DE102017200297A1 - Verfahren zum Durchführen einer Adaption einer Brennkraftmaschine, Computerprogramm, maschinenlesbares Speichermedium und Steuergerät - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Durchführen einer Adaption einer Brennkraftmaschine, bei dem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine in einer Mehrzahl von Betriebszuständen (B, B, ...) der Brennkraftmaschine erfasst werden wobei die Adaption abhängig von den erfassten Betriebsparametern durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Betriebszustände je (B, B, ...) mindestens einer Gruppe (G, G, ...) aus einer Mehrzahl von Gruppen (G, G, ...) zugeordnet wird, und wobei zumindest einigen der Gruppen (G, G, ...) jeweils ein Zähler (A, A, ...) zugeordnet ist, der eine Häufigkeit erfasst, wie häufig (A, A, ...) Betriebsparameter in einem dieser Gruppe (G, G, ...) zugeordneten Betriebszustand (B, B, ...) ermittelt wurden, und wobei die Adaption abhängig von den Werten dieser Zähler (A, A, ...) durchgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren zum Durchführen einer Adaption einer Brennkraftmaschine, sowie ein Computerprogramm und ein Steuergerät, die jeweils eingerichtet sind, das Verfahren durchzuführen. Die Erfindung betrifft ferner ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 10 2011 006 587 A1 ist ein Verfahren zur Gemischadaption einer Vorsteuerung zur Einstellung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs zum Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Vorsteuerung eine Kraftstoffmenge in Abhängigkeit einer Luftmenge über einen adaptierbaren parametrierten Zusammenhang einstellt. Hierbei ist es vorgesehen, dass während eines Adaptionsvorganges in einem aktuellen Adaptionsschritt ein aktueller Messpunkt aus einer Luftmenge und einer Kraftstoffmenge bestimmt wird, bei dem ein vorgegebenes Lambda erreicht wird, dass der aktuelle Betriebsbereich, in dem der Messpunkt liegt, bestimmt wird, dass die Abweichung des Messpunktes von dem in dem aktuellen Betriebsbereich liegenden Betriebspunkt bestimmt wird, dass ein korrigierter Betriebspunkt zwischen dem Betriebspunkt und dem Messpunkt bestimmt wird und dass korrigierte Parameter eines parametrierten Zusammenhangs aus dem korrigierten Betriebspunkt und den nicht in dem aktuellen Betriebsbereich liegenden Betriebspunkten sowie Parameterwerten des vorangegangenen Adaptionsschritts bestimmt werden. Das Verfahren ermöglicht eine Gemisch-Adaption ohne eine Trennung von Last-Drehzahl-Bereichen für eine Adaption des Offset und des Faktors des linearen Zusammenhangs von Luftmenge und Kraftstoffmenge und stellt somit ein robustes Verfahren zur Gemischadaption bereit.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es besonders zuverlässig ist, indem sichergestellt ist, dass eine ausreichende Datenbreite vorhanden ist, um ein aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Offenbarung der Erfindung
  • In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Durchführen einer Adaption einer Brennkraftmaschine, bei dem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine in einer Mehrzahl von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine erfasst werden. Dass ein Betriebsparameter in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfasst wird kann bedeuten, dass die Brennkraftmaschine in diesem Betriebszustand betrieben wird und während des Betriebs der Brennkraftmaschine in diesem Betriebszustand der Betriebsparameter erfasst wird. Hierbei wird die Adaption abhängig von den erfassten Betriebsparametern durchgeführt. Ferner ist vorgesehen, dass jeder der Betriebszustände je mindestens einer Gruppe aus einer Mehrzahl von Gruppen zugeordnet wird, wobei mindestens eine der Gruppen eine Mehrzahl von Betriebszuständen umfasst, und zumindest einer der Gruppen jeweils ein Zähler zugeordnet ist, der eine Häufigkeit erfasst, wie häufig Betriebsparameter in einem dieser Gruppe zugeordneten Betriebszustand ermittelt wurden, und wobei die Adaption abhängig von den Werten dieser Zähler durchgeführt wird.
  • Dass die Adaption durchgeführt bedeutet, dass ein Adaptionsergebnis als zuverlässig angesehen wird und dieses Ergebnis übernommen wird.
  • Dieses Adaptionsverfahren kann beispielsweise basierend auf einer Abweichung eines Betriebsparameters von einem Sollwert des Betriebsparameters erfolgen. Die Entprellung des Ergebnisses der Adaption kann beispielsweise über ein Time-In-Row-Verfahren durchgeführt werden. Hierbei wird gefordert, dass diese Abweichung bei aktiver Adaption für eine vorgebbare Zeitdauer ununterbrochen einen Grenzwert überschreitet (oder alternativ ununterbrochen unterschreitet), damit die Adaption tatsächlich durchgeführt, d.h. das Adaptionsergebnis übernommen, wird.
  • Bei Adaptionen die erfordern, Betriebsparameter in einer Vielzahl von Betriebszuständen zu sammeln, wie es beispielsweise bei dem Verfahren in der eingangs genannten DE 10 2011 006 587 A1 der Fall ist, ist eine Auslegung eines solchen Time-In-Row-Verfahrens komplex, da die Adaption in einigen oder vielen der Betriebszustände u.U. nur sehr kurz aktiv ist.
  • Das vorgeschlagene Verfahren überwindet diese Schwierigkeiten, und sorgt dafür, dass eine ausreichende Datenbreite vorhanden ist, um ein aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten.
  • Eine Entprellung erfolgt im Rahmen dieses Verfahrens also durch Gruppierung der Betriebszustände, welche zum Einsammeln der Datenbasis für die zu diagnostizierenden Werte der Betriebsparameter dienen, auf deren Basis die Adaption durchgeführt wird. Einzelne Betriebszustände können von der Entprellung ausgeschlossen werden.
  • Die Unterteilung in Gruppen bietet gegenüber einer Alternative, in der für jeden Betriebszustand einzeln ermittelt wird, wie oft in diesem Betriebszustand Betriebsparameter erfasst wurden und die Entprellung erfordert, dass diese ermittelte Anzahl eine vorgebbare Mindestanzahl überschreitet, den Vorteil, dass die Abhängigkeit von einzelnen Betriebszuständen gesenkt wird.
  • Gleichzeitig wird gegenüber einer Alternative, in der über alle Betriebszustände insgesamt gezählt wird, wie oft Betriebsparameter erfasst wurden, eine größere Breite der Datenbasis garantiert.
  • Würde beispielsweise bei der Durchführung einer Gemischadaption aus der DE 10 2011 006 587 A1 die Entprellung des Diagnoseergebnisses basierend auf der Anzahl der gesammelten Datenpunkte pro Betriebszustand durchgeführt, könnte ggf. in Abhängigkeit eines Fahrprofils des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs womöglich kein entprelltes Ergebnis erzielt werden. Die Unterteilung in Gruppen ist in diesem Fall notwendig, um die Abhängigkeit vom Fahrprofil zu reduzieren. Würde lediglich die Gesamtzahl der Datenpunkte über alle Betriebsbereiche gegen eine Schwelle verglichen um das Diagnoseergebnis zu entprellen, wäre die Datenbasis je nach Fahrprofil u.U. nicht breit genug, um tatsächlich sicher gehen zu können, dass das Ergebnis valide ist.
  • Die Anzahl der Gruppen kann konfigurierbar sein. Über die Konfigurierbarkeit der Anzahl der Gruppen kann der notwendige Kompromiss aus Breite der Datenbasis und Abhängigkeit von einzelnen Betriebszuständen flexibel ausgewählt werden. Diese Konfigurierbarkeit kann beispielsweise den Einschränkungen unterliegen, dass mindestens eine Gruppe definiert werden muss und/oder dass höchstens so viele Gruppen vorgesehen sein können, wie Betriebszustände existieren.
  • In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann die Adaption eine Vorsteuerung einer Gemischaufbereitung der Brennkraftmaschine sein. Dieses Gemischadaptionsverfahren kann beispielsweise basierend auf einer Abweichung eines Lambdareglers erfolgen. Eine solche Gemischaufbereitung erfordert das Ermitteln von Betriebsparametern in einer Vielzahl von Betriebszuständen, wobei die Adaption in einigen der Betriebszustände u.U. nur sehr kurz aktiv ist.
  • Vorteilhafterweise sind die Betriebszustände durch eine Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder eine Last der Brennkraftmaschine (d.h. eine relative Luftmenge in einem Brennraum der Brennkraftmaschine) und/oder eine Temperatur eines Kühlmittels der Brennkraftmaschine charakterisiert. Optional können wir Betriebszustünde auch durch diskrete Größen wie eine aktuelle Einspritzart der Brennkraftmaschine (also z.B. Benzineinspritzung, Einspritzung von CNG, Direkteinspritzung oder Saugrohreinspritzung) und/oder eine Betriebsart einer Zylinderabschaltung der Brennkraftmaschine (also z.B. Halbmotorbetrieb, selektive Zylinderabschaltung oder Vollmotorbetrieb) charakterisiert sein.
  • In einer besonders einfachen Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Gruppen durch Betriebszustandsbereiche definiert sind, in denen ein Betriebszustand liegen muss, um dieser Gruppe zugeordnet zu sein.
  • Es ist vorteilhaft, wenn eine solche Gruppe zusammenhängend über die Betriebszustände definiert ist, wenn also die Betriebszustandsbereiche zusammenhängend sind, d.h. dass sie jeweils eine untere und eine obere Grenze aufweisen, und wobei ein Betriebszustand oberhalb der unteren und unterhalb der oberen Grenze liegen muss, um dieser Gruppe zugeordnet zu sein.
  • In einer besonders einfachen Weiterbildung kann die hinreichende Breite der Datenbasis dadurch garantiert werden, dass die Adaption durchgeführt wird, wenn die Zählerwerte jeweils größer sind als ein dem jeweiligen Zähler zugeordneter Schwellenwert und/oder die Adaption nicht durchgeführt wird, wenn ein Zählerwert nicht größer ist als der diesem Zähler zugeordnete Schwellenwert.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, eines dieser Verfahren durchzuführen, wenn es auf einem Steuergerät abläuft. D.h. dass das Computerprogramm derart programmiert ist, dass es beim Ablaufen alle Schritte des jeweiligen Verfahrens durchführt.
  • In einem noch weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem dieses Computerprogramm gespeichert ist.
  • In einem noch weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Steuergerät, welches eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchzuführen.
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel für zusammenhängende Gruppen;
    • 2 ein Ausführungsbeispiel für nicht zusammenhängende Gruppen.
  • 1 zeigt ein Beispiel für eine zusammenhängende Gruppierung von Betriebszuständen B. Der Betriebszustand B ist in diesem Beispiel durch eine kontinuierliche Größe charakterisiert. Der Einfachheit halber ist der Betriebszustand B hier nur eindimensional, d.h. durch eine einzige Größe gegeben. Eine mehrdimensionale Charakterisierung ist selbstverständlich möglich, ebenso der Fall, dass die den Betriebszustand B charakterisierende Größe nicht kontinuierlich, sondern diskret ist.
  • Dargestellt ist eine Situation, in der für die Durchführung der Adaption ein Kraftfahrzeug mit der Brennkraftmaschine einen Zyklus durchfährt, wobei die Brennkraftmaschine Betriebszustände B durchläuft, und wobei in Betriebszuständen B1, B2, ... Betriebsparameter ermittelt wurden. Die Betriebszustände sind hier durch diskrete Punkte auf einer kontinuierlichen Skala definiert. Auf der kontinuierlichen Skala sind Bereiche Be1, Be2, Be3 durch Grenzen Gr1, Gr2, Gr3, definiert. Der Bereich Be1 ist durch die untere Grenze Gr1 und die obere Grenze Gr2 definiert, der Bereich Be2 ist durch die untere Grenze Gr2 und die obere Grenze Gr3 definiert, und der Bereich Be3 ist als halboffenes Intervall nur durch die untere Grenze Gr3 definiert.
  • Ebenso dargestellt ist die Zuordnung der Betriebszustände B zu Gruppen G. Die Betriebszustände B1, B2, B3 fallen in den Bereich Be1 und werden daher der Gruppe G1 zugeordnet. Die Betriebszustände B4, B5 fallen in den Bereich Be2 und werden daher der Gruppe G2 zugeordnet. Die Betriebszustände B6, B7, B8 fallen in den Bereich Be3 und werden daher der Gruppe G3 zugeordnet.
  • Ebenso dargestellt ist die absolute Häufigkeit A, mit der in den Betriebszuständen B Betriebsparameter ermittelt wurden. In Betriebszustand B1 wurden mit der Häufigkeit A11 Betriebsparameter ermittelt, in Betriebszustand B2 mit der Häufigkeit A12, in Betriebszustand B3 mit der Häufigkeit A13 usw.
  • Gruppe G1 ist der Zähler A1 zugeordnet, der die absolute Häufigkeit ermittelt, mit der in einem der Gruppe G1 zugeordneten Betriebszustand B Betriebsparameter ermittelt wurden, also A1=∑iA1i.
  • Ebenso ist der Gruppe G2 der Zähler A2 zugeordnet, der die absolute Häufigkeit ermittelt, mit der in einem der Gruppe G2 zugeordneten Betriebszustand B Betriebsparameter ermittelt wurden, also A2=∑iA2i.
  • Ferner ist der Gruppe G3 der Zähler A3 zugeordnet, der die absolute Häufigkeit ermittelt, mit der in einem der Gruppe G3 zugeordneten Betriebszustand B Betriebsparameter ermittelt wurden, also A3=∑iA3i.
  • Zähler A1 ist ein Schwellwert S1 zugeordnet, Zähler A2 ein Schwellwert S2 und Zähler A3 ein Schwellwert S3. Es wird nun während der Adaption laufend überprüft, ob der Wert des Zählers A1 den Schwellwert S1 überschreitet, der Wert des Schwellwerts A2 den Schwellwert S2 und der Wert des Zählers A3 den Schwellwert S3. Ist diese Bedingung erfüllt, wird entschieden, dass das Ergebnis der Adaption zuverlässig ist, und das Ergebnis wird übernommen. Die Werte der Zähler A1, A2, A3 können nun zurückgesetzt werden.
  • 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das in weiten Teilen mit dem in 1 illustrierten Ausführungsbeispiel identisch ist. Im Gegensatz zu dem in 1 illustrierten Ausführungsbeispiel entsprechen die Gruppen G hier keinen zusammenhängenden Bereichen.
  • Erneut sind Betriebszustände B1, B2, ... ermittelt worden, die auf einer Skala angeordnet sind. Betriebszustände B1, B4 fallen in Bereiche, die der Gruppe G1 zugeordnet sind, Betriebszustände B2, B3, B7 fallen in Bereiche, die der Gruppe G2 zugeordnet sind, und Betrieb B5, B8 fallen in Bereiche, die der Gruppe G3 zugeordnet sind. Die absoluten Häufigkeiten A, mit denen in den Betriebszuständen B1, B2, ... Betriebsparameter ermittelt wurden, sind hier gegeben durch A11, A21, ...
  • Die Häufigkeiten, mit denen in einem der Gruppe G1, G2, G3 zugeordneten Betriebszustand B Betriebsparameter ermittelt wurden, sind erneut gegeben durch A1=∑iA1i, A2=∑iA2i. A3=∑iA3i. Die Überprüfung der Bedingung, anhand derer entschieden, dass das Ergebnis der Adaption zuverlässig ist, und das Ergebnis übernommen wird, erfolgt analog zu dem in 1 illustrierten Ausführungsbeispiel.
  • Es versteht sich für den Fachmann, dass dieses Verfahren in Software implementiert sein kann, oder in Hardware, oder in einer Mischform aus Hardware und Software.
  • 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
    • DE 102011006587 A1 [0002, 0007, 0012]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Durchführen einer Adaption einer Brennkraftmaschine, bei dem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine in einer Mehrzahl von Betriebszuständen (B1, B2, ...) der Brennkraftmaschine erfasst werden wobei die Adaption abhängig von den erfassten Betriebsparametern durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Betriebszustände je (B1, B2, ...) mindestens einer Gruppe (G1, G2, ...) aus einer Mehrzahl von Gruppen (G1, G2, ...) zugeordnet wird, wobei zumindest einigen der Gruppen (G1, G2, ...) jeweils ein Zähler (A1, A2, ...) zugeordnet ist, der eine Häufigkeit erfasst, wie häufig (A11, A21, ...) Betriebsparameter in einem dieser Gruppe (G1, G2, ...) zugeordneten Betriebszustand (B1, B2, ...) ermittelt wurden, und wobei die Adaption abhängig von den Werten dieser Zähler (A1, A2, ...) durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Adaption eine Vorsteuerung einer Gemischaufbereitung der Brennkraftmaschine ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Betriebszustände (B1, B2, ...) durch eine Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder eine Last der Brennkraftmaschine und/oder eine Temperatur eines Kühlmittels der Brennkraftmaschine charakterisiert sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Betriebszustände (B1, B2, ...) auch durch eine aktuelle Einspritzart der Brennkraftmaschine und/oder eine Betriebsart einer Zylinderabschaltung der Brennkraftmaschine charakterisiert sind.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Gruppen (G1, G2, ...) durch Betriebszustandsbereiche (Be1, Be2, ...) definiert sind, in denen ein Betriebszustand (B1, B2, ...) liegen muss, um dieser Gruppe (G1, G2, ...) zugeordnet zu sein.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Betriebszustandsbereiche (Be1, Be2, ...) zusammenhängend sind.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Adaption durchgeführt wird, wenn die Zählerwerte (A1, A2, ...) jeweils größer sind als ein dem jeweiligen Zähler (A1, A2, ...) zugeordneter Schwellenwert.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Adaption nicht durchgeführt wird, wenn ein Zählerwert (A1, A2, ...) nicht größer ist als der diesem Zähler (A1, A2, ...) zugeordneter Schwellenwert.
  9. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn es auf einem Steuergerät abläuft.
  10. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.
  11. Steuergerät, welches eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchzuführen.
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DE102022121797A1 (de) 2022-08-29 2024-02-29 Rolls-Royce Solutions GmbH Verfahren zum Betreiben eines technischen Gerätes, Einrichtung zum Steuern und Regeln zum Ausführen der Schritte des Verfahrens, ein technisches Gerät mit Einrichtung zum Steuern und Regeln sowie Anzahl von technischen Geräten

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