DE10256906A1 - Method for regulating an air / fuel mixture in an internal combustion engine - Google Patents
Method for regulating an air / fuel mixture in an internal combustion engine Download PDFInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Regelung eines Luft-/Kraftstoff-Gemisches bei einer Brennkraftmaschine (1) vorgeschlagen, wobei eine eingespritzte Kraftstoffmasse für eine Adaption eines Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnisses korrigiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine getrennte adaptive Korrektur eines Fehlers der eingespritzten Kraftstoffmasse sowie eines Fehlers der zugeführten Luftmasse. Bei einer Mehrfacheinspritzung von Kraftstoff mit mehreren Einspritzvorgängen für einen Verbrennungsvorgang in einem Zylinder (5) der Brennkraftmaschine (1) wird die Korrektur der eingespritzten Kraftstoffmasse für jeden dieser Einspritzvorgänge durchgeführt.A method for regulating an air / fuel mixture in an internal combustion engine (1) is proposed, an injected fuel mass being corrected for adaptation of an air / fuel mixture ratio. The method according to the invention enables a separate adaptive correction of an error in the injected fuel mass and an error in the supplied air mass. In the case of multiple injection of fuel with several injection processes for a combustion process in a cylinder (5) of the internal combustion engine (1), the correction of the injected fuel mass is carried out for each of these injection processes.
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Regelung eines Luft-/Kraftstoff-Gemisches bei einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.The invention is based on a method for controlling an air / fuel mixture in an internal combustion engine according to the genus of the main claim.
Bei heutigen Brennkraftmaschinen
bzw. Motoren mit elektronisch gesteuerter Einspritzung von Kraftstoff
wird durch die sogenannte Lambda-Regelung und eine Gemischadaption
gewährleistet,
dass das Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis λ korrekt vorgesteuert wird.
Dabei wird die eingespritzte relative Kraftstoffmasse rk wie folgt
korrigiert: wobei
rlp die erwartete
relative Luftfüllung,
fr
der Regelfaktor der Lambda-Regelung,
fra ein multiplikativer
Korrekturwert für
die Kraftstoffmasse,
rka ein additiver Korrekturwert für die Kraftstoffmasse
und
lamsbg ein Sollwert für
das von der Lambda-Regelung einzustellende Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis λ sind.In today's internal combustion engines or engines with electronically controlled fuel injection, the so-called lambda control and a mixture adaptation ensure that the air / fuel mixture ratio λ is correctly controlled. The injected relative fuel mass rk is corrected as follows: in which
rlp the expected relative air filling,
for the control factor of the lambda control,
fra a multiplicative correction value for the fuel mass,
approx. an additive correction value for the fuel mass and
lamsbg are a target value for the air / fuel mixture ratio λ to be set by the lambda control.
Gemäß Gleichung (1) wird also davon ausgegangen, dass der gesamte Fehler des Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnisses aus dem Kraftstoffpfad herrührt, also durch die eingespritzte relative Kraftstoffmasse rk herrührt. Deshalb wird gemäß Gleichung (1) nur die relative Kraftstoffmasse rk korrigiert, um den Sollwert lamsbg für das Luft/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis λ zu bekommen. Dadurch erhält man zwar das gewünschte Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis, aber nicht unbedingt korrekte Werte für die relative Kraftstoffmasse rk und die relative Luftfüllung rl.According to equation (1) it will be assumed that the entire air / fuel mixture ratio error comes from the fuel path, thus resulting from the injected relative fuel mass rk. Therefore is according to equation (1) only corrected the relative fuel mass rk to the setpoint lamsbg for the To get air / fuel mixture ratio λ. This gives the desired air / fuel mixture ratio, but not necessarily correct values for the relative fuel mass rk and the relative air charge rl.
Bei der Korrektur der relativen Kraftstoffmasse rk gemäß Gleichung (1) wird nur eine einzige Kraftstoffeinspritzung pro Verbrennungsvorgang berücksichtigt. Für Mehrfacheinspritzungen pro Verbrennungsvorgang liefert die Korrektur der relativen Kraftstoffmasse rk gemäß Gleichung (1) kein korrektes Ergebnis mehr.When correcting the relative fuel mass rk according to the equation (1) only one fuel injection per combustion process considered. For multiple injections the correction of the relative fuel mass delivers per combustion process rk according to the equation (1) no longer a correct result.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung eines Luft-/Kraftstoff-Gemisches bei einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass bei einer Mehrfacheinspritzung von Kraftstoff mit mehreren Einspritzvorgängen für einen Verbrennungsvorgang in einem Zylinder der Brennkraftmaschine die Korrektur der eingespritzten Kraftstoffmasse für jeden dieser Einspritzvorgänge durchgeführt wird. Auf diese Weise erhält man auch bei Mehrfacheinspritzungen pro Verbrennungsvorgang eine korrekte Vorsteuerung der relativen Kraftstoffmasse rk zur Einstellung des gewünschten Sollwertes lamsbg für das Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis λ.The inventive method for controlling a Air / fuel mixture in an internal combustion engine with the Features of the main claim has the advantage that at a Multiple fuel injection with multiple injections for one Combustion process in a cylinder of the internal combustion engine Correction of the injected fuel mass is performed for each of these injections. That way one with multiple injections per combustion process correct pilot control of the relative fuel mass rk for adjustment of the desired one Setpoint lamsbg for the air / fuel mixture ratio λ.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the main claim specified procedure possible.
Besonders vorteilhaft ist es, dass ein Korrekturwert für die Kraftstoffmasse derart adaptiert wird, dass sich für Verbrennungsvorgänge mit unterschiedlicher Anzahl von Einspritzvorgängen ein etwa gleicher Regelfaktor für die Einstellung eines vorgegebenen Luft-/Kraftstoff-Gemisches ergibt. Auf diese Weise lässt sich ein Fehler der relativen Kraftstoffmasse rk von einem Fehler der relativen Luftfüllung rl bei Abweichungen des tatsächlichen Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnisses vom vorgegebenen Sollwert lamsbg trennen und dadurch sowohl der Kraftstoffpfad, also die relative Kraftstoffmasse rk, als auch der Luftpfad, also die relative Luftfüllung rl beispielsweise durch Adaption korrigieren. Somit lässt sich sowohl die relative Kraftstoffmasse rk, als auch die relative Luftfüllung rl im Wesentlichen korrekt einstellen. Dies ist im Fall der relativen Kraftstoffmasse rk deshalb von Vorteil, weil auf diese Weise nicht unnötig Kraftstoff verbraucht wird. Da die relative Luftfüllung rl als Eingangsgröße einer Vielzahl von Kennfeldern der Motorsteuerung verwendet wird, wirkt sich auch hier eine größere Genauigkeit vorteilhaft aus.It is particularly advantageous that a correction value for the fuel mass is adapted in such a way that for combustion processes with different number of injection processes an approximately the same control factor for the Setting a predetermined air / fuel mixture results. That way an error in the relative fuel mass rk from an error the relative air filling rl in the event of deviations from the actual Air / fuel mixture ratio Separate the specified setpoint lamsbg and thereby both the Fuel path, i.e. the relative fuel mass rk, as well as the Air path, i.e. the relative air filling rl, for example Correct adaptation. So lets both the relative fuel mass rk and the relative air charge rl essentially set correctly. This is the case with the relative Fuel mass rk is advantageous because it does not unnecessary Fuel is consumed. Since the relative air filling rl as Input variable one A large number of maps of the engine control system are used greater accuracy here too advantageous.
Besonders vorteilhaft ist weiterhin, wenn der Korrekturwert für die Kraftstoffmasse so lange adaptiert wird, bis eine Änderung des Regelfaktors für Verbrennungsvorgänge mit unterschiedlicher Anzahl von Einspritzvorgängen unterhalb einer vorgegebenen Schwelle bleibt. Auf diese Weise wird ein iteratives Adaptionsverfahren realisiert, das mit besonders geringem Aufwand zur Eliminierung des Fehlers der relativen Kraftstoffmasse rk verwendet werden kann.It is also particularly advantageous if the correction value for the fuel mass is adapted until a change of the control factor for combustion processes with different numbers of injection processes below a predetermined Threshold remains. In this way it becomes an iterative adaptation process realized that with particularly little effort for elimination of the error of the relative fuel mass rk can be used.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Adaption des Konekturwertes für die Kraftstoffmasse in einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine mit im Wesentlichen konstanter Drehzahl und Luftzufuhr durchgeführt wird. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Eliminierung des Fehlers der relativen Kraftstoffmasse rk sichergestellt, so dass eine übrigbleibende Abweichung des Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnisses vom vorgegebenen Sollwert lamsbg eindeutig als Fehler der relativen Luftmasse rl identifiziert werden kann.Another advantage is that the adaptation of the design value for the fuel mass is carried out at an operating point of the internal combustion engine with an essentially constant speed and air supply. In this way, a reliable elimination of the error of the relative fuel mass rk ensured that a remaining deviation of the air / fuel mixture ratio from the predetermined setpoint lamsbg can be clearly identified as an error in the relative air mass rl.
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn als Betriebspunkt ein Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine und als Korrekturwert für die Kraftstoffmasse ein additiver Korrekturwert gewählt wird. Der Leerlaufbetriebszustand hat den Vorteil, dass er hinsichtlich Drehzahl und Luftzufuhr besonders einfach konstant gehalten werden kann, wobei die Verwendung eines additiven Korrekturwertes im Leerlaufbetriebszustand besonders wirkungsvoll ist.It is also advantageous if as Operating point an idle operating state of the internal combustion engine and as a correction value for the fuel mass is chosen an additive correction value. The idle operating state has the advantage of being: Speed and air supply can be kept constant in a particularly simple manner can, the use of an additive correction value in the idle operating state is particularly effective.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn als Betriebspunkt ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine bei hoher Last und als Korrekturwert für die Kraftstoffmasse ein multiplikativer Korrekturwert gewählt wird. Bei hoher Last wirkt sich ein multiplikativer Korrekturwert stärker aus und ist daher besonders zur Korrektur der relativen Kraftstoffmasse rk geeignet.Another advantage is if an operating state of the internal combustion engine as the operating point high load and as a correction value for the fuel mass a multiplicative Correction value selected becomes. A multiplicative correction value takes effect at high load stronger and is therefore particularly suitable for correcting the relative fuel mass rk suitable.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die nach Abschluss der Adaption des Korrekturwertes für die Kraftstoffmasse übrig bleibende Abweichung des Regelfaktors von einem gewünschten Wert bzw. die übrig bleibende Abweichung des tatsächlichen Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis vom vorgegebenen Sollwert lamsbg durch Adaption eines Korrekturwertes für die zugeführte Luftmasse kompensiert wird. Auf diese Weise lässt sich das gemäß dem vorgegebenen Sollwert lamsbg gewünschte Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis korrekt vorsteuern, ohne dass ein Fehler der relativen Kraftstoffmasse rk und ein Fehler der relativen Luftmasse rl in Kauf genommen werden muss.It is particularly advantageous if that remaining after the adaptation of the correction value for the fuel mass Deviation of the control factor from a desired value or the remaining one Deviation of the actual Air / fuel mixture ratio from specified target value lamsbg by adapting a correction value for the supplied Air mass is compensated. In this way, this can be done according to the given Setpoint lamsbg desired Correctly pilot air / fuel mixture ratio, without an error of the relative fuel mass rk and an error the relative air mass rl has to be accepted.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and in the description below explained in more detail.
Es zeigenShow it
Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment
In
Auch das vom Lambdasensor
Für
verschiedene Betriebsarten der Brennkraftmaschine
Dabei wird für die Korrektur der relativen
Kraftstoffmasse rk gemäß Gleichung
(1) die prädizierte
relative Luftfüllung
rlp verwendet, die aus einem oder mehreren vorherigen Verbrennungsvorgängen ermittelt
wird. Im einfachsten Fall wird einfach die beim vorherigen Verbrennungsvorgang
beispielsweise mittels eines in
Beispielsweise für das Vorheizen eines der Lambdasonde
55 im Abgastrakt
Dabei ist x die Anzahl der Einspritzungen pro Verbrennungsvorgang und rk(xE) somit die korrigierte bzw. vorgesteuerte relative Kraftstoffmasse für x Einspritzvorgänge E pro Verbrennungsvorgang.X is the number of injections per combustion process and rk (xE) thus the corrected or precontrolled relative fuel mass for x injection processes E per combustion process.
Somit wird für eine Vorsteuerung bzw. eine
Adaption eines Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnisses
im Brennraum
Ausgehend von der Korrektur der relativen
Kraftstoffmasse rk gemäß Gleichung
(2) ist es nun gemäß einer
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgesehen, einen Vergleich der Regelfaktoren fr durchzuführen, die
sich für
Verbrennungsvorgänge
mit unterschiedlicher Anzahl von Einspritzvorgängen ergeben. Dabei wird die
relative Kraftstoffmasse derart durch Korrektur adaptiert, dass
sich für
diese Verbrennungsvorgänge
mit unterschiedlicher Anzahl von Einspritzvorgängen ein etwa gleicher Regelfaktor
fr für
die Einstellung des gemäß dem Sollwert
lamsbg vorgegebenen Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnisses
im Brennraum
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren
beispielhaft anhand des Ablaufplanes nach
Nach dem Start des Programms initiiert
die Motorsteuerung
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Durch das beschriebene Verfahren lassen sich also die relative Kraftstoffmasse rk und die relative Luftmasse rl getrennt adaptieren und somit im Wesentlichen fehlerfrei einstellen.Through the described procedure So the relative fuel mass rk and the relative Adapt air mass rl separately and therefore essentially error-free to adjust.
Nachdem der adaptive Korrekturwert
rka in der beschriebenen Weise adaptiert wurde, kann man auch den
multiplikativen Korrekturwert fra bei höheren Lasten adaptieren. Dazu
muss wiederum ein stationärer
Betriebspunkt für
solch eine höhere
Last eingestellt werden, bei dem die Motordrehzahl und die Luftzufuhr
konstant sind. Sie werden dabei höher sein, als im Leerlaufbetriebszustand.
Die Adaption des multiplikativen Korrekturwertes fra kann ebenfalls
gemäß dem beschriebenen
Ablaufplan nach
In der Praxis ist die Adaption des multiplikativen Korrekturwertes fra bei höheren Lasten schwieriger zu realisieren, als die Adaption des additiven Korrekturwertes rka im Leerlaufbetriebszustand, da bei höheren Lasten die Einstellung eines konstanten Betriebspunktes schwieriger ist. Da der Fehler der relativen Luftmasse rl bei höheren Lasten in der Regel geringer ist, als im Leerlaufbetriebszustand, kann auf eine Adaption des multiplikativen Konekturwertes fra gegebenenfalls auch verzichtet werden, so dass in diesem Fall für höhere Lasten nur der Fehler der relativen Kraftstoffmasse rk korrigiert würde und diese Korrektur auch den Fehler der relativen Luftmasse rl berücksichtigt.In practice, the adaptation of the multiplicative correction value fra more difficult at higher loads realize than the adaptation of the additive correction value rka in idle mode, since the setting at higher loads a constant operating point is more difficult. Because the mistake the relative air mass rl at higher Loads is usually lower than in idle mode, can adapt to the multiplicative construc tive value fra if necessary also be dispensed with, so that in this case only the error for higher loads the relative fuel mass rk would be corrected and this correction too the error of the relative air mass rl is taken into account.
Für die Adaption der relativen Kraftstoffmasse rk gemäß dem beschriebenen Verfahren ist es dabei nicht vorausgesetzt, dass bei Verbrennungsvorgängen mit Mehrfacheinspritzung jeder Einspritzvorgang sich durch die gleiche eingespritzte Kraftstoffmasse auszeichnet.For the adaptation of the relative fuel mass rk according to that described It is not a prerequisite for the process that in combustion processes with Multiple injections each injection process through the same injected fuel mass.
Es sollte jedoch verhindert werden, dass die Einspritzzeit eines Einspritzvorgangs zu nah an der minimalen Einspritzzeit liegt.However, it should be prevented that the injection time of an injection is too close to the minimum Injection time is.
Erfindungsgemäß lässt sich also das Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis durch
Bestimmung der relativen Kraftstoffmasse rk gemäß Gleichung (1) im Falle von
Einfacheinspritzung pro Verbrennungsvorgang und gemäß Gleichung
(2) im Falle von Mehrfacheinspritzung pro Verbrennungsvorgang vorsteuern,
wobei Fehler der relativen Kraftstoffmasse rk und der relativen
Luftmasse rl getrennt adaptiv korrigiert werden können. Auf diese
Weise lässt
sich das Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis im Brennraum
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
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