mit dem Messignal m multipliziert, um das die gewünschte Luftmasse wiedergebende Ausgangssignal m_L zu erhalten. Ergänzend wird bemerkt, dass beliebig viele definierte Drehzahlwerte n₁, n₂, n₃... vorgesehen werden können. Hierbei ist ein Kompromiss zwischen Genauigkeit einerseits und Speicherplatzbedarf andererseits zu treffen.
Durch dieses Verfahren wird ein besonders genaues und von Pulsations-Messfehlern bereinigtes Luftmassen-Ausgangssignal m_L erreicht.

Claims

Verfahren zur Kompensation eines Messfehlers in einem Messsignal (m), das von einem im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine angebrachten Luftmassensensor abgegeben wird und das Eingangssignal eines elektronischen Steuergeräts (1) zur Steuerung der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug ist, bei einer Pulsation des Luftmassenstroms, wobei das Messsignal (m) durch ein Korrektursignal (fges) beeinflusst wird und so ein Ausgangssignal (m_L) erzeugt wird, wobei vom Steuergerät (1) erstens ein Pulsationsgrad (r) direkt aus dem Messsignal (m) und zweitens ein vom Pulsationsgrad (r) abhängiges Korrektursignal (fges) vor der Erzeugung des Ausgangssignals (m_L) ermittelt wird, wobei zur Ermittlung des Korrektursignals (fges) für definierte Drehzahlwerte (n₁, n₂, n₃) unterschiedliche Korrekturzwischenwerte (f_n1, f_n2, f_n3 ...) abhängig vom Pulsationsgrad (r) und vom Messsignal (m) vorgegeben werden und wobei diese Korrekturzwischenwerte (f_n1, f_n2, f_n3 ...) in Abhängigkeit von der Nähe der aktuellen Drehzahl (n) zu den definierten Drehzahlwerten (n₁, n₂, n₃) gewichtet und aufaddiert werden.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsationsgrad (r) durch das Verhältnis der Differenz des maximalen Luftmassenstroms und des minimalen Luftmassenstroms zu einem mittleren Luftmassenstrom innerhalb eines vorgegebenen verhältnismäßig kurzen Zeitfensters gebildet wird.
Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Zeitfenster abhängig von der Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine variabel vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Korrektursignals (fges) nicht nur der Pulsationsgrad (r), sondern auch die Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine berücksichtigt wird.