DE10252111A1 - Kraftstoffregelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Kraftstoffregelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor

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DE10252111A1
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Abstract

Ein Kraftstoffregelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor wird bereitgestellt, welches Berechnen einer Basiskraftstoffmenge, basierend auf einer Ansaugluftmenge, Berechnen eines Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses einer ersten Zylinderbank und eines Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses einer zweiten Zylinderbank, basierend auf einer Motordrehzahl und einer volumetrischen Effizienz und Regeln einer Kraftstoffmenge in der zweiten Bank und der ersten Bank durch jeweiliges Anlegen des berechneten Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank und des Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank beinhaltet.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffregelungsverfahren für einen Benzinmotor, und insbesondere ein Kraftstoffregelungsverfahren, in welchem jeweils ein Anpassungskoeffizient eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses an eine erste Zylinderbank und eine zweite Zylinderbank zum Herabsetzen einer Differenz eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses zwischen der ersten Bank und der zweiten Bank angelegt wird.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Verschiedene Versuche zum Steigern des Motordrehmoments und der Absenkung der Emissionsgase durch eine Motorkraftstoffsteuerung wurden bereits unternommen, durch welche ein Sauerstoffsensor für eine Rückführungsregelung eines Luft- /Kraftstoff-Verhältnisses entwickelt wurde. Der Sauerstoffsensor ist an einem Abgassystem eines Motors angeordnet, und er detektiert eine Sauerstoffkonzentration, welche in Abgasen beinhaltet ist. Ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis wird durch eine Rückführungsregelung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses, Signale des Sauerstoffsensors einsetzend, derart geregelt, dass es nahe eines stöchiometrischen Wertes (14,7 : 1) liegt.
  • Das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis wird durch verschiedene Motorbetriebszustände bestimmt, deshalb sollten für eine präzise Luft-/Kraftstoff-Verhältnisregelung verschiedene Motorbetriebszustände betrachtet werden, und viele Regelschritte sind zum Erzielen des stöchiometrischen Wertes erforderlich.
  • Da das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis im Wesentlichen durch die Menge von Kraftstoff und Luft bestimmt ist, wird eine Basismenge von Kraftstoff basierend auf der in den Motor angesaugten Luft bestimmt, welche durch einen herkömmlichen Luftmassenströmungssensor detektiert werden kann. Durch Kalibrieren der Basismenge von Kraftstoff unter verschiedenen Betriebszuständen wie unterschiedlichen Kühlmitteltemperaturen, Ansauglufttemperaturen, Mengen von Absaugkraftstoff, Drosselklappenöffnung und Motordrehzahlen, usw. wird eine endgültige Kraftstoffmenge bestimmt.
  • Des weiteren wird die Rückführungsregelung des Luft- /Kraftstoff-Verhältnisses unter dem Einsatz von Signalen des Sauerstoffsensors durchgeführt. Durch die Rückführungsregelung, wird das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis nahe des stöchiometrischen Wertes gehalten.
  • Die Rückführungsregelung, welche die Signale des Sauerstoffsensors einsetzt, wird unter gewissen spezifischen Bedingungen durchgeführt. Deshalb, wenn die Bedingungen für die Rückführungsregelung nicht vorliegen, kann das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis nicht nahe des stöchiometrischen Wertes gehalten werden.
  • Wenn das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis weit entfernt vom stöchiometrischen Wert liegt, das heißt, wenn das Luft-/Kraftstoff- Verhältnis besonders mager oder fett ist, steigern sich giftige Emissionsgase bedeutend.
  • Um vor solchen bedeutend gesteigerten Emissionen zu schützen, wird die Basiskraftstoffmenge mit einem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses kalibriert. Der Luft- /Kraftstoff-Verhältnis entsprechende Koeffizient wird derart bestimmt, dass das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis nahe des stöchiometrischen Wertes gehalten wird. Das heißt, eine Kraftstoffmenge wird durch eine Multiplikation der Basiskraftstoffmenge mit dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff- Verhältnisses erzielt, und das Ergebnis Luft-/Kraftstoff-Verhältnis bei der erzielten Kraftstoffmenge ist nahe des stöchiometrischen Wertes.
  • Der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses wird vorzugsweise durch die Motorgeschwindigkeit bzw. Drehzahl und eine volumetrische Effizienz bestimmt. Die volumetrische Effizienz (%) ist ein Verhältnis einer Menge von in den Motor eingesaugter Luft im Bezug auf ein Volumen eines Zylinders unter standardatmosphärischem Druck bzw. Normaldruck.
  • Die Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses, welche entsprechend der Motordrehzahl und der volumetrischen Effizienz durch Experimente bestimmt werden, sind in einem Speicher abgelegt, welcher durch einen Controller zum Regeln des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses erreichbar bzw. zugänglich ist. Der Controller legt den Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses an die Luft-/Kraftstoff- Verhältnis-Regelung an, somit, selbst wenn die Rückführungsregelung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses nicht durchgeführt werden kann, kann das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis nahe des stöchiometrischen Wertes gehalten werden.
  • In einem V-6 Motor, welcher eine erste Zylinderbank und eine zweite Zylinderbank aufweist, wird der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ebenfalls für die Luft- /Kraftstoff-Verhältnis-Regelung eingesetzt.
  • In einer herkömmlichen Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Regelung wird ein herkömmlicher Anpassungskoeffizient des Luft- /Kraftstoff-Verhältnisses an beide Bänke angelegt. Das heißt bei einer spezifischen Motordrehzahl und volumetrischen Effizienz, wird ein Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff- Verhältnisses an beide Bänke angelegt.
  • In einem Motor, welcher eine erste Bank und eine zweite Bank aufweist sind die in die erste Bank und die zweite Bank angesaugten Mengen aufgrund des Unterschiedes der Gestaltungscharakteristika von Teilen des Ansaugsystems unterschiedlich, welches mit der ersten Bank und der zweiten Bank verbunden ist. Deshalb, wenn Kraftstoffmengen in beiden Bänken gleich sind, wird das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis der ersten Bank und der zweiten Bank unterschiedlich, das heißt das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis einer der Bänke ist mager und das andere ist fett.
  • Fig. 1 zeigt Änderungen des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses, wenn ein Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses angelegt wird, wenn eine volumetrische Effizienz zwischen 15 und 80% bei 3000 Umdrehungen pro Minute (UpM) variiert wird, und sie zeigt, dass das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis der ersten Bank fett und das der zweiten Bank mager ist.
  • Wenn die Rückführungsregelung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses unter dieser Situation durchgeführt wird, werden die Rückführungswerte der ersten Bank und der zweiten Bank aufgrund der Signale der Sauerstoffsensoren der ersten Bank und der zweiten Bank unterschiedlich voneinander.
  • Der Rückführungswert wird im Allgemeinen zum Überwachen eines Kraftstoffsystems eingesetzt. Da die Rückführungswerte der ersten Bank und der zweiten Bank sich voneinander unterscheiden, ist es schwierig einen kritischen Wert zu bestimmen.
  • Fig. 2 zeigt experimentelle Ergebnisse von Rückführungswerten für jeden Abschnitt in beiden Bänken.
  • Der Abschnitt A und der Abschnitt B gemäß Fig. 2 werden für einen Kraftstoffweg-Testmodus und einen Abgas-Testmodus eingesetzt, wobei die Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Rückführungswerte sehr wichtig sind. Der Abschnitt C ist ein Hochlastabschnitt, und der Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Rückführungswert dieses Abschnitts hat eine geringe Bedeutung.
  • Wenn eine Rückführungsregelung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses durchgeführt wird, können die Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse beider Bänke nahe des stöchiometrischen Wertes gehalten werden, obwohl vor allem die Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse beider Bänke sich wesentlich voneinander unterscheiden.
  • Wenn die Rückführungsregelung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses jedoch abrupt stoppt, verbleibt das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis einer Bank mager und das der anderen Bank verbleibt fett. Folglich steigen Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO) in den Emissionsgasen der fetten Bank und Stickoxide (NOx) steigen in den Emissionsgasen der mageren Bank.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Kraftstoffregelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor folgende Schritte auf:
    • - Detektieren einer Ansaugluftmenge;
    • - Bestimmen einer Basiskraftstoffmenge basierend auf der detektieren Ansaugluftmenge;
    • - Detektieren einer Motordrehzahl;
    • - Berechnen einer volumetrischen Effizienz basierend auf der detektierten Ansaugluftmenge;
    • - Jeweiliges Bestimmen eines Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses einer ersten Zylinderbank und eines Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff- Verhältnisses einer zweiten Zylinderbank bei der detektierten Motordrehzahl und der detektierten volumetrischen Effizienz; und
    • - Bestimmen einer jeweiligen Kraftstoffmenge für die erste Bank und die zweite Bank basierend auf der Basiskraftstoffmenge, dem Anpassungskoeffizienten des Luft- /Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank und dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank.
  • Vorzugsweise wird der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank und der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank jeweils derart bestimmt, dass beide Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse der ersten Bank und der zweiten Bank im Wesentlichen nahe eines stöchiometrischen Wertes bei jeder Motordrehzahl und volumetrischen Effizienz, durch Kalibrieren der Basiskraftstoffmenge mit dem Anpassungskoeffizienten des Luft- /Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank und dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank gehalten werden.
  • Vorzugsweise beinhaltet das Bestimmen der Kraftstoffmenge:
    • - Bestimmen ob ein gegenwärtiger Kraftstoffregelungsmodus ein Rückführungsregelungsmodus des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist; und
    • - Bestimmen einer Kraftstoffmenge (TCONTROL) entsprechend der nachfolgenden Gleichung, wenn bestimmt ist, dass der vorliegende Kraftstoffregelungsmodus der Rückführungsregelungsmodus des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist:


  • Wobei TB eine Basiskraftstoffmenge ist, KLRN ein Luft- /Kraftstoff-Verhältnislernkoeffizient ist, KFB ein Kraftstoffmengen-Rückführungskoeffizient ist, KMTCH_NEW der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist, KWUP ein Heißluftkoeffizient ist, KAFND ein Niedrigtemperatur N-R-D Schaltungskoeffizient ist, KPRGLEAN ein magerer Luft- /Kraftstoff-Verhältnis-Koeffizient während eines anfänglichen Ansaugens von Absaugluft ist, KAS ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Koeffizient nach dem Starten ist, und TACL und TDCL jeweils eine Kraftstoffmenge für Beschleunigung und Abbremsen ist.
  • Weiterhin ist vorzugsweise die Bestimmung der Kraftstoffregelungsmodus der Rückführungsregelungsmodus des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses abhängig von einem Kühlmitteltemperatursignal und einem Sauerstoffsensorsignal gemacht.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Kraftstoffregelungssystem für einen Verbrennungsmotor, welcher eine erste Zylinderbank und eine zweite Zylinderbank aufweist, folgendes auf:
    eine Regelungseinheit zum Bestimmen einer Kraftstoffmenge basierend auf einer oder mehreren Motorbetriebszuständen und zum Erzeugen eines Signals, welches bezeichnend für die bestimmte Kraftstoffmenge ist;
    eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Motor entsprechend dem Signal der Regelungseinheit,
    wobei die Regelungseinheit programmiert ist, ein Regelungsverfahren auszuführen, welches folgende Schritte aufweist:
    • - Detektieren einer Ansaugluftmenge;
    • - Bestimmen einer Basiskraftstoffmenge basierend auf einer Ansaugluftmenge;
    • - Detektieren einer Motordrehzahl;
    • - Berechnen einer volumetrischen Effizienz basierend auf der detektierten Ansaugluftmenge;
    • - Jeweiliges Bestimmen eines Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses einer ersten Bank und eines Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses einer zweiten Bank basierend auf der Motordrehzahl und der volumetrischen Effizienz;
    • - Bestimmen einer Kraftstoffmenge für die erste Bank basierend auf der Basiskraftstoffmenge und dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank;
    • - Bestimmen einer Kraftstoffmenge für die zweite Bank basierend auf der Basiskraftstoffmenge und dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank.
  • Vorzugsweise werden der Anpassungskoeffizient des Luft- /Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank und der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank jeweils derart bestimmt, dass beide Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse der ersten Bank und der zweiten Bank im Wesentlichen nahe eines stöchiometrischen Wertes bei jeder Motordrehzahl und volumetrischen Effizienz durch Kalibrieren der Basiskraftstoffmenge mit dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank und dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank gehalten werden.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die begleitenden Zeichnungen, welche eingearbeitet sind in und einen Teil der Beschreibung darstellen, verdeutlichen eine Ausführungsform der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung, in welchen:
  • Fig. 1 ein Graph ist, welcher Unterschiede zwischen Signalen eines Sauerstoffsensors einer ersten Zylinderbank und eines Sauerstoffsensors einer zweiten Zylinderbank zeigt, wenn ein üblicher Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses an beide Bänke in einem Kraftstoffregelungsverfahren gemäß dem Stand der Technik angelegt wird;
  • Fig. 2 ist ein Graph, welche die Luft-/Kraftstoff-Verhältnis- Rückführungswerte in verschiedenen Abschnitten gemessen in einem realen Fahrzeug zeigt;
  • Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, welches das Kraftstoffregelungsverfahren gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
  • Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm eines Kraftstoffregelungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Nachfolgendem wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Ein Kraftstoffregelungsverfahren und -system gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann an einen V-Motor, welcher eine erste und zweite Zylinderbank aufweist, angelegt werden.
  • Wie in Fig. 4 dargestellt weist das Kraftstoffregelungssystem gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Detektionseinrichtung 12 zum Detektieren verschiedener Motorbetriebszustände, eine Regelungseinheit 14 und eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 16 auf.
  • Die Detektionseinrichtung 12 weist einen Lufttemperatursensor 18 zum Detektieren einer Temperatur der Ansaugluft, einen Luftströmungssensor 20 zum Detektieren einer Ansaugluftmenge in einen Motor, einen Drosselklappenstellungssensor 22 zum Detektieren einer Drosselventil bzw. -klappenstellung, einen Motordrehzahlsensor 24 zum Detektieren einer Motorgeschwindigkeit bzw. Drehzahl, einen Hemmschalter 26 zum Detektieren eines vorliegenden Schaltbereichs, einen Sauerstoffsensor 28einer ersten Zylinderbank zum Detektieren einer Sauerstoffkonzentration eines Emissionsgases, welches von der ersten Zylinderbank abgegeben wird, einen Sauerstoffsensor 30 einer zweiten Zylinderbank zum Detektieren einer Sauerstoffkonzentration des Emissionsgases, welches von der zweiten Zylinderbank abgegeben wird, einen Kühlmitteltemperatursensor zum Detektieren einer Motorkühlmitteltemperatur, usw. auf.
  • Andere geeignete Sensoren können vom Fachmann ersonnen werden.
  • Die Regelungseinheit 14 weist vorzugsweise einen Prozessor, einen Speicher und weitere notwendige Hart- und Softwarekomponenten, wie vom Fachmann auf dem Gebiet verstanden wird, auf, um der Regelungseinheit zu ermöglichen mit Sensoren zu kommunizieren und die hierin beschriebenen Regelungsfunktionen auszuführen. Der Speicher weist vorzugsweise eine Tabelle für Basiskraftstoffmengen entsprechend der Luftmenge und eine Tabelle für einen Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff- Verhältnisses einer ersten Bank und einen Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses einer zweiten Bank entsprechend der Motordrehzahl und volumetrischen Effizienz auf.
  • Die Detektionseinrichtung 12, die Regelungseinheit 14 und die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 16 können entsprechend herkömmlicher Protokolle miteinander kommunizieren.
  • Wie in Fig. 3 dargestellt werden jeweils die Motordrehzahl (UpM) und eine Luftansaugmenge detektiert, und die volumetrische Effizienz (%) wird basierend auf der detektierten Ansaugluftmenge in Schritt 110 berechnet.
  • Die volumetrische Effizienz (%) ist definiert als Verhältnis einer in einen Motor angesaugten Luftmenge bezogen auf ein Volumen eines Zylinders unter standardatmosphärischem Druck bzw. Normaldruck.
  • Eine Basiskraftstoffmenge TB wird dann in Schritt 120 bestimmt. Vorzugsweise wird die Basiskraftstoffmenge auf der Basis einer Ansaugluftmenge bestimmt.
  • Ein Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses (im Nachfolgenden mit KMTCH_NEW beschrieben), welcher aus einem zweiten Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses TAFMTCH_O einer zweiten Bank und einem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses TAFMTCH_E einer ersten Bank besteht, wird dann in den Schritten 130 und 140 berechnet. Der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff- Verhältnisses TAFMTCH_O der zweiten Bank und der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses TAFMTCH_E der ersten Bank werden jeweils bei einer spezifischen Motordrehzahl (UpM) und einer spezifischen volumetrischen Effizienz (%) berechnet.
  • Vorzugsweise werden der Anpassungskoeffizient des Luft- /Kraftstoff-Verhältnisses TAFMTCH_O der zweiten Bank und der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses TAFMTCH_E der ersten Bank von einer vorbestimmten Tabelle erzielt.
  • Als nächstes wird in Schritt 150 bestimmt, ob ein vorliegender Kraftstoffregelungsmodus ein Rückführungsregelungsmodus des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist.
  • Die Bestimmung, ob der vorliegende Kraftstoffregelungsmodus der Rückführungsregelungsmodus des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist wird vorzugsweise basierend auf der Kühlmitteltemperatur und den Sauerstoffsensorsignalen durchgeführt. Wenn die Kühlmitteltemperatur beispielsweise höher als ein vorbestimmter Wert ist, und die Sauerstoffsensorsignale einen vorbestimmten Wert durchschreiten, wird bestimmt, dass der vorliegende Kraftstoffregelungsmodus der Rückführungsregelungsmodus ist.
  • Wenn in Schritt 150 bestimmt ist, dass der vorliegende Kraftstoffregelungsmodus der Rückführungsregelungsmodus ist, wird die Kraftstoffmenge entsprechend einer Kraftstoffregelungsgleichung unter Einsatz eines Sauerstoffsensorsignals in Schritt 160 geregelt.
  • Der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses TAFMTCH_O der zweiten Bank und der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der TAFMTCH_E der ersten Bank werden jeweils an die Kraftstoffregelung der ersten Bank und der zweiten Bank angelegt, und das Erlernen bzw. Aufnehmen des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses wird durchgeführt.
  • Dann wird bestimmt, ob ein Motor gestoppt ist, bzw. steht, und wenn dem so ist, wird die Prozedur in Schritt 170 abgebrochen.
  • Wenn in Schritt 150 bestimmt wird, dass der vorliegende Kraftstoffregelungsmodus nicht der Rückführungsregelungsmodus des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist, wird die Kraftstoffmenge durch Anlegen des Anpassungskoeffizienten des Luft- /Kraftstoff-Verhältnisses TAFMTCH_O der zweiten Bank und des Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses TAFMTCH_E der ersten Bank an die zweite Bank und die erste Bank ebenso wie andere Koeffizienten dargestellt in Gleichung 1 in Schritt 180 angelegt. Zu dieser Zeit wird kein Aufnehmen bzw. Erlernen bzw. Einlesen des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses durchgeführt.
  • In Schritt 160 wird die Kraftstoffregelung entsprechend einer Gleichung ohne den Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Anreicherungskoeffizienten KAF der nachfolgenden Gleichung 1 durchgeführt:


  • Wobei TCONTROL eine abschließende Kraftstoffmenge ist, TB eine Basiskraftstoffmenge ist, KLRN ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Lernkoeffizient ist, KFB (= 1 ± KP + KI) ein Kraftstoffmengen- Rückführungskoeffizient ist (KP ist ein proportionaler Koeffizient und KI ist ein integraler Koeffizient), KAF ein Katalysatorschutz-Anreicherungskoeffizient ist, KMTCH_NEW ein Luft- /Kraftstoff-Verhältnis-Anpassungskoeffizient ist, KWUP ein Heißluftkoeffizient ist, KAFND ein Niedrigtemperatur N-R-D Schaltungskoeffizient ist, KPRGLEAN ein magerer Luft- /Kraftstoff-Verhältnis-Koeffizient während eines anfänglichen Ansaugens von Absaugluft ist, KAS ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Koeffizient nach dem Starten ist, und TACL und TDCL jeweils Kraftstoffmengen für eine Beschleunigung und eine Abbremsung sind.
  • Die Basiskraftstoffmenge wird vorzugsweise aus einer Tabelle erzielt, welche eine vorbestimmte Kraftstoffmenge entsprechend der in den Motor angesaugten Luftmenge vorsieht.
  • Der Katalysatorschutz-Anreicherungskoeffizient ist ein Faktor zum Aufrechterhalten einer Temperatur eines Katalysators, welche nicht höher als eine vorbestimmte Temperatur zu sein hat, um zu verhindern, dass der Katalysator bei einer hohen Temperatur beschädigt wird.
  • Der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist ein Faktor zum Aufrechterhalten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses nahe des stöchoimetrischen Wertes von 14,7, selbst wenn die Rückführungsregelung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses nicht durchgeführt wird.
  • Der Heißluftkoeffizient ist ein Faktor zum Einbeziehen der Effekte der Temperatur auf die Ansaugluft auf das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis. Wenn die Temperatur der Ansaugluft ansteigt, wird die Luftdichte niedriger, so dass die Ansaugluftmenge deutlich sinkt. Deshalb wird der Heißluftkoeffizient vorzugsweise kleiner, wenn die Temperatur der Ansaugluft ansteigt.
  • Der N-R-D Schaltungskoeffizient ist ein Faktor zum Kompensieren einer abrupten Motordrehzahlherabsetzung während eines N- R-D Schaltmanövers bei einer niedrigen Kühlmitteltemperatur.
  • In dem Kraftstoffregelungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff- Verhältnisses KMTCH_NEW zum Überwinden des Unterschiedes zwischen dem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis der ersten Bank und dem der zweiten Bank zwei Werte, einen für die erste Bank und den anderen für die zweite Bank auf, und dadurch kann das Luft- /Kraftstoff-Verhältnis der ersten Bank und der zweiten Bank das stöchiometrische Luft-/Kraftstoff-Verhältnis annähern.
  • Der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses kann wie die nachfolgende Gleichung 2 beschrieben werden.

  • Der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses KMTCH_NEW ist im Wesentlichen eine Abbildungsangabe zum Regeln der Kraftstoffmenge in allen Betriebsbereichen. Das heißt ohne Rückführungsregelung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses durch Kalibrieren des Basiskraftstoffmenge TB mit dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses KMTCH_NEW kann das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis nahe des stöchiometrischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses (Lambda = 1) in allen Betriebsbereichen geregelt werden. Deshalb, selbst wenn die Rückführungsregelung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses aufgrund eines Fehlers bzw. Ausfalls eines Sauerstoffsensors oder anderer Umstände nicht durchgeführt werden kann, kann das Luft- /Kraftstoff-Verhältnis durch den Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses KMTCH_NEW nahe des stöchiometrischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses geregelt werden.
  • Das Verfahren zum Bestimmen des Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses KMTCH_NEW ist wie folgt.
  • Der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses KMTCH_NEW wird derart bestimmt, dass dies nicht durch andere Koeffizienten beeinflusst wird. Die Kraftstoffmenge TCONTROL wird durch Multiplikation der Basiskraftstoffmenge TB und des Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses KMTCH bestimmt. Deshalb kann die Basiskraftstoffmenge wie die nachfolgende Gleichung 3 dargestellt werden.

    TCONTROL = TB × KMTCH_NEW
  • Nach einem direkten Ankoppeln einer Dämpferkupplung, wird ein Fahrzeug an ein Chassisdynamometer bzw. einen Kraftmesser befestigt. Einen Motor des Chassiskraftmessers einsetzend wird die Motordrehzahl fixiert, und die volumetrischen Effizienz wird durch einen Roboter reguliert. Der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses wird derart bestimmt, dass das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis nahe des stöchiometrischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses in jedem UpM-Raster (0-7000 UpM) liegt. In jedem UpM-Raster wird ein Gaspedal durch einen Roboter betrieben, und es wird überwacht, dass das Luft- /Kraftstoff-Verhältnis nahe des stöchiometrischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses in allen Betriebsbereichen liegt. Es ist jedoch schwierig das stöchiometrische Luft-/Kraftstoff-Verhältnis ohne die Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Rückführungsregelung zu erreichen.
  • Wie oben beschrieben kann das Kraftstoffregelungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung das Problem des Unterschieds des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses zwischen der ersten Bank und der zweiten Bank durch jeweiliges Anlegen des Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses KMTCH_NEW (TAFMTCH_O und TAFMTCH_E) an die zweite Bank und die erste Bank lösen. Darüber hinaus sind die Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Lernwerte beider Bänke gleich, so dass Fehler herabgesetzt werden können und eine Fehlerbestimmung eines Kraftstoffsystems leichter und präziser wird.
  • Außerdem, auch da die unabhängigen Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses jeweils an die erste Bank und die zweite Bank angelegt werden sind die Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse beider Bänke gleich, selbst wenn der vorliegende Kraftstoffregelungsmodus nicht der Rückführungsregelungsmodus ist. Deshalb, wenn man den Rückführungsregelungsmodus abrupt verlässt, wird das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis beider Bänke gleichgehalten, und die Emission von Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid oder Stickoxiden, welche durch die fetten oder mageren Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse verursacht werden, können verhindert werden.
  • Darüber hinaus, da die unabhängigen Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses jeweils an die erste Bank und die zweite Bank gelegt werden, kann die Luft-/Kraftstoff- Verhältnisregelung jeweils in der ersten und zweiten Bank durchgeführt werden, dadurch kann eine präzise Luft- /Kraftstoff-Verhältnisregelung das Sauerstoffsensorsignal einsetzend durchgeführt werden.
  • Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung obig detailliert beschrieben wurden, sollte klar verständlich sein, dass viele Variationen und/oder Modifikationen des wesentlichen hierin gelehrten erfinderischen Konzepts, welche dem Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet erscheinen, und innerhalb des Geistes und des Bereichs der vorliegenden Erfindung, wie in den angehängten Ansprüchen definiert fallen.

Claims (6)

1. Kraftstoffregelungssystem für einen Verbrennungsmotor mit einer ersten Zylinderbank und einer zweiten Zylinderbank, mit den Schritten:
- Detektieren einer Ansaugluftmenge;
- Bestimmen einer Basiskraftstoffmenge basierend auf der detektierten Ansaugluftmenge;
- Detektieren einer Motordrehzahl;
- Berechnen einer volumetrischen Effizienz basierend auf der detektierten Ansaugluftmenge;
- Jeweiliges Bestimmen eines Anpassungskoeffizienten eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses einer ersten Bank und eines Anpassungskoeffizienten eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses einer zweiten Bank bei der detektierten Motordrehzahl und der detektierten volumetrischen Effizienz;
- Bestimmen einer Kraftstoffmenge jeweils für eine erste Bank und eine zweite Bank basierend auf der Basiskraftstoffmenge des Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank und des Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank und der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank jeweils derart bestimmt werden, dass beide Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse der ersten Bank und der zweiten Bank im Wesentlichen nahe eines stöchiometrischen Wertes bei jeder Motordrehzahl und volumetrischen Effizienz durch Kalibrieren der Basiskraftstoffmenge mit dem Anpassungskoeffizienten des Luft- /Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank und dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank gehalten werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen einer Kraftstoffmenge folgende Schritte aufweist:
- Bestimmen ob ein vorliegender Kraftstoffregelungsmodus ein Rückführungsregelungsmodus des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist;
- Bestimmen einer Kraftstoffmenge (TCONTROL) entsprechend der nachfolgenden Gleichung, wenn bestimmt ist, das der vorliegende Kraftstoffregelungsmodus der Rückführungsregelungsmodus des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist:


wobei TB eine Basiskraftstoffmenge ist, KLRN ein Luft- /Kraftstoff-Verhältnislernkoeffizient ist, KFB ein Kraftstoffmengen-Rückführungskoeffizient ist, KMTCH_NEW der Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Anpassungskoeffizient ist, KWUP ein Heißluftkoeffizient ist, KAFND ein Niedrigtemperatur N-R-D Schaltungskoeffizient ist, KPRGLEAN ein magerer Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Koeffizient während eines anfänglichen Ansaugens von Absaugluft ist, KAS ein Luft- /Kraftstoff-Verhältnis-Koeffizient nach dem Starten ist, und TACL und TDCL jeweils eine Kraftstoffmenge für eine Beschleunigung und für eine Abbremsung sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Bestimmung, ob der Kraftstoffregelungsmodus der Rückführungsregelungsmodus des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ist, basierend auf einer Kühlmitteltemperatur und einem Sauerstoffsensorsignal durchgeführt wird.
5. Kraftstoffregelungssystem für einen Verbrennungsmotor mit einer ersten Zylinderbank und einer zweiten Zylinderbank mit:
einer Regelungseinheit zum Bestimmen einer Kraftstoffmenge basierend auf einem oder mehreren Motorbetriebszuständen und zum Erzeugen eines Signals, welches repräsentativ für die bestimmte Kraftstoffmenge ist; und
einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung zum Einspritzen eines Kraftstoffs in den Motor entsprechend dem Signal der Regelungseinheit, wobei die Regelungseinheit programmiert ist ein Regelungsverfahren mit folgenden Schritten auszuführen:
Detektieren einer Ansaugluftmenge;
Bestimmen einer Basiskraftstoffmenge basierend auf einer Ansaugluftmenge;
Detektieren einer Motordrehzahl;
Berechnen einer volumetrischen Effizienz basierend auf der detektierten Ansaugluftmenge;
Jeweiliges Bestimmen eines Anpassungskoeffizienten eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses einer ersten Bank und eines Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses einer zweiten Bank basierend auf der Motordrehzahl und der volumetrischen Effizienz;
Bestimmen einer Kraftstoffmenge für die erste Bank basierend auf der Basiskraftstoffmenge und dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank; und
Bestimmen einer Kraftstoffmenge für die zweite Bank basierend auf der Basiskraftstoffmenge und dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank.
6. Kraftstoffregelungssystem nach Anspruch 5, wobei der erste Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank und der Anpassungskoeffizient des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank jeweils derart bestimmt werden, dass beide Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse der ersten Bank und der zweiten Bank im Wesentlichen nahe eines stöchiometrischen Wertes bei jeder Motordrehzahl und volumetrischen Effizienz durch Kalibrieren der Basiskraftstoffmenge mit dem Anpassungskoeffizienten des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der ersten Bank und dem Anpassungskoeffizienten des Luft- /Kraftstoff-Verhältnisses der zweiten Bank gehalten werden.
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