DE4420946B4

DE4420946B4 - Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4420946B4
Application number: DE4420946A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. Schnaibel; Rolf-Hermann Dipl.-Ing. Mergenthaler; Lutz Dipl.-Phys. Reuschenbach; Hans Dipl.-Ing. Veil; Eduard Weiss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2014-06-17
Also published as: US5553593A; JP3834077B2; GB2290632A; DE4420946A1; FR2721351A1; JPH084570A; FR2721351B1; GB2290632B; GB9512211D0

Abstract

Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine (100), wobei ein Signal (te1) für eine Grundeinspritzmenge bereitgestellt wird ausgehend vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine (100) und einem von einer laufenden Lambda-Regelung gebildeten Signal (fr) für eine Gemischkorrektur, die die Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von einem gewünschten Wert korrigiert,
– ein Signal (teukg) zur Wandfilmkompensation bereitgestellt wird,
– das Signal (teukg) zur Wandfilmkompensation mit dem Signal (te1) für die Grundeinspritzmenge zu einem Signal (te) für die einzuspritzende Kraftstoffmenge verknüpft wird,
– bei der Ermittlung des Signals (teukg) zur Wandfilmkompensation eine adaptive Korrektur (fuka) berücksichtigt wird,
– die adaptive Korrektur (fuka) durch Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit einer Referenz bei der laufenden Lambda-Regelung gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine.

Um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Verbrennungsmotors insbesondere im Instationärbetrieb konstant zu halten, muß die der Luftfüllung eines Zylinders entsprechende einzuspritzende Kraftstoffmenge um einen Wert korrigiert werden, der den Aufbau bzw. Abbau des im Saugrohr und auf den Einlaßventilen abgelagerten Kraftstoffwandfilms berücksichtigt. Eine derartige Wandfilmkompensation ist beispielsweise aus der DE 39 39 548 A1 bekannt.

Die Wahl der Parameter eines solchen Verfahrens ist jedoch abhängig vom Alterungszustand des Motors und von der verwendeten Kraftstoffart. Durch Einlaßventilverkokung oder durch Tanken eines anderen als den zur Kalibrierung des Verfahrens verwendeten Kraftstoffs kann sich das Wandfilmverhalten im instationären Betrieb wesentlich verändern. Dadurch werden Abgasemissionen und Fahrverhalten verschlechtert.

Deshalb sind z.B. in der DE 42 43 449 A1 und der DE 43 23 244 A1 Adaptionsverfahren beschrieben, die ausgehend vom Verlauf des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Instationärbetrieb die Parameter der Wandfilmkompensation im laufenden Betrieb an den jeweiligen Kraftstoff und an den Verkokungszustand des Motors anpassen. Allerdings setzen diese Verfahren die Verwendung eines linearen Lambda-Sensors voraus, der deutlich teurer ist als die zur Zeit gebräuchlichen Nernstsonden.

In der DE 41 15 211 A1 ist ein anderes Verfahren dargestellt, das diesen Nachteil vermeidet. Dort wird allerdings vorausgesetzt, dass die Lambdaregelung während eines Instationärvorgangs ausgeschaltet wird, was zur Verschlechterung der Abgasemissionen führen kann.

Aus der DE 36 36 810 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzregelsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt. Das Kraftstoffeinspritzregelsystem besteht aus einer Regeleinheit, die dazu eingerichtet ist, die Kraftstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit einer Standardeinspritzmenge zu berechnen, die mit einer Übergangskorrekturgröße korrigiert wird. Die Übergangskorrekturgröße wird in Übereinstimmung mit einem Differenzwert und einem Korrekturkoeffizienten berechnet, der zuvor in Übereinstimmung mit dem Maschinenbetriebszustand eingestellt worden ist. Der Differenzwert besteht zwischen einer Gleichgewichtsmenge von im Einlasssystem der Brennkraftmaschine in einem gleichförmigen Betriebszustand anhaftenden und umherströmenden Kraftstoff und einer vorhergesagten variablen Menge von zu einem vorbestimmten Zeitpunkt im Einlasssystem anhaftenden und umherströmenden Kraftstoff.

Aus der DE 40 01 494 A1 ist ein Kraftstoff-Luftverhältnis-Überwachungssystem für eine Kraftfahrzeugmaschine bekannt. Dabei wird eine Ist-Einspritzmenge vorgegeben, indem eine Grund-Einspritzmenge mit verschiedenen Korrekturkoeffizienten, die verschiedenen Betriebszuständen der Maschine entsprechen, multipliziert wird. Einer dieser Korrekturkoeffizienten ist ein Lernkorrekturkoeffizient, der die Konvergenz der Rückführungsregelung verbessern, Verschlechterungen einzelner Teile oder Differenzen zwischen den Kennlinien jedes Teils ausgleichen und das Kraftstoff-Luftverhältnis präziser korrigieren hilft. Dabei ist eine Mehrzahl Lernwerte jeweils entsprechend der Maschinenlast vorgegeben. Jeder Wert hat einen gemeinsamen Lernterm, der in sämtlichen Betriebsbereichen der Maschine vorgesehen ist, und einige individuelle Lernterme, die jeweils dem Be triebsbereich entsprechen. Die Werte der individuellen Lernterme werden jeweils entsprechend dem Kraftstoff-Luft-Verhältnisrückführungs-Korrekturkoeffizienten korrigiert.

Aus der US 5,307,276 A ist ein adaptives Steuerverfahren für eine elektrische Motorsteuerung bekannt, wobei Werte für einen Betriebszustand des Motors detektiert werden, eine Wandfilmrate und eine Ablaufrate, die für das Verbringen von im Saugrohr verbleibendem Kraftstoff in einen Zylinder repräsentativ ist, in Übereinstimmung mit den detektierten Werten für den Betriebszustand des Motors berechnet werden, ein Soll-Luft-Kraftstoff-Gemischverhältnis aufgrund der Werte für den Betriebszustand des Motors bestimmt wird und eine Kraftstoffeinspritzrate derart gesteuert wird, um das aktuelle Luft-/Kraftstoff-Gemischverhältnis in Übereinstimmung mit einem Sollwert des Luft-/Kraftstoff-Gemischverhältnisses auf der Grundlage der Wandfilmrate und der Ablaufrate zu bringen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Adaption der Parameter der Wandfilmkompensation bei laufender Lambdaregelung zu ermöglichen.

Vorteile der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Adaption der Parameter der Wandfilmkompensation bei laufender Lambdaregelung und unter Verwendung der heute gebräuchlichen preiswerten Nernstsonden. Damit werden die oben beschriebenen Nachteile vermieden.

In heutigen Motorsteuerungen wird eine so genannte Zweipunkt-Lambdaregelung eingesetzt, bei der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und die Reglerstellgröße periodisch um ihren Sollwert schwingen. Das hier beschriebene Adaptionsverfahren beobachtet die Amplitude dieser Regelschwingungen. Wird eine deutliche Abweichung der Amplitude vom Normalwert festgestellt, liegt offensichtlich eine starke Störung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vor. Erfolgt gleichzeitig eine Last- oder Drehzahländerung, wird auf eine Veränderung des Wandfilmverhaltens geschlossen und eine Anpassung eines oder mehrerer Parameter der Wandfilm-Kompensation vorgenommen.

Zeichnung
1 zeigt eine Übersicht über einen Verbrennungsmotor mit einem Steuergerät zur Berechnung der Einspritzzeit gemäß der vorliegenden Erfindung.
2a zeigt eine Übersicht der Berechnung der Einspritzzeit, wobei das Adaptionsverfahren zur Wandfilmkompensation nur einen Parameter verändert.
2b zeigt eine Variante zu der Struktur in 2a. Hier werden mehrere Parameter der Wandfilmkompensation korrigiert.
Das Flußdiagramm 3 beschreibt die Erkennung von für die Lambdaregelung wichtigen Betriebszuständen, nämlich Vollast und Schubabschaltung.
4a und 4b zeigen ein Verfahren zur Wandfilmkompensation nach dem Stand der Technik, das als Grundlage für das hier beschriebene Adaptionsverfahren verwendet werden kann.
4c zeigt den Zeitverlauf von Last und Einspritzzeit im Instationärbetrieb, der sich aus der Wandfilm-Kompensation nach 4a und 4b ergibt.
5a verdeutlicht anhand der Kennlinie einer Nernst-Sonde die Probleme, die bei der Ermittlung eines linearen Lambda-Signals mit Hilfe einer derartigen Sonde entstehen.
5b stellt eine Übersicht über eine Zweipunkt-Lambdaregelung nach dem heutigen Stand der Technik dar.
5c–5e beschreiben im Detail:

– die Erkennung der Betriebsbereitschaft der Lambdaregelung (5c),
– die Berechnung der Proportional- und Integralverstärkung der Lambdaregelung (5d), und
– die Ermittlung des Korrekturfaktors fr, der für ein konstantes Luft-Kraftstoffverhältnis im stationären Betrieb sorgt (5e).

5f zeigt schließlich den Zeitverlauf von Lambdasondensignal und Regelfaktor fr, der sich aufgrund des in 5b–5e beschriebenen Regelungs-Algorithmus im stationären Betrieb einstellt.
6a zeigt den Zeitverlauf des Regelfaktors fr, wenn sich aufgrund einer Laständerung und eines geänderten Wandfilmverhaltens eine Gemischstörung ergibt, die der Lambdaregler auszuregeln versucht.
6b beschreibt die Totzeitkorrektur des Lastsignals, mit der der Lastverlauf dem Verlauf des Regelfaktors fr zeitlich richtig zugeordnet werden kann.
6c stellt die Berechnung der Laständerung und eine Abschätzung der Gemischabweichung ausgehend vom Regelfaktor fr dar.
6d beschreibt die Korrektur der Wandfilm-Kompensation.
7a stellt eine Variante zur Berechnung der Laständerung und der Gemischabweichung nach 6c dar.
7b zeigt den Last- und fr-Verlauf aus 6a und den sich daraus ergebenden Schätzwert lam für das Luft-Kraftstoffverhältnis.
8a zeigt eine kurzzeitige Gemischstörung, die nur die Sondenspannung, nicht aber den Regelfaktor der Lambdaregelung beeinflußt.
In 8b wird eine weitere Variante zur Berechnung der Laständerung und der Gemischabweichung aufgeführt, bei der jedoch im Gegensatz zu 6c und 7 nicht der Regelfaktor fr, sondern das Sondensignal der Nernst-Sonde verwendet wird.
In 8c–8e werden Teile des Verfahrens nach 8a detailliert beschrieben, und zwar:

– 8c: Ermittlung der Extremwerte der gefilterten Sondenspannung,
– 8d: Feststellung von Gemischabweichungen durch Vergleich der Sondenspannung mit der Amplitude der Regelschwingung im Normalzustand,
– 8e: Auswertung der Gemischabweichungen, die in 8c dargestellt werden.

In 8f wird eine Variante der in 6d dargestellten Korrektur der Wandfilm-Parameter beschrieben, die für das Verfahren nach 8b–e benötigt wird.
9 zeigt eine Variante des Verfahrens nach 6c, bei der die Alterung von Lambdasonden und eine dadurch verursachte Veränderung des Regelhubs berücksichtigt wird.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt einen Verbrennungsmotor und ein Steuergerät zur Berechnung der Einspritzzeit.
Die ins Saugrohr 102 einströmende Luftmasse ml wird durch den Luftmassensensor 106 (Hitzdraht- oder Heißfilm-Sensor) erfaßt und dem Steuergerät 122 zugeführt. Die Stellung wdk der Drosselklappe 110 wird mit einem Sensor 111 gemessen.
Anstelle des Luftmassensensors 106 kann auch ein Sensor 112 zur Erfassung des Saugrohrdrucks ps verwendet werden.
Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird vom Motor 100 angesaugt; die Verbrennungsabgase gelangen ins Abgassystem 104. Dort wird die Rest-Sauerstoffkonzentration über eine Lambdasonde 116 gemessen. Die Ausgangsspannung us der Sonde wird an das Steuergerät 122 gemeldet.
Am Motorblock 100. befinden sich außerdem ein Temperaturfühler 119 zur Erfassung der Motortemperatur tmot (i.d. Regel die Kühlwassertemperatur) und ein Sensor 118 zur Erfassung der Kurbelwellenstellung und der Drehzahl n.
Über das Einspritzventil 114 wird dem Motor die vom Steuergerät 122 berechnete Kraftstoffmenge (Einspritzzeit te) zugeführt. Anstelle des zentral angeordneten Einspritzventils 114 kann auch im Ansaugkanal eines jeden Zylinders ein einzelnes Einspritzventil angebracht sein. Außerdem ermittelt das Steuergerät den Zündzeitpunkt und steuert die Zündspule für die Zündkerzen 120 an.
Das Aktivkohlefilter 121 der Tankentlüftung wird während des Motorbetriebs mit Frischluft gespült und das aus dem Filter ausgespülte Luft-Kraftstoff-Gemisch wird über die Leitung 124 ins Saugrohr eingeleitet und dann im Motor verbrannt. Dadurch wird die Zusammensetzung des dem Motor zugeführten Gemischs gestört. Um diese Störung dosieren und möglichst ausgleichen zu können, kann die Spülung des Kohlefilters mit einem Taktventil 123 von der Motorsteuerung 122 aus gesteuert werden.
2a enthält ein Übersichtsbild über die Berechnung der Einspritzzeit.
In Block 200 wird zunächst – beispielsweise aus Saugrohrdruck ps und Drehzahl n – die momentane Luftfüllung (Last) tl eines Zylinders berechnet. Die hierzu verwendeten Verfahren sind Stand der Technik und sollen hier nicht weiter erläutert werden. Der Zahlenwert des Lastsignals tl entspricht zweckmäßigerweise derjenigen Einspritzzeit, die benötigt wird, um ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen.
In Block 201 werden aus dem Drosselklappenwinkel wdk und der Drehzahl die u.a. für die Lambdaregelung wichtigen Betriebszustände "Vollast" (B_vl) und "Schubabschaltung" (B_sa) ermittelt. Ein einfaches Verfahren hierzu ist in 3 näher ausgeführt.
Block 202 stellt die Lambdaregelung dar. Aufgabe der Lambdaregelung ist es, durch Ermittlung des Korrekturfaktors fr, der anschließend im Multiplikationspunkt 204 mit der Last tl multipliziert wird, Fehler in der Lastberechnung (z.B. durch ein fehlerhaftes Saugrohrdrucksignal) oder in der Kraftstoffzumessung (etwa durch Exemplarstreuungen des Einspritzventils 114) zu kompensieren und so für ein konstantes Luft-Kraftstoffverhältnis im Stationärbetrieb zu sorgen. Hierzu dient die Sondenspannung us von der Lambdasonde 116. Über die Motortemperatur tmot wird die Lambdaregelung während des Warmlaufs ausgeschaltet. Drehzahl n und Last tl werden benötigt, um die Regelparameter der Lambdaregelung betriebspunktabhängig auszuwählen. Vollast und Schubabschalten führen zum Abschalten der Lambdaregelung. Ein Verfahren zur Berechnung des Regelfaktors fr ist detailliert in 5b–e beschrieben.
In der Multiplikationsstelle wird die Last tl mit dem Regelfaktor fr gewichtet. Dadurch werden eventuelle stationäre Fehler in der Lasterfassung bzw. in der Einspritzung korrigiert.
In Block 203 wird aus Last tl und Motortemperatur tmot der Wandfilmaufbau abgeschätzt. Es werden im vorliegenden Beispiel 2 Korrektursignale teukl und teukk berechnet. Hierbei wirkt das Signal teukk unmittelbar während und kurz nach der Laständerung, während das Signal teukl die Einspritzzeit über einen deutlich längeren Zeitraum nach der Laständerung beeinflußt. Denkbar sind jedoch auch Varianten mit nur einer Korrekturgröße oder mit mehreren Korrekturgrößen, von denen jede in einem bestimmten Zeitbereich während oder nach einer Laständerung aktiv ist. Eine detaillierte Beschreibung der Wandfilm-Kompensation ist in den Flußdiagrammen in 4a und 4b enthalten.
In der Adaption in Block 206 wird anhand des Verlauf des Regelfaktors fr oder der Sondenspannung us sowie des Lastsignal tl überprüft, ob eine Änderung des Wandfilm-Verhaltens gegenüber dem Neuzustand vorliegt und ein entsprechendes Korrektursignal fuka ermittelt. Der Korrekturfaktor fuka kann auch von der Motortemperatur tmot abhängen, da bei Verwendung verschiedenartiger Kraftstoffe aufgrund des unterschiedlichen Verlaufs der Siedelinien bei kaltem Motor eine deutlich andere Korrektur der Wandfilmkompensation erfoderlich sein kann als bei warmem Motor. In den nachfolgenden Zeichnungen 6a–8f werden mehrere Varianten für eine Adaption ausführlich beschrieben.
Die Ausgangsgrößen teukk und teukl der Wandfilm-Kompensation werden im Verknüpfungspunkt 205 addiert und im Punkt 207 mit einem von der Adaption in Block 206 berechneten Korrekturfaktor fuka gewichtet. Das resultierende te-Korrektursignal teukg wird in der Additionsstelle 208 zur stationären Einspritzzeit addiert. Mit der so ermittelten Gesamteinspritzzeit te wird in Block 209 die Endstufe des Einspritzventils 114 angesteuert.
Bekannt sind auch Verfahren, bei denen anstelle einer additiven Korrektur (Additionsstelle 208) im Instationärbetrieb eine multiplikative Korrektur der Einspritzzeit durchgeführt wird. Die hier beschriebenen Adaptionsverfahren für die Wandfilmkompensation sind auch für diesen Fall anwendbar.
2b stellt eine Variante zu der in 2a beschriebenen Berechnung der Einspritzzeit dar. Die Blöcke bzw. Verküpfungspunkte 200, 201, 202, 203, 204, 205, 208 und 209 entsprechen in ihrer Funktion den mit den gleichen Nummern bezeichneten Blöcken in 2a. Im Unterschied zu 2a ermittelt hier die Adaption in Block 206 jedoch mehrere Korrekturfaktoren, die jeweils einer Ausgangsgröße der Wandfilmkompensation 203 entsprechen. Im vorliegenden Fall sind dies die Faktoren fukak für den kurzzeitig wirkenden Ausgang teukk der Wandfilmkompensation und fukl für den langzeitig wirkenden Ausgang teukl. Die Faktoren werden mit den jeweiligen Ausgangsgrößen multipliziert (Verknüpfungspunkte 210 und 211); anschließend werden die einzelnen Ausgangsgrößen der Wandfilm-Kompensation im Verküpfungspunkt 205 zu einem Gesamt-Korrektursignal für den Instationärbetrieb zusammengefaßt.
In 3 wird ein einfaches Verfahren zur Ermittlung der Betriebszustände "Vollast" und "Schubabschaltung" beschrieben. Das dargestellte Programm wird in einem festen Zeitraster immer wieder durchlaufen (typischerweise 10 ms). Zunächst werden die Drehzahl n und die Drosselklappenstellung wdk aus den entsprechenden Sensorsignalen 111 und 118 ermittelt (Schritte 301 und 302).
In Schritt 303 wird durch Vergleich des Drosselklappenwinkels mit einem Schwellwert WDKVL geprüft, ob die Drosselklappe voll geöffnet ist. Ist dies der Fall, wird in Schritt 304 ein Flag B_vl zur Kennzeichnung des Vollastbetriebs gesetzt. Ist die Drosselklappe nur teilweise geöffnet, wird in Schritt 305 das Vollast-Flag B_vl gelöscht.
In Schritt 306 wird ermittelt, ob die Drosselklappe geschlossen ist, d.h. ob der Drosselklappenwinkel kleiner oder gleich der Leerlaufstellung WDKLL der Drosselklappe ist. Bei geschlossener Drosselklappe wird in Schritt 307 außerdem geprüft, ob der Motor mit hoher Drehzahl läuft (typischer Schwellwert für Schubabschaltung ist NSA = 1500 U/min). Ist die Drehzahl größer als dieser Schwellwert, wird in Schritt 309 die Bedingung für Schubabschalten B_sa gesetzt. Falls die Drosselklappe nicht in Leerlaufstellung ist (Antwort "nein" in Abfrage 306), oder falls die Drehzahl unterhalb der Schubabschneidedrehzahl ist (Antwort "nein" in Abfrage 307), wird keine Schubabschaltung durchgeführt (B_sa rücksetzen in Block 308).
Die Flußdiagramme 4a und 4b zeigen ein Verfahren zur Wandfilm-Kompensation. Das Programm in 4a wird normalerweise segmentsynchron, d.h. einmal pro Zündung durchlaufen.
In 4a wird im Schritt 401 zunächst die zu dem jeweiligen Motorzustand gehörende Wandfilmmenge ermittelt, die sich im stationären Betrieb einstellt. Diese Wandfilmmenge kann z.B. näherungsweise als Produkt aus einem lastabhängigen und einem temperaturabhängigen Faktor errechnet werden. Die Faktoren als Funktionen von tl und tmot werden als Wertetabellen im ROM abgelegt.
In Schritt 402 wird die Änderung der stationären Wandfilm-Menge in 2 aufeinanderfolgenden Rechenschritten ermittelt. Diese Wandfilm-Änderung dwf muß als zusätzliche Kraftstoffmenge auf die nachfolgenden Einspritzungen verteilt werden, um den Aufbau des Wandfilms auszugleichen. Hierzu wird in Schritt 403 zunächst ein Aufteilungsfaktor aukl in Abhängigkeit von der Drehzahl n und der Last tl bestimmt. Mit Hilfe dieses Aufteilungsfaktors, der einen Wert von 0% bis 100% annehmen kann, wird die in Schritt 402 errechnete Wandfilm-Menge in einen Kurzzeit-Anteil dwfk und einen Langzeit-Anteil dwfl aufgeteilt (Schritt 404). Der Kurzzeitanteil dwfk wird über eine sehr kurze Zeitspanne nach der Laständerung verteilt (typischerweise 4–5 Einspritzungen). Der Langzeitanteil dwfl wird dagegen über einen wesentlich längeren Zeitbereich eingespritzt. Dadurch kann bei einer entsprechenden Wahl des Aufteilungsfaktors aukl die zeitliche Verteilung der zusätzlich einzuspritzenden Kraftstoffmenge dwf an das dynamische Verhalten des Wandfilms angepaßt werden.
In Schritt 405 und 406 werden die dem Kurzzeitanteil und dem Langzeitanteil entsprechenden Korrekturen teukk und teukl zur Einspritzzeit bestimmt. Der Ablauf der Berechnung ist für den Kurzzeitanteil ausführlich in 4b erläutert. Die Berechnung des Langzeitanteils in Schritt 406 erfolgt entsprechend, jedoch mit einer anderen Wahl der Parameter wie in Schritt 405.
Im Schritt 407 wird schließlich die im Schritt 401 bestimmte stationäre Wandfilmmenge in der Variablen wfalt abgespeichert, da sie für den nächsten Durchlauf des Programms zur Berechnung der Wandfilm-Änderung wieder benötigt wird.
4b stellt detailliert die Berechnung des Kurzzeitanteils aus Schritt 405 im 4a dar.
In Schritt 420 wir zunächst der Anteil dwfk der Wandfilm-Änderung, der über den Kurzzeitanteil kompensiert werden soll, zum Inhalt des Kurzzeit-Speichers addiert. Dieser Speicher enthält die Kraftstoff-Mehrmenge, die noch über den Kurzzeitanteil zusätzlich einzuspritzen ist. (Da der Kurzzeitanteil über mehrere Einspritzungen verteilt werden soll, enthält der Kurzzeitspeicher noch den restlichen Anteil von Wandfilmänderungen, der aus unmittelbar vorangehenden Laständerungen herrührt und bisher noch nicht eingespritzt wurde.)
Im darauffolgenden Schritt 421 wird der Anteil teukk des Kurzzeitspeichers ermittelt, der zur nächsten Einspritzung addiert werden soll. Dies geschieht durch Multiplikation mit dem Abregelfaktor zukk. Dieser Faktor ist im ROM abgelegt und wird an den jeweiligen Motor angepaßt. Ein typischer Wert ist zukk = 0.25, d.h. in jedem Rechenschritt werden 25% des Kurzzeitspeichers als te-Korrektur eingespritzt.
Der Kurzzeitspeicher muß anschließend um den entnommenen und eingespritzten Anteil teukk reduziert werden. Dies geschieht im Schritt 422. In Schritt 423 wird schließlich der neue Wert des Kurzzeitspeichers in der Variablen sdwfkalt abgespeichert. Dieser Speicherinhalt stellt die restliche Kraftstoffmenge dar, die in weiteren Einspritzungen berücksichtigt werden muß.
Die Berechnung des Langzeitanteils teukl (Schritt 406 aus 4a) erfolgt entsprechend. Allerdings wird anstelle des Abregelfaktors zukk ein wesentlich kleinerer Abregelfaktor zukl verwendet (typischer Wert hier ca. 0.015). In jedem Rechenschritt werden also 1.5% des Langzeitspeichers eingespritzt. Somit wirkt der Langzeitanteil über einen deutlich größeren Zeitraum.
4c zeigt am Beispiel einer Laständerung den te-Verlauf, der sich aufgrund der Verfahren in 4a und 4b ergibt. Dabei wurde vorausgesetzt, daß der Lambdaregelfaktor fr (vgl. 2a und 2b, Block 202) und die Korrekturfaktoren der adaptiven Instationärsteuerung (Block 206 in 2a und 2b) gleich 1 sind.
Das obere Diagramm zeigt zunächst den Verlauf des Lastsignals (Beschleunigung und anschließend Verzögerung). Während des Beschleunigungsvorgangs erhöht sich die Wandfilmmenge. Dieser Wandfilm-Aufbau muß durch eine zusätzliche Erhöhung der Einspritzzeit korrigiert werden. Bei der anschließenden Verzögerung wird der Wandfilm wieder abgebaut. Die hierbei freiwerdende Kraftstoffmenge führt zu einer Anfettung des Gemischs, deshalb muß bei der Verzögerung die Einspritzzeit über den der geringeren Last entsprechenden Wert hinaus verringert werden.
Das mittlere Diagramm in 4c zeigt den Verlauf von Kurzzeitanteil teukk (durchgezogene Linie) und Langzeitangeil teukl (gestrichelte Linie) der Wandfilmkompensation, wie er aus den Algorithmen nach 4a und 4b folgt.
Das untere Diagramm zeigt schließlich den Verlauf der Einspritzzeit. Die gestrichelte Linie entspricht dabei der Größe te1 aus 2a bzw. 2b, das heißt der Einspritzzeit, die der aktuellen Luftfüllung entspricht. Aufgrund der Wandfilmkompensation wird die Einspritzzeit durch Addition von Kurzzeit- und Langzeitanteil während der Beschleunigung zusätzlich erhöht und während der Verzögerung zusätzlich verrringert. Dadurch entsteht das Signal te (durchgezogene Linie), das erst wieder in den Stationärphasen nach den Laständerungen mit dem unkorrigierten Signal te1 übereinstimmt.
5a stellt die typische Kennlinie einer Sauerstoffsonde dar, wie sie zur Gemischregelung verwendet wird. Die Kennlinie zeigt ein ausgeprägtes Zweipunktverhalten. Für mageres Gemisch (Lambda > 1.03) und fettes Gemisch (Lambda < 0.97) ändert sich die Sondenspannung us kaum noch mit dem Gemisch. Bereits kleine Störungen der gemessenen Sondenspannung führen deshalb zu einem großen Fehler bei der Bestimmung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Hinzu kommt eine starke Temperaturabhängigkeit der Kennlinie im Bereich fetten Gemischs. Die Sondentemperatur kann zwar durch eine Bestimmung des Innenwiderstands der Sonde ermittelt werden. Dies setzt jedoch zusätzlichen Schaltungsaufwand im Steuergerät voraus. Deshalb wird bei dem in den nachfolgenden 5b–5e beschriebenen Verfahren zur Lambdaregelung nur überprüft, ob die Sondenspannung über oder unter dem Wert von 450 mV liegt, der dem stöchiometrischen Gemisch entspricht. Dadurch stellt sich eine periodische Regelschwingung ein, deren Mittelwert bei Lambda = 1 liegt.
5b zeigt eine Übersicht über die Lambdaregelung. Aufgabe der Lambdaregelung ist es, im Stationärbetrieb im Mittel ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Lambda = 1 einzustellen. Hierzu sind folgenden Schritte erforderlich:

– Überprüfung der Einschaltbedingung der Lambdaregelung (Schritt 501)
– Berechnung des Integral- und Proportionalanteils der Regelung (Schritt 502)
– Berechnung des Regelfaktors fr der Lambdareglung (Schritt 503).

Diese Schritte werden in den nachfolgenden Zeichnungen ausführlich dargestellt.
5.c zeigt die Bedingungen, die erfüllt sein müssen, damit die Lambdaregelung arbeiten kann. Das dargestellte Programm wird typischerweise in einem Zeitraster von 10 ms durchlaufen. Zunächst werden im Schritt 510 die Motortemperatur tmot und die Lambdasondenspannung us von den entsprechenden Sensoren 119 und 116 eingelesen.
Während des Warmlaufs ist häufig eine fette Motorabstimmung gewünscht. Die Lambdaregelung, die ein stöchiometrisches Gemisch einstellt, darf während dieser Zeit nicht aktiv sein. Deshalb wird im Schritt 511 geprüft, ob die Motortemperatur einen bestimmten Schwellwert TMLR überschreitet. Ist dies nicht der Fall, wird in Schritt 515 die Lambdaregelung ausgeschaltet, indem das entsprechende Flag B_lr gelöscht wird.
Ebenso wird im Vollastbetrieb häufig auf ein fettes Gemisch umgeschaltet, um den Abgaskrümmer und den Katalysator vor thermischer Überlastung zu schützen. Auch hier darf die Lambdaregelung nicht aktiv sein. In Schritt 512 wird geprüft, ob die Vollastbedingung vorliegt (siehe 3). Falls ja, wird ebenfalls zu Schritt 515 verzweigt und die Lambdaregelung damit ausgeschaltet.
Um zu verhindern, daß der Korrekturfaktor fr der Lambdaregelung während des Schubabschaltens an den oberen Anschlag läuft, wird im Schritt 513 ebenfalls nach 515 verzweigt, wenn Schubbetrieb vorliegt.
Schließlich wird in Schritt 514 überprüft, ob ein plausibles Signal der Lambdasonde vorliegt. Im einfachsten Fall kann dies durch Vergleich mit einem unteren Grenzwert UMIN und einem oberen Grenzwert UMAX erfolgen. Liegt die Sondenspannung außerhalb dieses Bereichs, wird ebenfalls in Schritt 515 B_lr auf 0 gesetzt.
Sind alle Bedingungen erfüllt (Motortemperatur größer als Schwellwert, keine Vollast, kein Schubabschalten, plausibles Signal der Lambdasonde), wird in Schritt 516 die Lambdaregelung eingeschaltet, indem das Flag B_lr auf 1 gesetzt wird.
Die betriebspunktabhängigen Parameter des Lambdareglers werden in 5d bestimmt. Zunächst wird aus dem Signal des Sensors 118 die Drehzahl ermittelt (Schritt 521). Anschließend wird in den Schritten 522, 523 und 524 der Integralanteil FRI, der P-Anteil für positiven P-Sprung FRPP und der P-Anteil für negativen P-Sprung FRPN abhängig von der Drehzahl n und der Last tl bestimmt. Die Werte für diese drei Parameter werden aus im ROM abgelegten Tabellen ermittelt.
In 5e ist die Berechnung des Regelfaktors fr dargestellt. Das beschriebene Programm wird ebenfalls in einem festen Zeitraster von z.B. 10 ms durchlaufen.
In Schritt 531 wird zunächst geprüft, ob die Lambdaregelung überhaupt freigegeben ist (vgl. Flußdiagramm 5c). Ist dies nicht der Fall, wird in Schritt 532 der Regelfaktor fr auf seinen Neutralwert 1.0 gesetzt. Anschließend wird in Schritt 545 der Wert des Flags B_lr in der RAM-Zelle B_lralt gespeichert, da er im nächsten Programmdurchlauf wieder benötigt wird.
Wird in Schritt 531 festgestellt, daß die Regelung betriebsbereit ist, stellt das Programm im Folgeschritt 533 fest, ob die Sondenspannung us über oder unter dem Schwellwert 450 mV liegt, der dem stöchiometrischen Gemisch (Lambda = 1) entspricht. Das Ergebnis der Abfrage wird in der Variablen signlr gespeichert. Ist us > 450 mV (d.h. fettes Gemisch), wird in Schritt 534 signlr = –1 gesetzt. Andernfalls wird signlr = 1 gesetzt (Schritt 535, mageres Gemisch). Im Anschluß daran wird festgestellt, ob sich der Wert von signlr gegenüber dem letzten Rechenschritt gleich geblieben ist (Abfrage Schritt 536). Hat sich der Wert geändert, muß außerdem im Schritt 537 sichergestellt werden, daß die Lambdaregelung auch schon im vorigen Rechenschritt aktiv war, d.h. daß der Wert von signlr im vorigen Rechenschritt ebenfalls korrekt ermittelt wurde. Ist dies der Fall, liegt ein sogenannter "Sondensprung" vor, d.h. das Gemisch hat von der Magerseite auf die Fettseite gewechselt oder umgekehrt. Dieser Sondensprung wird im Schritt 538 markiert, indem das Flag B_lrsp gesetzt wird. Dieses Flag wird in der nachstehend beschriebenen Adaption der Wandfilmkompensation benötigt.
Wird im nächsten Schritt 541 festgestellt, daß das Gemisch jetzt mager ist (signlr = 1), wird die Änderung dfr, die auf den Regelfaktor fr addiert werden muß, gleich dem positiven P-Sprung FRPP gesetzt. Ist dagegen das Gemisch zu fett (Nein-Verzweigung in Schritt 541), wird dfr auf den Wert des negativen P-Sprungs FRPN gesetzt.
Hat kein Durchgang der Sondenspannung durch den 450-mV-Punkt stattgefunden (Ja-Verzweigung in Abfrage 536), wird der Merker B_lrsp für den Sondensprung gelöscht (Schritt 539). Außerdem wird die Änderung dfr des Regelfaktors gleich dem Produkt des I-Anteils FRI mit dem Wert der Variablen signlr gesetzt (Schritt 540). Ist das Gemisch zu fett (d.h. signlr = –1), ergibt sich daraus ein negatives Inkrement dfr des Regelfaktors und somit eine Verringerung von fr. Umgekehrt führt ein mageres Gemisch (signlr = 1) zu einem positiven Inkrement und damit zu einer Anfettung. Das gleiche geschieht, wenn im Schritt 537 festgestellt wurde, daß die Lambdaregelung im vorigen Rechenschritt noch nicht aktiv war (B_lralt ist nicht gesetzt), da dann die Variable signlralt keinen sinnvollen Wert enthält und deshalb ein 450-mV-Durchgang der Sondenspannung nicht erkannt werden kann.
In Schritt 544 wird die Änderung des Regelfaktors zum Wert des Regelfaktors fr addiert und der Wert von signlr in der Variablen signlralt für den nächsten Rechenzyklus festgehalten. Anschließend wird – wie bei nicht bereiter Lambdaregelung – im Schritt 545 der Wert des Flags B_lr ebenfalls für den nächsten Programmdurchlauf abgespeichert.
5f zeigt den Verlauf von Regelfaktor und Sondenspannung, der sich mit der oben beschriebenen Regelung einstellt. Im Zeitpunkt A findet ein Sondensprung von magerem zu fettem Gemisch statt. Die Lambdaregelung reagiert darauf durch Reduktion des Regelfaktors, und zwar zunächst durch Addition des negativen P-Sprungs FRPN. Anschließend wird der Regelfaktor entsprechend dem Wert des I-Anteils langsam weiter verringert. Erreicht der Regelfaktor seinen Neutralwert 1.0, wird dennoch kein Sondensprung erkannt, da das stöchiometrische Gemisch aufgrund der Totzeit im System (Arbeitstakte des Motors und Gaslaufzeiten bis zur Lambdasonde) noch nicht bei der Lambdasonde angekommen ist. Deshalb wird der Faktor fr weiter dekrementiert, bis nach Ablauf der Totzeit im Punkt B erneut ein Sondensprung erkannt wird. Da jetzt das Gemisch deutlich zu mager ist, wird zunächst der positive P-Sprung FRPP addiert, der den Regelfaktor möglichst schnell in die Nähe seines Neutralwerts bringen soll. Anschließend wird (entsprechend zum vorhergehenden Zeitabschnitt A–B) der Regelfaktor langsam erhöht, bis erneut ein Übergang zu fettem Gemisch erkannt wird.
Durch geeignete Wahl der Parameter (I-Anteil und P-Anteil) wird eine Amplitude der Regelschwingung von ca. 3% erreicht.
6a zeigt den Verlauf des Regelfaktors während einer Beschleunigung und verdeutlicht an diesem Beispiel die Funktionsweise der adaptiven Wandfilmkompensation. Hierbei wurde angenommen, daß sich der Wandfilmaufbau gegenüber dem Neuzustand verstärkt hat. Der Lastanstieg verursacht also eine Ausmagerung des Gemischs, die der Lambdaregler auszuregeln versucht.
Im Zeitabschnitt A–B wirkt sich die Störung noch nicht auf den Regelfaktor aus. Der Regelfaktor zeigt den normalen Hub von 6%. Nach Ansaugen, Verbrennen und Ausstoßen des aufgrund der Laständerung mageren Gemischs und nach der Abgaslaufzeit bis zur Sonde wird im Abschnitt B–C der Regler gestört. Um die Ausmagerung auszugleichen, muß der Regler deutlich mehr anfetten, als es seinem üblichen Hub von 6% entspricht. Wird im gleichen Abschnitt B–C eine Laständerung erkannt, dann wird auf eine Veränderung des Wandfilmaufbaus geschlossen und die Korrekturfaktoren für die Wandfilmkompensation werden entpsrechend angepaßt. Um den verstärkten Regelhub und die Laständerung zeitlich richtig zuordnen zu können, ist es jedoch erforderlich, das Lastsignal um die Totzeit zwischen Einspritzung und Lambdamessung zu korrigieren (gestrichelter Verlauf im oberen Diagramm von 6a).
Da die Lambda-Störung aufgrund des erhöhten Wandfilmaufbaus in der auf die Laständerung folgenden Stationärphase wieder abklingt, läuft der Regelfaktor im Zeitbereich C-D wieder in seinen ursprünglichen Bereich zurück. In diesem Fall beträgt der Regelhub ebenfalls deutlich mehr als 6%. Allerdings erfolgt hier keine Adaption der Wandfilm-Kompensation, da im Bereich C-D keine Laständerung mehr vorliegt.
6b zeigt ein Flußdiagramm zur Totzeitkorrektur des Lastsignals, die für die Adaption der Wandfilmparameter benötigt wird (siehe Erläuterungen zur 6a). Das Programm wird alle 10 ms durchlaufen.
Die Totzeit von der Einspritzung bis zur Lambdamessung setzt sich aus 2 Anteilen zusammen:

– Totzeit aufgrund der Arbeitstakte des Motors (Ansaugen, Verdichten, Verbrennen, Ausstoßen). Diese Totzeit ist nur abhängig von der Motordrehzahl.
– Totzeit aufgrund der Abgaslaufzeit vom Auslaßventil bis zur Lambdasonde. Diese Totzeit ist abhängig vom Luftmassendurchsatz und damit von der Last.

Dementsprechend wird in Schritt 601 die Totzeit tt als Funktion von Drehzahl und Last ermittelt. Mit diesem Ansatz können beide oben genannten Anteile der Totzeit beschrieben werden. Die Werte der Totzeit werden für verschiedene Drehzahlen und Lasten in einer Tabelle im ROM abgelegt.
Im nachfolgenden Schritt 602 wird mit der so errechneten Totzeit das Lastsignal tl verzögert.
6c enthält ein Verfahren, mit dem die Laständerung dtl zwischen 2 Sondensprüngen der Lambdaregelung sowie ein Schätzwert für die Gemischabweichung dlam bestimmt wird. Das Programm wird ebenfalls alle 10 ms durchlaufen.
Voraussetzung für die Adaption der Wandfilmparameter nach dem vorliegenden Verfahren ist das ordnungsgemäße Arbeiten der Lambdaregelung. Deshalb wird in Schritt 610 zunächst abgefragt, ob die Lambdaregelung betriebsbereit ist (B_lr = 1, vgl. 5c). Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 611 der Zähler anzsp für gelöscht. Im Schritt 621 wird das Flag B_uka rückgesetzt. Damit wird der in der nachfolgenden Zeichnung 6d beschriebenen Adaption mitgeteilt, daß keine Laständerung dtl und keine Gemischabweichung dlam berechnet werden konnte. Anschließend wird das Programm beendet.
Arbeitet die Lambdaregelung korrekt ("Ja"-Verzweigung in Schritt 610), wird als nächstes überprüft, ob ein Sondensprung (d.h. ein Durchgang der Sondenspannung durch 450 mV) vorliegt (Schritt 612). Da die Last und der Regelfaktor nur an den Sondensprüngen ausgewertet werden, braucht keine weitere Verarbeitung erfolgen, wenn das Flag B_lrsp gelöscht ist. In diesem Fall wird lediglich in Schritt 622 das Flag B_uka zurückgesetzt.
Wurde ein Sondensprung erkannt ("Ja"-Verzweigung in Schritt 612), muß abgefragt werden, ob seit dem Einschalten der Lambdaregelung eine bestimmte Anzahl von Sondensprüngen aufgetreten ist (typischerweise 4 Sondensprünge). Diese Wartezeit ist notwendig, um das Einschwingen der Lambdaregelung z.B. nach dem Schubabschalten abzuwarten. Deshalb wird im Schritt 613 zunächst nach 614 verzweigt, wenn noch nicht genügend Sondensprünge erkannt wurden. In 614 wird der Zähler anzsp für Sondensprünge um 1 erhöht. Außerdem wird im Schritt 623 das Flag B_uka gelöscht, da auch in diesem Fall keine gültigen Werte für die Laständerung und für die Abweichung des Regelhubs vom Normalwert bestimmt wurden. Der Regelfaktor wird in der Variablen fralt zwischengespeichert, da er beim nächsten Sondensprung zur Berechnung des Regelhubs verwendet wird. Hierbei wird jedoch der um einen Rechenschritt zurückliegende Wert des Regelfaktors fr(t-dt) abgespeichert, da der aktuelle Wert fr(t) bereits den beim Sondensprung addierten P-Sprung enthält. (Die Zeit dt entspricht der Rechenschrittweite von 10 ms).
Sind seit dem Einschalten der Lambdaregelung bereits genügend viele Sondensprünge aufgetreten ("Ja"-Verzweigung in Abfrage 613), wird das Flag B_uka gesetzt (Schritt 620) und dadurch angezeigt, daß eine gültige Berechnung der Laständerung und des Regelhubs durchgeführt werden konnte. Im nachfolgenden Schritt 615 wird die Änderung des totzeitkorrigierten Lastsignals tltot seit dem letzten Sondensprung errechnet. Der momentane Lastwert wird in der Variable tlalt abgespeichert, um beim nächstfolgenden Sondensprung erneut die Laständerung bestimmen zu können.
Im Schritt 616 wird der Regelhub dfr bestimmt. Hierbei darf jedoch nicht vom aktuellen Wert des Regelfaktors fr(t) ausgegangen werden, da in diesem Wert bereits wieder der entsprechende P-Sprung enthalten ist (vgl. 5e). Stattdessen ist der um einen Rechenschritt zurückliegende Wert fr(t-dt) zu verwenden. Auch der Regelfaktor frneu wird bis zum nächsten Sondensprung in der Variablen fralt abgespeichert.
In den Schritten 617–619 wird die Abweichung des Regelhubs von seinem Normalwert- (ungestörter Zustand) errechnet. Diese Abweichung ist ein Maß für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das sich ohne Lambdaregelung einstellen würde, und damit ein Maß für die Größe der Störung. In Schritt 617 wird zunächst abgefragt, ob es sich um einen positiven oder einen negativen Regelhub handelt. Bei positivem Regelhub ergibt sich als Abweichung dlam vom Normalwert in Schritt 618 dlam ≔ dfr – 6%,wobei vorausgesetzt ist, daß der Regelhub im ungestörten Betrieb 6 beträgt. Läuft der Regelfaktor also z.B. anstelle der erwarteten 6% um 8% in Fett-Richtung, ergibt sich eine Abweichung von 2%. Man kann also annehmen, daß sich ohne Lambdaregelung eine Ausmagerung auf Lambda = 1.02 eingestellt hätte. Die Abweichung dlam des Regelhubs vom Normalwert kann demnach direkt als Nährerungswert für die Abweichung des Gemischs von Lambda = 1.0 verwendet werden. Entsprechend erhält man für negativen Regelhub im Schritt 619 eine Abweichung dlam von dlam ≔ dfr + 6%.
6d zeigt, wie aus der in 6c errechneten Laständerung dtl zwischen zwei 450-mV-Durchgängen der Sondenspannung und der Gemischabweichung dlam der Korrekturfaktor fuka für die Wandfilmkompensation ermittelt wird (Weiterverarbeitung des Faktors fuka vgl. 2a, Blöcke 206 und 207). Das Programm in 6d wird im gleichen Zeitraster aufgerufen wie das Programm 6c (alle 10 ms). Zuerst wird in Schritt 630 festgestellt, ob der Motor schon läuft oder sich noch im Start befindet. Beim Motorstart wird in der Abfrage 631 nachgeprüft, ob die Dauer-Spannungsversorgung des Steuergeräts intakt ist. Wurde keine Störung der Dauer-Spannungsversorgung erkannt, wird in Schritt 632 aus einem batteriegepufferten RAM der Wert fuka ausgelesen, der bei der vorangehenden Fahrt ermittelt wurde. War dagegen die Dauerversorgung gestört, wird im Schritt 633 der Faktor fuka auf seinen Neutralwert zurückgesetzt.
Bei laufendem Motor ("Nein"-Verzweigung in Abfrage 630) wird in Schritt 634 geprüft, ob das Flag B_uka gesetzt ist, d.h. ob das vorangehende Programm in 6c gültige Werte für die Laständerung dtl und für die Gemischabweichung dlam bestimmt hat. Ist dies nicht der Fall, wird das Programm beendet.
Liegen gültige Werte für die Laständerung und für die Abweichung des Regelhubs vor, wird in Schritt 636 geprüft, ob die abgeschätzte Gemischabweichung dlam mehr als 2% beträgt. Ist dies nicht der Fall, liegt offensichtlich keine nennenswerte Gemischstörung vor, und das Programm wird beendet. Bei einer geschätzten Gemischabweichung dlam von mehr als 2% wird in der Abfrage 637 geprüft, ob gleichzeitig eine Laständerung erkannt wurde. Ist die Laständerung seit dem letzten Sondensprung kleiner als ein vorgegebener Schwellwert, muß die Gemischabweichung durch eine andere Störung verursacht worden sein und läßt sich nicht auf ein geändertes Wandfilmverhalten zurückführen. In diesem Fall wird das Programm beendet.
Liegen sowohl eine Laständerung als eine Gemischabweichung vor, wird in Schritt 638 zunächst die Richtung ermittelt, in der der Korrekturfaktor fuka verstellt werden muß. Sind Laständerung dtl und Gemischabweichung dlam positiv (d.h. Ausmagerung bei steigender Last), ist die von der Wandfilmkompensation in Block 206 (2a) berechnete Korrektur der Einspritzzeit offensichtlich zu gering, und der Korrekturfaktor fuka muß erhöht werden. Bei einer Verzögerung (negatives dtl) würde eine zu geringe Wandfilmkompensation zu einer Anfettung und damit zu einem negativen Wert von dlam führen, da die Einspritzzeit nicht genügend weit reduziert wird, um den aus dem Wandfilm abdampfenden Kraftstoff auszugleichen. Eine zu starke Wandfilmkompensation hat bei einer Beschleunigung dagegen eine Anfettung zur Folge (d.h. dtl ist positiv, dlam ist negativ), und eine Verzögerung führt zu einer Ausmagerung (dtl ist negativ, dlam ist positiv). Offensichtlich muß also bei gleichem Vorzeichen von dtl und dlam die Wandfilmkompensation erhöht werden, während sie bei unterschiedlichen Vorzeichen von dtl und dlam verringert werden muß. Dies wird erreicht, indem in Schritt 638 das Vorzeichen signdfuka der Änderung gleich dem Vorzeichen des Produkts (dtl·dlam) gesetzt wird.
In Schritt 639 wird entsprechend der in Schritt 638 ermittelten Änderungsrichtung entschieden, ob der Faktor fuka erhöht wird (Schritt 640), oder ob eine Verringerung erforderlich ist (Schritt 641). Der neu errechnete Faktor fuka wird im batteriegepufferten RAM abgelegt, damit nach dem Abstellen und erneuten Starten des Motors bereits ein korrekter Wert für den Faktor fuka vorliegt.
Mögliche Alternativen
In 6a wird als Beispiel eine sehr kurze und steile Laständerung dargestellt. Ohne eine Totzeitkorrektur des Lastsignals wäre im Zeitabschnitt B–C in 6a, d.h. im Bereich des gestörten fr-Verlaufs, keine Laständerung mehr erkennbar. In realen Fahrversuchen treten jedoch auch deutlich flachere Lastrampen auf, bei denen auch noch im Intervall B–C eine Laständerung erfolgt. Dadurch kann auf eine Totzeitkorrektur wie in 6b verzichtet werden. Das Verfahren zur Korrektur der Wandfilmkompensation wird dadurch deutlich einfacher.
In einer Variante zu dem in 6b–6d dargestellten Verfahren können anstelle der aus dem Regelhub dfr berechneten Gemischabweichung dlam (vgl. 6c, Schritte 616–619) die Zeitdauern zweier aufeinanderfolgender Halbschwingungen des Regelfaktors fr zur Erkennung einer Störung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses herangezogen werden. Im ungestörten Betrieb hat das Verhältnis der Zeitdauer ts der steigenden Halbschwingung und der Zeitdauer tf der fallenden Halbschwingung einen konstanten Wert. Durch die in 6a gezeigte Ausmagerung ist die Zeitdauer is der steigenden Halbschwingung (B–C) stark verlängert, während die vorhergehende fallende Halbschwingung (A–B) nicht beeinflußt wird. Dementsprechend kann in 6d in Schritt 636 anstelle der Gemischabweichung dlam die Abweichung des Verhältnisses der Zeitdauern V ≔ ts/tf von dem Verhältnis Vo im ungestörten Betrieb abgefragt werden. In 6d, Schritt 638, muß dementsprechend signdfuka ≔ sign(dtl·(V – Vo)) berechnet werden.
Ein Nachteil des in 6b–6d dargestellten Verfahrens wird in 6a deutlich, wenn angenommen wird, daß die Lastrampe so flach verläuft, daß auch im Zeitabschnitt C–D, in dem der Regelfaktor wieder auf sein normales Niveau zurückläuft, noch ein Lastanstieg zu erkennen ist. Da bei der Berechnung des Regelhubs und der Gemischabweichung nach 6c nur die Änderung des Regelfaktors vom Zeitpunkt C zum Zeitpunkt D betrachtet und die Vorgeschichte nicht berücksichtigt wird, ergibt sich beim Sondensprung in Punkt D ein Regelhub von ca. –9% und damit eine Gemischabweichung von dlam = –3%. Falls im Bereich C–D noch ein Lastanstieg erkennbar wäre, würde dies fälschlicherweise zu einer Verringerung des Faktors fuka führen.
Dies wird durch die in 7a erläuterte Variante vermieden. Das Programm in 7a ersetzt die Berechnung der Gemischabweichung dlam und der Laständerung dtl nach 6c.
Der Unterschied zum Ablauf nach 6c besteht darin, daß zunächst ein Absolutwert lam für das Gemisch abgeschätzt wird, der sich bei ausgeschalteter Lambdaregelung einstellen würde.
Aus diesem Schätzwert ergibt sich die Abweichung des Gemischs dlam durch Subtraktion von 1. Die Schritte 710–716 und 720–724 entsprechen den jeweiligen Bearbeitungsschritten 610–616 und 620–624 aus 6c und werden hier nicht beschrieben. In Fig. 717 wird geprüft, ob der in Schritt 716 berechnete Regelhub positiv oder negativ ist. Bei positivem Regelhub kann aus der Abweichung vom Normalwert des Regelhubs von ca. 6% die Änderung des Gemischs gegenüber dem vorangehenden Sondensprung durch die Gleichung dlam1 ≔ dfr – 6% (Schritt 718)errechnet werden. Beträgt der Regelhub z.B. 8%, so mußte offensichtlich um 2% mehr angefettet werden als im ungestörten Zustand. Dementsprechend wird auf eine Ausmagerung von 2% geschlossen. Bei negativem Regelhub ergibt sich die Änderung des Gemischs dlam1 aus dlam1 ≔ dfr + 6% (Schritt 719).
In Schritt 726 wird anschließend der Absolutwert des Gemischs abgeschätzt, indem die Gemischänderung dlam1 seit dem letzten Sondensprung zum alten Schätzwert für das Gemisch addiert wird. Aus dem so errechneten Absolutwert lam des Gemischs kann die Gemischabweichung dlam durch Subtraktion von 1.0 bestimmt werden.
Ist die Lambdaregelung nicht betriebsbereit ("Nein"-Verzweigung in Abfrage 710) wird im Schritt 725 der Schätzwert für das Gemisch auf seinen Neutralwert 1.0 gesetzt.
7b zeigt den gleichen Last- und fr-Verlauf wie 6a. Bei dem fr-Verlauf in 7b würde zum Zeitpunkt C zunächst ein positiver Regelhub von 9% erkannt. Hieraus ergibt sich eine Änderung des Gemischs im Intervall B–C von 3%. Da im vorausgehenden ungestörten Stationärbetrieb der Lambda-Schätzwert lam = 1.0 war, wird im Zeitpunkt C ein Schätzwert von lam = 1.03 errechnet. Beim Zurücklaufen des Lambdareglers im Intervall C–D wird beim Sondensprung im Punkt D ein Regelhub von –9% und daraus eine Gemischänderung dlam1 von –3% errechnet. Der Absolutwert lam wird damit wieder auf den Wert 1.0 zurückgestellt. Zu keinem Zeitpunkt wird jedoch auf ein fettes Gemisch geschlossen. Damit wird eine Korrektur des Faktors fuka in die falsche Richtung verhindert.
Kurzzeitige Störungen, die bereits wieder abgeklungen sind, bevor der Lambdaregler darauf reagieren kann, werden mit dem bisher beschriebenen Verfahren nicht erkannt. Deshalb wird in 8a–8f eine Variante erläutert, die auf der Auswertung der Sondenspannung us beruht. Eine Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch Linearisierung der Kennlinie der Lambdasonde ist – wie zu 5a erläutert – sehr schwierig. Allerdings können sehr starke Störungen im Luft-Kraftstoffverhältnis auch an der Sondenspannung selbst abgelesen werden. Hierzu müssen zunächst die Minimal- und die Maximalwerte der Sondenspannung bestimmt werden, die sich bei ungestörtem Betrieb einstellen. Unter- bzw. überschreitet die Sondenspannung diese beiden Grenzen deutlich, liegt eine Störung des Gemischs vor.
8a zeigt den Verlauf der Sondenspannung und des Regelfaktors fr zunächst für den ungestörten stationären Betrieb. In diesem Fall schwingt die Sondenspannung zwischen den Extremwerten USF (Maximalwert bei fettem Gemisch) und USM (Minimalwert bei magerem Gemisch). Zum Zeitpunkt A tritt eine deutliche Fett-Störung des Gemischs auf. Dies führt zu einem kurzzeitigen Anstieg der Sondenspannung über den Wert USF hinaus, der jedoch nicht zu einer Änderung des fr-Verlaufs führt.
8b zeigt zunächst eine Übersicht über die Ermittlung der Laständerung zwischen zwei Sondensprüngen und das Erkennen von größeren Lambdaabweichungen aus der Sondenspannung. Das Programm wird z.B. alle 10 ms aufgerufen und ersetzt das Verfahren nach 6c.
Um bei der Bestimmung der Amplitude im ungestörten Betrieb von elektrischen Störungen des Sondensignals und von durch die Einzelverbrennung hervorgerufenen Gemischschwankungen unabhängig zu werden, wird die gefilterte Sondenspannung usf in Schritt 800 berechnet. Hierfür kann ein übliches digitales Tiefpaßfilter 1. Ordnung verwendet werden. Im Schritt 801 wird geprüft, ob die Lambdaregelung aktiv ist, da sich nur bei laufender Lambdaregelung ein periodischer Verlauf der Sondenspannung einstellt.
Ist die Lambdaregelung nicht betriebsbereit, werden im Schritt 802 der Zähler für Sondensprünge anzsp sowie die Zähler für Meßwerte, die den üblichen Minimalwert der Sondenspannung deutlich unterschreiten (anzm) und für Meßwerte, die den üblichen Maximalwert der Sondenspannung überschreiten (anzf) zurückgesetzt. Außerdem werden der Schätzwert USF für den Maximalwert der Sondenspannung im ungestörten Betrieb und der Schätzwert USM für den Minimalwert der Sondenspannung im ungestörten Betrieb auf plausible Anfangswerte gesetzt (typischerweise USF = 1 V und USM = 0 V). Anschließend wird das Programm beendet.
Bei betriebsbereiter Lambdaregelung ("Ja"-Verzweigung in Abfrage 801) wird in einer weiteren Abfrage geprüft, ob ein Sondensprung, d.h. ein 450-mV-Durchgang der Sondenspannung, erkannt wurde. Ist dies nicht der Fall, wird das Programm beendet, sofern in Schritt 804 erkannt wird, daß seit dem Einschalten der Lambdaregelung weniger als 4 Sondensprünge erkannt wurden. Liegen mindestens 4 Sondensprünge vor, kann davon ausgegangen werden, daß die Lambdaregelung genügend Zeit hatte, auf ihre normale Regelamplitude einzuschwingen. Deshalb können in der Phase zwischen zwei Sondensprüngen im Schritt 805 die Extremwerte usfmin und usfmax der tiefpaßgefilterten Sondenspannung usf bestimmt werden. Das Verfahren hierzu ist in 8c ausführlich erläutert. Diese Extremwerte der gefilterten Sondenspannung werden benötigt, um den Minimal- und Maximalwert der Sondenspannung im ungestörten Betrieb USM und USF zu korrigieren (vgl. Schritt 812).
Im Schritt 806 werden Gemischstörungen erkannt, indem die Sondenspannung mit den üblichen Minimal- und Maximalwerten USM und USF verglichen wird. Das Verfahren hierzu ist in 8d beschrieben.
Bei laufender Lambdaregelung ("Ja"-Verzweigung in Schritt 801) und Erkennen eines 450-mV-Durchgangs der Sondenspannung ("Ja"-Verzweigung in Schritt 803) wird ebenfalls geprüft, ob bereits eine genügende Anzahl von Sondensprüngen seit Einschalten der Lambdaregelung erkannt wurde (Abfrage 807). Ist dies noch nicht der Fall, wird in Schritt 808 der Zähler anzsp für Sondensprünge erhöht und das Programm beendet.
Sind mehr als 4 Sondensprünge erkannt worden ("Ja"-Verzweigung in Schritt 807), wird im Schritt 809 das Flag B_uka gesetzt und damit nachfolgenden Funktionen angezeigt, daß ein gültiger Wert für die Laständerung und für die Gemischabweichung vorliegt.
Im darauffolgenden Schritt 810 wird (wie auch in 6c) die Änderung der Last seit dem letzten Sondensprung errechnet. Es wird die totzeitverzögerte Last tltot verwendet. Der aktuelle Wert des Lastsignals wird in der Variablen tlalt bis zum nächsten Sondensprung gespeichert.
Anschließend werden im Schritt 811 die Gemischabweichungen, die in der Phase zwischen den Sondensprüngen im Schritt 806 erkannt wurden, ausgewertet. Das Verfahren hierzu wird im Flußdiagramm 8e beschrieben.
Im Schritt 812 werden die Extremwerte der gefilterten Sondenspannung usfmax und usfmin als Maximal- und Minimalwert der Sondenspannung im ungestörten Betrieb (USF und USM) übernommen. Diese Korrektur ist notwendig, da sich diese Werte durch eine geänderte Sondentemperatur oder durch Kennlinienverschiebung über die Lebensdauer der Lambdasonde ändern können.
Im Schritt 813 schießlich werden die Zähler anzf und anzm für Meßwerte der Sondenspannung, die die Extremwerte USF und USM überschreiten bzw. unterschreiten, zurückgesetzt und das Programm anschließend beendet.
8c beschreibt die Vorgehensweise zur Bestimmung der Minimal- und Maximalwerte der gefilterten Sondenspannung. Dieses Programm wird alle 10 ms aufgerufen, und zwar in den Phasen zwischen 2 Sondensprüngen (Schritt 805 in 8b). Zunächst wird im Schritt 820 überprüft, ob die Sondenspannung größer oder kleiner als 450 mV liegt. Ist das Gemisch in der "Fett"-Phase der Regelschwingung (us > 450 mV), wird zunächst der Minimalwert der gefilterten Sondenspannung im Schritt 821 um einen kleinen Wert erhöht (z.B. 0.1 mV). Dadurch wird der Minimalwert nach oben korrigiert, wenn durch eine Kennlinienverschiebung der bisher bekannte Minimalwert usfmin nicht mehr erreicht wird. Anschließend wird in 823 geprüft, ob die gefilterte Sondenspannung usf größer ist als der bisher bekannte Maximalwert usfmax. Falls ja, wird in Schritt 825 der neue Wert usf als Maximalwert usfmax übernommen.
Ist die Sondenspannung us kleiner als 450 mV ("Nein"-Verzweigung in Schritt 820), wird im Schritt 822 der Maximalwert usfmax der gefilterten Sondenspannung um einen kleinen Betrag verringert.
Dadurch kann der Maximalwert nach unten korrigiert werden, wenn z.B. durch eine Kennlinienverschiebung oder durch eine geänderte Sondentemperatur der bisherige Maximalwert nicht mehr erreicht wird. In der Abfrage 824 wird geprüft, ob die gefilterte Sondenspannung kleiner als der bisher bekannte Minimalwert usfmin ist. Falls ja, wird im Schritt 826 der Wert der gefilterten Sondenspannung als neuer Minimalwert abgespeichert.
Im Flußdiagramm 8d wird durch Vergleich der Sondenspannung mit den Extremwerten USM und USF im ungestörten Betrieb festgestellt, ob eine Gemischstörung vorliegt. Das Programm wird in der Phase zwischen zwei 450-mV-Durchgängen der Sondenspannung alle 10 ms durchlaufen (vgl. 8b, Schritt 806). Zunächst wird in der Abfrage 830 festgestellt, ob eine "Fett-Phase" (us > 450 mV) oder eine "Mager-Phase" (us < 450 mV) vorliegt. Ist us > 450 mV, wird im Schritt 832 die Sondenspannung auf Überschreiten der Schwelle USF überwacht. Liegt die Sondenspannung über dieser Schwelle, d.h. über dem Maximalwert, der sich im ungestörten Betrieb einstellt, wird der Zähler anzf inkrementiert. Ist dagegen us < 450 mV ("Nein"-Zweig in Abfrage 830), wird im Schritt 831 die Sondenspannung mit der unteren Schwelle USM verglichen. Unterschreitet die Sondenspannung diesen Wert, wird der Zähler anzm erhöht. Aus der Anzahl anzm bzw. anzf der Meßwerte, die die Schwellen im ungestörten Betrieb überschreiten, wird in einem nachfolgenden Programmteil auf eine Anfettung bzw. Ausmagerung geschlossen.
8e beschreibt die Ermittlung einer Anfettung oder Ausmagerung. Das Programm wird immer dann durchlaufen, wenn ein Sondensprung festgestellt wurde, und wenn seit Einschalten der Lambdaregelung eine genügend große Anzahl von Sondensprüngen aufgetreten ist (vgl. 8b, Schritt 811). Ist in der Abfrage 840 die Anzahl anzf der Meßwerte, die seit dem letzten Sondensprung über der Schwelle USF lagen, größer als ein vorgebbarer Wert (z.B. mehr als 10 Werte), liegt offensichtlich eine deutliche Anfettung vor. Deshalb wird im Schritt 842 das Flag B_f, das eine Anfettung anzeigt, gesetzt, und das Flag B_m, das einer Ausmagerung entspricht, gelöscht. Wird dagegen keine Anfettung erkannt ("Nein"-Verzweigung in Schritt 840), wird in Schritt 841 überprüft, ob stattdessen eine größere Anzahl von Meßwerten der Sondenspannung unterhalb der Schwelle USM liegt (anzm größer als ein vorgebbarer Wert). Ist dies der Fall, wird im Schritt 843 das Flag B_f rückgesetzt und das Flag B_m, das eine Ausmagerung anzeigt, gesetzt. Liegt weder eine größere Anzahl von "Fett"-Meßwerten noch eine größere Zahl von "Mager"-Meßwerten vor ("Nein" in Abfrage 841), werden beide Flags B_f und B_m im Schritt 844 gelöscht, da dann offensichtlich keine größere Störung des Gemischs aufgetreten ist.
In 8f wird aus den ermittelten Flags B_f und B_m, die eine Gemischstörung anzeigen, und aus der berechneten Laständerung dtl seit dem letzten Sondensprung auf eine erforderliche Veränderung des Korrekturfaktors fuka geschlossen. Das Flußdiagramm in 8f ersetzt die Schritte 636–641 im Flußdiagramm 6d. Wird in Schritt 850 die Bedingung für eine Fett-Störung erkannt (B_f = 1), wird im Schritt 852 als nächstes die Laständerung überprüft. Ist die Laständerung dtl größer als ein vorgebbarer Wert, wird im Schritt 856 der Faktor fuka gesenkt, da bei einer Beschleunigung eine Anfettung erkannt wurde und die Wandfilmkompensation demnach offensichtlich zu stark ist. Wird dagegen eine Verzögerung erkannt ("nein" in Abfrage 852 und "ja" in der nachfolgenden Abfrage 853), wird der Faktor fuka im Schritt 857 erhöht.
Liegt keine Anfettung vor (Abfrage 850 wird mit "nein" beantwortet), wird in der nachfolgenden Abfrage 851 geprüft, ob eine Ausmagerung erkannt wurde. Trifft dies zu und ist gleichzeitig die Laständerung positiv ("ja" in der nachfolgenden Abfrage 854), wird der Faktor fuka im Schritt 858 erhöht, da bei Beschleunigung und einer Ausmagerung die Wandfilmkompensation zu gering ist. Wird in Abfrage 854 keine Beschleunigung erkannt, wird im Schritt 855 geprüft, ob stattdessen eine Verzögerung vorliegt. Ist dies der Fall, wird der Faktor fuka verringert (Schritt 859).
Wird der Faktor fuka in einem der Schritte 856, 857, 858 oder 859 geändert, dann wird der neue Wert von fuka im Schritt 860 im batteriegepufferten RAM abgelegt.
Eine weitere Verbesserung kann erreicht werden, wenn anstelle der Struktur nach 2a ein Verfahren gemäß 2b eingesetzt wird. In 2b stehen zwei Korrekturfaktoren fukak und fukal zur Verfügung, die getrennt auf den Kurzzeit- und den Langzeitanteil der Wandfilmkompensation wirken (Multiplikationspunkte 210 und 211 in 2b). In diesem Fall bietet es sich an, den Korrekturfaktor fukal, der den Langzeitanteil teukl der Wandfilmkompensation beeinflußt, mit einem Verfahren nach 6b–6d, d.h. durch Auswertung des Lambdaregelfaktors fr, zu bestimmen, da ein Fehler im Langzeitanteil der Wandfilmkompensation auch zu lange andauernden Gemischstörungen führt, die auf jeden Fall den Regelhub des Lambdareglers beeinflussen. Dagegen kann der Korrekturfaktor fukak für den Kurzzeitanteil durch Auswertung der Sondenspannung bestimmt werden, d.h. nach einer Methode, wie sie in 8b–8f dargestellt wird. Ein fehlerhafter Kurzzeitanteil wird nämlich das Gemisch auch nur kurzzeitig verändern, so daß eine Erkennung durch Auswertung des Regelhubs nicht immer gewährleistet ist.
Verschiedene Kraftstoffarten beeinflussen das Wandfilmverhalten häufig in verschiedenen Motortemperaturbereichen unterschiedlich. So muß beispielsweise bei Betrieb eines Motors mit einem Kraftstoff, dem ca. 20% Äthanol zugesetzt werden, ein Faktor fuka von ca. 0.9–1.0 eingestellt werden, um bei warmem Motor eine Wandfilm-Kompensation, die für handelsüblichen Winterkraftstoff abgestimmt wurde, an den neuen Kraftstoff anzupassen. Dagegen ist bei einer Motortemperatur von 20 Grad C ein Faktor fuka = 1.4 notwendig. In diesem Fall bietet es sich an, für verschiedene Motortemperaturbereiche jeweils einen gesonderten Wert für den Faktor fuka zu ermitteln und in diesen Wert dann zu verwenden, wenn sich der Motor im Warmlauf in dem entsprechenden Motortemperaturbereich befindet.
Eine weitere Verbesserung berücksichtigt die Alterung von Lambdasonden, die zu einer Vergrößerung der Periodendauer der Lambdaregelung und damit zu einer Vergrößerung des Regelhubs führt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, in 6c in den Schritten 618 und 619 den Regelhub dfr nicht mit einem festen Wert von z.B. 6% (für den ungestörten Fall) zu vergleichen, sondern mit dem Regelhub dfr0 im ungestörten Fall, der ständig neu ermittelt wird. Hierzu kann z.B. durch eine Ergänzung des Flußdiagramms in 6c der im Schritt 616 errechnete Regelhub dfr immer dann als Normal-Regelhub dfr0 abgespeichert werden, wenn im Schritt 615 keine nennenswerte Laständerung dtl erkannt wurde. Eine entsprechende Modifikation stellt 9 dar. Die Schritte 910–924 entsprechen jeweils den Schritten 610–624 aus 6c. Nach Schritt 916 (Berechnung des Regelhubs dfr) wird gegenüber dem Ablauf in 6c die Abfrage 925 neu eingefügt, in der geprüft wird, ob eine Laständerung vorliegt. Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 926 der Regelhub dfr als Regelhub dfr0 im ungestörten Fall übernommen. Im Schritt 918 und 919 wird dann – im Gegensatz zu Schritt 618 und 619 in 6c – der aktuelle Regelhub dfr um den gelernten Wert dfr0 korrigiert und nicht um einen festen Betrag von 6%. Ist die Lambdaregelung nicht betriebsbereit ("Nein" in Schritt 910), wird in Schritt 911 der Zähler anzsp für Sondensprünge gelöscht und in Schritt 921 das Flag B_uka auf 0 gesetzt (vgl. Schritte 611 und 621 in 6c). Zusätzlich wird in diesem Fall im Schritt 927 der Regelhub dfr0 auf den Neuzustand gesetzt (6%).
Eine Störung des Gemischs kann nicht nur durch eine schlecht angepaßte Wandfilmkompensation erfolgen, sondern auch durch die Zufuhr von Luft-Kraftstoffgemisch aus dem Aktivkohlefilter der Tankentlüftung. Da die Öffnung des Tankentlüftungsventils 123 häufig lastabhängig gesteuert wird, bedeutet dies, daß sich die Gemischzufuhr über das Tankentlüftungsventil bei Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgängen stark ändert. Damit ist es nicht mehr möglich, aus einer Gemischabweichung und einer gleichzeitig erkannten Laständerung auf ein geändertes Wandfilmverhalten zu schließen, da die Gemischabweichung auch durch den geänderten Durchfluß durch das Tankentlüftungsventil hervorgerufen werden kann. Deshalb muß bei Systemen mit einer derartigen Tankentlüftung die Adaption der Wandfilmkompensation verboten werden, wenn das Tastverhältnis, mit dem das Tankentlüftungsventil 123 angesteuert wird, einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Dies kann einfach dadurch geschehen, daß in 6c im Schritt 610 zusätzlich die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils geprüft wird. Zu Schritt 611 wird dann verzweigt, wenn B_lr gesetzt ist und wenn das Tastverhältnis größer als der vorgegebene Grenzwert ist.

Claims

Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine (100), wobei ein Signal (te1) für eine Grundeinspritzmenge bereitgestellt wird ausgehend vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine (100) und einem von einer laufenden Lambda-Regelung gebildeten Signal (fr) für eine Gemischkorrektur, die die Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von einem gewünschten Wert korrigiert, – ein Signal (teukg) zur Wandfilmkompensation bereitgestellt wird, – das Signal (teukg) zur Wandfilmkompensation mit dem Signal (te1) für die Grundeinspritzmenge zu einem Signal (te) für die einzuspritzende Kraftstoffmenge verknüpft wird, – bei der Ermittlung des Signals (teukg) zur Wandfilmkompensation eine adaptive Korrektur (fuka) berücksichtigt wird, – die adaptive Korrektur (fuka) durch Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit einer Referenz bei der laufenden Lambda-Regelung gebildet wird.
Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit der Referenz anhand einer vom Minimal- und Maximalwert einer sich einstellenden Schwingung des Signals (fr) abhängigen Größe durchgeführt wird.
Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit der Referenz anhand einer von den Zeitdauern zweier aufeinanderfolgender Halbschwingungen des Signals (fr) abhängigen Größe durchgeführt wird.
Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der adaptiven Korrektur (fuka) aus dem Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit der Referenz ein Schätzwert (lam) für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ermittelt wird.
Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur verwendete Referenz aus dem Zeitverlauf des Signals (fr) für die Gemischkorrektur dann ermittelt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine (100) in einem stationären Betriebszustand befindet.
Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine (100), wobei – ein Signal (te1) für eine Grundeinspritzmenge ausgehend vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine (100) bereitgestellt wird, – ein Signal (teukg) zur Wandfilmkompensation bereitgestellt wird, – das Signal (teukg) zur Wandfilmkompensation mit dem Signal (te1) für die Grundeinspritzmenge zu einem Signal (te) für die einzuspritzende Kraftstoffmenge verknüpft wird, – bei der Berechnung des Signals (teukg) zur Wandfilmkompensation eine adaptive Korrektur (fuka) berücksichtigt wird, – ein Ausgangssignal (us) eines Abgassensors (116) erfasst wird, – das Ausgangssignal (us) auf Vorliegen einer Gemischstörung bei laufender Lambda-Regelung geprüft wird und – nur im Falle einer erkannten Gemischstörung die adaptive Korrektur (fuka) geändert wird.
Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich des Ausgangssignals (us) des Abgassensors (116) mit der Referenz anhand einer von dem Minimal- und dem Maximalwert einer sich einstellenden Schwingung des Ausgangssignals (us) abhängigen Größe durchgeführt wird.
Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Vergleich des Ausgangssignals (us) des Abgassensors (116) verwendete Referenz aus dem Zeitverlauf des Ausgangssignals (us) dann ermittelt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine (100) in einem stationären Betriebszustand befindet.
Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß ein neuer Wert für die adaptive Korrektur (fuka) dann gebildet wird, wenn sich die Brennkraftmaschine (100) in einem instationären Betriebszustand befindet.
Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein instationärer Betriebszustand erkannt wird, wenn die zeitliche Änderung der Last (tl) betragsmäßig einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet.
Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine (100), wobei – ein Signal (te1) für eine Grundeinspritzmenge bereitgestellt wird ausgehend vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und einem von einer laufenden Lambda-Regelung gebildeten Signal (fr) für eine Gemischkorrektur, die die Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von einem gewünschten Wert korrigiert, – ein Signal (teukg) zur Wandfilmkompensation bereitgestellt wird, das sich aus wenigstens zwei Komponenten zusammensetzt, – das Signal (teukg) zur Wandfilmkompensation mit dem Signal (te1) für die Grundeinspritzmenge zu einem Signal (te) für die einzuspritzende Kraftstoffmenge verknüpft wird, – eine erste Komponente des Signals (teukg) zur Wandfilmkompensation aus einem Kurzzeitanteil (teukk) und einer zugeordneten adaptiven Kurzzeit-Korrektur (fukak) gebildet wird, – eine zweite Komponente des Signals (teukg) zur Wandfilmkompensation aus einem Langzeitanteil (teukl) und einer zugeordneten adaptiven Langzeit-Korrektur (fukal) gebildet wird, – ein Ausgangssignal (us) eines Abgassensors (116) erfasst wird, – die adaptive Langzeit-Korrektur (fukal) durch Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit einer entsprechenden Referenz bei der laufenden Lambda-Regelung gebildet wird, – die adaptive Kurzzeit-Korrektur (fukak) durch Vergleich des Ausgangssignals (us) des Abgassensors (116) mit einer entsprechenden Referenz gebildet wird.
Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für verschiedene Motortemperaturbereiche jeweils ein gesonderter Wert für die adaptive Korrektur (fuka) ermittelbar ist.