DE102010063383A1

DE102010063383A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010063383A1
Application number: DE201010063383
Authority: DE
Inventors: Christian Krause; Peter Skala; Stefan Grodde
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-06-21

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, beschrieben. Bei dem Verfahren ist ein Rohsignal (R) einer Drehbewegung der Brennkraftmaschine vorhanden. Eine Nutzfrequenz für das Rohsignal (R) wird vorgegeben. Ein Roh-Korrekturfaktor wird in Abhängigkeit von einem dritten Frequenzbereich des Rohsignals (R) ermittelt. Der dritte Frequenzbereich umfasst im Wesentlichen nur die Nutzfrequenz. Ein Korrektursignal (C) zur Korrektur des Rohsignals (R) wird in Abhängigkeit von dem Roh-Korrekturfaktor ermittelt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Verfahren zu einer Mengenausgleichsregelung, wobei zylinderindividuelle Einspritzmengenfehler korrigiert werden, sind bekannt. Ein Beispiel für eine derartige Mengenausgleichsregelung zeigt die DE 10 2004 010 412 A1 .
Ebenso bekannt ist, dass eine Mengenausgleichsregelung zu einer Korrektur eines Drehzahlsignals üblicherweise eine Geberradadaption umfasst. Die Geberradadaption wird während des Schubbetriebes der Brennkraftmaschine durchgeführt. Diese Geberradadaption ermittelt ein Korrektursignal für das Drehzahlsignal. Eine Verbesserung einer derartigen Geberradadaption ist in EP 1 574 835 A2 gezeigt.
Ebenso bekannt ist es, dass eine derartige Geberradadaption üblicherweise nicht bei niedrigen Drehzahlen und gleichzeitig hohen Gängen des Triebstranges der Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann. Störeinkopplungen, beispielsweise hervorgerufen durch leichte Unwuchten der Räder, befinden sich hierbei im Bereich der Nockenwellenfrequenz und stören damit die Geberradadaption. Der Schubbetrieb kommt beispielsweise bei Automatikgetrieben hauptsächlich bei hohen Geschwindigkeiten und hohen Gängen vor. Dabei können auch niedrige Drehzahlen auftreten. Daher lässt sich beim Stand der Technik eine Geberradadaption nur erschwert durchführen.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
Durch die Ermittlung eines Roh-Korrekturfaktors in Abhängigkeit von einem Frequenzbereich, der im Wesentlichen nur die Nockenwellenfrequenz umfasst, wird vorteilhaft erreicht, dass zur Geberradadaption und Torsionskompensation unterschiedliche Betriebspunkte und Lastverhältnisse genutzt werden können. Das vorstehende Verfahren wirkt insbesondere Fertigungstoleranzen des Geberrads entgegen und kann diese mittels des Korrektursignals ausgleichen.
Durch das vorstehende Verfahren können gewisse Funktionen wie beispielsweise eine Zündaussetzerkennung, eine Nullmengenkalibrierung, eine Mengenausgleichsregelung oder eine Laufruheregelung zu einem frühen Zeitpunkt freigeschaltet und gestartet werden, da eine schnelle Korrektur des Drehzahlsignals möglich ist. Insgesamt erhöht sich die Genauigkeit der Geberradadaption und Torsionskompensation bei gleichzeitig geringerer Einlernzeit für das Korrektursignal. Somit profitieren alle nachgelagerten Funktionen, wie die oben genannten, von dem ermittelten Roh-Korrekturfaktor. Die Betriebseigenschaften der Brennkraftmaschine, wie die Laufruhe oder die Mengenausgleichsregelung, werden verbessert.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine erste Segmentzeit-Abweichung in Abhängigkeit von einem ersten Frequenzbereich des Rohsignals ermittelt, wobei der erste Frequenzbereich die Nockenwellenfrequenz umfasst, und es wird eine zweite Segmentzeit-Abweichung in Abhängigkeit von einem zweiten Frequenzbereich des Rohsignals ermittelt, wobei der zweite Frequenzbereich die Nockenwellenfrequenz nicht umfasst, und es wird das Korrektursignal zur Korrektur des Rohsignals in Abhängigkeit von der ersten Segmentzeit-Abweichung, der zweiten Segmentzeit-Abweichung und dem Roh-Korrekturfaktor ermittelt. Durch die Ermittlung der beiden Segmentzeit-Abweichungen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Frequenzbereichen der Nockenwellenfrequenz wird der Einfluss von Störeinkopplungen bei der Geberradadaption weiter vermindert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Brennkraftmaschine im. Schubbetrieb betrieben. Damit können ein großer Drehzahlbereich und alle Übersetzungsverhältnisse des Triebstrangs genutzt werden. Insbesondere ermöglicht das vorstehende Verfahren eine Geberradadaption und Torsionskompensation im Bereich niedriger Drehzahlen und gleichzeitig hoher Triebstrangübersetzungen, d. h. hohen Gängen. Insbesondere profitiert die Geberradadaption für großvolumige und drehmomentstarke Brennkraftmaschinen sowie Start-Stopp-Systeme.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird das Verfahren ein erstes Mal für ein Exemplar der Brennkraftmaschine durchgeführt und die Brennkraftmaschine wird im Bereich ihrer maximalen Drehzahl betrieben. Dadurch kann vorteilhaft bereits eine grobe Voradaption des Exemplars der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Insbesondere Geberradfehler werden dadurch bereits bei der Erstadaption adaptiert, da die Wirkung des Geberradfehlers linear mit der Motordrehzahl zunimmt. Der Effekt eines Einspritzmengenfehlers wird bei Neufahrzeugen und neuen Brennkraftmaschinen als gering angenommen und kann zumindest teilweise mitadaptiert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden ein erster und ein zweiter Roh-Korrekturfaktor mittelwertfrei ermittelt und das Korrektursignal in Abhängigkeit von dem ersten und dem zweiten Roh-Korrekturfaktor ermittelt. Durch die vorstehende Mittelwertbefreiung wird vorteilhaft die Drehzahlabhängigkeit des ersten und des zweiten Roh-Korrekturfaktors verringert.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es werden für funktionsäquivalente Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen
1a eine schematisch dargestellte Brennkraftmaschine mit einem Geberrad;
1b schematisch das Geberrad;
2 ein schematisches Blockdiagramm zur Ermittlung einer Drehzahlabweichung;
3 ein schematisches Blockdiagramm zur Ermittlung eines Korrektursignals;
4 schematisch ein Frequenz-Diagramm mit Frequenzgängen; und
5 ein schematisches Blockdiagramm zur Ermittlung eines Korrekturfaktors.
1a zeigt eine schematisch dargestellte Brennkraftmaschine 12 mit einem Geberrad 24, wobei das Geberrad 24 in einer Seitenansicht gezeigt ist. Die Brennkraftmaschine 12 umfasst eine Kurbelwelle 14 mit an der Kurbelwelle gelagerten Kolben 16, 18, 20 und 22. Die Kolben 16, 18, 20 und 22 sind jeweils einem Zylinder zugeordnet, welcher entsprechend der Zündfolge der Brennkraftmaschine 12 mit 1, 2, 3 und 4 bezeichnet sind. Die Kurbelwelle 14 dreht sich in eine Drehrichtung 26.
Das Geberrad 24 ist fest mit der Kurbelwelle 14 verbunden. Das Geberrad 24 umfasst ein Zahnmuster, das entlang des Umfangs des Geberrads 24 angeordnet ist. Über das Zahnmuster des Geberrads 24 erfasst ein Kurbelwellensensor 28 die Winkelposition der Kurbelwelle 14. Entsprechend der Winkelposition des Geberrads 24 erzeugt der Kurbelwellensensor 28 ein Rohsignal R. Das Rohsignal R wird einem Steuergerät 30 zugeführt.
1b zeigt schematisch das Geberrad 24 in einer Vorderansicht. Beispielhaft ist das Geberrad 24 in vier Segmente gemäß den Quadranten I, II, III und IV unterteilt. In einem Arbeitsspiel der Kurbelwelle 14 wird jedes der Segmente zweimal durchlaufen. Für das erste Segment gemäß des Quadranten I ist eine Soll-Segmentzeit S aufgetragen. Des Weiteren ist eine Ist-Segmentzeit A und eine Segmentzeit-Abweichung d aufgetragen. Aus der Differenz der Ist-Segmentzeit A und der Soll-Segmentzeit S ergibt sich die Segmentzeit-Abweichung d. Für eine Ist-Segmentzeit A größer der Soll-Segmentzeit S ergibt sich eine entsprechend negative Segmentzeit-Abweichung.
2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Verfahrens zur Ermittlung einer korrigierten Drehzahlabweichung dN bzw. zur Ermittlung einer korrigierten Segmentzeit-Abweichung dC. Das Verfahren wird von dem Steuergerät 30 ausgeführt. Einem Block 32 wird das Rohsignal R zugeführt. Der Block 32 umfasst ein Anti-Aliasing-Filter, das aus dem Rohsignal R die Ist-Segmentzeit A ermittelt. Vorzugsweise ist der Block 32 als Tiefpass ausgebildet. Die Ist-Segmentzeit A wird im Block 32 nach der Anti-Aliasing-Filterung digitalisiert oder es liegt bereits ein digitalisiertes Rohsignal R vor. Die Ist-Segmentzeit A wird einem Block 34 sowie einem Block 36 zugeführt. Das nachstehend beschriebene Verfahren wird im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine ausgeführt, da hierbei jedem Zylinder kein Kraftstoff zugemessen wird.
Der Block 34 erzeugt aus der Ist-Segmentzeit A eine erste mittelwertfreie Segmentzeit-Abweichung d1 und eine erste Soll-Segmentzeit S1, die einen Mittelwert der Ist-Segmentzeit A darstellt. Die erste Soll-Segmentzeit S1 kann beispielsweise aus einer Tiefpassfilterung der Ist-Segmentzeit A ermittelt werden. Zur Ermittlung der ersten Segmentzeit-Abweichung d1 wird in Block 34 eine Differenz von Ist-Segmentzeit A und erster Soll-Segmentzeit S1 gebildet und damit hochpassgefiltert, wodurch sich in der ersten Segmentzeit-Abweichung d1 nur der Wechselanteil der vorstehenden Ist-Segmentzeit A niederschlägt. Die erste Segmentzeit-Abweichung d1 und die erste Soll-Segmentzeit S1 werden jeweils als im Wesentlichen erwartungstreuer Schätzwert ermittelt. Durch diese Erwartungstreue entspricht die ermittelte erste Segmentzeit-Abweichung d1 im Wesentlichen der gegenwärtig auftretenden Segmentzeit-Abweichung und die erste Soll-Segmentzeit S1 entspricht im Wesentlichen der gegenwärtig auftretenden Soll-Segmentzeit.
Der Block 36 ermittelt eine zweite mittelwertfreie Segmentzeit-Abweichung d2 und eine zweite Soll-Segmentzeit S2, die einen Mittelwert der Ist-Segmentzeit A darstellt. Die zweite Soll-Segmentzeit S2 kann beispielsweise aus einer Tiefpassfilterung der Ist-Segmentzeit A ermittelt werden. Zur Ermittlung der zweiten Segmentzeit-Abweichung d2 wird in Block 36 eine Differenz von Ist-Segmentzeit A und zweiter Soll-Segmentzeit S2 gebildet und damit hochpassgefiltert, wodurch sich in der zweiten Segmentzeit-Abweichung d2 nur der Wechselanteil der vorstehenden Ist-Segmentzeit A niederschlägt.
An die Ermittlung der zweiten Segmentzeit-Abweichung d2 und der zweiten Soll-Segmentzeit S2 wird nicht die vorstehende Anforderung einer Erwartungstreue gestellt, was bedeutet, dass die zweite Segmentzeit-Abweichung d2 und die zweite Soll-Segmentzeit S2 in Bezug auf die Zeit beliebige Werte aus der Vergangenheit oder aber beispielsweise aus der Zukunft darstellen können. Die Blöcke 34 und 36 sind vorzugsweise als FIR-Filter (FIR = finite impulse response) ausgeführt, um durch die endliche Impulsantwort dieses Filters zur Stabilität der gesamten Signalkette beizutragen. Die erste und zweite Soll-Segmentzeit S1 und S2 sowie die erste und zweite Segmentzeit-Abweichung d1 und d2 werden einem Block 40 zugeführt.
Der Block 40 ermittelt ein Korrektursignal C, was in 3 näher erläutert wird. Das Korrektursignal C wird an einer Stelle 37 mit der ersten Segmentzeit-Abweichung d1 zu der korrigierten Segmentzeit-Abweichung dC verknüpft. Das Korrektursignal C stellt hierbei einen Fehler dar, der beispielsweise von Herstellungstoleranzen des Geberrads 24 und/oder von Torsionsschwingungen auf der Kurbelwelle 14 bzw. von weiteren Schwingungen von Komponenten des Triebstrangs der Brennkraftmaschine oder des Fahrzeugs herrührt. Durch die Verknüpfung des Korrektursignals C mit der ersten Segmentzeit-Abweichung d1 können die vorstehend genannten Störeinflüsse vermindert oder nahezu beseitigt werden und die korrigierte Segmentzeit-Abweichung dC ist von den Störungen, die mittels dem Korrektursignal C ermittelt wurden, befreit. Entsprechend dem Vorzeichen des Korrektursignals C muss dieses an der Stelle 37 von der ersten Segmentzeit-Abweichung d1 subtrahiert oder zu der ersten Segmentzeit-Abweichung d1 hinzuaddiert werden.
Die korrigierte Segmentzeit-Abweichung dC wird einem Block 38 zugeführt. Der Block 38 wandelt die korrigierte Segmentzeit-Abweichung dC in die korrigierte Drehzahlabweichung dN um und führt die Drehzahlabweichung dN einem Block 42 zu. Insbesondere ergibt sich die Drehzahlabweichung dN als reziproker Wert aus der korrigierten Segmentzeit-Abweichung dC. Der Block 42 umfasst eine sogenannte Laufruheregelung für die Brennkraftmaschine 12, die in Verbindung mit einer Mengenausgleichsregelung dafür sorgt, dass jedem Zylinder im Wesentlichen die gleiche Menge an Kraftstoff beigemessen wird.
Die Schritte 43, denen die Ist-Segmentzeit A zugeführt werden und die die Drehzahlabweichung dN erzeugen, werden vorzugsweise für jedes in einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine 12 durchlaufenes Segment des Geberrads 24 ausgeführt. Das bedeutet, dass das Verfahren gemäß den Schritten 43 für unterschiedliche Drehwinkelbereiche der Kurbelwelle 14 separat ausgeführt wird.
Wie erläutert wurde, wird das Korrektursignal C für das Rohsignal R ermittelt. Die Verarbeitung des Korrektursignals C in 2 führt somit dazu, dass aus dem Rohsignal R eine korrigierte Segmentzeit dC und eine korrigierte Drehzahlabweichung dN ermittelt werden kann.
3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm des Blocks 40 aus 2 zur Ermittlung des Korrektursignals C. Einem Pfad P1 werden die erste Soll-Segmentzeit S1 und die erste Segmentzeit-Abweichung d1 zugeführt. Der Pfad P1 erzeugt einen Korrekturfaktor xc1. Einem Pfad P2 wird die zweite Soll-Segmentzeit S2 und die zweite Segmentzeit-Abweichung d2 zugeführt. Der Pfad P2 erzeugt den Korrekturfaktor xc2. Die Korrekturfaktoren xc1 und xc2 werden an einer Stelle 57 additiv zu einem gemeinsamen Korrekturfaktor xc verknüpft. Der gemeinsame Korrekturfaktor xc wird einem Block 56 zugeführt.
Der Block 56 führt eine Rücknormierung des gemeinsamen Korrekturfaktors xc durch. Zu der Rücknormierung wird dem Block 56 die erste Soll-Segmentzeit S1 zugeführt, die einem im Wesentlichen erwartungstreuen Schätzwert entspricht. Der Block 56 erzeugt das Korrektursignal C im Wesentlichen aus einer multiplikativen Verknüpfung des gemeinsamen Korrekturfaktors xc und der ersten Soll-Segmentzeit S1.
In dem Pfad P1 wird die erste Soll-Segmentzeit S1 und die erste Segmentzeit-Abweichung d1 einem Block 44 zugeführt. Der Block 44 führt im Wesentlichen eine Normierung durch, wobei die Normierung einer Erzeugung eines Roh-Korrekturfaktors x1 aus einer Division mit der ersten Segmentzeit-Abweichung d1 als Dividenden und der Soll-Segmentzeit S als Divisor entspricht. Der Roh-Korrekturfaktor x1 wird einem Block 46 zugeführt.
Der Block 46 führt eine Bandpass-Filterung des Roh-Korrekturfaktors x1 durch. Bei der Bandpass-Filterung durch den Block 46 werden im Wesentlichen die Frequenzanteile um die Nockenwellenfrequenz fNW herausgefiltert und als ein Roh-Korrekturfaktor x1_band an einen Block 48 weitergeleitet. Im Hinblick auf die Nockenwellenfrequenz fNW wird auf die Erläuterung der 4 verwiesen.
Der Block 48 umfasst eine Lern-Struktur, die nachstehend in Bezug zu 5 näher erläutert wird. Die Lern-Struktur des Blocks 48 dient dazu, einen gelernten Korrekturfaktor xl1 zu ermitteln, der dazu geeignet ist, die erste Segmentzeit-Abweichung d1 zu korrigieren. Der Block 48 erzeugt den gelernten Korrekturfaktor xl1, der einem Block 50 zugeführt wird. Der Block 50 speichert den gelernten Korrekturfaktor xl1 und führt diesen als Korrekturfaktor xc1 der Stelle 57 zur Ermittlung des gemeinsamen Korrekturfaktors xc zu. Der Block 50 ist insbesondere derart ausgebildet, dass der Korrekturfaktor xl1 oder ein entsprechender Wert dauerhaft gespeichert werden kann und bei einem erneuten Start der Brennkraftmaschine zur Verfügung steht und gelesen werden kann.
In dem Pfad P2 wird einem Block 52 die zweite Soll-Segmentzeit S2 und die zweite Segmentzeit-Abweichung d2 zugeführt. Der Block 52 führt analog zu dem Block 44 mittels der zweiten Soll-Segmentzeit S2 eine Normierung der zweiten Segmentzeit-Abweichung d2 durch und erzeugt einen Roh-Korrekturfaktor x2. Der Roh-Korrekturfaktor x2 wird einem Block 54 zugeführt. Der Pfad P2 weist keine Filterung entsprechend dem Block 46 des Pfads P1 auf.
Der Block 54 umfasst eine Lern-Struktur, die im Zusammenhang mit 5 näher erläutert wird. Der Block 54 erzeugt einen gelernten Korrekturfaktor xl2 und führt diesen einem Block 55 zu. Der Block 55 speichert den gelernten Korrekturfaktor xl2 und gibt diesen als Korrekturfaktor xc2 zur Ermittlung des gemeinsamen Korrekturfaktors xc an die Stelle 57 weiter.
In einer Erweiterung des Blocks 40 können weitere Pfade Pn vorgesehen sein, die an Stelle des Pfades P2 treten bzw. diesen ergänzen. Diese Pfade Pn sind analog zum Pfad P1 aufgebaut und umfassen ebenfalls eine Bandpass-Filterung gemäß des Blocks 46, wobei vorzugsweise pro Pfad Pn je ein bestimmter Frequenzbereich gefiltert wird, wobei ein derartiger Frequenzbereich sich vorzugsweise im Bereich eines Mehrfachen der Nockenwellenfrequenz fNW befindet, und wobei sich die Frequenzbereiche im Wesentlichen nicht überlappen. Alternativ ist es auch möglich, dass ein Frequenzbereich mehrere Mehrfache der Nockenwellenfrequenz fNW umfasst.
Eine analog zum Block 48 aufgebaute Lern-Struktur kann in einer alternativen Ausführung auf Basis der Fourier-Komponenten arbeiten. Die gezeigte Struktur der Stelle 57 muss hierbei als inverse Fourier Transformation ausgeführt sein. Jedem Pfad Pn muss eine entsprechende Soll-Segmentzeit S und eine entsprechende Segmentzeit-Abweichung d zugeführt werden. Einem Pfad Pn kann ein bestimmter Frequenzbereich zugeordnet werden, der die Nockenwellenfrequenz fNW oder ein Vielfaches der Nockenwellenfrequenz fNW umfasst. Damit kann eine Adaption einzelner Frequenzkomponenten durchgeführt werden. Abhängig von diesen zuzuführenden Werten können auch mehrere Frequenzkomponenten, das heißt ein Frequenzbereich umfassend mehrere Vielfache der Nockenwellenfrequenz fNW zur Ermittlung eines entsprechenden gelernten Korrekturfaktors xl in einem Pfad Pn gelernt und damit adaptiert werden.
4 zeigt schematisch ein Frequenz-Diagramm 70 mit Übertragungsfunktionen fr34, fr36 und fr46. Auf einer Frequenzachse f sind die Nockenwellenfrequenz fNW sowie das Zweifache, das Dreifache und das Vierfache 2·fNW, 3·fNW und 4·fNW der Nockenwellenfrequenz aufgetragen. Das Zweifache der Nockenwellenfrequenz fNW stellt die Kurbelwellenfrequenz dar, mit der sich die Kurbelwelle 14 dreht. Die Nockenwellenfrequenz fNW und deren Vielfache stellen die Nutzfrequenzen einer nachgeschalteten Mengenausgleichsregelung, Laufruheregelung und anderer Funktionen dar.
Die Übertragungsfunktion fr34 wird von dem Block 34 der 2 auf die Ist-Segmentzeit A angewendet, um die erste Segmentzeit-Abweichung d1 zu erzeugen. Demnach enthält die erste Segmentzeit-Abweichung d1 nur noch die Frequenzanteile der Ist-Segmentzeit A in einem ersten Frequenzbereich r34. Analog zu der Übertragungsfunktion fr34 bildet die Übertragungsfunktion fr36 ebenfalls einen Hochpass, wobei der Block 36 in 2 die zweite Segmentzeit-Abweichung d2 derart erzeugt, dass diese nur noch Frequenzanteile der Ist-Segmentzeit A in einem zweiten Frequenzbereich r36 enthält.
Der Frequenzbereich r34 umfasst die Nockenwellenfrequenz fNW sowie deren Vielfache. Der Frequenzbereich r36 umfasst nicht die Nockenwellenfrequenz fNW, sondern nur deren Vielfache.
Die Übertragungsfunktion fr46 entspricht einer Bandpass-Übertragungsfunktion und lässt Frequenzanteile in einem dritten Frequenzbereich r46 passieren. Der dritte Frequenzbereich r46 ist im Wesentlichen um die Nockenwellenfrequenz fNW angeordnet. Gemäß der Übertragungsfunktion fr46 erzeugt der Block 46 aus 3 den Roh-Korrekturfaktor x1_band lediglich mit den Frequenzanteilen des Roh-Korrekturfaktors x1 in dem dritten Frequenzbereich r46.
Die erste Segmentzeit-Abweichung d1 bzw. der Roh-Korrekturfaktor x1_band wird in Abhängigkeit von dem ersten bzw. dem ersten und dritten Frequenzbereich r34, r46 des Rohsignals R ermittelt. Die zweite Segmentzeit-Abweichung d2 wird in Abhängigkeit von dem zweiten Frequenzbereich r36 ermittelt. Das Korrektursignal C zur Korrektur des Rohsignals R wird in Abhängigkeit von der ersten Segmentzeit-Abweichung d1 bzw. dem Roh-Korrekturfaktor x1_band und der zweiten Segmentzeit-Abweichung d2 ermittelt. Die Korrektur des Rohsignals R wird gemäß 2 durch die Verknüpfung der ersten Segmentzeit-Abweichung d1 und des Korrektursignals C sowie die Ermittlung der Drehzahlabweichung dN erreicht.
5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm 72 zur Ermittlung des gelernten Korrekturfaktors xl aus dem Roh-Korrekturfaktor x. Der Roh-Korrekturfaktor x wird einem Block 58 zugeführt. Der Block 58 ist vorzugsweise als PT1-Filter ausgeführt und erzeugt den Roh-Korrekturfaktor xf.
An einer Stelle 59 wird eine Differenz xd erzeugt, die aus einer Subtraktion des Korrekturfaktors xf von dem Korrekturfaktor x entsteht. Die Differenz xd wird einem Block 60 zugeführt, der vorzugsweise als PT1-Filter ausgeführt ist und einen Wert xe zur Bewertung des Lernfortschritts bezüglich des Korrekturfaktors xf erzeugt. Der Wert xe wird einem Block 62 zugeführt. Der Block 62 dient zur Bewertung des Lernfortschritts und beobachtet den Wert xe. Tendiert der Wert xe gegen Null, so stellt der Block 62 fest, dass die Lernphase zum gegenwärtigen Zeitpunkt abgeschlossen ist bzw. die Adaption als eingeschwungen gilt. Eine eingeschwungene Adaption bedeutet, dass der Korrekturfaktor xf als eingelernt gilt und als gelernter Korrekturfaktor xl übernommen werden kann.
Zur Übernahme des Korrekturfaktors xf als gelernter Korrekturfaktor xl wird der Korrekturfaktor xf einem Block 64 zugeführt, der Block 62 führt einen Befehl xg dem Block 64 zu und gemäß dem Befehl xg wird der Korrekturfaktor xf als gelernter Korrekturfaktor xl übernommen. In Abhängigkeit von dem Befehl xg, der einen fertig adaptierten, gelernten Korrekturfaktor xl anzeigt, kann eine nicht gezeigte Freigabebedingung für nachgelagerte Funktionen gebildet werden.
Bei einer ersten Adaption wird in einer alternativen Ausführung des Verfahrens die Brennkraftmaschine nicht im Schubbetrieb, sondern im Bereich ihrer maximalen Drehzahl ausgekuppelt betrieben. Aufgrund der niedrigen Last und eines bei einem Neufahrzeug als gering angenommenen Einspritzmengenfehlers kann dann diese erste Adaption durchgeführt werden. Hierbei werden insbesondere geradzahlige Vielfache der Nockenwellenfrequenz fNW, d. h. eine Kurbelwellenfrequenz 2·fNW und deren Vielfache, adaptiert, da die Abweichungen in diesem Bereich stark von den Toleranzen des Geberrads 24 abhängen. Auch das Dreifache der Nockenwellenfrequenz und deren Vielfache können hierbei mitadaptiert werden.
In einer weiteren alternativen Ausführung des Verfahrens wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöht und anschließend die Kraftstoffeinspritzung beendet. Ab diesem Zeitpunkt fällt die Drehzahl und der Motor befindet sich im Schubbetrieb. Eine Leerlaufregelung verhindert ein Ausschalten der Brennkraftmaschine.
Die vorstehend beschriebenen Verfahren können als Computerprogramm für ein digitales Rechengerät ausgeführt werden. Das digitale Rechengerät ist dazu. geeignet, die vorstehend beschriebenen Verfahren als Computerprogramm auszuführen. Die Brennkraftmaschine ist insbesondere für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und umfasst ein Steuergerät, welches das digitale Rechengerät, insbesondere einen Mikroprozessor, umfasst. Das Steuergerät umfasst ein Speichermedium, auf dem das Computerprogramm abgespeichert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004010412 A1 [0002]
EP 1574835 A2 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (12), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Rohsignal (R) einer Drehbewegung der Brennkraftmaschine (12) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nutzfrequenz (fNW; 2·fNW; 3·fNW; 4·fNW) für das Rohsignal (R) vorgegeben wird, dass ein Roh-Korrekturfaktor (x1_band) in Abhängigkeit von einem Frequenzbereich (r46) des Rohsignals (R) ermittelt wird, wobei der Frequenzbereich (r46) im Wesentlichen nur die Nutzfrequenz (fNW; 2·fNW; 3·fNW; 4·fNW) umfasst, und dass ein Korrektursignal (C) zur Korrektur des Rohsignals (R) in Abhängigkeit von dem Roh-Korrekturfaktor (x1_band) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Brennkraftmaschine (12) eine Kurbelwelle (14), eine mit der Kurbelwelle (14) in Wirkverbindung stehende Nockenwelle, die die Drehbewegung ausführt und sich mit einer Nockenwellenfrequenz (fNW) dreht, und einen der Kurbelwelle (14) zugeordneten Drehzahlsensor (28), der das Rohsignal (R) erzeugt, umfasst, und wobei bei dem Verfahren der Frequenzbereich (r46) im Wesentlichen nur die Nockenwellenfrequenz (fNW) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine erste Segmentzeit-Abweichung (d1) in Abhängigkeit von einem ersten Frequenzbereich (r34) des Rohsignals (R) ermittelt wird, wobei der erste Frequenzbereich (r34) die Nockenwellenfrequenz (fNW) umfasst, wobei eine zweite Segmentzeit-Abweichung (d2) in Abhängigkeit von einem zweiten Frequenzbereich (r36) des Rohsignals (R) ermittelt wird, wobei der zweite Frequenzbereich (r36) die Nockenwellenfrequenz (fNW) nicht umfasst, und wobei das Korrektursignal (C) zur Korrektur des Rohsignals (R) in Abhängigkeit von der ersten Segmentzeit-Abweichung (d1), der zweiten Segmentzeit-Abweichung (d2) und dem Roh-Korrekturfaktor (x1_band) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine (12) im Schubbetrieb betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Drehzahl der Brennkraftmaschine (12) erhöht wird, wobei die Einspritzung von Kraftstoff beendet wird, so dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine (12) abfällt, und wobei während des Abfallens der Drehzahl das Korrektursignal (C), die erste Segmentzeit-Abweichung (d1), die zweite Segmentzeit-Abweichung (d2) und/oder der Roh-Korrekturfaktor (x1_band) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verfahren ein erstes Mal für ein Exemplar der Brennkraftmaschine (12) durchgeführt wird, und wobei die Brennkraftmaschine im Bereich ihrer maximalen Drehzahl betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Frequenzbereich (r46) des Rohsignals (R) einen dritten Frequenzbereich (r46) darstellt, der durch einen Bandpass vorgegeben wird, und wobei das Korrektursignal (C) in Abhängigkeit von dem Roh-Korrekturfaktor (x1_band) und einem zweiten Roh-Korrekturfaktor (x2) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Frequenzbereich (r34; r46) kein Vielfaches der Nockenwellenfrequenz (fNW) umfasst und wobei der zweite Frequenzbereich (r36) ein Vielfaches der Nockenwellenfrequenz (fNW) umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei aus der ersten oder der zweiten Segmentzeit-Abweichung (d1; d2) jeweils ein erster und ein zweiter Roh-Korrekturfaktor (x1, x2) mittelwertfrei ermittelt werden, und wobei das Korrektursignal (C) in Abhängigkeit von dem ersten und dem zweiten Roh-Korrekturfaktor (x1, x2) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei aus der ersten Segmentzeit-Abweichung (d1) ein erster Korrekturfaktor (xc1) ermittelt wird, wobei der erste Korrekturfaktor (xc1) gespeichert wird, wobei aus der zweiten Segmentzeit-Abweichung (d2) ein zweiter Korrekturfaktor (xc2) ermittelt wird, und wobei der zweite Korrekturfaktor (xc2) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das die erste Segmentzeit-Abweichung (d1) und ein erster Mittelwert (S1) derart ermittelt werden, dass die erste Segmentzeit-Abweichung (d1) und der erste Mittelwert (S1) jeweils einen im Wesentlichen erwartungstreuen Schätzwert darstellen, und wobei eine Verknüpfung (xc) des ersten und des zweiten Korrekturfaktors (xc1; xc2) mittels des ersten Mittelwerts (S1) rücknormiert wird, woraus sich das Korrektursignal (C) ergibt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der erste und der zweite Roh-Korrekturfaktor (x1; x2) derart ermittelt werden, dass die erste und die zweite Segmentzeit-Abweichung (d1; d2) jeweils mittels des ersten Mittelwerts (S1) oder eines zweiten Mittelwerts (S2) normiert werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren für unterschiedliche Drehwinkelbereiche der Kurbelwelle (14) separat ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei für jedes Vielfache der Nockenwellenfrequenz (fNW) jeweils ein zugehöriger Korrekturfaktor (xc) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Korrektursignal (C) in Abhängigkeit von einem gelernten Korrekturfaktor (xl1, xl2) gebildet wird, wobei der gelernte Korrekturfaktor (xl1, xl2) gespeichert wird und bei einem erneuten Start der Brennkraftmaschine (12) gelesen wird.
Computerprogramm für ein digitales Rechengerät, das dazu geeignet ist, das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen.
Steuergerät (30) für eine Brennkraftmaschine (12), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das mit einem digitalen Rechengerät insbesondere einem Mikroprozessor versehen ist, auf dem ein Computerprogramm nach dem Anspruch 16 lauffähig ist.
Speichermedium für ein Steuergerät (30) einer Brennkraftmaschine (12) insbesondere eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 17 auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 16 abgespeichert ist.