DE10261382A1

DE10261382A1 - Verfahren zur Adaption der Kennlinie eines Saugrohrdrucksensors einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10261382A1
Application number: DE2002161382
Authority: DE
Inventors: Jochen Gross; Lionel Martin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-31
Also published as: DE10261382B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Adaption der Kennlinie eines Saugrohrdrucksensors (70) einer Brennkraftmaschine (1) vorgeschlagen, das eine genauer Erfassung des Saugrohrdruckes über den gesamten möglichen Wertebereich ermöglicht. Die Kennlinie wird dabei für mindestens zwei verschiedene Drücke in einem Saugrohr (10) der Brennkraftmaschine (1) adaptiert.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Adaption der Kennlinie eines Saugrohrdrucksensors einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.
Die Kennlinie eines Saugrohrdrucksensors wird durch einen Offsetwert und eine Steigung charakterisiert. Es gibt natürlich eine gewisse Streuung unter allen hergestellten Saugrohrdrucksensoren. Im Falle von Brennkraftmaschinen, bei denen die Füllung der Zylinder und damit die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmasse auf der Basis eines Saugrohrdrucksensors berechnet wird, ist eine Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors erforderlich.
Falls ein Umgebungsdrucksensor vorhanden ist, wird dabei derzeit ein Offset in der Kennlinie adaptiert, wenn die Brennkraftmaschine bzw. der Verbrennungsmotor steht, d.h. nicht aktiviert ist. In diesem Fall entspricht der Druck im Saugrohr dem Umgebungsdruck.
Die Adaption des Offsets bringt somit eine hohe Genauigkeit in der Saugrohrdruckerfassung bei hohen Saugrohrdrücken aber keine Information über die Genauigkeit bei niedrigeren Saugrohrdrücken, wie beispielsweise in einem Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Kennlinie für mindestens zwei verschiedene Drücke in einem Saugrohr der Brennkraftmaschine adaptiert wird. Da die Kennlinie des Saugrohrdrucksensors im Wesentlichen linear ist, lässt sich auf diese Weise die Druckerfassung durch den Saugrohrdrucksensor im gesamten Bereich möglicher Drücke im Saugrohr der Brennkraftmaschine mit wesentlich höherer Genauigkeit realisieren.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kennlinie derart adaptiert wird, dass der vom Saugrohrdrucksensor ermittelte Druck im Saugrohr bei stehender Brennkraftmaschine etwa dem Umgebungsdruck entspricht und dass die Kennlinie in einem Betriebszustand der laufenden Brennkraftmaschine derart adaptiert wird, dass der Regelfaktor einer Regelung eines Luft-/Kraftstoff-Gemisches in etwa einen vorgegebenen Wert erreicht. Auf diese Weise ist für zwei verschiedene definierbare Druckverhältnisse im Saugrohr der Brennkraftmaschine jeweils ein einfach zu adaptierender Parameter gegeben.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Kennlinie derart adaptiert wird, dass eine Differenz zwischen dem Regelfaktor und dem vorgegebenen Wert betragsmäßig unter einer vorgegebenen Schwelle bleibt. Wird der durch den Saugrohrdrucksensor ermittelte Druck im Saugrohr zur Bestimmung der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmasse verwendet, so erfolgt die Umrechnung von dem ermittelten Druck im Saugrohr in die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmasse mit Hilfe eines Modells. Ein Fehler bei der Ermittlung der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmasse ergibt sich zum einen aus einer fehlerhaften Bedatung dieses Modells und zum anderen aus einem Erfassungsfehler des Saugrohrdrucksensors. Durch Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors kann zwar der Erfassungsfehler des Saugrohrdrucksensors im Wesentlichen eliminiert werden, nicht jedoch der Bedatungsfehler. Deshalb reicht es für die Adaption der Kennlinie, dass die Differenz zwischen dem Regelfaktor und dem vorgegebenen Wert betragsmäßig unter der vorgegebenen Schwelle bleibt, wobei die vorgegebene Schwelle vorteilhafter Weise in der Größenordnung des Bedatungsfehlers gewählt ist.
Da der Bedatungsfehler am kleinsten bei warmem Motor ist, sollte eventuell die Adaption im Leerlauf erst ab einer zu bestimmenden Motor-Temperaturschwelle durchgeführt werden.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn als Betriebszustand der laufenden Brennkraftmaschine zur Adaption der Kennlinie ein Leerlaufbetriebszustand gewählt wird. Dieser ist gekennzeichnet durch einen im Vergleich zum Umgebungsdruck niedrigen Druck im Saugrohr, so dass die Adaption der Kennlinie für zwei erheblich unterschiedliche Drücke im Saugrohr durchgeführt wird. Der Leerlaufbetriebszustand ist ein konstanter Betriebszustand, was für die Adaption von Vorteil ist. Die adaptierte Kennlinie ermöglicht dann eine besonders genaue Erfassung des Druckes im Saugrohr durch den Saugrohrdrucksensor.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Adaption der Kennlinie nach Adaption eines Korrekturwertes für eine der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmasse abgeschlossen wird. Auf diese Weise können die Korrektur einer der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmasse einerseits und der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmasse andererseits getrennt voneinander und daher mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden. Wenn im Falle einer Regelung des Luft-/Kraftstoff-Gemischverhältnisses eine fehlerhafte Kraftstoffmasse adaptiv mit Hilfe mindestens eines Korrekturwertes korrekt kompensiert wurde, bleibt im Regelfaktor der Regelung nur der Fehler der zugeführten Luftmasse übrig und lässt sich mit Ausnahme einer gegebenenfalls fehlerhaften Bedatung des beschriebenen Modells ebenfalls korrekt kompensieren, wird also nicht durch die Korrektur der fehlerhaften Kraftstoffmasse mit korrigiert.
Ein besonders einfaches Verfahren zur Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors ergibt sich, wenn in einem ersten Adaptionsschritt ein Offset der Kennlinie in einem Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine derart adaptiert wird, dass der Regelfaktor in etwa den vorgegebenen Wert erreicht, dass in einem zweiten Adaptionsschritt bei stehender Brennkraftmaschine ein Korrekturfaktor für eine Steigung der Kennlinie derart adaptiert wird, dass der vom Saugrohrdrucksensor gemessene Druck im Saugrohr in etwa dem Umgebungsdruck entspricht. Die umgekehrte Reihenfolge der Adaptionsschritte wäre auch denkbar.
Dieses Vorgehen lässt sich durch Wiederholung mindestens eines der beiden Adaptionsschritte iterativ durchführen. Auf diese Weise kann jede beliebige Genauigkeit bei der Adaption der Kennlinie erreicht werden.
Ein ebenfalls einfaches Verfahren zur Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors ergibt sich, wenn in einem ersten Adaptionsschritt bei stehender Brennkraftmaschine eine Steigung der Kennlinie derart adaptiert wird, dass der vom Saugrohrdrucksensor gemessene Druck im Saugrohr etwa dem Umgebungsdruck entspricht, dass in einem zweiten Adaptionsschritt in einem Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine ein Offset der Kennlinie derart adaptiert wird, dass der Regelfaktor dem vorgegebenen Wert angenähert wird, und dass in Abhängigkeit des adaptierten Offsets und der adaptierten Steigung eine resultierende Kennlinie mit einer neuen Steigung berechnet wird, die bei stehender Brennkraftmaschine etwa den Umgebungsdruck als Druck im Saugrohr ermittelt.
Auch dieses Vorgehen lässt sich für eine beliebig genaue Adaption der Kennlinie verwenden, wenn der Offset und die Steigung im zweiten Adaptionsschritt so oft adaptiert werden, bis eine Differenz zwischen dem Regelfaktor und dem vorgegebenen Wert betragsmäßig unter einer vorgegebenen Schwelle bleibt.
Weiterhin kann in dem zuletzt beschriebenen Verfahren die Korrektur der der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmasse auf einfache Weise integriert werden, wenn im zweiten Adaptionsschritt vor der Adaption des Offsets der Kennlinie ein Korrekturwert für eine der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmasse adaptiert wird. Dabei bleibt gewährleistet, dass die Adaption der Kennlinie nach Adaption des Korrekturwertes für die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmasse abgeschlossen wird. Zugleich wird auf diese Weise die getrennte Korrektur der der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmasse und der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmasse ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Adaption der Kennlinie dadurch eingeleitet wird, dass bei stehender Brennkraftmaschine ein Offset der Kennlinie derart adaptiert wird, dass der vom Saugrohrdrucksensor gemessene Druck im Saugrohr etwa dem Umgebungsdruck entspricht. Auf diese Weise kann das anschließend durchgeführte Adaptionsverfahren für die Kennlinie beschleunigt werden.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn als Referenz der Umgebungsdruck durch einen Umgebungsdrucksensor gemessen wird. Auf diese Weise wird die Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors bei stehender Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit realisiert.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine,
2 einen Ablaufplan für eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 einen Ablaufplan für eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 ein Druck-Spannungs-Diagramm mit einem Beispiel für die Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach der zweiten Ausführungsform und
5 einen Ablaufplan zur Adaption eines Korrekturwertes für eine Kraftstoffmasse.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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.
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.
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.
In 1 kennzeichnet 1 eine Brennkraftmaschine, die einen Verbrennungsmotor umfasst. Der Verbrennungsmotor kann dabei als Otto-Motor oder als Dieselmotor ausgebildet sein. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass der Verbrennungsmotor als Otto-Motor ausgebildet ist. Dabei umfasst die Brennkraftmaschine 1 mindestens einen Zylinder 5 mit einem Kolben 40 und einem Brennraum 35. Dem Brennraum 35 ist über eine Luftzufuhr 10, die im Folgenden auch als Saugrohr bezeichnet wird, Frischluft zuführbar. Die zugeführte Luftmasse wird dabei durch die Stellung einer Drosselklappe 15 im Saugrohr 10 kontrolliert. Ferner ist der Brennraum 35 zum Saugrohr 10 hin über ein Einlassventil 25 zugänglich bzw. verschließbar. Im Saugrohr 10 ist gemäß 1 weiterhin ein Einspritzventil 20 angeordnet, über das Kraftstoff in das Saugrohr 10 eingespritzt wird, um mit der zugeführten Luft ein Luft-/Kraftstoff-Gemisch zu bilden, das über das geöffnete Eingangsventil 25 in den Brennraum 35 gelangen kann. Dort wird das Luft-/Kraftstoff-Gemisch mit Hilfe einer Zündkerze 30 gezündet und eine Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches eingeleitet, die den Kolben 40 antreibt. Das verbrannte Abgas kann über ein Auslassventil 45 in einen Abgastrakt 50 der Brennkraftmaschine 1 entweichen. Im Abgastrakt 50 ist ein Sauerstoffsensor 55 angeordnet, der auch als Lambda-Sonde bezeichnet wird und der das Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis im Abgastrakt 50 ermittelt. Die in 1 beschriebene Anordnung stellt somit einen Verbrennungsmotor mit Saugrohreinspritzung dar. Alternativ kann der Kraftstoff auch direkt in den Brennraum 35 eingespritzt werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es dabei unerheblich, ob der Kraftstoff, wie in 1 dargestellt, ins Saugrohr 10 oder direkt in den Brennraum 35 eingespritzt wird. Durch Bezug der über die Drosselklappe 15 zugeführte Luftmasse auf das maximale Volumen des Brennraums 35 sowie auf Normbedingungen, wie beispielsweise eine vorgegebene Temperatur und ein vorgegebener Luftdruck, erhält man die sogenannte relative Luftmasse rl. Entsprechend erhält man durch Bezug der über das Einspritzventil 20 eingespritzten Kraftstoffmasse auf das maximale Volumen des Brennraums 35 und die beschriebenen Normbedingungen die sogenannte relative Kraftstoffmasse rk. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine 1 auch eine Steuereinheit 60, die auch als Motorsteuerung bezeichnet wird. Die Motorsteuerung 60 steuert dabei den Öffnungswinkel der Drosselklappe 15 sowie die Einspritzzeit und die Einspritzdauer des Einspritzventils 20. Auf diese Weise kann die Motorsteuerung 60 die relative Luftmasse rl und die relative Kraftstoffmasse rk einstellen. Das Einlassventil 25 und das Auslassventil 45 können zum Öffnen und Schließen des Brennraums 35 zum Saugrohr 10 bzw. zum Abgastrakt 50 hin ebenfalls von der Motorsteuerung 60 angesteuert werden. Dies wird als voll variable Ventilsteuerung bezeichnet. Alternativ können Einlassventil 25 und Auslassventil 45 durch Nockenwellen geöffnet und geschlossen werden, die von einer vom Kolben 40 angetriebenen Kurbelwelle angetrieben sind. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich für beide Arten der Ansteuerung des Einlassventils 25 und des Auslassventils 45 realisieren, wobei beide Arten dem Fachmann bekannt sind und deshalb der Übersichtlichkeit halber in 1 nicht dargestellt werden. Die Motorsteuerung 60 steuert außerdem in dem Fachmann bekannter Weise die Zündkerze 30 an, wobei diese Ansteuerung der Übersichtlichkeit halber ebenfalls in 1 nicht dargestellt ist. Auf diese Weise kann die Motorsteuerung 60 den Zündzeitpunkt einstellen. Zur Erfassung der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine 1 kann ein Drehzahlsensor 65 vorgesehen sein, der die Umdrehungen der Kurbelwelle misst und an die Motorsteuerung 60 überträgt.
Auch das vom Lambdasensor 55 gemessene Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis wird der Motorsteuerung 60 zur Auswertung zugeführt.
Für verschiedene Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 können in der Motorsteuerung 60 verschiedene Sollwerte lamsbg für das Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis vorgegeben sein. So kann beispielsweise für einen sogenannten Homogenbetrieb der Brennkraftmaschine 1 der Sollwert lamsbg = 1 betragen und für einen sogenannten Magerbetrieb der Brennkraftmaschine 1 kann der Sollwert lamsbg beispielsweise = 2 betragen. Somit soll im Homogenbetrieb die relative Luftmasse rl der relativen Kraftstoffmasse rk entsprechen, wohingegen im beispielhaft beschriebenen Magerbetrieb die relative Luftmasse rl doppelt so groß wie die relative Kraftstoffmasse rk sein soll. In der Regel liegt einem Verbrennungsvorgang, bei dem das im Brennraum 35 befindliche Luft-/Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, eine einzige Einspritzung von Kraftstoff für eine bestimmte Einspritzdauer zu Grunde, unabhängig davon, ob die Einspritzung im Saugrohr 10 oder direkt in den Brennraum 35 des Zylinders 5 erfolgt, sofern im Falle der Saugrohreinspritzung gewährleistet ist, dass der eingespritzte Kraftstoff über das Einlassventil 25 im Wesentlichen vollständig in den Brennraum 35 gelangt ist. Für diesen Fall erhält man also eine Kraftstoffeinspritzung pro Verbrennungsvorgang. Dabei wird die eingespritzte relative Kraftstoffmasse rk gemäß Gleichung (1) korrigiert, um die beschriebene Vorsteuerung des Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnisses zu realisieren. Die Korrektur der einzuspritzenden relativen Kraftstoffmasse rk ist vor allem deshalb notwendig, weil das Einspritzventil 20 mit der Zeit verkokt und deshalb die eingespritzte relative Kraftstoffmenge rk mit der Zeit bei gleicher Einspritzdauer abnimmt. Über den additiven Korrekturwert rka für die Kraftstoffmasse und den multiplikativen Korrekturwert fra für die Kraftstoffmasse kann diese Verkokung des Einspritzventils 20 bei der Vorsteuerung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches berücksichtigt werden. Die auf diese Weise korrigierte relative Krafstoffmasse rk kann dann von der Motorsteuerung 60 durch eine verlängerte Einspritzdauer realisiert werden. Auf diese Weise kann der durch das Verkoken des Einspritzventils 20 bedingte Fehler der relativen Kraftstoffmasse rk kompensiert werden. Die Verkokung des Einspritzventils 20 ist dabei nur ein Beispiel für eine Ursache einer fehlerhaften relativen Kraftstoffmasse rk, die durch die Korrekturwerte rka und fra kompensiert werden kann. Die Korrekturwerte rka und fra für die Kraftstoffmasse erlauben darüber hinaus ganz allgemein die Korrektur einer fehlerhaften relativen Kraftstoffmasse rk gemäß Gleichung (1) auf Grund eines fehlerhaften Verhaltens des Einspritzventils 20.
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 1 nicht dargestellten Luftmassenmessers, beispielsweise eines Heißfilm-Luftmassenmessers gemessene und auf das maximale Volumen des Brennraums 35 sowie die beschriebenen Normbedingungen bezogene relative Luftmasse verwendet. Alternativ kann auch der Mittelwert aus der bei mehreren vorherigen Verbrennungen ermittelten jeweiligen relativen Luftmasse als prädizierte relative Luftmasse rlp verwendet werden. Der Sollwert lmsbg für das Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis ist der Wert, der im Brennraum 35 für dieses Verhältnis erzielt werden soll und kann deshalb von der Lambdaregelung in der Motorsteuerung 60 nicht direkt mit dem vom Lambdasensor 55 ermittelten tatsächlichen Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis verglichen werden, sondern erst nach einer dem Fachmann bekannten Umrechnung. Über den Regelfaktor fr ermittelt die Motorsteuerung 60 die relative Kraftstoffmasse rk gemäß Gleichung (1) derart, dass das an der Lambdasonde 55 gemessene Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis dem Sollwert lamsbg unter Berücksichtung der beschriebenen Umrechnung vom Brennraum 35 zum Abgastrakt 50 nachgeführt wird. Die Korrekturwerte rk und fra korrigieren dabei wie beschrieben das Verhalten des Einspritzventils 20.
Beispielsweise für das Vorheizen eines der Lambdasonde 55 im Abgastrakt 50 nachfolgenden und in 1 nicht dargestellten Katalysators kann es vorteilhaft sein, während eines Verbrennungsvorganges im Brennraum 35 mindestens ein weiteres Mal, vorzugsweise gegen Ende der Verbrennung, Kraftstoff einzuspritzen. Durch die Gleichung (1) wird jedoch für die Korrektur der relativen Kraftstoffmasse rk nur die erste Einspritzung während eines Verbrennungsvorgangs berücksichtigt, nicht jedoch ein oder mehrere weitere Einspritzvorgänge während des gleichen Verbrennungsvorgangs. Bei solchen Mehrfacheinspritzungen wird deshalb die relative Kraftstoffmasse rk unter Verwendung der Gleichung (1) nicht ausreichend korrigiert. Deshalb wird in einer Betriebsart der Brennkraftmaschine mit Mehrfacheinspritzung pro Verbrennungsvorgang der additive Korrekturwert rka für die Kraftstoffmasse für jeden Einspritzvorgang eines Verbrennungsvorganges berechnet, so dass:
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.
Somit wird für eine Vorsteuerung bzw. eine Adaption eines Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnisses im Brennraum 35 eine eingespritzte Kraftstoffmasse bei einer Mehrfacheinspritzung von Kraftstoff mit mehreren Einspritzvorgängen für einen einzigen Verbrennungsvorgang die Korrektur der eingespritzten Kraftstoffmasse für jeden dieser Einspritzvorgänge durchgeführt, wobei dies in diesem Ausführungsbeispiel anhand der relativen Kraftstoffmasse erläutert wurde. Somit wird auch für den Fall von Mehrfacheinspritzungen pro Verbrennungsvorgang die relative Kraftstoffmasse rk richtig korrigiert.
Ausgehend von der Korrektur der relativen Kraftstoffmasse rk gemäß Gleichung (2) ist es nun gemäß einer Weiterbildung 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 35 ergibt. Die Korrektur erfolgt mit Hilfe des additiven Korrekturwertes rka und/oder mit Hilfe des multiplikativen Korrekturwertes fra für die Kraftstoffmasse. Über den additiven Korrekturwert rka und/oder den multiplikativen Korrekturwert fra wird nur der Fehler der relativen Kraftstoffmasse rk korrigiert. Wenn der additive Korrekturwert rka und/oder der multiplikative Korrekturwert fra eingeschwungen sind, dann ist der Regelfaktor fr bei dem gewählten stationären Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 für die Verbrennungsvorgänge mit der unterschiedlichen Anzahl von Einspritzvorgängen in etwa gleich. Der Fehler der relativen Kraftstoffmasse rk ist dann kompensiert. Der Regelfaktor fr enthält dann gegebenenfalls nur noch einen Fehler der relativen Luftfüllung rl. Durch die beschriebene Korrektur der relativen Kraftstoffmasse rk mit Hilfe von Verbrennungsvorgängen mit unterschiedlicher Anzahl von Einspritzvorgängen können somit Fehler der relativen Kraftstoffmasse rk und Fehler der relativen Luftmasse rl getrennt und somit fehlerfrei kompensiert werden.
Im Folgenden wird das Verfahren beispielhaft anhand des Ablaufplanes nach 5 beschrieben. Dabei wird beispielhaft als stationärer Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 ein Leerlaufbetriebszustand und als Korrekturwert für die Kraftstoffmasse der additive Korrekturwert rka gewählt, der im Leerlaufbetrieb erheblich stärker wirkt, als der multiplikative Korrekturwert fra. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur des Fehlers der relativen Kraftstoffmasse rk kann beispielsweise im Homogenbetrieb für ein Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnis λ = 1 durchgeführt werden. Der gewählte Wert für λ ist jedoch für die Durchführung des Verfahrens nicht erheblich und kann auch größer oder kleiner 1 sein, beispielsweise kann ein Magerbetrieb mit λ = 2 zur Durchführung des Verfahrens gewählt werden. Weiterhin wird das Verfahren beispielhaft und ohne Beschränkung der Allgemeinheit für den Fall beschrieben, dass der additive Korrekturwert rka für die Kraftstoffmasse abwechselnd für Verbrennungsvorgänge mit genau einer Einspritzung und mit genau zwei Einspritzungen adaptiert wird. Durch die Wahl des stationären Betriebspunktes, in diesem Beispiel des Leerlaufbetriebszustandes der Brennkraftmaschine 1 wird sichergestellt, dass für die Adaption des additiven Korrekturwertes rka die Motordrehzahl und die Luftzufuhr bzw. die relative Luftmasse rl im Wesentlichen konstant bleibt. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass nach erfolgter Korrektur der relativen Kraftstoffmasse rk der Regelfaktor fr im Wesentlichen nur noch einen Fehler der relativen Luftmasse rl umfassen kann, der somit gesondert adaptiv korrigiert werden kann.
Nach dem Start des Programms initiiert die Motorsteuerung 60 bei einem Programmpunkt 100 einen Betrieb der Brennkraftmaschine 1 mit Verbrennungsvorgängen im Brennraum 35, die jeweils durch eine einzige Einspritzung von Kraftstoff gekennzeichnet sind. Zur Korrektur der relativen Kraftstoffmasse rk kann dabei sowohl die Gleichung (1). als auch die Gleichung (2) verwendet werden, wobei bei Gleichung (2) x = 1 gesetzt wird und bei beiden Gleichungen der multiplikative Korrekturwert fra auf einen konstanten Wert gesetzt bleibt, beispielsweise auf 1. Der additive Korrekturwert rka kann zunächst auf 0 gesetzt werden. Die sich ergebenden Werte für den Regelfaktor fr zur Nachführung des von der Lambdasonde 55 gemessenen Luft-/Kraftstoff-Gemisch-Verhältnisses an den Sollwert lamsbg unter Berücksichtigung des Übergangs zwischen Brennraum 35 und Abgastrakt 50 werden von der Motorsteuerung 60 gemittelt und der gebildete Mittelwert als erster Mittelwert frm1 in der Motorsteuerung 60 abgespeichert. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 105 verzweigt.
Bei Programmpunkt 105 schaltet die Motorsteuerung 60 in einen Doppeleinspritz-Betrieb um, bei dem jeder Verbrennungsvorgang im Brennraum 35 genau zwei Einspritzvorgänge umfasst. Für den Doppeleinspritz-Betrieb muss nun zur Korrektur der relativen Kraftstoffmasse rk die Gleichung (2) herangezogen und x = 2 gesetzt werden. Auch im Doppeleinspritz-Betrieb ermittelt die Motorsteuerung 60 einen Mittelwert für die sich ergebenden Regelfaktoren fr, der als zweiter Mittelwert frm2 bezeichnet wird. Dabei wird bei Programmpunkt 105 von der Motorsteuerung 60 der additive Korrekturwert rka so lange adaptiert, bis der zweite Mittelwert frm2 dem gespeicherten ersten Mittelwert frm1 entspricht. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 110 verzweigt.
Bei Programmpunkt 110 schaltet die Motorsteuerung 60 wieder in den Betrieb mit genau einer Einspritzung von Kraftstoff pro Verbrennungsvorgang um. Dabei bildet die Motorsteuerung 60 nun einen neuen ersten Mittelwert frm1n für die Regelfaktoren, die sich bei den unter Programmpunkt 110 untersuchten Verbrennungsvorgängen ergeben. Für den additiven Korrekturwert rka wird der unter Programmpunkt 105 adaptierte Wert verwendet. Die Motorsteuerung 60 vergleicht dann den neuen ersten Mittelwert frm1n mit dem vorherigen ersten Mittelwert frm1. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 115 verzweigt.
Bei Programmpunkt 115 prüft die Motorsteuerung 60, ob die Differenz zwischen dem neuen ersten Mittelwert frm1n und dem vorherigen ersten Mittelwert frm1 betragsmäßig kleiner als ein vorgebgegebener Schwellwert ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 120 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 135 verzweigt. Bei Programmpunkt 135 speichert die Motorsteuerung 60 den neuen ersten Mittelwert frm1n als vorherigen ersten Mittelwert frm1 ab und verzweigt anschließend wieder zu Programmpunkt 105, um das beschriebene Verfahren iterativ fortzusetzen.
Bei Programmpunkt 120 liegt also der Fall vor, dass die Differenz zwischen dem neuen ersten Mittelwert frm1n und dem vorherigen ersten Mittelwert frm1 die vorgegebene Schwelle unterschreitet. Die vorgegebene Schwelle ist dabei in vorteilhafter Weise so gering gewählt, dass zu Programmpunkt 120 nur verzweigt wird, wenn sich der erste Mittelwert frm1 für den Regelfaktor nicht mehr wesentlich ändert. Mit Verzweigen zum Programmpunkt 120 ist somit der Fehler der relativen Krafstoffmasse rk im Wesentlichen Kompensiert. Die Motorsteuerung 60 ermittelt nun die Abweichung des ersten Mittelwertes frm1 von einem gewünschten Wert, der sich bei fehlerfrei berechneter relativer Kraftstoffmasse rk und fehlerfrei berechneter relativer Luftmasse rl ergibt und in der Regel etwa 1 beträgt. Diese Abweichung ergibt sich dann nur noch aus einem Fehler der zugeführten relativen Luftfüllung rl, da die relative Kraftstoffmasse rk bereits vollständig korrigiert wurde. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 125 verzweigt.
Bei Programmpunkt 125 prüft die Motorsteuerung 60, ob die beschriebene Abweichung zwischen dem ersten Mittelwert frml für den Regelfaktor und dem für den Regelfaktor gewünschten Wert betragsmäßig eine zweite vorgegebene Schwelle überschreitet. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 130 verzweigt, andernfalls wird das Programm verlassen. Die zweite vorgegebene Schwelle ist dabei ebenfalls möglichst gering gewählt, so dass das Programm nur dann verlassen wird, wenn der erste Mittelwert frm1 in etwa dem für den Regelfaktor gewünschten Wert entspricht und somit der Fehler der relativen Luftmasse rl im Wesentlichen kompensiert ist.
Bei Programmpunkt 130 hingegen wird die relative Luftmasse rl von der Motorsteuerung 60 durch entsprechende Einstellung der Drosselklappe 15 korrigiert, um den ersten Mittelwert frm1 für den Regelfaktor an den für den Regelfaktor gewünschten Wert adaptiv anzugleichen und somit den Fehler der relativen Luftmasse rl möglichst zu kompensieren. Anschließend wird zu Programmpunkt 125 zurückverzweigt. Die Adaption der relativen Luftmasse rl kann dabei sowohl im Betrieb mit Verbrennungsvorgängen stattfinden, die nur einen Einspritzvorgang umfassen, als auch im Betrieb mit Verbrennungsvorgängen, die genau zwei Einspritzvorgänge umfassen. Dies deshalb, weil der erste Mittelwert frm1 nach Verzweigung zu Programmpunkt 120 und damit für die Adaption der relativen Luftmasse rl nicht mehr wesentlich vom zweiten Mittelwert frm2 für den Regelfaktor abweicht.
Durch das beschriebene Verfahren lassen sich also die relative Kraftstoffmasse rk und die relative Luftmasse rl getrennt adaptieren und somit im Wesentlichen fehlerfrei einstellen.
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 5 realisiert werden.
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 Korrekturwertes 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.
Für die Adaption der relativen Kraftstoffmasse rk gemäß dem beschriebenen Verfahren ist es dabei vorausgesetzt, dass bei Verbrennungsvorgängen mit Mehrfacheinspritzung jeder Einspritzvorgang sich durch etwa die gleiche eingespritzte Kraftstoffmasse auszeichnet.
Dabei 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 vor. 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 35 adaptiv im wesentlichen korrekt vorsteuern.
Im Folgenden sei angenommen, dass die Brennkraftmaschine 1 gemäß 1 im Saugrohr 10 einen Saugrohrdrucksensor 70 umfasst, der den Druck im Saugrohr 10 ermittelt und an die Motorsteuerung 60 weiterleitet. Der ermittelte Druck im Saugrohr 10 wird im folgenden auch als Saugrohrdruck ps bezeichnet. Weiterhin kann optional gemäß 1 ein Umgebungsdrucksensor 75 vorgesehen sein, der einen Umgebungsdruck pu ermittelt und ebenfalls an die Motorsteuerung 60 weiterleitet. Der Saugrohrdrucksensor 70 erzeugt je nach Saugrohrdruck ps eine elektrische Spannung Udss. Der Zusammenhang zwischen der Spannung Udss und dem Saugrohrdruck ps ist im wesentlichen linear und wird durch eine Kennlinie beschrieben. Aus dem ermittelten Saugrohrdruck ps kann über ein Modell des Saugrohrs 10 in dem Fachmann bekannter Weise die dem Brennraum 35 zugeführte relative Luftmasse rl berechnet werden. Die Berechnung der relativen Luftmasse rl kann aus zwei Gründen fehlerhaft sein. Zum einen kann die Bedatung des Modells fehlerhaft sein. Zum anderen kann die Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 fehlerhaft sein. Zur möglichst korrekten Berechnung der dem Brennraum 35 zugeführten relativen Luftmasse rl ist es daher erforderlich, die Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 möglichst genau zu adaptieren. Der Saugrohrdrucksensor 70 liefert die Spannung Udss in Abhängigkeit des im Saugrohr 10 herrschenden Druckes an die Motorsteuerung 60. In der Motorsteuerung 60 ist die Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 gespeichert, so dass in der Motorsteuerung 60 der vom Saugrohrdrucksensor 70 empfangenen Spannung Udss ein eindeutiger Saugrohrdruck ps zugeordnet werden kann. Auf Grund von Alterung und/oder Verschleiß des Saugrohrdrucksensors 70 kommt es zu Fehlern bei der Erfassung des im Saugrohr 10 herrschenden Saugrohrdruckes ps durch den Saugrohrdrucksensor 70, so dass aus der in der Motorsteuerung 60 gespeicherten Kennlinie anhand der empfangenen Spannung Udss der zu Grunde liegende Saugrohrdruck ps nicht mehr korrekt ermittelt werden kann. Deshalb muss die Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 in der Motorsteuerung 60 adaptiert werden. Da diese Kennlinie, wie beschrieben, im Wesentlichen linear ist, ist es ausreichend, die Kennlinie für mindestens zwei verschiedene Kennlinienpunkte zu adaptieren und die resultierende Kennlinie durch diese beiden Punkte zu bestimmen. Die beiden Kennlinienpunkte unterscheiden sich dabei durch den jeweiligen Saugrohrdruck. Für die Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 ist es dabei vorteilhaft, diese an mindestens zwei Kennlinienpunkten durchzuführen, deren zugeordnete Saugrohrdrücke ps sich wesentlich unterscheiden. Auf diese Weise kann sicher gestellt werden, dass die Druckerfassung durch den Saugrohrdrucksensor 70 im gesamten möglichen Bereich für den Saugrohrdruck möglichst genau wird.
Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass die Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 im Rahmen der oben beschriebenen Regelung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches der Brennkraftmaschine 1 erfolgt. Zu diesem Zweck sei weiterhin angenommen, dass der Regelfaktor fr dieser Regelung im Wesentlichen nur noch den Fehler der zugeführten relativen Luftmasse rl umfasst. Das bedeutet, dass entweder die zugeführte relative Kraftstoffmasse rk nicht fehlerhaft ist oder dass der Fehler der zugeführten relativen Kraftstoffmasse rk, wie oben beschrieben, bereits kompensiert wurde. Die Kennlinie kann nun derart adaptiert werden, dass der vom Saugrohrdrucksensor 70 ermittelte Saugrohrdruck ps bei stehender Brennkraftmaschine 1 etwa dem Umgebungsdruck pu entspricht und dass die Kennlinie in einem Betriebszustand der laufenden Brennkraftmaschine 1 derart adaptiert wird, dass der Regelfaktor fr in etwa seinen gewünschten bzw. vorgegebenen Wert erreicht. Auf diese Weise lässt sich die Kennlinie an zwei unterschiedlichen Punkten, die durch unterschiedliche Saugrohrdrücke ps charakterisiert sind, adaptieren und somit eine hohe Genauigkeit der adaptierten Kennlinie erreichen. Bei stehender Brennkraftmaschine 1 ist die Motordrehzahl gleich Null und der Saugrohrdruck ps entspricht dem Umgebungsdruck pu. Bei laufender Brennkraftmaschine 1 ist die Motordrehzahl größer Null und der Saugrohrdruck ps in der Regel kleiner als der Umgebungsdruck pu.
Wenn der Regelfaktor fr, wie beschrieben, auch Fehler umfasst, die sich aus der Bedatung des Modells ergeben, so lassen sich diese Fehler nicht durch die Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors eliminieren. Es reicht deshalb aus, dass die Kennlinie derart adaptiert wird, dass eine Differenz zwischen dem Regelfaktor fr und dem für den Regelfaktor vorgegebenen Wert betragsmäßig unter einer vorgegebenen Schwelle bleibt. Die vorgegebene Schwelle kann dabei in der Größenordnung des Bedatungsfehlers gewählt sein. Wie beschrieben, kann ein Teil des Fehlers der der Brennkraftmaschine 1 zugeführten relativen Luftmasse rl und damit der Abweichung des Regelfaktors fr von seinem vorgegebenen Wert aus einer fehlerhaften Bedatung des Modells herrühren, aber besonders bei größeren Abweichungen wird er hauptsächlich aus dem Erfassungsfehler des Saugrohrdrucksensors 70 herrühren.
Als Betriebszustand der laufenden Brennkraftmaschine 1 zur Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 kann beispielsweise ein Leerlaufbetriebszustand gewählt werden. Im Leerlaufbetriebszustand liegt der Saugrohrdruck ps etwa in der Größenordnung von beispielsweise 300 mbar, wohingegen bei stehender Brennkraftmaschine der Saugrohrdruck ps etwa dem Umgebungsdruck pu entspricht und somit in der Größenordnung von etwa 1000 mbar liegt. Somit kann die Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 an zwei Kennlinienpunkten durchgeführt werden, die sich hinsichtlich des Saugrohrdruckes erheblich unterscheiden, so dass nach Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 die Druckerfassung im gesamten Bereich für den Saugrohrdruck ps möglichst genau wird.
Im Folgenden werden beispielhaft zwei verschiedene Ausführungsformen für das erfindungsgemäße Verfahren zur Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 beschrieben.
Ausgangspunkt soll dabei eine fehlerhafte erste Kennlinie K1 des Saugrohrdrucksensors 70 sein, die in 4 dargestellt ist. 4 zeigt dabei ein Diagramm des Saugrohrdruckes ps über der vom Saugrohrdrucksensor 70 in Abhängigkeit des Saugrohrdruckes ps erzeugten Spannung Udss. Die erste Kennlinie K1 ist linear und weist einen Offset DSSOFS sowie eine Steigung DSSGRAD auf. Eine korrekte Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 ist in 4 durch p_Ref gekennzeichnet und ebenfalls linear. Dabei liefert die korrekte Kennlinie p_Ref für die Spannung Udss gleich Null einen Saugrohrdruck ps = 0 und bei einer Spannung Udss = U_u den Saugrohrdruck ps = pu, also den Umgebungsdruck. Die korrekte Kennlinie p_Ref ist dabei in ihrem Verlauf nur beispielhaft in 4 dargestellt.
In 2 ist eine erste Ausführungsform für das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ablaufplans dargestellt. Nach dem Start des Programms kann es bei einem optionalen Programmpunkt 300 vorgesehen sein, dass die Motorsteuerung 60 den Offset der ersten Kennlinie K1 bei gleichbleibender Steigung DSSGRAD derart verschiebt, dass sich für die Spannung Udss = U_u der Saugrohrdruck ps = pu einstellt. Dabei kann zu dieser Adaption auf den Umgebungsdruck pu als Referenzwert der vom Umgebungsdrucksensor 75 gelieferte Umgebungsdruckwert verwendet werden. Die nach Programmpunkt 300 adaptierte Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 stimmt zwar für die Spannung Udss = U_u mit der korrekten Kennlinie p_Ref überein, nicht jedoch hinsichtlich ihrer Steigung. Die beschriebene Adaption des Offsets DSSOFS der ersten Kennlinie K1 zur Einstellung des Umgebungsdrucks pu für die Spannung Udss = U_u erfolgt dabei bei stehender Brennkraftmaschine 1. Programmpunkt 300 wird, wie beschrieben, lediglich optional von der Motorsteuerung 60 durchgeführt, ist also nicht zwingend für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich. Nach Programmpunkt 300 wird zu einem Programmpunkt 305 verzweigt.
Bei Programmpunkt 305 prüft die Motorsteuerung 60 in der oben beschriebenen Weise, ob ein Fehler der der Brennkraftmaschine 1 zugeführten relativen Kraftstoffmasse rk besteht und korrigiert einen solchen Fehler durch die oben beschriebene Adaption beispielweise gemäß dem Ablaufplan nach 5. Somit steht nach Programmpunkt 305 fest, dass der Regelfaktor fr nur noch den Fehler der zugeführten relativen Luftmasse rl umfasst. Die Adaption der relativen Kraftstoffmasse rk kann, wie bereits oben beschrieben, im Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine 1 erfolgen. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 310 verzweigt.
Bei Programmpunkt 310 prüft die Motorsteuerung 60 im Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine 1, ob die Differenz zwischen dem Regelfaktor fr und dem dafür vorgegebenen Wert betragsmäßig unter einer vorgegebenen Schwelle liegt, die, wie beschrieben, beispielsweise in der Größenordnung des Bedatungsfehlers liegen kann. Liegt die Differenz zwischen dem Regelfaktor fr und dem dafür vorgegebenen Wert betragsmäßig unter dieser vorgegebenen Schwelle, so wird zu einem Programmpunkt 320 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 315 verzweigt.
Bei Programmpunkt 315 befindet sich die Brennkraftmaschine 1 im Leerlaufbetriebszustand. Die Motorsteuerung 60 adaptiert nur den Offset der gegebenenfalls schon zuvor adaptierten Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 mit dem Ziel, den Regelfaktor fr dem dafür vorgegebenen Wert anzunähern. Anschließend wird zu Programmpunkt 310 zurück verzweigt.
Bei Programmpunkt 320 bringt die Motorsteuerung 60 die Brennkraftmaschine 1 zum stehen, so dass die Motordrehzahl Null wird und prüft, ob der in diesem Fall vom Saugrohrdrucksensor 70 abgegebenen Spannung Udss = U_u als Saugrohrdruck ps der Umgebungsdruck pu zugeordnet ist, der, wie beschrieben, beispielsweise vom Umgebungsdrucksensor 75 ermittelt werden kann. Erreicht der Saugrohrdruck ps für die stehende Brennkraftmaschine 1 den Umgebungsdruck pu, so wird zu einem Programmpunkt 330 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 325 verzweigt.
Bei Programmpunkt 325 adaptiert die Motorsteuerung 60 die Steigung DSSGRAD der gegebenenfalls bereits zuvor schon adaptierten Kennlinie bei stehender Brennkraftmaschine derart, dass sich der Saugrohrdruck ps dem Umgebungsdruck pu annähert. Anschließend wird zu Programmpunkt 320 zurück verzweigt.
Bei Programmpunkt 330 veranlasst die Motorsteuerung 60 wiederum eine Aktivierung des Leerlaufbetriebszustandes der Brennkraftmaschine 1 mit einer Leerlaufdrehzahl größer Null und prüft, wie auch bei Programmpunkt 310, ob die Differenz zwischen dem Regelfaktor fr und dem dafür vorgegebenen Wert betragsmäßig unter der vorgegebenen Schwelle liegt. Ist dies der Fall, so wird der Adaptionsprozess abgeschlossen und das Programm verlassen, andernfalls wird zu Programmpunkt 315 zurück verzweigt.
Die Adaption des Offsets DSSOFS der fehlerhaften ersten Kennlinie K1 erfolgt mit Hilfe eines additiven Korrekturwertes ofdss, der zur Annäherung des Regelfaktors fr an den dafür vorgegebenen Wert gemäß dem Ablaufplan nach 2 im Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine 1 adaptiert wird. Die Adaption der Steigung DSSGRAD der fehlerhaften ersten Kennlinie K1 erfolgt mit Hilfe eines multiplikativen Korrekturfaktors fkdssgrad, der gemäß dem Ablaufplan nach 2 bei stehender Brennkraftmaschine 1 derart adaptiert wird, dass der Saugrohrdruck ps den Umgebungsdruck pu erreicht.
Für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem Ablaufplan nach 2 stellt der Programmschritt 315 einen ersten Adaptionsschritt und der Programmpunkt 325 einen zweiten Adaptionsschritt dar.
Gemäß 3 ist ein Ablaufplan für eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nach dem Start des Programms prüft die Motorsteuerung 60 bei stehender Brennkraftmaschine 1 bei einem Programmpunkt 200, ob der Saugrohrdruck ps in etwa dem Umgebungsdruck pu, beispielsweise innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches, entspricht. Die dabei vom Saugrohrdrucksensor 70 abgegebene Spannung beträgt Udss = U_u. Entspricht bei Programmpunkt 200 der Saugrohrdruck ps im Wesentlichen dem Umgebungsdruck pu, so wird zu einem Programmpunkt 210 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 205 verzweigt. Bei Programmpunkt 205 adaptiert die Motorsteuerung 60 bei stehender Brennkraftmaschine 1 den multiplikativen Korrekturfaktor fkdssgrad der Steigung für die fehlerhafte erste Kennlinie K1 dahingehend, dass der vom Saugrohrdrucksensor 70 ermittelte Saugrohrdruck ps bei stehender Brennkraftmaschine 1 sich dem Umgebungsdruck pu annähert, der, wie beschrieben, vom Umgebungsdrucksensor 75 als Referenz zur Verfügung gestellt werden kann. Anschließend wird zu Programmpunkt 200 zurück verzweigt. Zusätzlich oder alternativ kann es beim Programmpunkt 205 vorgesehen sein, dass die Motorsteuerung 60 die additive Korrektur ofdss für die fehlerhafte erste Kennlinie K1 derart adaptiert, dass der vom Saugrohrdrucksensor 70 ermittelte Saugrohrdruck ps sich bei stehender Brennkraftmaschine 1 dem Umgebungsdruck pu annähert.
Bei Programmpunkt 210 wird der Motor gestartet und im Leerlauf, vorzugsweise homogen ohne Abgasrückführung gefahren. Die Motorsteuerung 60 prüft in der oben beschriebenen Weise, ob ein Fehler in der Brennkraftmaschine 1 zugeführten relativen Kraftstoffmasse rk vorliegt, wobei sie einen solchen Fehler in der oben beschriebenen Weise gemäß dem Ablaufplan nach 5 korrigier. Somit umfasst der Regelfaktor fr nach Programmpunkt 210 nur noch im wesentlichen den Fehler der der Brennkraftmaschine 1 zugeführten relativen Luftmasse rl. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt.
Bei Programmpunkt 215 prüft die Motorsteuerung 60 im Leerlaufbetriebszustand, ob die Differenz zwischen dem Regelfaktor fr und dem dafür vorgegebenen Wert betragsmäßig die dafür vorgegebene Schwelle unterschreitet. Ist dies der Fall, so ist eine weitere Adaption nicht erforderlich und die gegebenenfalls adaptierte Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 60 entspricht im Wesentlichen der korrekten Kennlinie p_Ref. Andernfalls wird zu einem Programmpunkt 220 verzweigt.
Bei Programmpunkt 220 wird der Offset der gegebenenfalls bereits zuvor schon adaptierten Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 um einen vorgegebenen additiven Korrekturwert Δofdss korrigiert, um den Regelfaktor fr dem dafür vorgegebenen Wert anzunähern. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 225 verzweigt.
Bei Programmpunkt 225 berechnet die Motorsteuerung 60 in Abhängigkeit des vorgegebenen additiven Korrekturwertes Δofdss und des bislang geltenden, gegebenenfalls adaptierten, multiplikativen Korrekturfaktors fkdssgrad_alt eine resultierende Kennlinie mit einem neuen multiplikativen Korrekturfaktor fkdssgrad_neu, die für die Spannung Udss = U_u und damit im Falle einer stehenden Brennkraftmaschine 1 als Saugrohrdruck ps etwa den Umgebungsdruck pu abgibt. Die Berechnung des neuen multiplikativen Korrekturfaktors fkdssgrad_neu für die Steigung DSSGRAD der zu adaptierenden resultierenden Kennlinie bei Programmpunkt 225 kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden:
Anschließend wird zu Programmpunkt 215 zurück verzweigt und die Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 im Leerlaufbetriebszustand gegebenenfalls wiederholt fortgesetzt. Dabei werden der Offset und die Steigung der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 im zweiten Adaptionsschritt gemäß den Programmpunkten 220 und 225 so oft in der beschriebenen Weise adaptiert, bis die Differenz zwischen dem Regelfaktor fr und dem dafür vorgegebenen Wert betragsmäßig unter der dafür vorgegebenen Schwelle bleibt.
Gemäß 4 ist nun ein Beispiel für den Verlauf der Adaption gemäß der zweiten Ausführungsform nach 3 dargestellt. Für die fehlerhafte erste Kennlinie K1 ist der additive Korrekturwert ofdss für den Offset DSSOFS gleich 0 und der multiplikative Korrekturfaktor fkdssgrad für die Steigung DSSGRAD gleich 1. Die fehlerhafte erste Kennlinie K1 gibt für die Spannung Udss = U_u und damit für den Fall der stehenden Brennkraftmaschine 1 einen Saugrohrdruck ps ab, der sich wesentlich vom Umgebungsdruck pu unterscheidet. Deshalb wird in diesem Fall nach dem Start des Programms ausgehend von der fehlerhaften ersten Kennlinie K1 der erste Adaptionsschritt gemäß dem Programmpunkt 205 erforderlich. Ausgehend von der ersten Kennlinie K1 wird in einem ersten Adaptionsschritt gemäß Programmpunkt 205 der multiplikative Korrekturfaktor fkdssgrad derart bei stehender Brennkraftmaschine 1 adaptiert, dass der Saugrohrdruck ps für die Spannung Udss = U_u gleich dem Umgebungsdruck pu wird. Auf diese Weise ergibt sich eine adaptierte zweite Kennlinie K2, deren Offset unverändert DSSOFS beträgt. Hingegen wurde der multiplikative Korrekturfaktor fkdssgrad auf einen ersten adaptieren multiplikativen Korrekturfaktor fkdssgrad_alt, adaptiert, so dass die Steigung der zweiten Kennlinie K2 nun den Wert DSSGRAD·fkdssgrad_alt, annimmt.
Für den Fall, dass bei Programmpunkt 205 auch oder nur der Offset adaptiert wird, ergibt sich an Stelle der Gleichung (3) folgende Gleichung:
In Gleichung (4) wird dann bei Programmpunkt 225 für ofdss_alt der bei Programmpunkt 205 verwendete Korrekturwert für die Adaption des Offset verwendet.
Bei Programmpunkt 215 stellt nun die Motorsteuerung 60 im Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine 1 fest, dass der Regelfaktor fr um mehr als den vorgegebenen Schwellwert von dem für den Regelfaktor fr vorgegebenen Wert abweicht. Deshalb wird zu Programmpunkt 220 verzweigt und der Offset DSSOFS der zweiten Kennlinie K2 um den vorgegebenen additiven Korrekturwert Δofdss korrigiert, um den Regelfaktor fr dem dafür vorgegebenen Wert anzunähern. Anschließend wird bei Programmpunkt 225 gemäß Gleichung (3) ein neuer multiplikativer Korrekturfaktor fkdssgrad_alt2 adaptiert, wobei die sich ergebende dritte Kennlinie K3 für die Spannung Udss = U_u und damit für den Fall der stehenden Brennkraftmaschine 1 nach wie vor als Saugrohrdruck ps den Umgebungsdruck pu abgibt. Der multiplikative Korrekturfaktor fkdssgrad_alt2 der dritten Kennlinie K3 ergibt sich dabei wie folgt:
Anschließend wird zu Programmpunkt 215 zurück verzweigt und von der Motorsteuerung 60 im Leerlaufbetriebszustand nach wie vor festgestellt, dass der Regelfaktor fr immer noch mehr als der vorgegebene Schwellwert von dem für den Regelfaktor fr vorgegebenen Wert abweicht. Deshalb wird wiederum zu Programmpunkt 220 verzweigt und der Offset der dritten Kennlinie K3 nochmals um den vorgegebenen additiven Korrekturwert Δofdss korrigiert. Anschließend wird bei Programmpunkt 225 gemäß Gleichung (3) wiederum ein neuer multiplikativer Korrekturfaktor fkdssgrad_neu adaptiert, so dass sich als resultierende Kennlinie in diesem Beispiel die korrekte Kennlinie p_Ref ergibt, die für die Spannung Udss = U_u und damit für den Fall der stehenden Brennkraftmaschine 1 als Saugrohrdruck ps nach wie vor den Umgebungsdruck pu abgibt. Dabei ergibt sich der multiplikative Korrekturfaktor fkdssgrad_neu für die nun korrekt adaptierte Kennlinie p_Ref wie folgt:
Anschließend wird zu Programmpunkt 215 zurückverzweigt und festgestellt, dass die Differenz zwischen dem Regelfaktor fr und dem dafür vorgegebenen Wert betragsmäßig die vorgegebene Schwelle unterschreitet. Deshalb wird das Programm anschließend verlassen und die Adaption abgeschlossen.
Für beide beschriebenen Ausführungsformen wurde die Adaption des Korrekturwertes für die der Brennkraftmaschine 1 zugeführte relative Kraftstoffmasse rk vor der Adaption der Kennlinie des Saugrohrdrucksensors 70 abgeschlossen.

Claims

Verfahren zur Adaption der Kennlinie eines Saugrohrdrucksensors (70) einer Brennkraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie für mindestens zwei verschiedene Drücke in einem Saugrohr (10) der Brennkraftmaschine (1) adaptiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie derart adaptiert wird, dass der vom Saugrohrdrucksensor (70) ermittelte Druck im Saugrohr (10) bei stehender Brennkraftmaschine (1) etwa dem Umgebungsdruck entspricht, und dass die Kennlinie in einem Betriebszustand der laufenden Brennkraftmaschine (1) derart adaptiert wird, dass der Regelfaktor einer Regelung eines Luft-/Kraftstoff-Gemisches in etwa einen vorgegebenen Wert erreicht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie derart adaptiert wird, dass eine Differenz zwischen dem Regelfaktor und dem vorgegebenen Wert betragsmäßig unter einer vorgegebenen Schwelle bleibt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebszustand der laufenden Brennkraftmaschine (1) zur Adaption der Kennlinie ein Leerlaufbetriebszustand gewählt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Kennlinie nach Adaption eines Korrekturwertes für eine der Brennkraftmaschine (1) zugeführte Kraftstoffmasse abgeschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Adaptionsschritt ein Offset der Kennlinie in einem Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine (1) derart adaptiert wird, dass der Regelfaktor in etwa den vorgegebenen Wert erreicht, dass in einem zweiten Adaptionsschritt bei stehender Brennkraftmaschine (1) ein Korrekturfaktor für eine Steigung der Kennlinie derart adaptiert wird, dass der vom Saugrohrdrucksensor (70) gemessene Druck im Saugrohr (10) etwa dem Umgebungsdruck entspricht.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Adaptionsschritte wiederholt durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Adaptionsschritt bei stehender Brennkraftmaschine (1) eine Steigung der Kennlinie derart adaptiert wird, dass der vom Saugrohrdrucksensor (70) gemessene Druck im Saugrohr (10) etwa dem Umgebungsdruck entspricht, dass in einem zweiten Adaptionsschritt in einem Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine (1) ein Offset der Kennlinie derart adaptiert wird, dass der Regelfaktor dem vorgegebenen Wert angenähert wird, und dass in Abhängigkeit des adaptierten Offsets und der adaptierten Steigung eine resultierende Kennlinie mit einer neuen Steigung berechnet wird, die bei stehender Brennkraftmaschine (1) etwa den Umgebungsdruck als Druck im Saugrohr (10) ermittelt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Adaptionsschritt vor der Adaption des Offsets dir Kennlinie ein Korrekturwert für eine der Brennkraftmaschine (1) zugeführte Kraftstoffmasse adaptiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset und die Steigung im zweiten Adaptionsschritt so oft adaptiert werden, bis eine Differenz zwischen dem Regelfaktor und dem vorgegebenen Wert betragsmäßig unter einer vorgegebenen Schwelle bleibt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Kennlinie dadurch eingeleitet wird, dass bei stehender Brennkraftmaschine (1) ein Offset der Kennlinie derart adaptiert wird, dass der vom Saugrohrdrucksensor (70) gemessene Druck im Saugrohr (10) etwa dem Umgebungsdruck entspricht.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenz der Umgebungsdruck durch einen Umgebungsdrucksensor (75) gemessen wird.