DE19706126A1 - Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine im Bereich der Magergrenze - Google Patents
Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine im Bereich der MagergrenzeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer
Brennkraftmaschine im Bereich der Magergrenze nach dem Ober
begriff von Anspruch 1.
Eine wichtige Steuergröße bei Brennkraftmaschinen ist das
Luftverhältnis Lambda. Verbrennungsmotoren mit magerer Ver
brennung (Magermotoren) werden mit einem Lambdawert betrie
ben, der größer als im stöchiometrischen Fall (λ = 1) ist, d. h.
es herrscht Luftüberschuß vor (typisch λ = 1,3-1,6). Damit
läßt sich der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine verbessern,
was mit einer Verbrauchsreduzierung einhergeht. Bei extrem
mageren Betrieb sinken auch die Stickoxidemissionen ab. Mit
zunehmender Abmagerung steigen aber die Schwankungen zwischen
den Verbrennungszyklen, bis schließlich Entflammungsaussetzer
auftreten.
Das Auftreten von Aussetzern stellt eine natürliche Grenze
für den Magerbetrieb der Brennkraftmaschine dar (Magergren
ze), die nicht überschritten werden darf.
Aus der DE 195 22 659 A1 ist ein Kraftstoffzufuhrsystem und
ein Kraftstoffzufuhrverfahren für eine Verbrennungskraftma
schine bekannt, bei der unter bestimmten Betriebsbedingungen
eine magere Verbrennung bei einem Luft/Kraftstoffverhältnis
durchgeführt wird, das magerer ist als das stöchiometrische
Luft/Kraftstoffverhältnis.
Hierzu weist das bekannte Kraftstoffzufuhrsystem folgendes
auf:
- - eine Kraftstoffzufuhreinrichtung zur Steuerung der zuzufüh renden Kraftstoffmenge,
- - eine Verbrennungsschwankungs-Erfassungseinrichtung zur Er fassung eines Schwankungszustandes der Verbrennung in der Maschine,
- - eine Kraftstoffzufuhr-Steuereinrichtung, die entsprechend einem vorherbestimmten Steuerwert auf der Basis eines Er fassungswertes von der Verbrennungsschwankungs-Erfassungs einrichtung eine Kraftstoffmenge bestimmt, die von der Kraftstoffzufuhreinrichtung zuzuführen ist, um ein Luft/Kraftstoffverhältnis der Verbrennungskraftmaschine auf einem Wert in der Nähe einer Magerverbrennungsgrenze zu halten, und die Kraftstoffzufuhreinrichtung auf der Basis des Wertes der so bestimmten Kraftstoffmenge steuert,
- - eine Betriebszustands-Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine,
- - eine Steuerwert-Aktualisierungseinrichtung für eine wieder holte Aktualisierung des vorherbestimmten Steuerwertes auf der Basis des Erfassungswertes, wenn durch die Betriebszu stands-Erfassungseinrichtung erfaßt worden ist, daß sich die Verbrennungskraftmaschine in einem ersten Betriebs zu stand befindet und
- - eine Steuerwert-Halteeinrichtung zum Halten des Steuerwerts auf einem Wert, auf den der Steuerwert in dem unmittelbar vorhergehenden ersten Betriebszustand aktualisiert wurde, wenn durch die Betriebszustands-Erfassungseinrichtung er faßt worden ist, daß sich die Verbrennungskraftmaschine au ßerhalb des ersten Betriebszustand befindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Regelung einer Brennkraftmaschine in einem Magerverbrennungs
bereich anzugeben, das auch bei Betrieb der Brennkraftmaschi
ne in der Nähe der Verbrennungsgrenze bis hin zur Magergrenze
eine stabile Verbrennung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Un
teransprüchen.
Das vorgeschlagene System erkennt selbständig, ob der vorge
gebene Sollwert für das Luftverhältnis an die Magergrenze
stößt. Solange der Sollwert die Magergrenze nicht überschrei
tet, wird das vorgegebene Luftzahlverhältnis unverändert aus
gegeben. Erst wenn die Magergrenze überschritten wird, wirkt
diese Einrichtung zur Überwachung auf den Ausgabewert ein,,
indem der aktuell bestimmte Grenzwert ausgegeben wird.
Der Betrieb der Brennkraftmaschine an der Magergrenze erfolgt
dabei geregelt. Unter bestimmten Bedingungen wird aus den
Reglerwerten eine Verschiebung der Magergrenze adaptiert und
nichtflüchtig gespeichert. Mit Hilfe dieses Adaptionswertes
kann ein sicherer Betrieb an der Magergrenze erreicht werden,
wenn keine aktive Regelung möglich ist.
Um in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine eine
Verbrennung ohne auftretende Aussetzer sicherzustellen, wird
die Magergrenze überwacht und nötigenfalls das geforderte
Luftverhältnis nach oben begrenzt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 Diagramme für die Beschränkung des Lambdasoll
wertes durch die Magergrenze für zwei verschiedene
Brennkraftmaschinen,
Fig. 3 ein Blockschaltbild der gesamten Regelstruktur,
Fig. 4 ein Zustandsdiagramm, das die Betriebszustände der
Magergrenzenregelung bzw. der Magergrenzenadaption
zeigt,
Fig. 5 ein Flußdiagramm der Magergrenzenregelung bzw. der
Magergrenzenadaption,
Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Aufbereitung der Laufunruhe
werte,
Fig. 7 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des Regelungs
konzeptes,
Fig. 8 ein Blockschaltbild zur Adaption der Magerlaufgrenze
und
Fig. 9 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Brennkraftma
schine mit zugehöriger Steuereinrichtung, bei der das
erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung gelangt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen das Grundprinzip für ein verein
fachtes Beispiel der Lambdasollwertvorgabe über der Drehzahl
N. Mit KF_LAM_SOLE ist dabei der Verlauf des Lambdasollwertes
eingezeichnet. Die gepunktete Linie stellt den Verlauf der
Magergrenze dar. Wenn es möglich ist, soll die Brennkraftma
schine in einem Drehzahlbereich BR1 an der Magergrenze be
trieben werden. Die Kurven für die Magergrenze und für den
Lambdasollwert sind deshalb in diesem Drehzahlbereich BR1
deckungsgleich. Im Drehzahlbereich BR2 soll die Brennkraftma
schine verbrauchsoptimal oder mit geringstem Schadstoffaus
stoß etwas unterhalb der Magergrenze mit dem vorgegebenen
Lambdasollwert KF_LAM_SOLL betrieben werden. Der Lambdasoll
wert ist betriebspunktabhängig in einem Kennfeld eines Spei
chers der elektronischen Steuerungseinrichtung der Brenn
kraftmaschine abgelegt. Dieser Sollwert muß nicht unbedingt
die Magergrenze selbst sein, er kann z. B. nur in der Nähe der
Magergrenze liegen. Für ein Brennkraftmaschinenexemplar BKM1,
z. B. für ein Applikationsexemplar, wie es auf dem Prüfstand
war, können diese Vorgaben tatsächlich erfüllt werden (Fig.
1). Ein anderes Exemplar BKM2 (Fig. 2) weist eine, in Rich
tung zu niedrigeren Lambdawerten hin verschobene Magergrenze
auf, so daß in einem Bereich BR2a ein Betrieb an der Mager
grenze erfolgt, obwohl ein Nachfolgen des Lambdasollwertes
erwünscht wäre. Im Drehzahlbereich BR2 kann auch für die
Brennkraftmaschine BKM2 die Forderung, sie mit einem Luftver
hältnis λ = KF_LAM_SOLL zu betreiben, erfüllt werden.
Zur Regelung bzw. Adaption der Magergrenze werden die aus
verschiedenen Verfahren zur Verbrennungsaussetzererkennung
bekannten Laufunruhewerte (LU-Werte) herangezogen. In der
EP 0 576 705 A1 ist ein Verfahren zur Verbrennungsaussetzerer
kennung über Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit der Kur
belwelle beschrieben, wobei die allgemeine Drehzahltendenz
und zusätzlich ungleichmäßige Drehzahländerungen berücksich
tigt werden. Das dort beschriebene Verfahren liefert einen
Laufunruhewert LU, der proportional zur Änderung der Winkel
geschwindigkeit der Kurbelwelle ist. Der so erhaltene Laufun
ruhewert wird anschließend mit einem Grenzwert verglichen und
ein Verbrennungsaussetzer erkannt, wenn der Laufunruhewert
den Grenzwert überschreitet.
In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
195 48 059 ist ein Verfahren zum Erkennen von zyklischen Ver
brennungsschwankungen bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen
beschrieben, bei dem aus Laufunruhewerten, die proportional
zur Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle sind,
Mittelwerte von Laufunruhewerten aufeinanderfolgender Ver
brennungszyklen berechnet werden. Anschließend wird durch
Vergleich des aktuellen Laufunruhewertes mit dem zugehörigen
Mittelwert für den jeweiligen Zylinder ein Abstandsmaß be
stimmt, das proportional zu den zyklischen Verbrennungs
schwankungen ist. Ist das Abstandsmaß größer als ein zylin
derindividueller Grenzwert, so wird auf eine zyklische Ver
brennungsschwankung erkannt.
Die Schwankungen der LU-Werte, quantifiziert z. B. durch die
Standardabweichung, sind ein Maß für die Variation des indu
zierten Gasmomentes durch die Verbrennung und korrelieren mit
der Entfernung zur Magerlaufgrenze.
Führungsgröße bei der Magergrenzenregelung bzw. -adaption ist
ein vorgegebenes maximales Schwankungsmaß der Laufunruhe,
auch als Streuungsmaß bezeichnet. Wird dieses unter- bzw.
überschritten, so erfolgt eine Anpassung der Magergrenze für
die einzelnen Zylinderbänke.
Die Regelstruktur wird anhand des Blockschaltbildes nach Fig.
3 beispielhaft für eine Brennkraftmaschine mit 6 Zylin
dern erläutert, wobei jeweils 3 Zylinder zu einer sogenannten
Bank zusammengefaßt sind. Auch die Lambdaregelung erfolgt
getrennt für die beiden Zylinderbänke.
In einem Kennfeld KF1 sind abhängig vom Betriebspunkt der
Brennkraftmaschine, insbesondere abhängig von der Drehzahl N
und der Luftmasse MAF Werte für das erwartete Streuungsmaß an
der Magergrenze KF_ER_STD_SP abgespeichert. An Stelle der
Luftmasse kann auch eine andere lastrelevante Größe, bei
spielsweise das Drehmoment der Brennkraftmaschine als Ein
gangsgröße für das Kennfeld KF1 verwendet werden, wobei die
Werte für das Drehmoment z. B. mit Hilfe eines beliebigen
Drehmomentenmodelles bestimmt oder berechnet werden können.
Das Kennfeld KF1 wird durch Prüfstandsmessungen abgestimmt.
In einem Block BL1 werden die von der Verbrennungsausset
zererkennung erhaltenen Laufunruhewerte ER_[CYL] aufbereitet.
Im Rahmen der Anforderungen für die On-Board-Diagnose (OBD
II) werden die Laufunruhewerte aus gemessenen Segmentzeiten
(120° KW bei 6 Zylindern) errechnet und zylinderindividuell
zur Verfügung gestellt. Am Ausgang des Blockes BL1 steht der
aktuelle Wert des Streuungsmaßes ER_STD_[CYL] zur Verfügung.
Das erwartete Streuungsmaß KF_ER_STD_SP wird an der Summati
onsstelle S1 von dem mittels der Laufunruhe berechneten aktu
ellen Wert ER_STD_[CYL] abgezogen:
ER_STD_DIF_[CYL] = ER_STD_[CYL] - KF_ER_STD_SP (1)
Die daraus erhaltene Differenz, im folgenden als Regeldiffe
renz ER_STD_DIF_[CYL] bezeichnet, wird von einem Block BL2,
einem später noch detailliert beschriebenen Regelblock (Fig.
7) dazu verwendet, einen Korrekturwert LAM_MAX_CTL_[BANK] als
LAM_MAX_SUBT_[BANK] zur Verschiebung der Magergrenze für die
jeweilige Bank zu berechnen. Unter eingeschränkten Bedingun
gen erfolgt eine Adaption mittels eines Blockes BL3 auf die
mittlere Regelabweichung (Fig. 8). Ist die Regelung nicht
freigegeben, wird aus dem nichtflüchtig gespeicherten Adapti
onswert die Magerverschiebung LAM_MAX_AD_[BANK] als
LAM_MAX_SUBT_[BANK] zugewiesen.
In einem Kennfeld KF2 sind abhängig von der Luftmasse MAF und
der Drehzahl N Werte für die Magerverbrennungsgrenze, kurz
als Magergrenze KF_LAM_MAX bezeichnet, abgelegt. Diese Werte
werden für einen Versuchsmotor auf dem Prüfstand ermittelt.
Von diesem Magergrenzwert wird an der Summationsstelle S2 ein
von einem Kennfeld KF3 abhängig von der Kühlmitteltemperatur
TKW ausgelesener Korrekturwert KF_LAM_MAX_TKW_ADD abgezogen.
Die Differenz LAM_MAX_O wird einer weiteren Summationsstelle
S3 zugeführt, wo eine subtraktive Korrektur durch die Mager
grenzenverschiebung LAM_MAX_SUBT_[BANK] erfolgt. Dieser Wert
ist entweder der adaptierte Wert LAM_MAX_AD_[BANK], wenn die
Bedingungen zum Regeln nicht erfüllt sind (Schalter SCH1 ge
schlossen und Schalter SCH2 in der mit gestrichelter Linie
eingezeichneter Stellung) oder falls Regelbetrieb möglich
ist, die Ausgangsgröße des Reglerblockes LAM_MAX_CTL_[BANK]
(Schalter SCH1 offen und Schalter SCH2 in der eingezeichneten
Stellung). Der Wert LAM_MAX_COR stellt dann die aktuelle Ma
gergrenze dar und ist Eingangsgröße eines Minimalauswahl
blockes BL4.
In einem Kennfeld KF4 sind in Abhängigkeit der Luftmasse MAF
und der Drehzahl N Werte für Lambda KF_LAM_SOLL abgelegt, mit
denen die Brennkraftmaschine betrieben werden soll. Der Wert
KF_LAM_SOLL stellt die zweite Eingangsgröße des Minimalaus
wahlblockes BL4 dar. An den Ausgang dieses Blockes BL4 wird
der kleinere Wert der beiden Eingangsgrößen durchgeschaltet.
Er ist mit LAM_SP bezeichnet und stellt den effektiven
Lambdasollwert dar.
Anhand des Zustandsdiagrammes nach Fig. 4 und des hierzu
äquivalenten Flußdiagrammes nach Fig. 5 wird nun die Zu
standssteuerung für das Verfahren näher erläutert. Zur Ver
einfachung werden für einzelne Verfahrensschritte im Flußdia
gramm nach Fig. 5 folgende Abkürzungen für die nachstehen
den, in den übrigen Figuren benutzten Parameter verwendet:
l ∼ LAM_MAX_CYCNR_CTR
lammax ∼ LAM_MAX_COR
lamsoll ∼ KF_LAM_SOLL
smax ∼ KF_ER_STD_SP
smess ∼ ER_STD_[CYL]
lmin ∼ LAM_MAX_CYCNR_THD
delay ∼ LAM_MAX_CYCNR_DLY
Regelpfad 1 ∼ Zustand Z1
Regelpfad 2 ∼ Zustand Z2
lammax ∼ LAM_MAX_COR
lamsoll ∼ KF_LAM_SOLL
smax ∼ KF_ER_STD_SP
smess ∼ ER_STD_[CYL]
lmin ∼ LAM_MAX_CYCNR_THD
delay ∼ LAM_MAX_CYCNR_DLY
Regelpfad 1 ∼ Zustand Z1
Regelpfad 2 ∼ Zustand Z2
Es existieren sechs Betriebszustände:
- - Z0: Initialisierung
- - Z1: Regelung/Adaption freigegeben, Betrieb der Brenn kraftmaschine an der Magergrenze
- - Z2: Überwachung, kein Betrieb der Brennkraftmaschine an der Magergrenze
- - Z3: Adaption und Regelung gesperrt
- - Z4: Übergang von Regelung/Adaption gesperrt nach Frei gabe
- - Z5: Fehler aufgetreten/Notlauf
Die Programmroutine nach Fig. 5 wird nach jedem Start der
Brennkraftmaschine aufgerufen. Nach dem Start der Brennkraft
maschine befindet sich der Regelalgorithmus im Betriebs zu
stand Z0.
Im Neuzustand des Steuergerätes der Brennkraftmaschine oder
beim Rücksetzen der Adaptionswerte wird der nichtflüchtige
Speicher für einen adaptierten Wert LAM_MAX_AD_MEM_[BANK] mit
dem applizierbaren Sicherheitsabstand LAM_MAX_AD_INI belegt.
In diesem Zustand Z0 erfolgt auch die Initialisierung der
Speicherstellen von ER_STD_MAX_MMV_[CYL] mit einem Anfangs
wert ER_STD_MAX_MMV_INI und des I-Anteils des PI-Reglers mit
einem Wert LAM_MAX_AD_[BANK]. Es wird dieser Wert
LAM_MAX_AD_[BANK] als Stellgröße ausgegeben.
Für die Regelung und Adaption der Magergrenze (Zustand Z1)
muß sichergestellt sein, daß in der Statistik genügend viele
Zyklen mit Magergrenzbetrieb berücksichtigt wurden. Dazu exi
stiert ein Zähler, der die Anzahl l = LAM_MAX_CYCNR_CTR der
Zyklen enthält, die ununterbrochen an der Magergrenze gefah
ren wurden. Dieser Zählerinhalt l wird ebenso wie der Inhalt
k eines weiteren Zählers, im folgenden als Delayzähler be
zeichnet, auf Null gesetzt, d. h. l = 0 und k = 0. Die Magerre
gelung wird nämlich erst freigegeben, wenn eine vorgegebene
Zeitspanne abgelaufen ist. Dies wird über einen Vergleich des
Wertes k mit einem Grenzwert festgestellt.
Nach Ablauf der Initalisierung erfolgt der Übergang in Zu
stand Z3.
Im Verfahrensschritt S2 werden weitere Berechnungen, die zur
Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine nötig sind, wie
beispielsweise die Berechnung der Einspritzzeit, durchge
führt. Im Verfahrensschritt S3 wird überprüft, ob vorgegebene
Bedingungen für die Regelung erfüllt sind.
Die notwendigen Bedingungen für die Regelung der Magergrenze
sind folgende:
- - Die Brennkraftmaschine muß sich im Magerbetrieb befinden.
- - Es darf keine Fettspitze auftreten. Unter Fettspitze wird in diesem Zusammenhang ein Intervall mit absichtlich fettem Gemisch bezeichnet, das der Brennkraftmaschine kurzzeitig zugeführt wird, um den Speicherkatalysator zu regenerieren.
- - Die Berechnung der Laufunruhewerte ist freigegeben.
- - Die Drehzahl N, die Luftmasse MAF und der Zündwinkel
IGA_DIF_TQR_FAC muß jeweils innerhalb eines vorgegebenen,
durch eine untere und obere Grenze bestimmten Bereiches
liegen:
N_LAM_MAX_CTL_MIN <= N <= N_LAM_MAX_CTL_MAX
MAF_LAM_MAX_CTL_MIN <= MAF <= MAF_LAM_MAX_CTL_MAX
IGA_LAM_MAX_CTL_MIN <= IGA_DIF_TQR_FAC <= IGA_LAM_MAX_CTL_MAX - - Begrenzte Dynamik für die Drehzahl N, Luftmasse MAF und LAM ist erfüllt.
- - Keine relevanten Fehlereinträge in einen Fehlerspeicher für die bezüglich des Verfahrens notwendigen Komponenten.
Eine begrenzte Dynamik ist vorhanden, wenn der ermittelte Mo
mentanwert innerhalb einer applizierbaren Dynamikfensterbrei
te N_DYW liegt. Die begrenzte Dynamik für die Drehzahl N und
der Luftmasse MAF erfolgt hier für beide Zylinderbänke ge
meinsam.
Begrenzte Dynamik für die Drehzahl N ist erfüllt wenn gilt:
|N_MMV(n) - N| < N_DYW,
wobei mit N die aktuelle Drehzahl, mit N_MMV(n) der durch ei
ne gleitende Mittelwertbildung nach folgender Gleichung be
rechnete Wert
N_MMV(n) = (1 - CRLC_N) . N_MMV(n-1) + CRLC_N . N,
mit N_MMV(n-1) der alte Mittelwert und mit CRLC_N eine Mitte
lungskonstante bezeichnet ist, die zwischen 0 und 1 liegt.
Ist die obige Bedingung für die begrenzte Dynamik verletzt,
wird der gleitende Mittelwert N_MMV auf den aktuellen Dreh
zahlwert gesetzt:
N_MMV = N
Begrenzte Dynamik für die Luftmasse MAF ist erfüllt wenn
gilt:
|MAF_MMV(n) - MAF| < MAF_DYW,
wobei mit MAF der aktuelle Wert der Luftmasse, mit MAF_MMV(n)
der durch eine gleitende Mittelwertbildung nach folgender
Gleichung berechnete Wert
MAF_MMV(n) = (1 - CRLC_MAF) . MAF_MMV(n-1) + CRLC_MAF . MAF,
mit MAF_MMV(n-1) der alte Mittelwert, mit CRLC_MAF eine Mit
telungskonstante bezeichnet ist, die zwischen 0 und 1 liegt
und der Wert MAF_DYN die Dynamikfensterbreite für die Luftma
sse darstellt.
Ist die obige Bedingung für begrenzte Dynamik verletzt, wird
der gleitende Mittelwert MAF_MMV auf den aktuellen Luft
massenwert gesetzt:
MAF_MMV = MAF
Die begrenzte Dynamik für den Lambdawert LAM wird für die
beiden Bänke getrennt berechnet:
|LAM_IST_MMV_[BANK](n) - LAM_IST_[BANK] < LAM_DYW,
wobei mit LAM_IST_[BANK] der aktuelle Lambdawert der entspre
chenden Bank, mit LAM_IST_MMV_[BANK] (n) der durch eine glei
tende Mittelwertbildung nach folgender Gleichung berechnete
Wert
mit LAM_IST_MMV_[BANK](n-1) der alte Mittelwert und mit CRLC_CRLC_LAM
eine Mittelungskonstante bezeichnet ist, die zwi
schen 0 und 1 liegt.
Ist die obige Bedingung für begrenzte Dynamik verletzt, wird
der gleitende Mittelwert LAM_IST_MMV_[BANK] auf den aktuellen
Lambdawert gesetzt:
LAM_IST_MMV_[BANK] = LAM_IST_[BANK]
Ergibt die im Verfahrensschritt S3 durchgeführte Abfrage, daß
die angegebenen Bedingungen für die Regelung der Magergrenze
nicht erfüllt sind (Schalter SCH1 offen und SCH2 in der mit
gestrichelten Linien eingezeichneten Stellung, siehe Fig.
3), so bleibt im Verfahrensschritt S4 der Inhalt k des Delay
zählers unverändert auf 0 oder er wird, falls er einen ande
ren Wert aufweist, auf den Wert 0 gesetzt (k = 0).
Anschließend wird im Verfahrensschritt S5 der Wert für die
aktuelle Lambdagrenze lammax ∼ LAM_MAX_COR aus dem Adaptions
wert LAM_MAX_AD [BANK] berechnet und als Stellgröße ausgege
ben. In diesem Fall bleibt der Inhalt l des Zählers, der die
Anzahl der an der Magergrenze gefahrenen Zyklen zählt, un
verändert, d. h. der alte Wert wird beibehalten:
l(n) = l(n-1). Der zuletzt adaptierte Wert wird als LAM_MAX_AD_MEM_[BANK] gespeichert. Solange die Bedingungen für die Freigabe der Regelung nicht erfüllt sind, verharrt der Algorithmus in diesem Zustand. Sind die Bedingungen im Schritt S3 erfüllt, findet ein Wechsel von diesem Zustand Z3 in den Übergangs- oder Wartezustand Z4 statt.
l(n) = l(n-1). Der zuletzt adaptierte Wert wird als LAM_MAX_AD_MEM_[BANK] gespeichert. Solange die Bedingungen für die Freigabe der Regelung nicht erfüllt sind, verharrt der Algorithmus in diesem Zustand. Sind die Bedingungen im Schritt S3 erfüllt, findet ein Wechsel von diesem Zustand Z3 in den Übergangs- oder Wartezustand Z4 statt.
Liefert also die Abfrage im Verfahrensschritt S3 ein positi
ves Ergebnis, so wird im Verfahrensschritt S7 der Wert des
Delayzählers um 1 inkrementiert: k = k + 1. Anschließend wird
überprüft, ob der Wert k eine vorgegebene Zählergrenze delay
= LAM_MAX_CYCNR_DLY erreicht hat, d. h. eine vorgegebene Zeit
spanne abgelaufen ist (Verfahrensschritt S8). Ist dies noch
nicht der Fall, so befindet sich die Brennkraftmaschine in
der Übergangsphase, die Magerregelung wird noch nicht freige
geben und es erfolgt ein Rücksprung in den Zustand Z3. Es
wird zum Verfahrensschritt S5 verzweigt. Die aktuelle Lamb
dagrenze lammax ∼ LAM_MAX_COR wird wieder aus dem adaptierten
Wert LAM_MAX_AD [BANK] berechnet und als Stellgröße ausgege
ben. Der zuletzt adaptierte Wert ist als
LAM_MAX_AD_MEM_[BANK] gespeichert.
Ist die Mindestzeit erreicht (Verfahrensschritt S8), so
bleibt der Inhalt des Delayzählers unverändert: K = delay
(Verfahrensschritt S9). Anschließend wird im Verfahrens
schritt S10 die Differenz ER_STD_DIF_[CYL] zwischen dem aktu
ellen Wert des Streuungsmaßes ER_STD_[CYL] und dem erwarteten
Streuungsmaß KF_ER_STD_SP gebildet, in der Fig. 5 verein
facht als smess-smax dargestellt.
Im Verfahrensschritt S11 wird überprüft, ob die Bedingung für
Magergrenzbetrieb erfüllt ist. Hierzu wird abgefragt, ob die
aktuelle Magergrenze LAM_MAX_COR (∼ lammax) größer oder gleich
dem Lambdasollwert KF_LAM_SOLL (∼ lamsoll) ist. Liefert diese
Abfrage ein positives Ergebnis, so liegt der Lambdasollwert
unterhalb der Magergrenze und es kann keine Adaption der Ma
gergrenze durchgeführt werden. Da die Brennkraftmaschine
nicht an der Magergrenze betrieben wird, wird der Wert des
Zyklenzählers LAM_MAX_CYCNR_CTR im Verfahrensschritt S12 auf
0 zurückgesetzt (l(n) = 0). Anschließend wird im Verfahrens
schritt S13 die aktuelle Magergrenze LAM_MAX_COR über den Re
gelpfad 2 (Fig. 7) berechnet. Es wird die Ausgangsgröße
LAM_MAX_CTL_[BANK] als Stellgröße ausgegeben. Es ist nur eine
Verschiebung der Magergrenze nach unten erlaubt. Sind die Be
dingungen für die Regelung nicht mehr erfüllt, so wird in den
Zustand Z3 gesprungen. Überscheitet der Reglerwert vorgegebe
ne, maximale Grenzen wird ein Fehler angenommen und nach Zu
stand Z5 gesprungen.
Ergibt die Abfrage in Verfahrensschritt S11, daß der
Lambdasollwert KF_LAM_SOLL (∼ lamsoll) größer als die Mager
grenze LAM_MAX_COR (∼ lammax) ist, so wird die Brennkraftma
schine an der Magergrenze betrieben. Der Inhalt des Zählers
LAM_MAX_CYCNR_CTR wird um 1 inkrementiert (l(n) = l(n) + 1 im
Verfahrensschritt S14).
Anschließend wird im Verfahrensschritt S15 abgefragt, ob
schon eine vorgegebene Mindestanzahl der Zyklen an der Mager
grenze LAM_MAX_CYCNR_THD (∼ lmin) gefahren wurden. Ist diese
Mindestanzahl noch nicht erreicht, wird zum Verfahrensschritt
S13 verzweigt und die aktuelle Magergrenze wieder über Regel
pfad 2 berechnet. Ist aber die Mindestanzahl der Zyklen an
der Magergrenze LAM_MAX_CYCNR_THD erreicht, findet ein Wech
sel nach Zustand Z1 statt. Im Verfahrensschritt S16 wird die
aktuelle Magergrenze LAM_MAX_COR über den Regelpfad 1 (Fig.
7) berechnet. Es wird die Ausgangsgröße LAM_MAX_CTL_[BANK]
als Stellgröße ausgegeben. Es ist sowohl eine Verschiebung
der Magergrenze nach oben als auch nach unten möglich. Sind
zusätzlich die Bedingungen für die Adaption erfüllt (Abfrage
in Verfahrensschritt S17), erfolgt im Verfahrensschritt S18
eine Adaption von LAM_MAX_AD_MEM_[BANK]. Anschließend wird
zum Verfahrensschritt S2 verzweigt. Der Zyklenzähler behält
seinen Wert, solange KF_LAM_SOLL <= LAM_MAX_COR. Tritt der
Fall KF_LAM_SOLL < LAM_MAX_COR ein, wird LAM_MAX_CYCNR_CTR = l
auf 0 zurückgesetzt.
Sind die Bedingungen für die Regelung nicht mehr erfüllt,
wird in den Zustand Z3 gesprungen. Falls der Inhalt des Zy
klenzählers auf 0 zurückgesetzt wurde (LAM_MAX_CYCNR_CTR ∼ l),
findet ein Wechsel nach Zustand Z2 statt. Überschreitet der
Reglerwert vorgegebene, maximale Grenzen, wird ein Fehler an
genommen und nach Zustand Z5 gesprungen.
Im oben angegebenen Verfahrensschritt S17 wird geprüft, ob
die nachfolgend genannten Bedingungen für die Adaptionsfrei
gabe erfüllt sind
- - Lambdaregelung aktiv,
- - nur kleine Lambda-Regelabweichung vorhanden
|LAM_DIF_[BANK]| < LAM_DIF_LIM, - - Die Drehzahl N, die Luftmasse MAF und die Kühlwassertempe
ratur TKW müssen jeweils innerhalb eines vorgegebenen,
durch eine untere und obere Grenze bestimmten Bereiches
liegen, wobei für die Werte der Drehzahl und der Luftmasse
engere Grenzen gelten als bei den entsprechenden Bedingun
gen für die Freigabe der Regelung im Verfahrensschritt S3:
N_LAM_MAX_AD_MIN <= N <= N_LAM_MAX_AD_MAX
MAF_LAM_MAX_AD_MIN <= MAF <= MAF_LAM_MAX_AD_MAX
TKW_LAM_MAX_AD_MIN <= TKW <= TKW_MAX_LAM_AD_MAX
Ist ein Fehler aufgetreten (Zustand Z5), so wird die Brenn
kraftmaschine in einem sogenannten Notlaufbetrieb gefahren,
und der nichtflüchtige Speicher für den adaptierten Wert,
LAM_MAX_AD_MEM_[BANK], wird mit dem applizierbaren Sicher
heitsabstand LAM_MAX_AD_INI belegt. Alle Zähler werden auf
Null gesetzt. Die Speicherstellen von ER_STD_DIF_MMV_[CYL]
werden mit ER_STD_DIF_MMV_INI und die I-Anteile der PI-Regler
mit LAM_MAX_AD initialisiert. Es wird LAM_MAX_AD_[BANK] als
Stellgröße ausgegeben. Nach Löschung des Fehlereintrags wird
wieder bei Zustand Z0 begonnen.
Die Fig. 6 zeigt in Form eines Blockschaltbildes, wie die
von einem beliebigen Verfahren zur Verbrennungsaussetzerer
kennung erhaltenen Laufunruhewerte zur weiteren Verarbeitung
aufbereitet werden. Am Eingang dieses Blockes BL1 stehen die
zylinderindividuellen Laufunruhewerte ER_[CYL] zur Verfügung.
Zur Reduktion der starken Dehzahlabhängigkeit werden diese
Laufunruhewerte ER_[CYL] mit einem, von der Drehzahl und der
Last der Brennkraftmaschine abhängigen Normierungsfaktor
COR_FAC multipliziert. Der daraus erhaltene normierte Laufun
ruhewert ist mit ER_STND_[CYL] bezeichnet.
Der mittlere Wert ER_STND_MMV_[CYL] der normierten Laufunruhe
eines Zylinders berechnet sich über eine gleitende Mittel
wertbildung:
mit: ER_STND_MMV_[CYL](n) als neuer Mittelwert,
ER_STND_MMV_[CYL](n-1) als alter Mittelwert,
CRLC_ER_STND als ein Gewichtsfaktor, mit dem ein neuer Wert ER_STND_[CYL] in die gleitende Mittelung eingeht und der innerhalb des Bereiches zwischen 0 und 1 gewählt werden kann.
ER_STND_MMV_[CYL](n-1) als alter Mittelwert,
CRLC_ER_STND als ein Gewichtsfaktor, mit dem ein neuer Wert ER_STND_[CYL] in die gleitende Mittelung eingeht und der innerhalb des Bereiches zwischen 0 und 1 gewählt werden kann.
Die Abweichung ER_STND_DIF_[CYL] des aktuellen, normierten
Laufunruhewertes ER_STND_[CYL) eines Zylinders vom jeweiligen
Mittelwert berechnet sich durch:
ER_STND_DIF_[CYL] = ER_STND_[CYL] - ER_STND_MMV[CYL] (3)
(Summationsstelle S4 in Fig. 6)
Die so gebildete Differenz ER_STND_DIF_[CYL] kann positive
oder negative Werte aufweisen.
Zum Berechnen des Streuungsmaßes ER_STD_[CYL] werden negative
Werte für die Abweichung ER_STND_DIF_[CYL] mit einem Wert
-ER_FAC_NEG und positive Werte für die Abweichung
ER_STND_DIF_[CYL] mit dem Wert ER_FAC_POS gewichtet. Positive
Differenzen werden schwächer gewichtet als negative Differen
zen:
Die Fig. 7 zeigt in Form eines Blockschaltbildes BL2 das Re
gelungskonzept. Wie eingangs bereits erwähnt, werden die ein
zelnen Zylinder einer 6-Zylinder-Brennkraftmaschine auf 2
Bänke aufgeteilt. Die beiden Bänke können auch getrennt gere
gelt werden. In Fig. 7 ist das Regelungskonzept nur für eine
Bank dargestellt. Da einer Bank 3 Zylinder zugeordnet sind,
stehen als Eingangsgrößen für den Block BL2 drei Werte
ER_STD_DIF_[CYL] als Regeldifferenz zur Verfügung. Ausschlag
gebend ist das Maximum ER_STD_MAX_[BANK] dieser Werte
ER_STD_DIF_[CYL] der jeweiligen Bank in einem Zyklus:
für die Bank 1 mit den Zylindern 1, 2, 3 gilt:
für die Bank 1 mit den Zylindern 1, 2, 3 gilt:
Die Bestimmung der Maxima ER_STD_MAX_1 und ER_STD_MAX_2 jeder
Bank erfolgt mit Hilfe eines Maximalauswahlblockes BL21.
Da das Streuungsmaß eine stochastische Größe ist, wird
ER_STD_MAX_[BANK] einer gleitenden Mittelwertbildung unter
worfen:
Mit ER_STD_MAX_MMV_[BANK](n) als neuer Mittelwert,
ER_STD_MAX_MMV_[BANK](n-1) als alter Mittelwert und
CRLC_ER_STD_MAX als eine Mittelungskonstante, deren Wert zwi schen 0 und 1 gewählt werden kann. Die Auswahl des Wertes hängt davon ab, wie stark der neue Wert bei der Mittelwert bildung eingehen soll.
ER_STD_MAX_MMV_[BANK](n-1) als alter Mittelwert und
CRLC_ER_STD_MAX als eine Mittelungskonstante, deren Wert zwi schen 0 und 1 gewählt werden kann. Die Auswahl des Wertes hängt davon ab, wie stark der neue Wert bei der Mittelwert bildung eingehen soll.
Für den Regelpfad 1 (Zustand Z1) ist eine Beschränkung von
ER_STD_CTL [BANK] nach oben durch eine obere Grenze
ER_STD_TOL und nach unten durch eine untere Grenze ER_STD_BOL
für den Reglereingang wirksam:
Für den Regelpfad 2 (Zustand Z2) wird nur auf eine Erhöhung
der Streuung reagiert:
Welcher Regelpfad durchlaufen wird, ist vorher bestimmt wor
den (Verfahrensschritte S11-S15, Fig. 5).
Mit den Parametern für den I-Anteil LAM_MAX_I_FAC und den
P-Anteil LAM_MAX_P_FAC des PI-Reglers BL22 lauten die Regler
gleichungen:
Sowohl der Reglerfaktor P-Anteil KF_LAM_MAX_P_FAC als auch
der Reglerfaktor I-Anteil KF_LAM_MAX_I_FAC ist abhängig von
der Differenz ER_STD_CTL_[BANK] jeweils in einem Kennfeld ab
gelegt.
Der Ausgang des Magergrenzenreglers ist beschränkt. Läuft er
in eine obere Begrenzung LAM_MAX_CTL_TOL oder untere Grenze
LAM_MAX_CTL_BOL und verbleibt dort länger als eine Zeit
LAM_MAX_CYCNR_DIAG, so wird in den Fehlerzustand Z5 gesprun
gen.
Solange sich der Regler an der unteren Grenze LAM_MAX_CTL_BOL
befindet, werden nur positive Eingangsgrößen
ER_STD_CTL_[BANK] zugelassen, im Falle der oberen Grenze
LAM_MAX_CTL_TOL nur negative Reglereingangsgrößen.
Die Fig. 8 zeigt das Blockschaltbild zur Adaption der Mager
grenze. Eingangsgröße für die Adaption ist der Ausgangswert
LAM_MAX_CTL_[BANK] des Reglerblockes BL2.
Ist die Adaption freigegeben (Schalter in der gezeichneten
Stellung), berechnet sich der nichtflüchtig gespeicherte Ad
aptionswert LAM_MAX_AD_MEM_[BANK] mittels einer gleitenden
Mittelwertbildung zu
Mit LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n) als neuer Mittelwert,
LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n-1) als alter Mittelwert,
CRLC_LAM_MAX_AD_FAC als eine Mittelungskonstante, deren Wert zwischen 0 und 1 gewählt werden kann. Die Auswahl des Wertes hängt davon ab, wie stark der neue Wert bei der Mittelwert bildung eingehen soll und
KF_LAM_MAX_AD_TKW_FAC als ein von der Kühlmitteltemperatur abhängiger Faktor.
LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n-1) als alter Mittelwert,
CRLC_LAM_MAX_AD_FAC als eine Mittelungskonstante, deren Wert zwischen 0 und 1 gewählt werden kann. Die Auswahl des Wertes hängt davon ab, wie stark der neue Wert bei der Mittelwert bildung eingehen soll und
KF_LAM_MAX_AD_TKW_FAC als ein von der Kühlmitteltemperatur abhängiger Faktor.
Bei Nichterfüllung der Adaptionsbedingungen behält der Spei
cher LAM_MAX_AD_MEM_[BANK] seinen Wert:
LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n) = LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n-1)
Aus dem Adaptionswert ergibt sich der Ausgabewert
LAM_MAX_AD_[BANK] zu:
mit C_LAM_MAX_ADD als additiver Sicherheitsabstand, dessen
Wert zwischen 0 und 1 liegt und mit KF_LAM_MAX_AD_TKW_FAC als
ein von der Kühlmitteltemperatur abhängiger Faktor, dessen
Wert zwischen 0 und 2 liegt.
In Fig. 9 ist das Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine
dargestellt, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zur An
wendung gelangt. Es sind dabei nur diejenigen Teile gezeigt,
die zum Verständnis des Verfahrens notwendig sind. Die Brenn
kraftmaschine weist 6 Zylinder Z1-Z6 auf, die auf zwei Zylin
derbänke ZB1 und ZB2 aufgeteilt sind. Die Zylinder Z1-Z3 sind
der ersten Bank ZB1, die Zylinder Z4-Z6 der zweiten Bank ZB2
zugeordnet. In einem gemeinsamen Ansaugkanal 10 ist in Strö
mungsrichtung der Ansaugluft gesehen hinter einem Luftmassen
messer 11 ein Drosselklappenblock 12 angeordnet. Dieser ent
hält eine Drosselklappe 13, sowie einen nicht näher bezeich
neten Drosselklappensensor. Der Zylinderbank ZB1 ist ein Ab
gaskanal AK1 mit einer darin angeordneten Lambdasonde LS1 zu
geordnet. Der Zylinderbank ZB2 ist ein Abgaskanal AK2 mit ei
ner darin angeordneten Lambdasonde LS2 zugeordnet. Die beiden
Abgaskanäle vereinigen sich stromabwärts der beiden Lambda
sonden zu einem gemeinsamen Abgaskanal AK, in dessen weiteren
Verlauf ein zur Konvertierung schädlicher Abgasbestandteile
dienender Dreiwege-Katalysator 15 angeordnet ist. Es ist aber
auch möglich, für jeden Abgaskanal getrennte Katalysatoren
vorzusehen.
Eine elektronische Steuerungseinrichtung 14 weist einen Mi
krocomputer 16, sowie entsprechende Schnittstellen für
Signalaufbereitungsschaltungen 17 und 19 auf. Der Mikrocompu
ter 16 steuert nach einem festgelegten Programm die erforder
lichen Funktionen zum Betrieb der Brennkraftmaschine, wie
beispielsweise die Einstellung des Kraftstoff-Luftgemisches
auf einen vorgegebenen Wert mit Hilfe einer Lambdaregelungs
einrichtung 18. Hierzu sind die Ausgangssignale des Luft
massenmessers 11, des Drosselklappensensors, eines Drehzahl
sensors 19, eines Kühlmitteltemperatursensors 20, eines Sen
sors 21, der die Stellung der Kurbelwelle der Brennkraftma
schine wiedergibt und die der beiden Lambdasonden LS1, LS2 als
Eingangsgrößen an die Signalaufbereitungsschaltung 17 ge
führt.
Weitere Eingangssignale, die zur Steuerung des Betriebes der
Brennkraftmaschine nötig sind, wie beispielsweise Umgebungs
druck und -temperatur, sind mit einem Pfeilsymbol gekenn
zeichnet.
Der Mikrocomputer 16 führt auch die Funktionen zur Regelung,
Überwachung und Adaption der Magergrenze aus, die anhand der
Fig. 1-8 beschrieben wurden. Die entsprechenden Blöcke
BL1-BL4 und die zugehörigen Kennfelder KF1-KF4 sind in dem
Blockschaltbild für die Steuerungseinrichtung eingezeichnet.
Der Block LU repräsentiert einen bekannten Verfahrensablauf,
mit dem aus Werten für die Schwankungen der Winkelgeschwin
digkeit zylinderindividuelle Laufunruhewerte ER_STD_[CYL] er
mittelt werden. Über eine weitere Signalaufbereitungsschal
tung 19 werden über entsprechende Signale die zur Steuerung
der Brennkraftmaschine benötigten Aktoren, z. B. die Einspritz
ventile 20-25 angesteuert. Weitere Ausgangssignale sind mit
einem Pfeilsymbol angedeutet.
Claims (16)
1. Verfahren zum Regeln des Luft/Kraftstoffverhältnis einer,
mindestens einen Zylinder (Z1 . . . Z6) aufweisenden Brenn
kraftmaschine, um das Luftverhältnis auf einen vorgegebenen
Sollwert (KF_LAM_SOLL) in der Nähe einer vorgegebenen Ma
gerverbrennungsgrenze (KF_LAM_MAX) einzustellen, wobei
- - Schwankungszustände der Verbrennung in den einzelnen Zylin dern (Z1 . . . Z6) über zylinderindividuelle Laufunruhewerte (ER_[CYL]) erfaßt werden und
- - daraus aktuelle Werte für ein Streuungsmaß (ER_STD_[CYL]) abgeleitet werden, die ein Maß für die Entfernung der tat sächlichen Nagerverbrennungsgrenze darstellen,
- - die Werte für das aktuelle Streuungsmaß (ER_STD_[CYL]) mit Werten für ein vorgegebenes Streuungsmaß (ER_STD_SP) ver glichen werden und
- - bei Unterschreiten oder Überschreiten des vorgegebenen Streuungsmaßes (KF_ER_STD_SP) eine Anpassung der vorgegebe nen Magerverbrennungsgrenze (KF_LAM_MAX) durch eine Mager grenzenverschiebung mittels eines Korrekturwertes (LAM_MAX_SUBT_[BANK]) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Korrekturwert (LAM_MAX_SUBT_[BANK]) die Ausgangsgröße
(LAM_MAX_CTL_[BANK]) einer Regeleinheit (BL2) verwendet
wird, wenn vorgegebene Bedingungen für die Freigabe der Re
gelung der Magerverbrennungsgrenze erfüllt sind, andern
falls als Korrekturwert (LAM_MAX_SUBT_[BANK]) ein mittels
einer Adaptionseinrichtung (BL3) adaptierter Wert
(LAM_MAX_AD_[BANK]) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die mittels des Korrekturwertes (LAM_MAX_SUBT_[BANK]) an
gepaßte Magerverbrennungsgrenze die aktuelle Magerverbren
nungsgrenze (LAM_MAX_COR) für die Brennkraftmaschine (BKM1, 2)
darstellt und zusammen mit dem vorgegebenen Lambdasollwert
(KF_LAM_SOLL) einer Minimalauswahlstufe (BL4) zugeführt wird,
die den kleineren der beiden Werte (LAM_MAX_COR, KF_LAM_SOLL)
als effektiven Sollwert für die Luftzahl (LAM_SP) auswählt,
mit dem die Brennkraftmaschine (BKM1, 2) betrieben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wert für die vorgegebene Magerverbrennungsgrenze
(KF_LAM_MAX), der Lambdasollwert (KF_LAM_SOLL) und der Wert
für das vorgegebene Streuungsmaß (ER_STD_SP) abhängig von ei
ner lastrelevanten Größe (MAF) und der Drehzahl (N) der
Brennkraftmaschine (BKM1, 2) jeweils in einem Kennfeld (KF2;
KF4; KF1) abgelegt ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Wert für die Magerverbrennungsgrenze
(KF_LAM_MAX) mit einem von der Temperatur der Brennkraftma
schine (BKM1, 2) oder einer von ihr abgeleiteten Größe, insbe
sondere der Kühlmitteltemperatur (TKW) abhängigen Wert
(KF_LAM_MAX_TKW_ADD) korrigiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Differenz zwischen dem aktuellen Streuungsmaß (ER_STD_[CYL])
und dem vorgegebenen Streuungsmaß (ER_STD_SP) an der Mager
verbrennungsgrenze gebildet und als Regeldifferenz
(ER_STD_DIF_[CYL]) einer Regeleinheit (BL2) zur Regelung der
Magerverbrennungsgrenze (KF_LAM_MAX) zugeführt wird und an
deren Ausgang die Stellgröße (LAM_MAX_CTL_[BANK]) ausgegeben
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die zylinderindividuellen Laufunruhewerte (ER_[CYL]) mit tels eines, von einer lastrelevanten Größe (MAF) und der Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine (BKM1, 2) abhängigen Normierungsfaktors (COR_FAC) normiert werden,
- - ein mittlerer Wert der normierten Laufunruhewerte (ER_STND_MMV_[CYL]) berechnet wird,
- - anschließend die Abweichung (ER_STND_DIF_CYL) des aktuellen Laufunruhewertes eines Zylinders (Z1-Z6) vom jeweiligen Mittelwert (ER_STND_MMV_[CYL]) berechnet wird und
- - aus der Abweichung (ER_STND_DIF_CYL) durch Multiplikation mit einem Faktor (ER_FAC_POS, _ER_FAC_NEG) das aktuelle Streuungsmaß (ER_STD_[CYL]) ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
mittlere Wert (ER_STND_MMV_[CYL]) der normierten Laufunruhe
eines Zylinders über eine gleitende Mittelwertbildung nach
folgender Vorschrift berechnet wird:
mit: ER_STND_MMV_[CYL] (n) als neuer Mittelwert,
ER_STND_MMV_[CYL](n-1) als alter Mittelwert,
CRLC_ER_STND als ein Gewichtsfaktor, mit dem ein neuer Wert ER_STND_[CYL] in die gleitende Mittelung eingeht und der innerhalb des Bereiches zwischen 0 und 1 liegt.
mit: ER_STND_MMV_[CYL] (n) als neuer Mittelwert,
ER_STND_MMV_[CYL](n-1) als alter Mittelwert,
CRLC_ER_STND als ein Gewichtsfaktor, mit dem ein neuer Wert ER_STND_[CYL] in die gleitende Mittelung eingeht und der innerhalb des Bereiches zwischen 0 und 1 liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
- - überprüft wird, ob der Wert für die aktuelle Magerverbren nungsgrenze (LAM_MAX_COR) größer oder gleich dem vorgegebe nen Sollwert (KF_LAM_SOLL) ist,
- - bei Erfülltsein dieser Bedingung nur eine Verschiebung der Magerverbrennungsgrenze nach unten zugelassen wird (Regelpfad 2, Zustand Z2) und eine Adaption der Magerver brennungsgrenze gesperrt ist,
- - bei Nichterfülltsein dieser Bedingung überprüft wird, ob eine vorgegebene Mindestanzahl (LAM_MAX_CYCNR_THD) an Zy klen erreicht ist, während der die Brennkraftmaschine an der Magerverbrennungsgrenze betrieben worden ist,
- - bei Erreichen der Mindestanzahl eine Verschiebung der Ma gerverbrennungsgrenze sowohl nach oben als auch nach unten zugelassen wird (Regelpfad 1, Zustand Z1) und
- - ein neuer Adaptionswert für die Adaption der Magerverbren nungsgrenze berechnet wird, falls vorgegebene Freigabebe dingungen für die Adaption erfüllt sind.
10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regeleinheit (BL2) einen Regler (BL22) mit Proportional-
Integralverhalten enthält, für den folgende Reglergleichungen
gelten:
mit den Parametern für den I-Anteil LAM_MAX_I_FAC und den P-Anteil LAM_MAX_P_FAC.
mit den Parametern für den I-Anteil LAM_MAX_I_FAC und den P-Anteil LAM_MAX_P_FAC.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Reglerfaktor P-Anteil (KF_LAM_MAX_P_FAC) als auch der
Reglerfaktor I-Anteil (KF_LAM_MAX_I_FAC) abhängig von der
Differenz (ER_STD_DIF_[CYL]) zwischen dem aktuellen Streu
ungsmaß (ER_STD_[CYL]) und dem maximalen Streuungsmaß
(ER_STD_SP) an der Magerverbrennungsgrenze jeweils in einem
Kennfeld abgelegt sind.
12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
aus den Werten für die Regeldifferenz (ER_STD_DIF_[CYL]) der
einzelnen Zylinder (Z1 . . . Z6) mit Hilfe eines Maximalauswahl
blockes (BL21) das Maximum (ER_STD_MAX) ausgewählt und an
schließend einer gleitenden Mittelwertbildung nach folgender
Beziehung unterworfen wird:
mit ER_STD_MAX_MMV_[BANK](n) als neuer Mittelwert, ER_STD_MAX_MMV_[BANK](n-1) als alter Mittelwert und CRLC_ER_STD_MAX als eine Mittelungskonstante, deren Wert zwi schen 0 und 1 gewählt werden kann und die Auswahl des Wertes davon abhängt, wie stark der neue Wert bei der Mittelwertbil dung eingehen soll.
mit ER_STD_MAX_MMV_[BANK](n) als neuer Mittelwert, ER_STD_MAX_MMV_[BANK](n-1) als alter Mittelwert und CRLC_ER_STD_MAX als eine Mittelungskonstante, deren Wert zwi schen 0 und 1 gewählt werden kann und die Auswahl des Wertes davon abhängt, wie stark der neue Wert bei der Mittelwertbil dung eingehen soll.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
bei freigegebener Adaption ein nichtflüchtig gespeicherter
Adaptionswert (LAM_MAX_AD_MEM_[BANK] mittels einer gleitenden
Mittelwertbildung berechnet wird nach folgender Vorschrift:
mit LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n) als neuer Mittelwert,
LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n-1) als alter Mittelwert,
CRLC_LAM_MAX_AD_FAC als eine Mittelungskonstante, deren Wert zwischen 0 und 1 gewählt wird und die Auswahl des Wertes da von abhängt, wie stark der neue Wert bei der Mittelwertbil dung eingehen soll und mit
KF_LAM_MAX_AD_TKW_FAC als ein von der Kühlmitteltemperatur TKW abhängiger Faktor.
mit LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n) als neuer Mittelwert,
LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n-1) als alter Mittelwert,
CRLC_LAM_MAX_AD_FAC als eine Mittelungskonstante, deren Wert zwischen 0 und 1 gewählt wird und die Auswahl des Wertes da von abhängt, wie stark der neue Wert bei der Mittelwertbil dung eingehen soll und mit
KF_LAM_MAX_AD_TKW_FAC als ein von der Kühlmitteltemperatur TKW abhängiger Faktor.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
bei Nichterfüllung der Adaptionsbedingungen der gespeicherte
Wert (LAM_MAX_AD_MEM_[BANK]) unverändert bleibt:
LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n) = LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n-1)
LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n) = LAM_MAX_AD_MEM_[BANK](n-1)
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich
net, daß aus dem Adaptionswert (LAM_MAX_AD_MEM_[BANK]) ein
Ausgabewert (LAM_MAX_AD_[BANK]) berechnet wird nach folgender
Vorschrift:
mit C_LAM_MAX_ADD als ein Faktor, der zwischen 0 und 1 liegt und mit KF_LAM_MAX_AD_TKW_FAC als ein von der Kühlmitteltem peratur abhängiger Faktor, dessen Wert zwischen 0 und 2 liegt.
mit C_LAM_MAX_ADD als ein Faktor, der zwischen 0 und 1 liegt und mit KF_LAM_MAX_AD_TKW_FAC als ein von der Kühlmitteltem peratur abhängiger Faktor, dessen Wert zwischen 0 und 2 liegt.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Zylinder (Z1 . . . Z6) der Brenn
kraftmaschine (BKM1, 2) auf mehrere Zylinderbänke (ZB1, ZB2)
aufgeteilt sind und die Anpassung und die Adaption der Ma
gerverbrennungsgrenze (KF_LAM_MAX) getrennt für die einzel
nen Zylinderbänke (ZB1, ZB2) erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997106126 DE19706126C2 (de) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine im Bereich der Magergrenze |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997106126 DE19706126C2 (de) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine im Bereich der Magergrenze |
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