DE10261021A1 - Steuerung von Füllung und Gemisch bei vollvariablen Ventiltrieben - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Adaption von stationären Fehlern bei der Füllungserfassung bei vollvariablen Ventiltrieben, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei die Brennkraftmaschine wenigstens einen Zylinder aufweist, mit Ansteuermitteln für die vollvariablen Ventiltriebe, wobei die Ansteuermittel die vollvariablen Ventiltriebe auf Grund von vorgebbaren Ansteuersignalen ansteuern und wobei die Adaption unter Berücksichtigung der Ansteuersignale erfolgt.

Description

  • Stand der Technik
  • Ottomotoren mit nockenwellengesteuertem Ladungswechsel, Füllungssteuerung über Drosselklappe. Erfassung der Füllung bei modernen Systemen mit HFM, bei einfachen Motoren auch alternativ Saugrohrdruck (Bild 1). Die einzuspritzende Kraftstoffmasse wird auf Basis der Füllung berechnet. Fehler im Rahmen der Vorsteuerung werden mit schneller Zeitkonstante mittels Lambda-Regler und zusätzlich überlagert mit langsamer Zeitkonstante über eine Adaption der Vorsteuerkoeffizienten korrigiert.
  • Problemstellung
  • Vollvariable Ventiltriebe (z.B. eine elektrohydraulische Ventilsteuerung) eröffnen die Möglichkeit des drosselfreien Betriebs und damit der Senkung des Kraftstoffverbrauchs. Durch die Entdrosselung wird eine höhere Amplitude des pulsierenden Luftmassenstroms im Ansaugkanal beobachtet. Diese Schwankungen wachsen in weiten Bereichen in derart hohem Maße an, daß Rückströmung auftritt, welche auch bei entsprechend ausgelegtem thermischen Luftmassenmesser einen nicht unerheblichen Fehler verursacht.
  • Desweiteren erlauben nockenwellenfreie, vollvariable Ven- tilsteuerungen eine zylinderindividuelle Beeinflussung der Füllung (z. B. bei Mehrtaktbetrieb, Zylinderabschaltung, unterschiedlichen BDE-Betriebsarten bei einzelnen Zylindern), die eine zylinderindividuelle Kenntnis der Füllung notwendig machen, um über die Einspritzung für jeden Zylinder das gewünschte Luft-/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Hierbei ist eine ausreichende Robustheit gegenüber langsam veränderlichen Fehlern über eine geeignete Adaption zu gewährleisten.
  • Die im folgenden beschriebene Idee gibt einen Lösungsvorschlag für die Adaption von stationären Fehlern bei der Füllungserfassung über die Ansteuersignale der Ventilsteuerung.
  • Lösung
  • Erfassung der Füllung der einzelnen Zylinder aus den Ansteuersignalen der Ventilsteuerung (Bild 2). Der Ansatz ist vergleichbar mit dem Vorgehen bei Monojetronic-Systemen, wo über die Messung des Drosselklappenwinkels die Füllungserfassung durchgeführt wird. Fehler im Zusammenhang zwischen der Ansteuerung der Ladungswechselventile und der resultie- renden Füllung, welche sich vergleichsweise langsam ergeben (z.B. Alterung oder Temperatureinflüsse) oder die konstant sind (z.B. Exemplarstreuungen), können über eine Adaption, die sich auf Einzelzylinder-Lambda und Laufruhe abstützt, adaptiert werden (Bild 3). Bei gleicher Betriebsart und gleichem Lambda bei den einzelnen Zylindern wird hierzu ausgehend von einem Referenzzylinder die Ansteuerung sowohl der Einspritzventile als auch der Ladungswechselventile der anderen Zylinder derart angepaßt, daß sowohl gleiches Lambda als auch gleiches Drehmoment (d.h. minimale Laufruhe) auf allen Zylindern erzeugt wird.
  • Bezüglich der Einbeziehung des Lambda-Signals müssen zwei Fälle unterschieden werden.
    Variante 1: Laufruhe, globale Lambda-Erfassung (Bild 4) Beim Ablauf des Adaptionsalgorithmus ist die Ausgangssituation der eingeschwungene Lambda-Regler, d.h. Summen-Lambda gleich eins. Ursache für einen zu niedrigen Drehmomentbeitrag eines einzelnen Zylinders kann fehlerhafte Füllung o- der fehlerhaftes Gemischsein.
    Erste Adaptionsphase: Annahme korrektes Gemisch. Es erfolgt daher zunächst eine inkrementelle Erhöhung der Füllung derjenigen Zylinder, die zu wenig Drehmoment liefern, bei gleichzeitiger Erhöhung der Kraftstoffmasse (über) eine Verlängerung der Einspritzzeit zwecks gleichzeitige r Lambda-Konstanz). Falls durch diesen Eingriff kein globaler Lambda-Eingriff erforderlich wird (erkennbar an einer unveränderten Stellgröße des Lambda-Reglers) war Annahme kor- rekt und Füllungsanpassung wird fortgesetzt bis Laufruhe vorgegebenen Schwellwert. unterschreitet. Andernfalls jedoch liegt ein falsches Gemisch vor und die Adaption korrigiert die Vorsteuerung des Kraftstoffs.
    Variante 2: Laufruhe, zylinderindividuelle Lambda-Erfassung Ausgangssituation des Adaptionsalgorithmus ist hier der eingeschwungene Einzelzylinder-Lambda-Regler, Ursache für zu niedriges Drehmoment ist eine fehlerhafte Füllung. Daher erfolgt bei gleichzeitiger Erhöhung der Kraftstoffmasse eine inkrementelle Erhöhung der Füllung (und des Kraftstoffs) derjenigen Zylinder, die zu wenig Drehmoment liefern, bis die Zylindergleichstellung erreicht ist.
  • Als Alternative zur Laufruheberechnung können für die Erfassung von zylinderindividuellen Drehmomentunterschieden auch die Auswertung des Zylinderinnendrucks oder eine Drehmomentsensorik (z.B. an der Kurbelwelle) verwendet werden. Andere Meßsignale wie z.B. Ionenstrom oder die zylinderin- dividuelle Aufschlüsselung eines gesamtmotorischen Luftmas- sensignals sind prinzipiell denkbar, aber in der Regel nicht genau genug, insbesondere wenn aus einem globalen Mess-Signal die zylinderindividuellen Größen abgeleitet werden sollen.
  • Der beschriebenen Einzelzylinder-Adaption wird zusätzlich eine gesamtmotorische Adaption überlagert (siehe Bild 5), die dazu dient, im Rahmen einer drehmomentbasierten Motorsteuerung die erforderliche Genauigkeit bei der Realisierung eines Solldrehmoments einzuhalten. Auf Basis eines geeigneten Sensorsignals (aus Kostengründen vorzugsweise ein Luftmassenmessung in unkritischen Kennfeldpunkten, alternativ ist z.B. die direkte Drehmomentmessung oder die Zylinderdruckauswertung für einen oder mehrere Zylinder denkbar) erfolgt hier die gleichzeitige Erhöhung bzw. Er- niedrigung von Füllung und Kraftstoff aller Zylinder.
  • Vorteile
  • Zylinderindividuelle Füllungserfassung bei Motoren mit vollvariabler Ventilsteuerung ohne zusätzliche zylinderindividuelle Sensorik mit Adaption der Auswirkung von Drifts und Exemplarstreuungen bei den Systemkomponenten.

Claims (1)

  1. Verfahren zur Adaption von stationären Fehlern bei der Füllungserfassung bei vollvariablen Ventiltrieben, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei die Brennkarftmaschine wenigstens einen Zylinder aufweist, mit Ansteuermitteln für die vollvariablen Ventiltriebe, wobei die Ansteuermittel die vollvariablen Ventiltriebe auf Grund von vorgebbaren Ansteuersignalen ansteuern und wobei die Adaption unter Berücksichtigung der Ansteuersignale erfolgt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006016020B3 (de) * 2006-04-05 2007-02-15 Audi Ag Verfahren zur Bestimmung zylinderindividueller Füllungsluftunterschiede
CN117072332A (zh) * 2023-10-13 2023-11-17 龙口中宇热管理系统科技有限公司 兼具全可变气门功能和闭缸功能的发动机控制方法及系统

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CN117072332B (zh) * 2023-10-13 2024-01-16 龙口中宇热管理系统科技有限公司 兼具全可变气门功能和闭缸功能的发动机控制方法及系统

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