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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, denen jeweilige Einspritzventile zugeordnet sind zum Zumessen von Kraftstoff, und einer Abgassonde, die in einem Abgastrakt angeordnet ist und deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder, und einem Kurbelwellenwinkelsensor, dessen Messsignal repräsentativ ist für einen Kurbelwellenwinkel einer Kurbelwelle.
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Im Rahmen strenger gesetzlicher Vorschriften bezüglich der von Kraftfahrzeugen emittierten Schadstoffemissionen, ist eine wichtige Maßnahme Schadstoffemissionen gering zu halten, die während der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine entstehen. Eine weitere Maßnahme ist auch in Brennkraftmaschinen Abgasnachbehandlungssysteme einzusetzen, die die Schadstoffemissionen, die während des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den jeweiligen Zylindern erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln. Zu diesem Zweck werden Abgaskatalysatoren eingesetzt, die Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoff und Stickoxide in unschädliche Stoffe umwandeln.
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Sowohl das gezielte Beeinflussen des Erzeugens der Schadstoffemissionen während der Verbrennung als auch das Umwandeln der Schadstoffkomponenten mit einem hohen Wirkungsgrad durch einen Abgaskatalysator setzen ein sehr präzise eingestelltes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder voraus.
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Insbesondere im Zusammenhang mit einer zunehmend sehr motornahen Anordnung der Abgaskatalysatoren und auch im Hinblick auf entsprechend spezielle gesetzliche Vorschriften in einzelnen Ländern ist auch eine zylinderindividuelle präzise Einstellung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zunehmend wichtig, da die einzelnen Abgaspakete sich aufgrund der kurzen Mischstrecke nur relativ schlecht vermischen.
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Zunehmend strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich der Emission von limitierten Schadstoffen machen es erforderlich, eine geringe Toleranz im Luft/Kraftstoff-Verhältnis zwischen den einzelnen Zylindern zuzulassen. Eine große Ungleichverteilung und Verzicht auf eine Kompensation führt zu deutlicher Emissionsverschlechterung oder sogar zu spürbaren Fahrbarkeitsproblemen.
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Desweiteren gibt es gesetzliche Vorschriften, die zylinderselektive Ungleichverteilung im Luft/Kraftstoff-Verhältnis, die zur Überschreitung von vorgegebenen Emissionsgrenzwerten führt, bezogen auf die Fahrzeugflotten der jeweiligen Hersteller schrittweise in einem zunehmenden Anteil der jeweiligen Fahrzeuge zu detektieren.
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Zu dem Zwecke einer zylinderindividuell präzisen Einstellung des jeweiligen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in den jeweiligen Brennräumen der jeweiligen Zylinder ist es aus der
DE 10 2004 004 291 B3 bekannt, eine zylinderindividuelle Lambdaregelung einzusetzen, mittels der die einzelnen Abweichungen der jeweiligen zylinderindividuellen Luft/Kraftstoff-Verhältnisse zu einem mittleren Luft/Kraftstoff-Verhältnis minimiert werden sollen. Ein Messsignal einer in einem Abgastrakt angeordneten Abgassonde, das charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder, wird zu einem vorgegebenen Kurbelwellenwinkel bezogen auf eine Bezugsposition des Kolbens des jeweiligen Zylinders erfasst und dem jeweiligen Zylinder zugeordnet. Mittels des zylinderindividuellen Lambda-Reglers wird eine Stellgröße zum Beeinflussen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem jeweiligen Zylinder abhängig von dem für den jeweiligen Zylinder erzeugten Messsignal erzeugt. Der vorgegebene Kurbelwellenwinkel wird abhängig von einem Instabilitätskriterium des Reglers angepasst.
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Aus der
DE 10 2005 009 101 B3 ist ebenfalls eine zylinderindividuelle Lambdaregelung bekannt, wobei ein erster und ein zweiter Adaptionswert abhängig von einem jeweiligen Reglerwert der zylinderindividuellen Lambdaregelung ermittelt werden für unterschiedliche Temperaturbereiche.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das einen zuverlässigen Betrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, denen jeweilige Einspritzventile zugeordnet sind, zum Zumessen von Kraftstoff, und einer Abgassonde, die in einem Abgastrakt angeordnet ist und deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder, und einem Kurbelwellenwinkelsensor, dessen Messsignal repräsentativ ist für einen Kurbelwellenwinkel der Kurbelwelle. Innerhalb eines vorgegebenen Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine wird bei Erfüllung zumindest einer vorgegebenen Bedingung eine laufunruhebasierte zylinderindividuelle Diagnose bezüglich Schadstoffemissionen durchgeführt, bevor ein Aktivieren einer zylinderindividuellen Lambdaregelung freigegeben wird. Der vorgegebene Betriebsbereich der Brennkraftmaschine kann beispielsweise durch einen vorgegebenen Drehzahlbereich unter anderem charakterisiert sein.
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Durch das Durchführen der laufunruhebasierten zylinderindividuellen Diagnose bezüglich Schadstoffemissionen kann frühzeitig ein Überschreiten von Schadstoffemissionen, insbesondere über einen zulässigen Bereich, erkannt werden. Auf diese Weise kann dann in dem vorgegebenen Betriebsbereich nach im Hinblick auf das Einhalten der zulässigen Schadstoffemissionen positiven Diagnose basierend auf der Laufunruhe ein zuverlässiger Betrieb mittels der dann gegebenenfalls aktivierten Lambdaregelung erfolgen.
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In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, dass im Rahmen der zylinderindividuellen Lambdaregelung eine Diagnose, insbesondere eine komponentenbasierte Diagnose, durchgeführt wird und so beispielsweise ein fehlerhaftes Einspritzventil erkannt werden kann, beispielsweise hervorgerufen durch eine verkokte Düsennadel oder auch Ablagerungen an dem Einspritzventil, die zur Verschlechterung der Einspritzung führen.
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Derartige Fehler haben jedoch nicht notwendigerweise einen im Hinblick auf vorgegebene Grenzwerte relevanten Emissionseinfluss, da dies beispielsweise auch noch durch eine entsprechende Abgasanlage mit entsprechender Schadstoffaufbereitung ausgeglichen werden kann.
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In diesem Zusammenhang hat sich gezeigt, dass zumindest innerhalb eines vorgegebenen Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine die laufunruhebasierte zylinderindividuelle Diagnose sehr präzise ist im Hinblick auf das Erkennen von schadstoffrelevanten Emissionen abläuft.
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Darüber hinaus ist es auch so möglich, bei einer gegebenenfalls im Rahmen der zylinderindividuellen Lambdaregelung ebenfalls erfolgenden Komponenten in Diagnose die Grenzwerte enger zu ziehen als dies bei Nutzung einer derartigen Diagnose für eine Emission von Schadstoffemissionen erforderlich wäre. Auf diese Weise kann so ein Fehler in der jeweiligen Komponente, wie beispielsweise dem Einspritzventil früher und zuverlässiger erkannt werden. Ferner ist es auch so möglich, die laufunruhebasierte zylinderindividuelle Diagnose lediglich im Hinblick auf Schadstoffemissionen durchzuführen und somit bei entsprechender Parametrierung, insbesondere vorgegebener Schwellenwerte im Rahmen der Diagnose lediglich Rücksicht nehmen zu müssen auf die emissionsrelevanten Randbedingungen, jedoch nicht auf Komponenten bezogene Randbedingungen.
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Im Rahmen der laufunruhebasierten zylinderindividuellen Diagnose erfolgt beispielsweise ein aktives Verstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in den jeweiligen Zylindern. So wird beispielsweise der gerade zu analysierende Zylinder schrittweise immer stärker Richtung mager verstellt, wobei bei den jeweiligen anderen Zylindern eine entsprechende Kompensation erfolgt durch entsprechend entgegengesetztes Verstellen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses. Ein derartiges Verändern des jeweiligen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erfolgt bevorzugt, bis ein Laufunruhewert einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht oder überschritten hat.
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Die Diagnose kann dann beispielsweise erfolgen über das zu diesem Zeitpunkt verstellte Stellsignal für den jeweiligen Zylinder, das beispielsweise auch repräsentiert sein kann über eine verstellte Einspritzmenge, und Vergleichen dieses/dieser mit einem Referenzwert, der beispielsweise dem Mittelwert der jeweiligen Zylinder beim Durchführen der Diagnose für die einzelnen Zylinder entspricht. Bei entsprechend hoher Abweichung, wie beispielsweise über 25%, kann dann auf einen emissionsrelevanten Fehler geschlossen werden und entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden.
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Eine zylinderindividuelle Lambdaregelung ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 004 291 B3 bekannt, deren Inhalt diesbezüglich hiermit einbezogen ist. Ferner ist auch aus der
DE 10 2005 009 101 B3 eine zylinderindividuelle Lambdaregelung bekannt, deren Inhalt hiermit auch diesbezüglich einbezogen ist.
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So erfolgt im Rahmen der zylinderindividuellen Lambdaregelung beispielsweise ein Ermitteln der jeweiligen zylinderindividuellen Lambdawerte und ein entsprechendes Anpassen von Stellsignalen für die jeweiligen Einspritzventile im Sinne eines Angleichens des tatsächlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in den jeweiligen Zylindern.
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Darüber hinaus kann auch das Aktivieren der zylinderindividuellen Lambdaregelung zusätzlich abhängig davon freigegeben werden, wie die Diagnosegüte als Ergebnis der laufunruhebasierten Diagnose bezüglich Schadstoffemissionen ausgegangen ist, oder abhängig von einer Anzahl an Unterbrechungen im Rahmen des Durchführens der laufunruhebasierten Diagnose, sowie des Diagnoseergebnisses der laufunruhebasierten Diagnose hinsichtlich der Schadstoffemissionen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird innerhalb eines vorgegebenen ersten Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine die zylinderindividuelle Lambdaregelung zum Aktivieren freigegeben, ohne die laufunruhebasierte Diagnose durchzuführen. Innerhalb eines vorgegebenen zweiten Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine wird bei Erfüllung zumindest einer vorgegebenen Bedingung die laufunruhebasierte Diagnose bezüglich Schadstoffemissionen durchgeführt, bevor die zylinderindividuelle Lambdaregelung zum Aktivieren freigegeben wird.
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In diesem Zusammenhang ist eine maximale Drehzahl des ersten Betriebsbereichs kleiner als eine minimale Drehzahl des zweiten Betriebsbereichs. Auf diese Weise wird die Erkenntnis genutzt, dass die laufunruhebasierte Diagnose besonders zuverlässig in dem zweiten Betriebsbereich durchgeführt werden kann. Auf diese Weise wird somit die Erkenntnis genutzt, dass je nach Güte des im Rahmen der laufunruhebasierten Diagnose herangezogenen Messsignals, insbesondere in einem Bereich etwas höherer Drehzahlen, also insbesondere im Teillastbetrieb, die Güte ausreichend gut ist, um zuverlässige Diagnoseergebnisse zu liefern. Gegebenenfalls ist dies bei sehr niedrigen Drehzahlen, wie beispielsweise im Leerlauf oder leerlaufnahen Drehzahlbereich nicht erfüllt, sodass ein Verzicht auf die laufunruhbasierte Diagnose in diesem Betriebsbereich zweckmäßig erscheint.
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Es hat sich gezeigt, dass gerade auch in dem ersten Betriebsbereich, der auch sehr geringe Drehzahlen umfassen kann, die zylinderindividuelle Lambdaregelung sehr präzise durchgeführt werden kann und insbesondere auch die ggf. im Rahmen dieser durchgeführte Diagnose sehr präzise sein kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die vorgegebene Bedingung so ausgestaltet, dass sie zumindest einmal pro Fahrzyklus erfüllt ist. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den jeweiligen Betriebsbereich zu beziehen.
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Auf diese Weise kann das Durchführen der laufunruhebasierten zylinderindividuellen Diagnose auf ein lediglich erforderliches Maß wirkungsvoll reduziert werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird im Rahmen der zylinderindividuellen Lambdareglung zumindest ein Adaptionswert angepasst, der eingesetzt wird zum Anpassen eines Stellsignals zum Ansteuern des jeweiligen Einspritzventils. Auf diese Weise kann der zumindest eine Adaptionswert dann auch unter Betriebsbedingungen zum Anpassen des Stellsignals zum Ansteuern des jeweiligen Einspritzventils eingesetzt werden, in denen die zylinderindividuelle Lambdaregelung nicht aktiv ist. Dies gewährleistet eine über die gesamte Betriebszustände der Brennkraftmaschine verringerte Emission an Schadstoffen. So können beispielsweise für unterschiedliche Betriebsbereiche auch jeweils mindestens ein verschiedener Adaptionswert vorgesehen sein und/oder beispielsweise auch für unterschiedliche Temperaturbereiche unterschiedliche Adaptionswerte vorgesehen sein.
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In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der jeweilige Adaptionswert auch während des Durchführens der laufunruhebasierten Diagnose zum Anpassen des Stellsignals des jeweiligen Einspritzventils gegebenenfalls eingesetzt wird. In diesem Zusammenhang ist es jedoch gegebenenfalls vorteilhaft, dann den jeweiligen Adaptionswert auch im Rahmen der laufunruhebasierten Diagnose geeignet zu berücksichtigen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird abhängig von dem zumindest einen Adaptionswert die komponentenbezogene Diagnose durchgeführt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Schwellenwert, der im Rahmen der komponentenbezogenen Diagnose eingesetzt wird, unabhängig vorgegeben von einem Schwellenwert, der im Rahmen der laufunruhebasierten zylinderindividuellen Diagnose bezüglich Schadstoffemissionen eingesetzt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird abhängig von der laufunruhebasierten Diagnose ein Plausibilisieren des zumindest einen Adaptionswertes durchgeführt. Auf diese Weise kann einfach ein Überwachen der Funktionalität der zylinderindividuellen Lambdareglung und der mit ihr einhergehenden Ermittlung und Anpassung des Adaptionswertes erfolgen und so eine höhere Fehlersicherheit gewährleistet werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt abhängig von dem zumindest einen Adaptionswert ein Plausibilisieren der laufunruhebasierten Diagnose. Auf diesem umgekehrten Weg gegebenenfalls ein Fehler im Rahmen der laufunruhebasierten Diagnose erkannt werden und insgesamt die Sicherheit in der Diagnose ggf. verbessert werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,
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2 ein Diagramm, in dem Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine aufgetragen sind und
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3 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
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Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 11, ferner einen Sammler 12 und Saugrohr 13, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 21, welche über eine Pleuelstange 25 mit dem Kolben 24 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.
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Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 30, einem Gasauslassventil 31 und Ventilantrieben 32, 33. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 34 und eine Zündkerze 35. Alternativ kann das Einspritzventil 34 auch in dem Ansaugtrakt 1 angeordnet sein.
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Der Abgastrakt 4 umfasst einen Abgaskatalysator 40, der bevorzugt als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist.
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Eine Steuervorrichtung 6 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und die Messwerte der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen neben dem Messgrößen auch von diesen abgeleitete Größen. Die Steuervorrichtung 6 steuert abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen die Stellglieder, die der Brennkraftmaschine zugeordnet sind, und denen jeweils entsprechende Stellantriebe zugeordnet sind, durch das Erzeugen von Stellsignalen für die Stellantriebe an.
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Die Steuervorrichtung 6 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet sein.
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Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 71, welcher die Stellung eines Fahrpedals 7 erfasst, ein Luftmassenmesser 14, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 11 erfasst, ein Temperatursensor 15, welcher eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Drucksensor 16, welcher den Saugrohrdruck erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 22, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird, ein Drehmomentsensor 23, welcher ein Drehmoment der Kurbelwelle 21 erfasst, ein Nockenwellenwinkelsensor 36a, welcher einen Nockenwellenwinkel erfasst und eine Abgassonde 41, welche einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder Z1 bei der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches. Die Abgassonde 41 ist bevorzugt als lineare Lambdasonde ausgebildet und erzeugt so über einen weiten relevanten Bereich des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ein zu diesem proportionales Messsignal.
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Je nach Ausgestaltung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
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Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 11, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 30, 31, das Einspritzventil 34 oder die Zündkerze 35.
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Neben dem Zylinder Z1 sind auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder zugeordnet sind. Bevorzugt ist jeder Abgasbank an Zylindern, die auch als Zylinderbank bezeichnet werden kann, jeweils ein Abgasstrang des Abgastraktes 4 zugeordnet und dem jeweiligen Abgasstrang jeweils eine Abgassonde 41 entsprechend zugeordnet.
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Die Steuervorrichtung 6 umfasst bevorzugt eine Recheneinheit und einen Speicher zum Abspeichern von Daten und Programmen. Zum Betreiben der Brennkraftmaschine ist in der Steuervorrichtung 6 ein Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine gespeichert, das während des Betriebs in der Recheneinheit abgearbeitet werden kann, das dazu ausgebildet ist, innerhalb eines vorgegebenen Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine bei Erfüllung zumindest einer vorgegebenen Bedingung eine laufunruhebasierte zylinderindividuelle Diagnose CYBL-HOM bezüglich Schadstoffemissionen durchzuführen, bevor eine Freigabe eines Aktivierens einer zylinderindividuellen Lambdaregelung CILC erfolgt.
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Beispielsweise sind in diesem Zusammenhang ein erster Betriebsbereich BB1 (2) und ein zweiter Betriebsbereich BB2 der Brennkraftmaschine vorgesehen. Die Betriebsbereiche sind insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie bezüglich der Drehzahl N überschneidungsfrei ausgebildet sind. So erstreckt sich der erste Betriebsbereich BB1 beispielsweise bis zu einer maximalen Drehzahl N_MAX1 des ersten Betriebsbereichs und der zweite Betriebsbereich BB2 beginnt drehzahlmäßig ab einer minimalen Drehzahl N_MIN2 des zweiten Betriebsbereichs BB2. Die maximale Drehzahl N_MAX1 des ersten Betriebsbereichs BB1 ist kleiner als die minimale Drehzahl N_MIN2 des zweiten Betriebsbereichs BB2. Je nach Brennkraftmaschine kann sie wertemäßig jeweils unterschiedlich liegen. Beispielsweise ist die maximale Drehzahl N_MAX1 des ersten Betriebsbereichs in etwa 1000 Umdrehungen pro Minute. Die minimale Drehzahl N_MIN2 des zweiten Betriebsbereichs BB2 ist beispielsweise in etwa 1200 Umdrehungen pro Minute.
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Der zweite Betriebsbereich erstreckt sich im Wesentlichen in einem so genannten Teillastbereich und kann je nach Brennkraftmaschine sich beispielsweise bis in etwa 3000 Umdrehungen pro Minute erstrecken, jedoch grundsätzlich auch höher. Der erste Betriebsbereich erstreckt sich bezüglich der zuzumessenden Kraftstoffmenge MEF, beispielsweise bis zu in etwa 12 mg/Hub, was jedoch grundsätzlich von Brennkraftmaschine zu Brennkraftmaschine variieren kann. Der zweite Betriebsbereich BB2 erstreckt sich beispielsweise von in etwa 10 mg/Hub bis in etwa 20 mg/Hub, was jedoch auch je nach Brennkraftmaschinetyp variieren kann.
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Darüber hinaus kann der jeweilige Betriebsbereich auch sich von jeweiligen anderen Betriebsbereichen abgrenzen abhängig von weiteren Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einer geodätischen Höhe oder auch dem Vorlegen eines stationären Betriebszustands oder des aktuell nicht Vorhandenseins eines Betriebs mit Zylinderabschaltung.
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Das Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine wird in einer Ausführungsform in einem Schritt S1 (3) gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden können. Der Start erfolgt bevorzugt zeitnah zu einem Motorstart. In einem Schritt S3 wird anschließend geprüft, ob beispielsweise der erste Betriebsbereich BB1 vorliegt. Dieser kann beispielsweise einen Leerlast- oder auch Kleinlastbetriebspunkt umfassen. Dabei wird beispielsweise anhand der aktuellen Drehzahl und/oder einzuspritzenden Kraftstoffmenge MFF und gegebenenfalls weiterer Betriebsgrößen geprüft, ob dies der Fall ist.
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Ist die Bedingung des Schrittes S3 erfüllt, so wird in einem Schritt S5 geprüft, ob das Aktivieren der zylinderindividuellen Lambdaregelung CILC möglich ist. So wird die zylinderindividuelle Lambdaregelung bevorzugt beispielsweise nur in einem zumindest quasi stationären oder stationären Betriebszustand aktiviert. Ist die Bedingung des Schrittes S5 nicht erfüllt, so wird, gegebenenfalls nach einer vorgebbaren Wartezeitdauer, die Bearbeitung erneut in dem Schritt S3 fortgesetzt.
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Ist die Bedingung des Schrittes S5 hingegen erfüllt, so wird die zylinderindividuelle Lambdaregelung CILC aktiviert und es werden beispielsweise entsprechende Regelwerte zum Anpassen des jeweiligen Stellsignals zum Ansteuern des jeweiligen Einspritzventils 34 ermittelt und auch einer oder mehrere Adaptionswerte angepasst, wobei dies bevorzugt so erfolgt, dass bei einem Anpassen des jeweiligen Adaptionswertes ein zu diesem Zeitpunkt gültiger Regelwert entsprechend entgegengesetzt angepasst wird, um insgesamt eine gleichbleibende Wirkung zu erreichen.
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In einem Schritt S9 wird geprüft, ob einer oder mehrere Adaptionswerte, die im Rahmen der zylinderindividuellen Lambdaregelung CILC ermittelt wurden, eine Toleranzgrenze überschritten haben, also beispielsweise einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten haben. Dieser vorgegebene Schwellenwert kann beispielsweise so gewählt sein, dass er in etwa 10% dadurch bedingter im Vergleich zu im Mittel vorgenommener Anpassung von anderen Einspritzventilen zuzumessender Kraftstoffmenge entspricht.
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Ist die Bedingung des Schrittes S9 erfüllt, so erfolgt in einem Schritt S11 beispielsweise ein zylinderselektiver Fehlereintrag und zwar komponentenbezogen, also beispielsweise im Hinblick auf einen Fehler in dem jeweiligen Einspritzventil.
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Dieser Fehlereintrag erfolgt bevorzugt in einem Fehlerspeicher, dessen Inhalt dann je nach Ausgestaltung beispielsweise über eine Ausgabevorrichtung eines Fahrzeugs signalisiert wird oder bei Auslesen über eine entsprechende Diagnoseschnittstelle im Rahmen eines Werkstattaufenthalts des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt wird.
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Ist die Bedingung des Schrittes S9 nicht erfüllt, so wird bevorzugt die Bearbeitung in dem Schritt S3, gegebenenfalls nach einer angegebenen Wartezeitdauer fortgesetzt.
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Grundsätzlich können die Schritte S9 oder S11 auch quasi parallel zu den übrigen Schritten des Programms gemäß der 3 durchgeführt werden.
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Ist die Bedingung des Schrittes S3 nicht erfüllt, so wird in einem Schritt S13 geprüft, ob insbesondere der zweite Betriebsbereich BB2 der Brennkraftmaschine eingenommen wird.
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Dies erfolgt ebenso wie in dem Schritt S3 abhängig von entsprechenden aktuellen Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine. Insbesondere umfasst der zweite Betriebsbereich BB2 einen vordefinierten Teillastbetrieb.
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Ist die Bedingung des Schrittes S13 nicht erfüllt, so wird, gegebenenfalls nach der vorgebbaren Wartezeitdauer, die Bearbeitung erneut in dem Schritt S3 fortgesetzt.
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Ist die Bedingung des Schrittes S13 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S15 geprüft, ob zumindest eine vorgegebene Bedingung zum Durchführen einer laufunruhebasierten zylinderindividuellen Diagnose CYBL-HOM erfüllt ist. Die vorgegebene Bedingung ist beispielsweise so ausgestaltet, dass sie zumindest einmal pro Fahrzyklus, insbesondere bezogen auf den zweiten Betriebsbereich BB2 erfüllt ist. Insofern wird beispielsweise in dem Schritt S15 geprüft, ob die laufunruhebasierte Diagnose CYBL-HOM in dem aktuellen Fahrzyklus bereits durchgeführt wurde. Ist dies nicht der Fall, so wird in einem Schritt S17 geprüft, ob zumindest eine Voraussetzung zum Aktivieren der laufunruhebasierten Diagnose bezüglich Schadstoffemissionen erfüllt ist. Diese Voraussetzung kann insbesondere abhängen von zumindest einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine und auch beispielsweise davon abhängen, ob ein vorgegeben stationärer Betriebszustand vorliegt. Ist die Bedingung des Schrittes S17 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung, gegebenenfalls nach der vorgegebenen Wartezeitdauer, in dem Schritt S3 erneut fortgesetzt.
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Ist die Bedingung des Schrittes S17 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S19 fortgesetzt. In dem Schritt S19 wird die laufunruhebasierte Diagnose CYBL-HOM, zumindest teilweise, durchgeführt. Im Rahmen dessen erfolgt eine iterative Verstellung der Einspritzmenge bei den jeweiligen Einspritzventilen 34 und zwar insbesondere in dem Sinne, dass bei einem Zylinder die Einspritzmenge entgegengesetzt zu allen anderen Zylindern variiert wird.
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So erfolgt beispielsweise iterativ eine zunehmende Magerverstellung und somit Verringerung der zuzumessenden Einspritzmenge bei dem einen Zylinder. Parallel dazu wird erfasst, wie sich dies auf einen Laufunruhekennwert bezogen auf den jeweiligen Zylinder auswirkt. Dies kann beispielsweise erfolgen mittels Auswertung des Messsignals des Drehmomentsensors 23 und/oder abhängig von dem Messsignal des Kurbelwellenwinkelsensors. Dabei kann insbesondere abhängig von dem Messsignal des Kurbelwellenwinkelsensors ein Beschleunigungssignal ermittelt werden, das dem Beitrag durch die in dem jeweiligen Zylinder erfolgende Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches für die jeweiligen Beschleunigung der Kurbelwellen repräsentiert.
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Dies erfolgt schrittweise bis ein vorgegebener Schwellenwert für eine vorgegebene Laufunruhe überschritten wird. Ist dies dann der Fall, so wird bevorzugt ein Kennwert ermittelt, der repräsentativ ist, für den Grad der Variation der Einspritzmenge bezogen auf den jeweiligen Zylinder. Bevorzugt wird dieses Vorgehen dann für jeden der Zylinder der Brennkraftmaschine entsprechend durchgeführt und abhängig dann von den so ermittelten Kennwerten, insbesondere ein relative Abweichung zwischen den Zylindern ermittelt. Diese relative Abweichung wird dann wiederum bezogen auf den jeweiligen Zylinder mit einem vorgegebenen Diagnoseschwellenwert verglichen, was bevorzugt in einem Schritt S21 erfolgt.
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Der Diagnoseschwellenwert kann beispielsweise im Bereich von 25% liegen. Ist die Bedingung in dem Schritt S21 dann nicht erfüllt, so wird beispielsweise ein Merker für das erfolgreiche Durchführen der laufunruhebasierten Diagnose bezüglich Schadstoffemissionen in einem aktuellen Fahrzyklus auf wahr gesetzt und anschließend die Bearbeitung in dem Schritt S3 fortgesetzt.
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Ist die Bedingung des Schrittes S21 hingegen erfüllt, so erfolgt beispielsweise ein zylinderselektiver Fehlereintrag in dem Fehlerspeicher, der dann als emissionsrelevant einzustufen ist und zu einem Ansteuern der Fehleranzeige führt, die auch als mal-function indicator lamp (NIL) bezeichnet wird (Schritt S23). Anschließend wird die Bearbeitung in einem Schritt S25 beendet.
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Ist die Bedingung des Schrittes S15 erfüllt, so wird somit die zylinderindividuelle Lambdaregelung CILC freigegeben zum Aktivieren. In dem Schritt S27 wird die zylinderindividuelle Lambdaregelung CILC aktiviert und es erfolgt dann eine Regelung mittels dieser und bevorzugt auch die Anpassung zumindest eines Adaptionswertes. In einem Schritt S29 wird geprüft, ob der oder die Adaptionswerte, die im Rahmen der zylinderindividuellen Lambdaregelung CILC ermittelt und angepasst wurden, eine vorgegebene Toleranzgrenze also insbesondere eine vorgegebene Diagnoseschwelle überschritten haben.
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Diese kann beispielsweise im Bereich von 10% liegen, wobei dies insbesondere bezogen ist auf den Einfluss, den der jeweilige Adaptionswert auf das Zumessen an Kraftstoffmasse durch den jeweiligen Zylinder auf das Anpassen des Stellsignals zum Zumessen des jeweiligen Kraftstoffs durch das jeweilige Einspritzventil 34 hat.
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Ist die Bedingung des Schrittes S29 erfüllt, so erfolgt ein jeweiliger zylinderselektiver Fehlereintrag und zwar insbesondere komponentenbezogen in einem Schritt S31. Ist die Bedingung des Schrittes S29 nicht erfüllt, so wird beispielsweise die zylinderindividuelle Lambdaregelung weiter fortgesetzt oder es kann auch beispielsweise ein erneuter Sprung in den Schritt S3 erfolgen. Auch die Schritte S29 und S31 können quasi parallel zu den übrigen Schritten des Programms gemäß der 3 abgearbeitet werden.
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Grundsätzlich ist es möglich, dass die Fehlereinträge, die im Rahmen der Schritte S11 bis S31 und S23 beschrieben wurden, auch dann erst zu entsprechenden Reaktionen führen, also als tatsächliche Fehler eingestuft werden, wenn diese auf vorgegebene Weise mehrfach erkannt wurden, was beispielsweise repräsentativ für einen dauerhaften Fehler sein können.
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Durch das Vorgehen wird vorteilhaft die Erkenntnis genutzt, dass emissionsrelevante Auswirkungen häufig erst bei höheren Abweichungen bei den Einspritzparametern bezüglich der jeweiligen Einspritzventile auftreten als diese für eine komponentenbezogene Fehlerbetrachtung zu definieren sind. So treten sie beispielsweise häufig als jenseits von 15% Abweichung bezogen auf die vermeintliche Einspritzmenge beeinflussende Stellsignale auf. Durch das Vorgehen kann somit vermieden werden, dass bei wesentlich höheren Schwellenwerten bei der zylinderindividuellen Lambadaregelung im Hinblick auf eine darauf basierende Diagnose, die emissionsbasiert wäre, dann gegebenenfalls eine komponentenbasierte Diagnose nicht mehr mit ausreichender Genauigkeit möglich wäre.
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Die Komponenten können auch beispielsweise externe AGR-Leitungen und deren Ablagerungen umfassen.
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Bevorzugt ist durch das Vorgehen gewährleistet, dass beispielsweise die laufunruhebasierte Diagnose bezüglich der Schadstoffemissionen CYCL-HOM zumindest einmalig pro Fahrzyklus durchgeführt wird. Grundsätzlich ist auch ein abwechselnder Betrieb mit der zylinderindividuellen Lambdaregelung CILC möglich. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass ein Plausibilisieren der laufunruhebasierten Diagnose CYBL-HOM mittels des zumindest einen Adaptionswertes und gegebenenfalls auch umgekehrt erfolgt. Durch eine derartige Plausibilisitätskontrolle kann eine zusätzliche Sicherheit verschafft werden, die für einen Fehlereintrag von großer Bedeutung sein kann. Auch kann so eine höhere Funktionssicherheit erreicht werden, falls Fehler in der Signalstrecke der laufunruhebasierten Diagnose CYBL-HOM oder der zylinderindividuellen Lambdaregelung CILC vorhanden sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004004291 B3 [0007, 0019]
- DE 102005009101 B3 [0008, 0019]
