DE19955649C2

DE19955649C2 - Elektronische Motorsteuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19955649C2
Application number: DE19955649A
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg Nitsche; Frank Rodefeld
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Audi AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Audi AG
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2002-01-10
Anticipated expiration: 2019-11-20
Also published as: JP2003515044A; KR20020005575A; WO2001038709A1; DE50008415D1; EP1147300A1; EP1147300B1; DE19955649A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Motorsteuerung einer Brennkraftma schine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße elektronische Motorsteuerung einer Brennkraftmaschine zur parameterabhängigen Steuerung einer Grund-Gemischmenge eines für den aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine geeigneten Kraftstoff- Luft-Gemisches zwischen einem bezogen auf die aktuelle Verbrennungssitu ation mageren Gemisch mit weniger Kraftstoffanteil und einem fetten Gemisch mit höherem Kraftstoffanteil sowie zur Steuerung weiterer Funktionen, insbe sondere der Zündfunktion ist aus DE 197 27 861 C1 bekannt. Diese elektro nische Motorsteuerung umfasst eine Kraftstoffmengen-Adaptiereinrichtung, mittels der eine vorbestimmbare Kraftstoffmenge als Kraftstoffmehrmenge für eine Beschleunigungsanreicherung oder als Kraftstoffmindermenge für eine Verzögerungsabmagerung zur durch die Motorsteuerung vorgegebenen Grund-Gemischmenge adaptierbar und innerhalb einer bestimmten Zeit wieder abbaubar ist. Weiter ist eine Lambda-Sonde als O₂-Sonde im Abgasstrom der Brennkraftmaschine vorgesehen, mittels der unter Abgabe eines "mager"- Lambda-Signals ein mageres Gemisch sensierbar ist. Mit der Lambda-Sonde und der Kraftstoffmengen-Adaptiereinrichtung ist eine Korrektureinheit verbun den, mit der in Abhängigkeit des Lambda-Sondensignals eine Kraftstoffkorrek turmenge adaptierbar ist.

Es sind relativ komplizierte Algorithmen zur Ermittlung von Adaptionswerten und zur Durchführung der Adaptionsvorgänge angegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit relativ einfachen Maßnahmen eine für einen optimierten Betrieb der Brennkraftmaschine geeignete Kraftstoff-Korrektur menge zu adaptieren.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist mittels der Korrektureinheit beim Vorliegen eines "mager"-Lambda-Signals innerhalb einer Zeit (B, V) die adaptierte Kraftstoff menge um eine vorgebbare Korrekturmehrmenge zusätzlich sowohl bei einer Beschleunigungsanreicherung als auch einer Verzögerungsabmagerung adaptierbar. Diese adaptierte Kraftstoffmehrmenge ist dabei durch einen rela tiv großen, innerhalb relativ kurzer Zeit glockenförmigen Kurzzeitanteil und einen überlagerten, relativ kleineren, bis zum Ende der Adaptierzeit relativ langsam abregelbaren Langzeitanteil bestimmt, wobei mit der Korrekturmehr menge der Langzeitanteil beeinflussbar ist.

Somit wird hier mit der Korrekturmehrmenge vorteilhaft der Langzeitanteil be einflusst, da innerhalb der kurzen Zeit eines geeigneten Kurzzeitanteils eine über ein "mager"-Lambda-Signal erfassbare Reaktion auf eine Laständerung regelmäßig noch nicht vorliegt.

Insbesondere können damit Kraftstoffwandfilmänderungen im Saugrohr einer Saugrohr-Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2 besser berücksichtigt und kompensiert werden. Eine elektronische Motorsteuerung mit Anreicherungs funktion für eine Saugrohr-Brennkraftmaschine ist aus DE 42 22 693 A1 be kannt.

Für eine deutliche Darstellung der Erfindung sind vorstehend eine Kraftstoff mengen-Adaptiereinrichtung und eine Korrektureinheit separat benannt. Vor zugsweise werden jedoch nach Anspruch 3 in üblicher Weise die dazu erfor derlichen elektronischen Bauteile und/oder elektronischen Funktionen in einem einzigen elektronischen Bauteil der Motorsteuereinheit integriert. Eine solche Integration ist auch aus DE 197 27 861 C1 bekannt.

Einfachere, bekannte Lambda-Sonden nach Anspruch 4 sind als Zweipunkt sonden mit einem digitalen Ausgang für ein "mager"-Lambdasignal und einem "fett"-Lambdasignal ausgebildet. Die erfindungsgemäße Korrektur mit einer Kraftstoff-Korrekturmehrmenge wird während der Adaptierzeit vorgenommen, wenn ein "mager"-Lambdasignal vorliegt. Lambda-Sonden mit einem kontinu ierlichen Signalausgang können durch Verwendung von Schwellwertschaltun gen ggf. in der vorstehenden Weise auch als Zweipunktsonden betrieben wer den. Eine Lambda-Sonde mit Zweipunktverhalten ist aus DE 42 22 693 A1 be kannt.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, eine Korrekturmehrmenge zu be stimmen und vorzugeben:
Gemäß Anspruch 5 wird die Korrekturmehrmenge vorzugsweise beim Vorlie gen des "mager"-Lambdasignals durch eine Multiplikation der gerade aktuell adaptierten Kraftstoffmenge (Kraftstoffmehrmenge für eine Beschleunigungs anreicherung oder Kraftstoffmindermenge für eine Verzögerungsabmagerung) mit einem Faktor größer 1 bestimmt. Dieser Faktor größer 1 kann wiederum als Funktion weiterer Parameter, vorzugsweise der Temperatur und dem Last wechselgrad, berechnet und vorgegeben werden. Anstelle des vorstehend ge nannten Faktors oder ggf. zusätzlich als weitere Korrektur kann nach Anspruch 6 die Korrekturmehrmenge beim Vorliegen des "mager"-Lambdasignals wäh rend einer Adaptionszeit durch die Addition der adaptierten Kraftstoffmenge mit einem vorgebbaren Korrekturbetrag in der Art einer Niveauverschiebung bestimmt werden. Multiplikative und additative Korrekturen sind aus DE 33 41 41 015 C2 bekannt.

Anstelle der vorstehenden Korrekturmaßnahmen oder ggf. als zusätzliche Kor rektur wird mit Anspruch 7 vorgeschlagen, dass die Korrekturmehrmenge beim Vorliegen des "mager"-Lambdasignals durch Umschalten auf ein abgelegtes Korrektur-Kennfeld bestimmbar ist. Durch ein solches Korrektur-Kennfeld kön nen ein Grund-Kennfeld und/oder ein Lastwechsel-Kennfeld ggf. ersetzt oder moduliert werden.

Bei der Aufschaltung und Auswertung eines kontinuierlichen Lambdasignals einer entsprechend kontinuierlich arbeitenden Lambda-Sonde gemäß An spruch 8 kann eine weitere Optimierung dadurch erfolgen, dass die Korrektur mehrmenge durch eine zugeordnete, stetige Anpassung bestimmt wird. Eine Lambda-Sonde mit kontinuierlichem Signalausgang und darauf basierender inkrementeller Korrektur ist aus DE 41 15 211 A1 bekannt.

Nach Anspruch 9 sind die adaptierbare Kraftstoffmenge und/oder die Adaptier zeit und/oder die Korrekturmehrmenge unter Berücksichtigung von Einfluss größen an die jeweils aktuellen Gegebenheiten anpassbar und berechenbar. Insbesondere sind als Einflussgrößen die Temperatur und der konkrete Last wechselvorgang wesentlich. Es können ggf. jedoch auch weitere erfassbare Einflussgrößen berücksichtigt werden, die ggf. ohnehin in der Motorsteuerung berücksichtigt werden. Die Berücksichtigung solcher Einflussgrößen ist allge mein aus DE 42 22 693 A1 bekannt.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

In der einzigen Figur ist schematisch in einem Diagramm a₎ die adaptierte Kraftstoffmenge über der Zeit aufgetragen, wobei mit dem Plus-Zeichen eine Kraftstoffmehrmenge und mit dem Minus-Zeichen eine Kraftstoffmindermenge bezeichnet ist. Unterhalb des Diagramms a₎ ist ein dem Diagramm a₎ zugeord netes Diagramm b₎ gezeigt, in dem das Lambdasignal einer vorzugsweise als O₂-Sonde ausgebildeten Lambdasonde über der Zeit aufgetragen ist.

Im Diagramm a₎ ist mit B die Adaptierzeit bei einer Beschleunigung mit einer Beschleunigungsanreicherung dargestellt. Die adaptierte Kraftstoffmenge 1 ist im Diagramm a₎ mit einer durchgezogenen Linie dargestellt und ist durch einen relativ großen, innerhalb einer relativ kurzen Zeit glockenförmigen Kurzzeitan teil 2 und einen überlagerten, relativ kleineren, bis zum Ende der Adaptierzeit B relativ langsam abregelbaren Langzeitanteil 3 bestimmt.

Beim Vorliegen eines "mager"-Lambdasignals an der Lambda-Sonde entspre chend dem Diagramm b, der Fig. 1 wird die adaptierte Kraftstoffmenge 1 um eine vorgebbare Korrekturmehrmenge 4 zusätzlich adaptiert. Wie dies der Fig. 1 durch einen Vergleich der beiden Diagramme a₎ und b₎ entnommen wer den kann, erfolgt die Adaption mittels der Korrekturmehrmenge 4 lediglich so lange, bis an der Lambda-Sonde kein "mager"-Lambdasignal mehr vorliegt.

Der Kurvenverlauf der adaptierten Kraftstoffmenge 1 ohne eine derartige Kor rektur ist im Diagramm a₎ der Fig. 1 strichliert eingezeichnet.

Die Korrekturmehrmenge 4 kann hier beispielsweise beim Vorliegen des "ma ger"-Lambdasignals durch eine Multiplikation der gerade aktuell adaptierten Kraftstoffmenge 1, d. h. der Kraftstoffmehrmenge im Fall der hier gerade be trachteten Beschleunigungsanreicherung, mit einem Faktor größer 1 bestimmt werden. Dieser Faktor größer 1 kann wiederum als eine Funktion weiterer Pa rameter, wie beispielsweise der Temperatur und/oder dem Lastwechselgrad, berechnet und vorgegeben werden.

Auf der rechten Seite des Diagramms a₎ der Fig. 1 und dadurch entsprechend auf der rechten Seite des Diagramms b₎ der Fig. 1 ist der umgekehrte Fall einer Verzögerungsabmagerung bei einer Verzögerung während einer Adap tierzeit V dargestellt. Entsprechend der eben in Verbindung mit der Beschleu nigungsanreicherung beschriebenen Korrektur wird auch hier beim Vorliegen eines "mager"-Lambdasignals innerhalb der Adaptierzeit V eine adaptierte Kraftstoffmenge 6 entsprechend einer Kraftstoffmindermenge bei der hier vor liegenden Verzögerungsabmagerung um eine vorgebbare Korrekturmehrmen ge 5 zusätzlich adaptiert. Auch hier wird die zusätzliche Adaption mittels der Korrekturmehrmenge 5 gestoppt, sobald kein "mager"-Lambdasignal an der Lambda-Sonde mehr vorliegt. Entsprechend der Beschleunigungsanreiche rung kann die Korrekturmehrmenge 5 beispielsweise auch hier beim Vorliegen des "mager"-Lambdasignals durch eine Multiplikation der Kraftstoffmindermenge mit einem Faktor größer 1 bestimmt werden, wobei auch dieser Faktor größer 1 wiederum als Funktion weiterer Parameter, wie z. B. der Temperatur und/oder dem Lastwechselgrad, berechnet und vorgegeben sein kann.

Die Lambda-Sonde ist hier vorzugsweise als Zweipunktsonde mit einem digi talen Ausgang für ein "mager"-Lambdasignal und ein "fett"-Lambdasignal aus gebildet. Diese Lambda-Sonde ist mit den elektronischen Bauteilen einer Kraftstoffmengen-Adaptiereinrichtung und/oder einer Korrektureinheit, die in einer elektronischen Motorsteuereinheit integriert sind, gekoppelt, wobei die Lambda-Sonde im Abgasstrom der Brennkraftmaschine ein mageres Gemisch sensieren kann.

Mit der erfindungsgemäßen Korrekturmehrmenge 4, 5 wird hier der Langzeit anteil 3 der adaptierten Kraftstoffmenge 1 beeinflusst, da innerhalb der kurzen Zeit eines geeigneten Kurzzeitanteils 2 eine über ein "mager"-Lambdasignal erfassbare Reaktion auf eine Laständerung in der Regel noch nicht vorliegt.

Claims

1. Elektronische Motorsteuerung einer Brennkraftmaschine,
zur parameterabhängigen Steuerung einer Grund-Gemischmenge eines für den aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine geeigneten Kraftstoff-Luft-Gemisches zwischen einem bezogen auf die aktuelle Verbrennungssituation mageren Gemisch mit weniger Kraftstoffanteil und einem fetten Gemisch mit höherem Kraftstoffanteil sowie zur Steuerung weiterer Funktionen, insbesondere der Zündfunktion,
mit einer Kraftstoffmengen-Adaptiereinrichtung mittels der eine vorbe stimmbare Kraftstoffmenge als Kraftstoffmehrmenge für eine Beschleuni gungsanreicherung oder als Kraftstoffmindermenge für eine Verzöge rungsabmagerung zur durch die Motorsteuerung vorgegebenen Grund- Gemischmenge adaptierbar und innerhalb einer bestimmten Zeit wieder abbaubar ist,
mit einer Lambda-Sonde als O₂-Sonde im Abgasstrom der Brennkraftma schine mittels der unter Abgabe eines "mager"-Lambdasignals ein mage res Gemisch sensierbar ist, und
mit einer mit der Lambda-Sonde und der Kraftstoffmengen- Adaptiereinrichtung verbundenen Korrektureinheit, mit der in Abhängigkeit des Lambda-Sondensignals eine Kraftstoffkorrekturmenge adaptierbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass mittels der Korrektureinheit beim Vorliegen eines "mager"- Lambdasignals innerhalb einer Zeit (B, V) die adaptierte Kraftstoffmenge (1, 6) um eine vorgebbare Korrekturmehrmenge (4, 5) zusätzlich sowohl bei einer Beschleunigungsanreicherung als auch einer Verzögerungsabmagerung adaptierbar ist, und
dass die adaptierte Kraftstoffmenge (1, 6) durch einen relativ großen, in nerhalb relativ kurzer Zeit glockenförmigen Kurzzeitanteil (2) und einen überlagerten, relativ kleineren, bis zum Ende der Adaptierzeit (B, V) relativ langsam abregelbaren Langzeitanteil (3) bestimmt ist, und
dass mit der Korrekturmehrmenge (4, 5) der Langzeitanteil (3) beeinfluss bar ist.

2. Elektronische Motorsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine eine Saugrohr-Brennkraftmaschine ist.

3. Elektronische Motorsteuerung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauteile der Kraftstoff mengen-Adaptiereinrichtung und/oder die elektronischen Bauteile der Korrektureinheit in einer elektronischen Motorsteuereinheit integriert sind.

4. Elektronische Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Lambda-Sonde eine Zweipunktsonde mit einem digitalen Ausgang für ein "mager"-Lambdasignal und ein "fett"- Lambdasignal ist.

5. Elektronische Motorsteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturmehrmenge (4, 5) beim Vorliegen des "mager"-Lamb dasignals durch eine Multiplikation der aktuell adaptierten Kraftstoffmenge (1, 6) mit einem Faktor größer 1 bestimmbar ist.

6. Elektronische Motorsteuerung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Korrekturmehrmenge (4, 5) beim Vorlie gen des "mager"-Lambdasignals durch eine Addition der adaptierten Kraftstoffmenge (1, 6) mit einem vorgebbaren Korrekturbetrag in der Art einer Niveauverschiebung bestimmbar ist.

7. Elektronische Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass die Korrekturmehrmenge (4, 5) beim Vorlie gen des "mager"-Lambdasignals durch Umschalten auf ein abgelegtes Korrektur-Kennfeld bestimmbar ist.

8. Elektronische Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet,
dass die Lambda-Sonde einen kontinuierlichen Ausgang als "mager"- Lambdasignal aufweist entsprechend dem aktuellen "mager"-Grad des Kraftstoff-Luft-Gemisches, und
dass die Korrekturmehrmenge beim Vorliegen des kontinuierlich verän derbaren "mager"-Sondensignals durch eine zugeordnete, stetige Anpas sung bestimmbar ist.

9. Elektronische Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass die adaptierbare Kraftstoffmenge (1, 6) und/oder die Adaptierzeit (B, V) und/oder die Korrekturmehrmenge (4, 5) unter Berücksichtigung von Einflussgrößen, vorzugsweise von Tempera tur und Lastwechselgrad bestimmbar ist.