-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffmengenregelung, wobei eine Solleinspritzmenge für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Brennkraftmaschine aus einem Vorsteuerwert und einem Stellgrößenwert eines Lambdareglers ermittelt und an der Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingestellt wird, und wobei der Vorsteuerwert in zumindest einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine mit wenigstens einem zuschaltbaren Adaptionswert beaufschlagt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.
-
Die Brennkraftmaschine dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs, insbesondere also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird in Zylinder beziehungsweise Brennräume der Brennkraftmaschine Kraftstoff beziehungsweise ein Kraftstoff-Luft-Gemisch eingebracht und dort verbrannt. Das Einbringen des Kraftstoffs in die Zylinder erfolgt mittels der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, welche beispielsweise als Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet ist.
-
Die Brennkraftmaschine verfügt über die Kraftstoffmengenregelung, welche die Menge des in die Zylinder einzubringenden Kraftstoffs steuernd und/oder regelnd einstellt. Die Kraftstoffmengenregelung ermittelt zum einen den Vorsteuerwert und zum anderen den Stellgrößenwert. Letzterer ergibt sich im Rahmen einer Lambdaregelung. Das bedeutet, dass die einzubringende Kraftstoffmenge anhand des Signals einer Lambdasonde ermittelt wird, welche zur Bestimmung des Restsauerstoffgehalts in Abgas der Brennkraftmaschine ausgebildet und angeordnet ist. Der Stellgrößenwert wird somit im Rahmen einer Regelung, insbesondere der Lambdaregelung, bestimmt.
-
Der Vorsteuerwert dagegen wird nicht im Rahmen der Regelung beziehungsweise der Lambdaregelung ermittelt, sondern wird beispielsweise in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine festgelegt. Vorzugsweise liegt der Vorsteuerwert als Funktion der Drehzahl und/oder dem Massenstrom der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft, insbesondere Frischluft, vor. Aus dem Vorsteuerwert und dem Stellgrößenwert wird die Solleinspritzmenge ermittelt, vorzugsweise durch Addition oder Multiplikation des Vorsteuerwerts und des Stellgrößenwerts. Die Solleinspritzmenge wird anschließend an der Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingestellt, sodass vorzugsweise eine der Solleinspritzmenge entsprechende Kraftstoffmenge in die Zylinder beziehungsweise die Brennräume eingebracht wird.
-
Der Vorsteuerwert wird in dem wenigstens einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine mit dem wenigstens einen zuschaltbaren Adaptionswert beaufschlagt. Das bedeutet, dass der anhand des Betriebszustands ermittelte Wert des Vorsteuerwerts mit dem wenigstens einen Adaptionswert modifiziert wird. Der Adaptionswert beziehungsweise die Adaptionswerte werden jeweils in Abhängigkeit von dem Zutreffen wenigstens einer Bedingung zugeschaltet. Beispielsweise wird ein erster Adaptionswert herangezogen, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb eines Temperaturgrenzwerts liegt.
-
Der erste Adaptionswert wird dabei vorzugsweise ausschließlich bei Zutreffen dieser Bedingung zugeschaltet. Trifft die Bedingung nicht zu, entspricht also die Temperatur der Brennkraftmaschine zumindest dem Temperaturgrenzwert oder übersteigt diesen, so wird vorzugsweise ein zweiter Adaptionswert zugeschaltet, wobei auch dies insbesondere nur bei Zutreffen der Bedingung vorgesehen ist.
-
Durch das Zuschalten des wenigstens einen Adaptionswerts, vorzugsweise der mehreren Adaptionswerte, insbesondere in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, wird der Vorsteuerwert im Idealfall derart angepasst, dass die Regeldifferenz klein wird, sodass der Lambdaregler lediglich diese vergleichsweise kleine Regeldifferenz ausgleichen muss. Entsprechend kann die Solleinspritzmenge schneller auf den gewünschten Wert, insbesondere den auf den Betriebszustand der Brennkraftmaschine abgestimmten Wert, eingestellt beziehungsweise geregelt werden.
-
Der Vorsteuerwert ist also derjenige Wert, welcher sich aus der Vorsteuerung der Solleinspritzmenge ergibt, insbesondere in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Der Vorsteuerwert wird anschließend mit dem wenigstens einen Adaptionswert beaufschlagt. Nachfolgend wird die Solleinspritzmenge aus dem so modifizierten Vorsteuerwert sowie dem Stellgrößenwert ermittelt.
-
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 41 17 440 C2 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zum adaptiven Einstellen eines Kraftstoff/Luftgemischs zum Berücksichtigen von Kraftstoffeigenschaften im Betrieb einer Brennkraftmaschine, die einen Lambdaregler aufweist, der einen Regelfaktor ausgibt, und die einen Adaptionsintegrator aufweist, der einen Adaptionsfaktor mit variabler Adaptionsgeschwindigkeit ausgibt, der neben dem Regelfaktor die Einstellung des Kraftstoff/Luftgemischs beeinflusst. Dabei ist vorgesehen, dass überprüft wird, ob die Lambda-Regelungsabweichungsamplitude einen ersten Schwellenwert übersteigt, und dass, wenn dies der Fall ist, die Adaptionsgeschwindigkeit solange auf einen erhöhten Wert gesetzt wird, bis eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, wonach auf eine niedrige Adaptionsgeschwindigkeit zurückgeschaltet wird.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welches gegenüber dem bekannten Stand der Technik Vorteile aufweist, insbesondere eine einfache und zuverlässige Funktionsüberwachung der Brennkraftmaschine ermöglicht.
-
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass zur Funktionsüberwachung der Brennkraftmaschine ein Kontrollwert berechnet wird, der sich aus dem Stellgrößenwert sowie dem zugeschalteten Adaptionswert zusammensetzt, wobei ein Fehler angezeigt wird, wenn der Kontrollwert außerhalb eines bestimmten Kontrollbereichs liegt. Aus Gründen der On-Board-Diagnose müssen sowohl der Adaptionswert beziehungsweise die Adaptionswerte als auch der mittels der Regelung ermittelte Stellgrößenwert auf das Überschreiten und/oder Unterschreiten bestimmter Grenzen überwacht werden. Je nachdem, wie viele Adaptionswerte zugeschaltet sind, ergeben sich mithin sehr viele zu überwachende Größen. Darüber hinaus muss für die Überwachung des Adaptionswerts beziehungsweise der Adaptionswerte gewährleistet sein, dass die Brennkraftmaschine in den gängigen Zertifizierungsfahrzyklen eine ausreichend lange Zeit innerhalb des für die jeweilige Adaption zutreffenden Kennfeldbereichs betrieben wird. Häufig ist diese Zeit jedoch zu kurz, um einen sinnvollen und stabilen Adaptionswert zu erhalten.
-
Vor diesem Hintergrund ist ein neuartiger Ansatz für die Funktionsüberwachung der Brennkraftmaschine vorgesehen. Dabei wird der Kontrollwert berechnet, wobei sich dieser aus dem Adaptionswert, sofern dieser zugeschaltet ist, sowie dem Stellgrößenwert zusammensetzt. Sind mehrere Adaptionswerte vorhanden und auch mehrere dieser Adaptionswerte zugeschaltet, so setzt sich der Kontrollwert besonders bevorzugt aus dem Stellgrößenwert sowie mehreren der zugeschalteten Adaptionswerte, insbesondere allen zugeschalteten Adaptionswerten zusammen.
-
Es ist nun vorgesehen, dass der Kontrollwert auf das Überschreiten und/oder Unterschreiten der vorstehend erwähnten Grenzen überwacht wird. Insoweit wird geprüft, ob der Kontrollwert außerhalb des bestimmten Kontrollbereichs liegt, welcher zwischen einem unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert liegt. Trifft diese Bedingung zu, ist also der Kontrollwert größer als die obere Grenze oder kleiner als die untere Grenze, so wird der Fehler angezeigt beziehungsweise auf den Fehler erkannt. Im Fehlerfall, also bei Erkennen auf den Fehler, können geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Insbesondere kann die Brennkraftmaschine im Rahmen eines Notfallbetriebs betrieben werden, in welchem die Solleinspritzmenge dem Vorsteuerwert entspricht. Auf diese Art und Weise kann zumindest über einen kurzen Zeitraum ein weiterer Betrieb der Brennkraftmaschine sichergestellt werden, insbesondere bis das Kraftfahrzeug, welchem die Brennkraftmaschine zugeordnet ist, aus eigener Kraft eine Werkstatt erreicht hat.
-
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Adaptionswert zugeschaltet wird, wenn eine oder mehrere der nachstehenden Bedingungen erfüllt sind:
- – die Brennkraftmaschine wird innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereichs und/oder Drehmomentbereichs betrieben;
- – eine Temperatur der Brennkraftmaschine liegt unterhalb eines bestimmten Temperaturgrenzwerts;
- – die Temperatur übersteigt den Temperaturgrenzwert; und/oder
- – es wird momentan eine Nockenkonturumschaltung durchgeführt.
-
Besonders bevorzugt ist für jeden der sich aus den Bedingungen ergebenden Fälle ein separater Adaptionswert vorgesehen. So können mehrere Drehzahlbereiche und/oder Drehmomentbereiche vorgesehen sein, welchen jeweils ein Adaptionswert zugeordnet ist. Diese Adaptionswerte können sich hinsichtlich ihrer Werte unterscheiden. Ein weiterer Adaptionswert ist für den Fall vorgesehen, dass die Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb des Temperaturgrenzwerts liegt, während noch ein weiterer Adaptionswert für den Fall des Übersteigens des Temperaturgrenzwerts durch die Temperatur vorgesehen ist. Beispielsweise entspricht der Temperaturgrenzwert einer Normalbetriebstemperatur, also einer Temperatur, ab welcher die Brennkraftmaschine zumindest hinsichtlich ihrer Temperatur in einem quasistationären Zustand vorliegt. Ebenso ist ein Adaptionswert vorgesehen, welcher zugeschaltet wird, insbesondere welcher nur dann zugeschaltet wird, wenn momentan die Nockenkonturumschaltung durchgeführt wird.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Adaptionswerte vorgesehen sind, die unabhängig voneinander zugeschaltet werden können. Auf eine derartige Ausgestaltung wurde vorstehend bereits eingegangen. Für unterschiedliche Fälle beziehungsweise unterschiedliche Betriebszustände der Brennkraftmaschine werden unterschiedliche Adaptionswerte herangezogen.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Adaptionswert anhand einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine angepasst wird. Die Adaptionswerte können konstant oder variabel sein, insbesondere konstant oder variabel in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine hinterlegt sein. In ersterem Fall ist keine Anpassung des Adaptionswerts möglich, während in letzterem Fall eine Anpassung des wenigstens einen Adaptionswerts vorgesehen ist. Die Anpassung beziehungsweise Adaption kann beispielsweise anhand der Betriebsgröße der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, sodass bei einem normalen fehlerfreien Betrieb der Brennkraftmaschine mit der Zeit ein Adaptionswert beziehungsweise Adaptionswerte erzielt werden, welche den Vorsteuerwert derart beeinflussen, dass bereits dieser der tatsächlichen Solleinspritzmenge im Wesentlichen entspricht. Mit Hilfe des Lambdareglers und des mit dessen Hilfe bestimmten Stellgrößenwerts müssen insoweit lediglich kleinere Korrekturen durchgeführt werden, welche sich aus kurzfristigen Abweichungen in dem Betriebszustand ergeben.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stellgrößenwert als Betriebsgröße verwendet wird. Der Stellgrößenwert wird wie bereits erläutert mit Hilfe des Lambdareglers ermittelt. Weil es das Ziel ist, den Adaptionswert beziehungsweise die Adaptionswerte derart einzustellen, dass der Stellgrößenwert beziehungsweise dessen Beitrag zu der Solleinspritzmenge möglichst klein wird, wird der Adaptionswert beziehungsweise werden die Adaptionswerte anhand des Stellgrößenwerts angepasst.
-
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Anpassen des Adaptionswerts mittels einer Regelung erfolgt. Beispielsweise wird also der wenigstens eine Adaptionswert derart bestimmt, dass der Stellgrößenwert in Richtung eines Neutralwerts der Regelung oder auf diesen, beispielsweise in Richtung kleinerer Werte, insbesondere in Richtung von Null, vorzugsweise auf Null, geregelt wird.
-
Schließlich ist in einer Weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Beaufschlagen des Vorsteuerwerts mit dem Adaptionswert eine Addition und/oder eine Multiplikation umfasst. Grundsätzlich kann das Beaufschlagen auf beliebige Art und Weise durchgeführt werden, beispielsweise mittels einer mathematischen Beziehung, einem Kennfeld und/oder einer Tabelle. Bevorzugt ist ersteres vorgesehen, wobei insbesondere die Addition und/oder die Multiplikation vorliegt.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, mit einer Kraftstoffmengenregelung, wobei vorgesehen ist, eine Solleinspritzmenge für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Brennkraftmaschine aus einem Vorsteuerwert und einem Stellgrößenwert eines Lambdareglers zu ermitteln und an der Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzustellen, und wobei der Vorsteuerwert in zumindest einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine mit wenigstens einem zuschaltbaren Adaptionswert beaufschlagt wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine dazu ausgebildet ist, zur Funktionsüberwachung der Brennkraftmaschine einen Kontrollwert zu berechnen, der sich aus dem Stellgrößenwert und dem zugeschalteten Adaptionswert zusammensetzt, wobei ein Fehler angezeigt wird, wenn der Kontrollwert außerhalb eines bestimmten Kontrollbereichs liegt.
-
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch das Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
-
Figur eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.
-
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Das Verfahren umfasst eine Kraftstoffmengenregelung 1, mittels welcher eine Solleinspritzmenge 2 für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 ermittelt wird. Die Solleinspritzmenge 2 setzt sich aus einem Vorsteuerwert 4 sowie einem Stellgrößenwert 5 eines Lambdareglers 6 zusammen. Dem Lambdaregler 6 wird an einem ersten Eingang 7 beispielsweise ein Ist-Lambdawert bereitgestellt, welcher mittels einer hier nicht dargestellten Lambdasonde gemessen wird. An einem zweiten Eingang 8 kann dagegen ein Soll-Lambdawert anliegen.
-
Der Lambdaregler 6 ermittelt nun aus den an den Eingängen 7 und 8 anliegenden Werten eine Regeldifferenz und bestimmt aus dieser den Stellgrößenwert 5. Der Vorsteuerwert 4 ergibt sich vorzugsweise aus einem an einem Eingang 9 bereitgestellten Betriebszustand beziehungsweise Betriebspunkt der Brennkraftmaschine. Zusätzlich ist wenigstens ein Adaptionswert 10 vorgesehen, wobei in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Adaptionswerte 10 vorliegen. Diese sind zuschaltbar, können also in Abhängigkeit von dem Zutreffen wenigstens einer Bedingung beziehungsweise mehrerer Bedingungen dem Vorsteuerwert 4 zugeschlagen werden.
-
Jeder Adaptionswert 10 kann konstant oder variabel sein. In letzterem Fall kann eine Anpassung wenigstens des Adaptionswerts 10, insbesondere mehrerer oder aller Adaptionswerte 10, beispielsweise anhand einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Die Betriebsgröße ist beispielsweise der Stellgrößenwert 5. So werden idealerweise mit der Zeit Adaptionswerte erzielt, welche den Vorsteuerwert derart beeinflussen, dass bereits dieser der tatsächlichen Solleinspritzmenge im Wesentlichen entspricht.
-
Der Vorsteuerwert 4 wird also in zumindest einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine mit dem wenigstens einen zuschaltbaren Adaptionswert 10 beaufschlagt. Nachfolgend wird aus dem Vorstellwert 4 und dem Stellgrößenwert 5 die Solleinspritzmenge ermittelt, beispielsweise durch Addition. Anschließend wird die Solleinspritzmenge 2 an der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 eingestellt.
-
Zur Funktionsüberwachung der Brennkraftmaschine ist es nun vorgesehen, dass ein Kontrollwert berechnet wird, der sich aus dem Stellgrößenwert 5 sowie dem Adaptionswert 10, sofern dieser zugeschaltet ist, zusammensetzt. Liegt der berechnete Kontrollwert innerhalb eines bestimmten Kontrollbereichs, so liegt eine ordnungsgemäße Funktion der Brennkraftmaschine beziehungsweise der Kraftstoffmengenregelung 1 vor. Wird dagegen festgestellt, dass der Kontrollwert außerhalb des Kontrollbereichs liegt, so wird auf einen Fehler der Kraftstoffmengenregelung 1 erkannt und insbesondere ein Fehler angezeigt. In diesem Fall kann eine entsprechende Gegenmaßnahme eingeleitet werden, vorzugsweise mittels eines Steuergeräts der Brennkraftmaschine.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
