DE10252423A1 - Verfahren zur Korrektur der Anfettung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Korrektur der Anfettung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches in einer Warmlaufphase einer Brennkraftmaschine auf der Grundlage mindestens einer Motor-Basisgröße. Das Abgasverhalten wird dadurch begünstigt, dass in einer nach einer Startphase (DELTAtS) und vor dem Beginn (tlambda) einer Lambdaregelung liegenden Nachstartphase (DELTAtN) eine Adaption der Anfettung auf der Grundlage einer Grobprüfung unter Vergleich zwischen einer aktuell erfassten Basisgröße und einer vorhergehend erfassten Basisgröße beurteilt wird und die Adaption bei Verbesserung der Basisgröße fortgesetzt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Korrektur der Anfettung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches in einer Warmlaufphase einer Brennkraftmaschine auf der Grundlage mindestens einer Motor-Basisgröße.
  • Stand der Technik
  • Ein derartiges Verfahren ist in der US 5,901,684 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren wird in einer nach einem Motorstart folgenden Phase bis zur Aufnahme einer Regelung mit einem Sauerstoffsensor ein ermittelter durchschnittlicher Messwert, der sich auf die Verbrennung bezieht, mit einem sich ebenfalls auf die Verbrennung beziehenden programmierten Messwert verglichen, um einen prozentualen Korrekturwert zum Ändern der Kraftstoffein spritzung zu erhalten. Hierbei soll die eingespritzte Kraftstoffmenge unterhalb der vorprogrammierten Kraftstoffmenge liegen.
  • Grundsätzlich spielt beim Start von Ottomotoren die Kraftstoffzumessung eine entscheidende Rolle für das Abgasverhalten. Wesentlich für die Zündfähigkeit des Kraftstoff/Luft-Gemisches ist nicht nur die eingespritzte Kraftstoffmasse, sondern vor allem der Anteil der verdampften Anteile davon. Wegen zum Teil stark unterschiedlicher Normen und anzutreffender Zusammensetzungen von Ottokraftstoffen ist es schwierig, die vielfältigen Variationen der Kraftstoffqualität vom Motormanagement abzudecken. Schlechtere Kraftstoffe führen zu einem schlechteren Startverhalten, das sich durch verzögerte Drehzahlhochläufe im Start äußert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, das mit möglichst geringem Aufwand eine möglichst genaue Anpassung der Anfettung des Kraftstoff/Luft-Gemisches in der Warmlaufphase bei unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen sicherstellt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Hiernach ist vorgesehen, dass in einer nach einer Startphase und vor dem Beginn einer Lambdaregelung liegenden Nachstartphase eine Adaption der Anfettung auf der Grundlage einer Grobprüfung unter Vergleich zwischen einer aktuell erfassten Basisgröße und einer vorhergehend erfassten Basisgröße beurteilt wird und die Adaption bei Verbesserung der Basisgröße fortgesetzt wird.
  • Durch die während der Nachstartphase durchgeführte Grobpüfung wird eine Rückmeldung des Systems über den Erfolg oder Misserfolg der Adaption erhalten, so dass geeignet eingegriffen werden kann, um den Motor vor Überfettung zu schützen. Ergibt sich aus der Grobprüfung, dass sich die zugrundegelegte Basisgröße, beispielsweise die Laufunruhe, verbessert, wird die Adaption fortgeführt und die Anreicherung des Kraftstoff/Luft-Gemisches weiter fortgesetzt.
  • Verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich dadurch, dass als Basisgröße ein Maß für die Laufunruhe, ein Brennraumdruck, ein Abgasgegendruck, eine Abgastemperatur oder eine Kombination aus mindestens zweien dieser Basiskriterien zugrunde gelegt wird und weiterhin dadurch, dass die Basisgröße über der Zeit kontinuierlich oder in vorgebbaren oder vorgegebenen Zeitabständen überprüft wird.
  • Eine zuverlässige Auswertung wird dadurch gewährleistet, dass die Grobprüfung unter der Bedingung durchgeführt wird, dass zuvor während der Nachstartphase gespeicherte Randbedingungen gleich geblieben sind.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens bestehen darin, dass die Adaption während der Nachstartphase solange fortgesetzt wird, wie eine Verbesserung der Basisgröße erzielt wird, sowie darin, dass die Adaption eine vorgegebene Anzahl von Wiederholungen durchgeführt wird, wenn keine Verbesserung der Basisgröße festgestellt wird.
  • Die Güte der Adaption kann dadurch genauer beurteilt werden, dass ein während der Nachstartphase erhaltenes Adaptionsergebnis mittels einer weiteren Plausibilisierung überprüft wird, bei der eine Feinprüfung auf der Grundlage einer an die Nachstartphase anschließenden Lambdaregelung durchgeführt wird. Auf dieser Grundlage kann dann beispielsweise bei einem nächsten Start das zuvor erhaltene Adaptionsergebnis zugrundegelegt werden. Dadurch ist beispielsweise bereits beim Start eine Einstellung auf spezielle Kraftstoffeigenschaften vorgebbar. Dabei ist denkbar, ein Nachfüllen von Kraftstoff z.B. anhand eines Füllstandssignals zu berücksichtigen.
  • Eine zuverlässige Aussage der Überprüfung wird weiterhin dadurch sichergestellt, dass die Feinprüfung sooft oder solange durchgeführt wird, wie die zuvor während der Nachstartphase gespeicherten Randbedingungen gleich bleiben oder bei gleichen Randbedingungen ein Abbruchkriterium erreicht wird.
  • Weitere vorteilhafte Möglichkeiten, das Verfahren auszugestalten bzw. auszunutzen bestehen darin, dass auf der Grundlage der Plausibilisierung oder weiteren Plausibilisierung ein Kraftstoffqualitätskennwert ermittelt und/oder eine Anfettung bei einem späteren Start eingestellt wird.
  • Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens für eine Grobprüfung einer Adaption,
  • 2 zeitliche Verläufe eines Maßes für eine Laufunruhe und einer Anreicherung nach einem Motorstart,
  • 3 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens für eine Feinprüfung und
  • 4 eine zeitliche Darstellung zum Übergang aus der Nachstartphase in eine Phase der Lambdaregelung.
  • Ausführungsbeispiel
  • 1 zeigt einen Funktionsablauf bei einer Grobprüfung, um eine Adaption der Anfettung bzw. Anreicherung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches zu plausibilisieren. Die Nachstartphase, in der die Grobprüfung stattfindet beginnt, wie aus 2 ersichtlich, sobald der Verlauf einer Basisgröße der Aussetzererkennung eine Aktivierungsschwelle AS der Nachadaption in einem Zeitpunkt tN überschreitet. Als Basisgröße dient vorliegend beispielsweise die Laufunruhe, aus der eine Ersatzgröße, und zwar ihre Standardabweichung SD gebildet ist. Die Nachstartphase ΔtN beginnt also nachdem eine anfängliche Startphase ΔtS nach größenordnungsmäßig etwa einer Sekunde verstrichen ist und dauert z.B. etwa 10 oder 20 Sekunden, wonach dann zu einem Zeitpunkt tλ ein Übergang in die Lambdaregelung erfolgt (siehe 4), wie an sich bekannt.
  • 2 zeigt weiterhin den Verlauf eines Anreicherungsfaktors AF, der zu einem Zeitpunkt t0, dem Beginn der Grobprüfung, die Aktivierungsschwelle AS der Nachadaption überschreitet, die mit dem Sollwert der Laufunruhe SL zusammenfallen oder sich von dieser auch unterscheiden kann.
  • Zum Ändern der Anreicherung bzw. Anfettung des Kraftstoff/Luft-Gemisches wird eine Einspritzzeit korrigiert, wenn die Basisgröße, vorliegend also die Standardabweichung der Laufunruhe, zum Aktivierungszeitpunkt tN die Aktivierungsschwelle AS der Nachadaption überschreitet. Eine Differenz aus Soll- und Ist-Laufunruhewert wird als Eingangssignal für einen (nicht gezeigten) PI-Regler verwendet. Mit einem Ausgangssignal des PI-Reglers wird die Einspritzzeit korrigiert. Eine zu große Laufunruhe bewirkt eine Erhöhung der Einspritzzeit, bis die Laufunruhe den Sollwert SL einhält. Um eine unzulässig hohe Anreicherung durch diese Funktion zu verhindern, sind obere und untere Grenzen für die Anreicherung vorgesehen. Da die erforderlichen Anreicherungen bzw. Vergrößerungen der Einspritzzeit z.B. deutlich oberhalb von 20 % liegen, sind trotz der einstellbaren Grenzen weitere Funktionen vorgesehen, mit denen die Adaption z.B. nach bestimmten Zeiten innerhalb der Nachstartphase ΔtN mittels Grobprüfung plausibilisert wird. Damit wird eine Erhöhung der Einspritzzeit verhindert, wenn damit keine Verbesserung der Laufunruhe mehr erzielt wird. Dadurch wird z.B. verhindert, dass die Anreicherung fortgeführt wird, wenn die Laufunruhe sich dadurch ergibt, dass die Fettlaufgrenze bereits erreicht ist und nicht aus der Magerlaufgrenze resultiert. Mangels einer betriebsbereiten Lambdasonde in der Nachstartphase ΔtN kann nämlich nicht ohne weiteres festgestellt werden, ob die Laufunruhe aus dem Erreichen der Fettlaufgrenze resultiert.
  • Wie aus 1 ersichtlich, wird nach einem Motorstart (Schritt 10) und Beginn der Nachstartphase ΔtN in einem Schritt 11 festgestellt, ob die Anreicherung der Nachstartadaption bzw. Nachstartstabilisierung die Aktivierungsschwelle AS bzw. den Sollwert der Laufunruhe SL überschreitet. Überschreitet die Anreicherung des Kraftstoff/Luft-Gemisches durch die Funktion der Nachstartstabilisierung die Schwelle, setzt bei TO die Grobprüfung mit einer Erfolgsüberprüfung der eingeleiteten Maßnahmen ein. Dazu werden vor der Ausgabe der Anreichung der zugehörige Ersatzwert der Standardabweichung der Laufunruhe SD und die zugehörigen Randbedingungen gespeichert (Schritt 12). Als Randbedingungen sind hierbei für die Laufunruhe wesentliche Motorbetriebsgrößen, wie z.B. Drehzahl, Füllung, Nockenwellenüberschneidung und eine Stellung eventuell vorhandener Ladungsbewegungsklappen usw. zu nennen. Nach einer festgelegten Zeit wird zu einem Zeitpunkt t1 (Schritte 13 und 14) erneut eine Momentaufnahme gemacht (Schritt 15) und geprüft, ob die Randbedingungen (bis auf die Einspritzzeit) unverändert sind (Schritt 16). Ist der Motorbetriebspunkt vergleichbar, wird die Laufunruhe erneut beurteilt (Schritt 18). Bei verbesserter Laufunruhe läuft die Adaption weiter (Schritt 19). Wird keine Verbesserung der Laufunruhe erkannt, erfolgt ein Zurücksetzen des Adaptionswertes auf den vorhergehenden Zustand und ein erneuter Zyklus für die Grobprüfung läuft ab (Schritt 20). Nach dem erfolglosen Ablauf einer eingestellten oder einstellbaren Anzahl von Testzyklen, die durch Erhöhen eines Fehlerzählers gezählt werden (Schritt 20), wird die Adaption nach Erreichen einer Zählschwelle (Schritt 21) ganz abgebrochen (Schritt 22).
  • Nach Ablauf der Nachstartphase ΔtN wird mit Übergang in die einsetzende Lambdaregelung zur weiteren Plausibilisierung der Adaptionsergebnisse eine Feinprüfung durchgeführt, wie in dem Ablaufdiagramm nach 3 und in dem Zeitverlauf nach 4 gezeigt. Bei derzeitigen Systemen ist es z.B. üblich, dass die Bereitschaft der Lambdasonde ca. 10 bis 20 Sekunden nach dem Start der Brennkraftmaschine erreicht ist. Somit besteht die Möglichkeit, nach der Nachstartphase ΔtN die notwendige Korrektur der Anreicherung bzw. der Einspritzzeit durch den Lambdaregler bzw., falls die Lambdaregelung noch nicht eingeschwungen ist, direkt über den Lambdamesswert vorzunehmen, wobei der Lambdaregler einen Vergleichswert für die Anreicherung aus der Nachstartstabiliserung liefert. Dazu wird bei Aktivierung der Lambdaregelung die Anreicherung aus der Nachstartstabilisierung (vgl. 1) z.B. über eine vorbestimmte Zeit Δt (vgl. 4) abgebaut. Ob die Lambdaregelung aktiv ist, wird in einem Schritt 32 festgestellt. Ist sie noch nicht aktiv, wird in einem Schritt 33 ein Anreicherungsfaktor der Nachstartstabilisierung gespeichert. Bei aktivierter Lambdaregelung wird die erforderliche Anreicherung zunehmend durch diese übernommen, während der Anreicherungsfaktor der Nachstartstabilisierung fnsad abgesteuert wird (Schritt 34). Dabei wird überprüft, ob die Randbedingungen, die auch in der Nachstartphase ΔtN vorgelegen haben, gleich sind (Schritt 35). Sind die Randbedingungen nicht gleich, wird in einem Schritt 36 festgestellt, dass keine bzw. bei bereits begonnener Feinprüfung keine weitere Feinprüfung möglich ist. War bereits eine Feinprüfung durchgeführt (Schritt 37) werden wegen der geänderten Randbedingungen keine weiteren Feinprüfungen mehr durchgeführt und das Ergebnis der Adaption übernommen (Schritt 38). War noch keine Feinprüfung möglich, wird das durch die Grobprüfung erhalten Adaptionsergebnis übernommen (Schritt 39).
  • Sind die Randbedingungen weiterhin gleich, wird die erforderliche Anreicherung zunehmend durch die Lambdaregelung übernommen. Während dieses Vorgangs wird z.B. durch die Bedingung | fnsad·frm–fnsadold | ≤ Schwelle ständig bzw. in definierten kurzen Zeitabständen geprüft (Schritt 40), ob die aktuelle Anreicherung unter Mitwirkung der Lambdaregelung (frm = Faktor der Lambdaregelung) der Anreicherung vor der Aktivierung der Lambdaregelung (fnsadold = Faktor der Anreicherung aus der Nachstartstabilisierung vor der Aktivierung der Lambdaregelung) entspricht. Dabei ist fnsad der aktuelle Faktor der Anreicherung aus der Nachstartstabilisierung. Auf diese Weise kann eine Abweichung D (vgl. 4) zwischen dem Adaptionsergebnis aus der Nachstartphase ΔtN und dem Ergebnis durch die Feinprüfung festgestellt und bei einem nächsten Start berücksichtigt werden.
  • Wie 3 weiter zeigt, wird der letzte Adaptionswert in einem Schritt 41 übernommen, falls die Abweichung zwischen der Anreicherung aus der Adaption und der Lambdaregelung kleiner ist als die Schwelle. Ist die Abweichung größer als die Schwelle, wird ein weiterer Fehlerzähler erhöht und der Zählwert gespeichert (Schritt 42). Ist der Zählwert kleiner als eine vorgegebene Zählschwelle (Schritt 43) wird festgestellt, dass der letzte Adaptionswert in Ordnung ist (Schritt 41). Wird im weiteren Fehlerzähler die Zählschwelle überschritten, wird in einem Schritt 44 festgestellt, dass der letzte Adaptionswert nicht in Ordnung ist und wieder zum Beginn der Ablauffolge übergegangen. Statt dessen kann auch bei Erreichen einer vorgegebenen bzw. vorgebbaren Zählschwelle der Vorgang abgebrochen werden, wenn eine genügend hohe Aussagesicherheit erreicht ist. Andererseits erfolgt ein Abbruch automatisch, falls im Schritt 35 festgestellt wird, dass die Randbedingungen beispielsweise durch Betätigen des Gaspedals nicht mehr gleich sind.
  • Als Basisgröße kommen anstelle der vorstehend genannten Laufunruhe beispielsweise auch ein Brennraumdruck, ein Abgasgegendruck, eine Abgastemperatur oder eine Kombination der genannten Basisgrößen in Betracht, die an sich in anderem Zusammenhang auch für eine Aussetzererkennung herangezogen werden können.
  • Die beschriebenen Maßnahmen ergeben eine geeignete Rückmeldung über den Adaptionserfolg einer Funktionalität zur Korrektur der Einspritzzeit auf der Grundlage einer Motor-Basisgröße, insbesondere der Laufunruhe. Dadurch können z.B. in der Grundfunktion der Motorsteuerung kurzfristig höhere Korrekturwerte zugelassen werden, die z.B. einer Einspritzzeit von mehr als 20 % entsprechen. Durch die Prüfung, ob eine Erhöhung der Einspritzzeit zu einer Verbesserung der Laufruhe führt, wird durch die schnelle Grobprüfung die Wirkung des Eingriffs festgestellt. Mit der Feinprüfung wird eine nachfolgende genauere Betrachtung des Adaptionserfolg möglich und die Adaptionsergebnisse können dann für eine verbesserte Anpassung bei einem nachfolgenden Start genutzt werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Korrektur der Anfettung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches in einer Warmlaufphase einer Brennkraftmaschine auf der Grundlage mindestens einer Motor-Basisgröße, dadurch gekennzeichnet, dass in einer nach einer Startphase (ΔtS) und vor dem Beginn (tλ) einer Lambdaregelung liegenden Nachstartphase (ΔtN) eine Adaption der Anfettung auf der Grundlage einer Grobprüfung unter Vergleich zwischen einer aktuell erfassten Basisgröße und einer vorhergehend erfassten Basisgröße beurteilt wird und die Adaption bei Verbesserung der Basisgröße fortgesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Basisgröße ein Maß für die Laufunruhe, ein Brennraumdruck, ein Abgasgegendruck, eine Abgastemperatur oder eine Kombination aus mindestens zweien dieser Basiskriterien zugrunde gelegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisgröße über der Zeit kontinuierlich oder in vorgebbaren oder vorgegebenen Zeitabständen überprüft wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobprüfung unter der Bedingung durchgeführt wird, dass zuvor während der Nachstartphase (ΔtN) gespeicherte Randbedingungen gleich geblieben sind.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption während der Nachstartphase solange fortgesetzt wird, wie eine Verbesserung der Basisgröße erzielt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption eine vorgegebene Anzahl von Wiederholungen durchgeführt wird, wenn keine Verbesserung der Basisgröße festgestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein während der Nachstartphase (ΔtN) erhaltenes Adaptionsergebnis mittels einer weiteren Plausibilisierung überprüft wird, bei der eine Feinprüfung auf der Grundlage einer an die Nachstartphase anschließenden Lambdaregelung durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinprüfung sooft oder solange durchgeführt wird, wie die zuvor während der Nachstartphase (ΔtN) gespeicherten Randbedingungen gleich bleiben oder bei gleichen Randbedingungen ein Abbruchkriterium erreicht wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage der Plausibilisierung oder weiteren Plausibilisierung ein Kraftstoffqualitätskennwert ermittelt und/oder eine Anfettung bei einem späteren Start eingestellt wird.
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