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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Kraftstoffqualitätswerts nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der Praxis ist es bereits bekannt, dass eine Motorsteuerung den Betrieb eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs steuert und/oder regelt. Dabei hängt der Betrieb des Verbrennungsmotors, der sich in Folge der Steuerung und/oder Regelung über die Motorsteuerung einstellt, auch von der Qualität des zur Verfügung stehenden Kraftstoffs ab. Die Qualität des Kraftstoffs hängt unter anderem von der Jahreszeit, in welcher das Kraftfahrzeug betrieben wird, sowie von dem Land, in welchem das Kraftfahrzeug betrieben wird, ab.
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Motorsteuerungen sollen jedoch unabhängig von der Jahreszeit und vom Land, in welchem das Kraftfahrzeug betrieben wird, einen optimalen Betrieb des Kraftfahrzeugs gewährleisten, so zum Beispiel unter Minimierung der benötigten Kraftstoffmenge sowie unter Minimierung von Schadstoffemissionen. Daher besteht Bedarf an einem Verfahren zum Bestimmen eines Kraftstoffqualitätswerts, auf Grundlage dessen eine Motorsteuerung den Betrieb des Verbrennungsmotors steuern und/oder regeln kann. Bislang sind keine Verfahren bekannt, mithilfe derer ein derartiger Kraftstoffqualitätswert einfach und zuverlässig ermittelt werden kann.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde ein neuartiges Verfahren zum Bestimmen eines Kraftstoffqualitätswerts zu schaffen.
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Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen eines Kraftstoffqualitätswerts umfasst zumindest die folgenden Maßnahmen: a) aus zylinderindividuellen Laufunruhewerten des Verbrennungsmotors wird einerseits ein ungefilterter Maximalwert und andererseits ein gefilterter Maximalwert ermittelt; b) der ungefilterte Maximalwert wird mit einem oberen Grenzwert für die Laufunruhe verglichen, wobei b1) dann, wenn der ungefilterte Maximalwert größer als der obere Grenzwert für die Laufunruhe ist, sowohl ein Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts als auch ein Integralanteil des Kraftstoffqualitätswerts erhöht werden, b2) hingegen dann, wenn der ungefilterte Maximalwert kleiner als der obere Grenzwert für die Laufunruhe ist, verglichen wird, ob der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts Null beträgt oder größer als Null ist, und wobei b21) dann, wenn der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts größer als Null ist, der Proportionalanteil verringert wird und der Integralanteil unverändert bleibt, b22) hingegen dann, wenn der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts Null beträgt, der Integralanteil abhängig vom gefilterten Maximalwert bestimmt wird; c) aus dem so bestimmten Proportionalanteil und Integralanteil wird der Kraftstoffqualitätswert bestimmt.
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Die hier vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Bestimmen eines Kraftstoffqualitätswerts für eine Motorsteuerung bereit, bei welchem der Kraftstoffqualitätswert von einem Proportionalanteil und einem Integralanteil abhängig ist. Der Proportionalanteil wird dabei erfindungsgemäß abhängig von einem ungefilterten Maximalwert zylinderindividueller Laufunruhewerte des Verbrennungsmotors ermittelt. Über den Proportionalanteil ist eine schnelle Reaktion auf einen sehr schlechten Motorlauf mit großer Laufunruhe möglich. Über den Integralanteil erfolgt eine langsame Anpassung des Kraftstoffqualitätswerts. Die erfindungsgemäße Bestimmung des Kraftstoffqualitätswerts ist einfach und zuverlässig. Mithilfe des erfindungsgemäß bestimmten Kraftstoffqualitätswerts kann eine Motorsteuerung einen verbrauchsminimierten und schadstoffminimierten Betrieb eines Verbrennungsmotors gewährleisten.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird in Maßnahme b22) der Integralanteil derart abhängig vom gefilterten Maximalwert bestimmt, dass dann, wenn der gefilterte Maximalwert kleiner als ein unterer Grenzwert für die Laufunruhe ist, der Integralanteil unverändert bleibt, wohingegen dann, wenn der gefilterte Maximalwert größer als der untere Grenzwert für die Laufunruhe ist, der Integralanteil erhöht wird.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 ein Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen eines Kraftstoffqualitätswerts; und
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2 ein weiteres Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen eines Kraftstoffqualitätswerts.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Kraftstoffqualitätswerts für eine Motorsteuerung, wobei die Motorsteuerung auf Grundlage des erfindungsgemäß ermittelten Kraftstoffqualitätswerts den Betrieb eines mehrere Zylinder aufweisenden Verbrennungsmotors steuert und/oder regelt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird während des Motorlaufs ausgeführt, um so stets einen vom aktuell verwendeten Kraftstoff abhängigen Kraftstoffqualitätswert der Motorsteuerung bereitstellen zu können.
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Details des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend unter Bezugnahme auf das Signalflussdiagramm der 1 beschrieben, wobei das Signalflussdiagramm der 1 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
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In einem ersten Schritt 1C des Signalflussdiagramms der 1 wird überprüft, ob ein laufender Verbrennungsmotor in einem Startbetrieb betrieben wird oder nicht. Wird in Schritt 10 festgestellt, dass ein Startbetrieb des Verbrennungsmotors vorliegt, so wird im Sinne einer Schleife auf Schritt 10 zurück verzweigt. Wird hingegen in Schritt 10 festgestellt, dass der laufende Verbrennungsmotor sich nicht in einem Startbetrieb bzw. Startmodus befindet, so wird ausgehend von Schritt 10 auf Schritt 11 verzweigt, wobei in Schritt 11 überprüft wird, ob zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Aktivierungsbedingungen erfüllt sind. Wird in Schritt 11 festgestellt, dass diese Aktivierungsbedingungen nicht erfüllt sind, so wird auf Schritt 11 zurück verzweigt. Wird hingegen in Schritt 11 festgestellt, dass die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind, so wird ausgehend von Schritt 11 auf Schritt 12 verzweigt und mit dem eigentlichen Verfahren zur Bestimmung des Kraftstoffqualitätswerts begonnen.
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Bei den in Schritt 11 überprüften Aktivierungsbedingungen wird zum Beispiel überprüft, dass ein definierter Drehzahlgradient und/oder Lastgradient für den Verbrennungsmotor nicht überschritten ist. Weiterhin wird überprüft, dass eine Schubabschaltung des Verbrennungsmotors nicht aktiviert ist.
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In Schritt 12 des Signalflussdiagramms der 1 wird aus zylinderindividuellen, über der Zeit erfassten Laufunruhewerten des betriebenen Verbrennungsmotors einerseits über der Zeit ein ungefilterter Maximalwert und andererseits ein gefilterter Maximalwert der zylinderindividuellen Laufunruhewerte ermittelt. Die messtechnische Erfassung zylinderindividueller Laufunruhewerte über der Zeit an einem Verbrennungsmotor ist dem hier angesprochenen Fachmann geläufig und bedarf daher keiner näheren Erläuterung.
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In Schritt 12 werden aus solchen messtechnisch ermittelten, zylinderindividuellen Laufunruhewerten des Verbrennungsmotors über der Zeit einerseits der ungefilterte Maximalwert und andererseits der gefilterte Maximalwert bestimmt.
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Weiterhin werden in Schritt 12 Grenzwerte für die Laufunruhe bestimmt bzw. festgelegt, nämlich einerseits ein unterer Grenzwert für die Laufunruhe und andererseits ein oberer Grenzwert für dieselbe.
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Der untere und obere Grenzwert für die Laufunruhe wird dabei vorzugsweise abhängig von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder einem Zündungswirkungsgrad des Verbrennungsmotors und/oder einer Kühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors und/oder einer Katalysatortemperatur und/oder einem Kraftstoff-Verbrennungsluft-Verhältnis des Verbrennungsmotors und/oder abhängig von weiteren Parametern bestimmt. Die Bestimmung kann kennfeldabhängig oder formelbasiert erfolgen. Diese Grenzwerte sind einstellbar.
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Nach der Bestimmung des ungefilterten Maximalwerts sowie gefilterten Maximalwerts der zylinderindividuellen Laufunruhewerte sowie des oberen Grenzwerts und unteren Grenzwerts für die Laufunruhe wird nachfolgend auf Schritt 13 des Signalflussdiagramms der 1 verzweigt.
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In Schritt 13 wird überprüft, ob der ungefilterte Maximalwert der zylinderindividuellen Laufunruhewerte oberhalb oder unterhalb des oberen Grenzwerts für die Laufunruhe liegt. Wird in Schritt 13 festgestellt, dass der ungefilterte Maximalwert größer ist als der obere Grenzwert für die Laufunruhe, wird also ein sehr unruhiger Lauf des Verbrennungsmotors festgestellt, so wird ausgehend von Schritt 13 auf Schritt 14 des Signalflussdiagramms der 1 verzweigt, wobei in Schritt 14 sowohl ein Proportionalanteil für den zu bestimmenden Kraftstoffqualitätswert als auch ein Integralanteil für den zu bestimmenden Kraftstoffqualitätswert erhöht werden.
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Dabei wird in Schritt 14 der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts vorzugsweise um einen ersten Offsetwert und der Integralanteil desselben vorzugsweise um einen zweiten Offsetwert stufenartig erhöht.
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Wird hingegen in Schritt 13 festgestellt, dass der ungefilterte Maximalwert der zylinderindividuellen Laufunruhewerte kleiner als der obere Grenzwert für die Laufunruhe ist, so wird ausgehend von Schritt 13 auf Schritt 15 des Signalflussdiagramms der 1 verzweigt. In Schritt 15 wird dann verglichen, ob der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts Null beträgt oder größer als Null ist.
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Wird in Schritt 15 festgestellt, dass der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts größer als Null ist, so wird ausgehend von Schritt 15 auf Schritt 16 des Signalflussdiagramms der 1 verzweigt, wobei in Schritt 16 der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts verringert wird und der Integralanteil desselben unverändert bleibt. Dabei wird in Schritt 16 der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts vorzugsweise linear verringert, und zwar bis auf minimal Null.
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Wird hingegen in Schritt 15 festgestellt, dass der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts Null beträgt, so wird ausgehend von Schritt 15 auf den Schritt 17 des Signalflussdiagramms der 1 verzweigt, wobei in Schritt 17 der Integralanteil des Kraftstoffqualitätswerts abhängig vom gefilterten Maximalwert der zylinderindividuellen Laufunruhewerte bestimmt wird und der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts unverändert bleibt.
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Dabei wird in Schritt 17 der Integralanteil des Kraftstoffqualitätswerts derart abhängig vom gefilterten Maximalwert bestimmt, dass dann, wenn der gefilterte Maximalwert der zylinderindividuellen Laufunruhewerte kleiner als der bereits erwähnte, untere Grenzwert für die Laufunruhe ist, der Integralanteil unverändert bleibt. Dann hingegen, wenn der gefilterte Maximalwert der zylinderindividuellen Laufunruhewerte größer als der untere Grenzwert der Laufunruhe ist, wird der Integralanteil erhöht, nämlich vorzugsweise linear.
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In einem Schritt 18 des Signalflussdiagramms der 1, auf den ausgehend von jeden der Schritte 14, 16, 17 verzweigt werden kann, wird dann der Kraftstoffqualitätswert abhängig vom Proportionalanteil und Integralanteil bestimmt, nämlich vorzugsweise derart, dass der Proportionalanteil und der Integralanteil addiert werden, um den Kraftstoffqualitätswert bereitzustellen.
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Die obigen Details zur Bestimmung des Kraftstoffqualitätswerts ergeben sich auch aus dem Diagramm der 2, wobei im Diagramm der 2 über der Zeit t mehrere zeitliche Kurvenverläufe gezeigt sind. So entspricht der zeitliche Kurvenverlauf 19 dem Verlauf des ungefilterten Maximalwerts aus zylinderindividuellen Laufunruhewerten und der Kurvenverlauf 20 dem Verlauf des gefilterten Maximalwerts aus den zylinderindividuellen Laufunruhewerten, die gemäß Schritt 12 des Signalflussdiagramms der 1 bestimmt werden. Der gefilterte Maximalwert 20 wird aus dem ungefilterten Maximalwert 19 vorzugsweise über eine PT1-Filterung ermittelt. Weiterhin sind in 2 die beiden Grenzwerte für die Laufunruhe gezeigt, nämlich ein oberer Grenzwert 21 für die Laufunruhe sowie ein unterer Grenzwert 22 für dieselbe.
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Ein Kurvenverlauf 23 zeigt den Verlauf des mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten Kraftstoffqualitätswerts, wobei ein Kurvenverlauf 24 dem Integralanteil des Kraftstoffqualitätswerts 23 und ein Kurvenverlauf 25 den Proportionalanteil desselben entspricht.
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Bis zum Zeitpunkt t1 sind sowohl der ungefilterte Maximalwert 19 als auch der gefilterte Maximalwert 20 kleiner als der untere Grenzwert 22 für den Laufunruhewert, sodass in diesem Fall sowohl der Proportionalanteil als auch der Integralanteil des Kraftstoffqualitätswerts und damit die Summe aus denselben Null betragen.
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Zum Zeitpunkt t1 wird der gefilterte Maximalwert 20 aus den zylinderindividuellen Laufunruhewerten größer als der untere Grenzwert 22, wobei dann gemäß 2 der Integralanteil 24 des Kraftstoffqualitätswerts und damit derselbe im Sinne des Schritts 17 des Signalflussdiagramms der 1 linear erhöht wird, und zwar so lange, bis zum Zeitpunkt t2 der gefilterte Maximalwert 20 aus den zylinderindividuellen Laufunruhewerten wieder kleiner als der untere Grenzwert 22 wird.
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Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 bleibt dann sowohl der Integralanteil als auch der Proportionalanteil des Kraftstoffqualitätswerts unverändert. Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 sind sowohl der ungefilterte Maximalwert 19 als auch der gefilterte Maximalwert 20 jeweils kleiner als die beiden Grenzwerte 21 und 22.
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Zum Zeitpunkt t3 wird dann der gefilterte Maximalwert 20 wieder größer als der untere Grenzwert 22, wobei dann beginnend mit dem Zeitpunkt t3 der Integralanteil 34 des Kraftstoffqualitätswerts 23 wieder im Sinne des Schritts 17 des Signalflussdiagramms der 1 linear erhöht wird.
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Zum Zeitpunkt t4 wird dann im Diagramm der 3 kurzfristig bzw. singulär der ungefilterte Maximalwert 19 aus den zylinderindividuellen Laufunruhewerten größer als der obere Grenzwert 21 für die Laufunruhe, wobei dann als Folge hiervon im Sinne des Schritts 14 des Signalflussdiagramms der 1 sowohl der Proportionalanteil 25 als auch der Integralanteil 24 des Kraftstoffqualitätswerts 23 zum Zeitpunkt t4 um jeweils einen definierten Offsetwert stufenartig erhöht werden.
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Anschließend an den Zeitpunkt t4 wird der ungefilterte Maximalwert 19 der zylinderindividuellen Laufunruhewerte wieder kleiner als der obere Grenzwert 21. Da jedoch zum Zeitpunkt t4 der Proportionalanteil 25 des Kraftstoffqualitätswerts 23 auf einen Wert größer Null erhöht wurde, wird dann gemäß 2 nachfolgend an den Zeitpunkt t4 der Proportionalanteil 25 des Kraftstoffqualitätswerts 23 im Sinne des Schritts 16 des Signalflussdiagramms der 1 verringert, wobei der Integralanteil 24 desselben unverändert bleibt. Die Verringerung des Proportionalanteils 25 des Kraftstoffqualitätswerts 23 im Sinne des Schritts 16 erfolgt vorzugsweise linear.
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Die hier vorliegende Erfindung schlägt ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zum Bestimmen eines Kraftstoffqualitätswerts vor, der in einer Motorsteuerung zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Verbrennungsmotors verwendet werden kann.
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Mittels des erfindungsgemäß ermittelten Kraftstoffqualitätswertes kann die einzuspritzende Kraftstoffmasse adaptiert werden, die Motorlambdavorgabe variiert werden und/oder die Einspritzstrategie verändert werden. Weiterhin kann der erfindungsgemäß ermittelte Kraftstoffqualitätswerte in weiteren Funktionen berücksichtigt werden, so zum Beispiel zur Veränderung einer Leerlaufsolldrehzahl.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schritt
- 11
- Schritt
- 12
- Schritt
- 13
- Schritt
- 14
- Schritt
- 15
- Schritt
- 16
- Schritt
- 17
- Schritt
- 18
- Schritt
- 19
- Signalverlauf/ungefilterter Maximalwert
- 20
- Signalverlauf/gefilterter Maximalwert
- 21
- Grenzwert
- 22
- Grenzwert
- 23
- Signalverlauf/Kraftstoffqualitätswert
- 24
- Signalverlauf/Integralanteil
- 25
- Signalverlauf/Proportionalanteil