DE60021843T2 - Verfahren zur Abschätzung des stöchiometrischen Verhältnisses eines Steuersystems für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Abschätzung des stöchiometrischen Verhältnisses eines Steuersystems für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschätzen des stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnisses für ein Steuersystem eines Verbrennungsmotors.
  • Wie bekannt ist, können die Verbrennungsmotoren, welche heutzutage verfügbar sind, insbesondere diejenigen mit gesteuerter Zündung, verschiedene Arten von Brennstoff verwenden, zum Beispiel Benzin oder Alkohol, von denen jeder eine besondere Kalibrierung von spezifischen Parametern erfordert. Insbesondere der stöchiometrische Wert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses oder – einfacher – das stöchiometrische Verhältnis, welches zum Zwecke einer korrekten Steuerung des Betriebs des Motors erforderlich ist, variiert wesentlich von Fall zu Fall. Das stöchiometrische Verhältnis ist zum Beispiel 14,56 für Benzin, während es näherungsweise 9 für Alkohol ist.
  • Es ist offensichtlich möglich, eine einzige Kalibrierung durchzuführen, bevor der Motor vermarktet wird, aber dies legt die Beschränkung auf, dass nur die Art von Brennstoff verwendet werden kann, für welche die Kalibrierung ausgeführt worden ist. Dies ist ein Nachteil, weil, während es in vielen Ländern möglich ist, dass man nur einen Brennstofftyp antrifft, welcher daher mutmaßlich der einzige Brennstoff sein wird, welcher während der Lebensdauer des Fahrzeugs verwendet werden soll, in anderen Ländern beides, Benzin und Alkohol, verbreitet ist. Es kann daher gut sein, dass beide Typen von Brennstoff in dem Tank, welcher den Motor versorgt, vorhanden sind. Zudem ist es gewöhnlich der Fall, dass ein Tank, welcher teilweise mit einem Typ von Brennstoff gefüllt ist, mit Brennstoff eines anderen Typs gefüllt wird. Der Motor wird daher mit einer Mischung von Brennstoffen versorgt, deren Zusammensetzung im voraus nicht bekannt ist und welche ein stöchiometrisches Verhältnis im Bereich von 9 bis 14,56 aufweist.
  • Es ergibt sich daher das Problem, für jeden einzelnen Motor die Verwendung von verschiedenen Brennstoffen in aufeinander abfolgenden Zeitspannen zu ermöglichen.
  • Eine bekannte Lösung besteht darin, dass das Steuersystem mit einem geeigneten Sensor versehen wird, der es möglich macht, Messungen der Leitfähigkeit oder der dielektrischen Konstante des Brennstoffes auszuführen, auf welcher Basis es möglich ist, den Typ von Brennstoff zu bestimmen, welcher verwendet wird, oder möglicherweise die Zusammensetzung der Mischung, die dem Motor zugeführt wird.
  • Diese Lösung hat jedoch einige Nachteile.
  • Die Verwendung eines zusätzlichen Sensors bringt eine Erhöhung der Herstellungskosten des Motors mit sich. Zudem bedeutet eine Vergrößerung der Anzahl von Komponenten des Steuersystems, dass das System leichter Fehlfunktionen unterliegt, aufgrund eines Ausfalls oder eines Verschleißes von Komponenten, und im Verlaufe der Zeit kann die Zuverlässigkeit beeinträchtigt werden.
  • Ein Beispiel eines bekannten Steuerverfahrens wird in der US-A-5 094 208 zur Verfügung gestellt, welche einen Verbrennungsmotor offenbart, der geeignet ist, auf der Basis von Benzin und/oder Methanol zu arbeiten und ein adaptives Steuersystem umfasst, welches auf einer Lambda-Rückkopplungsschleife basiert. Das Steuersystem schätzt den tatsächlichen Anteil von Methanol in dem Brennstoff ab, und die Lambda-Rückkopplungsschleife wird entsprechend angepasst.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Brennstofferkennungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches frei von den oben genannten Nachteilen ist und insbesondere nicht das Hinzufügen von Komponenten zu dem Steuersystem mit sich bringt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Abschätzen des stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnisses für ein Steuersystem eines Verbrennungsmotors, wie es in Anspruch 1 beansprucht wird.
  • Die Erfindung wird unten in weiterem Detail mit Bezug auf eine vorzuziehende Ausführung beschrieben, in welcher:
  • die 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Steuersystems eines Verbrennungsmotors ist, welches das Verfahren der vorliegenden Erfindung ausführt;
  • die 2 ein Graph ist, welcher sich auf die Lambdawert-Spannungs-Kennlinie eines Sauerstoffsensors bezieht, welcher in dem Steuersystem aus der 1 beinhaltet ist;
  • die 3 ein Flussdiagramm ist, welches sich auf das vorliegende Verfahren bezieht;
  • die 4 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Steuersystems eines Verbrennungsmotors ist, welches eine Variante des vorliegenden Verfahrens ausführt;
  • die 5 ein Graph ist, welcher sich auf die Lambdawert-Spannungs-Kennlinie eines Sauerstoffsensors bezieht, welcher in dem Steuersystem aus der 4 beinhaltet ist; und
  • die 6 ein Flussdiagramm ist, welches sich auf die Variante des vorliegenden Verfahrens bezieht.
  • In der 1 umfasst ein Steuersystem 1 eines Verbrennungsmotors 2 einen Sauerstoffsensor 4 und eine Steuereinheit 5. Der Sauerstoffsensor 4, zum Beispiel eine LAMBDA-Sonde des EIN/AUS-Typs, welcher die Lambdawert-Spannungs- Kennlinie aufweist, die in der 2 gezeigt ist, ist entlang eines Abgaskanals 6 des Motors 2 angeordnet, unmittelbar hinter dem letzteren. Im Betrieb ist der Sauerstoffsensor 4 in den Abgasen untergetaucht, welche durch die Verbrennung eines Gemisches produziert werden, die aus einer Masse von Luft QA, die dem Motor 2 über einen Einlassverteiler 7 zugeführt wird, und einer Menge von Benzin QF gebildet wird. Zudem versorgt der Sauerstoffsensor 4 die Steuereinheit 5 mit einem Signal Vλ der Zusammensetzung, welches repräsentativ für den Lambda-Wert λ ist, d. h. für die Menge von Sauerstoff in den Abgasen, und welches wenigstens einen ersten Wert der Zusammensetzung aufweist, der für Lambda-Werte kleiner als 1 (fettes Gemisch) indikativ ist, und einen zweiten Zusammensetzungswert, welcher für Lambda-Werte größer als 1 (mageres Gemisch) indikativ ist. Das Zusammensetzungssignal Vλ ist vorzugsweise ein Spannungssignal.
  • In der Steuereinheit 5 wird das Zusammensetzungssignal Vλ einem Aufsummierungseingang 8a eines Aufsummierungsknotens 8 zugeführt, welcher ferner an einem Subtrahierungseingang 8b ein Referenzsignal VR (insbesondere eine Referenzspannung) empfängt, welches repräsentativ für ein objektives Lambda λ0 ist. Ein Fehlersignal VE, welches als Ausgabe von dem Aufsummierungsknoten 8 zugeführt wird, wird einer Steuervorrichtung 10 zugeführt, zum Beispiel einer Steuervorrichtung mit einer Proportional-Integral-Operation, des Typs PI, welche einen Steuerparameter KO2 erzeugt.
  • Ein Berechnungsblock 11, welcher den Steuerparameter KO2 von der Steuervorrichtung 10 und ein gespeichertes stöchiometrisches Verhältnis (A/F)MEM, welches durch einen Speicher 12 zugeführt wird, empfängt, bestimmt und übermittelt dem Motor 2 die Menge von Brennstoff QF, welche in jeden Zylinder eingespritzt werden muss.
  • Der Steuerparameter KO2 wird zudem als Eingabe zu einem Filter 12 zugeführt, welcher einen gefilterten Steuerparameter KO2F erzeugt und diesen einem Abschätzungsblock 15 zuführt. Wie unten im Detail beschrieben wird, schätzt der Abschätzungsblock 15, welcher auch als Eingabe ein Freigabesignal EN empfängt – des Logiktyps und zugeführt durch einen Freigabeblock 16 – ein reales stöchiometrisches Verhältnis (A/F)F des Brennstoffs, welcher dem Motor 2 zugeführt wird, ab, welches in dem Speicher 12 gespeichert wird. Der Abschätzungsblock ist zudem mit dem Subtrahierungseingang 8b des Aufsummierungsknotens 8 verbunden, zu welchem es gewünschte Werte des Referenzsignals VR zuführt, wie unten erläutert werden wird.
  • Der Freigabeblock 16 empfängt als eine Eingabe eine Vielzahl von Parametern, umfassend zum Beispiel die Anzahl von Umdrehungen RPM und die Last L des Motors 2 und die Temperatur TS des Sauerstoffsensors 4, als eine Funktion von welchen er die Werte des Freigabesignals EN bestimmt.
  • Im Betrieb verwendet der Berechnungsblock 11 den Steuerparameter KO2 und das gespeicherte stöchiometrische Verhältnis (A/F)MEM, um die Menge von Brennstoff QF zu bestimmen, welche in die Zylinder eingespritzt werden soll, gemäß der Gleichung:
    Figure 00050001
    in welcher das objektive Lambda λ0 zum Beispiel auf 1 gesetzt wird. In stabilen Betriebszuständen, in welchen die Anzahl von Umdrehungen RPM und die Last L im wesentlichen konstant sind, schwingt der Steuerparameter KO2 über einem Einheitswert (unit value), und das Verhältnis, welches durch die Gleichung gegeben wird: QA/QF = (A/F)MEMλ0KO2, (2)stellt das reale stöchiometrische Verhältnis (A/F)F des Brennstoffs dar.
  • Wenn Brennstoff, welcher ein stöchiometrisches Verhältnis aufweist, das von dem gespeicherten stöchiometrischen Verhältnis (A/F)MEM abweicht, in den Tank eingeleitet wird, macht der Wert der Menge des Brennstoffs QF, welche gemäß der Gleichung (1) zugeführt wird, es anfänglich nicht möglich, einen Lambda-Wert (gleich dem objektiven Lambda λ0) bei der Zündung des Motors 2 zu erzielen. Hieraus folgt, dass der Steuerparameter KO2, der durch die Steuervorrichtung 10 zugeführt wird, polarisiert wird, d. h. er beginnt über einem anderen Mittelwert als die Einheit (unity) zu schwingen und korrigiert die Menge von Brennstoff QF, welche in die Zylinder eingespritzt wird, derart, dass der Lambda-Wert dicht zu dem objektiven Lambda λ0 liegt. Zudem nimmt der Steuerparameter KO2 ebenso einen Hauptwert abweichend von der Einheit (unity) an, wenn das objektive Lambda λ0 auf einen anderen Wert als 1 gesetzt wird. Der Filter 13 erzeugt den gefilterten Steuerparameter KO2F als eine Funktion des Steuerparameters KO2, um seine Variationen zu dämpfen (zum Beispiel kann der gefilterte Steuerparameter KO2F gleich dem Mittelwert des Steuerparameters KO2 sein). Der Abschätzungsblock 15 detektiert den Trend des gefilterten Steuerparameters KO2F, welcher indikativ für den Mittelwert des Steuerparameters KO2 ist, und berechnet das reale stöchiometrische Verhältnis (A/F)F auf der Basis von diesem Trend.
  • Gemäß der 3 prüft der Freigabeblock 16, ob die Bedingungen zum Ausführen eines Verfahrens, um das stöchiometrische Verhältnis abzuschätzen, eingetreten sind (Block 100). Es wird insbesondere geprüft, ob die Betriebszustände des Motors 2 stationär sind, d. h. ob die Anzahl von Umdrehungen RPM und die Last L über einem ersten vorbestimmten Zeitintervall im wesentlichen konstant geblieben sind, und zudem, ob die Temperatur TS des Sauerstoffsensors 4 innerhalb eines vorbestimmten Bereiches der Betriebstemperaturwerte liegt. Wenn die Bedingungen (Zustände) zum Abschätzen nicht eingetreten sind (Ausgabe NEIN von dem Block 100), wird das Abschätzungsverfahren beendet (Block 110), anderenfalls (Ausgabe JA von dem Block 100) setzt der Abschätzungsblock 15 das Referenzsignal VR auf einen ersten Referenzwert VR1, welcher zum Beispiel gleich 300 mV ist (Block 120). Wie in der 2 gezeigt ist, macht dies es möglich, einen ersten objektiven Lambda-Wert λ0, (gleich zum Beispiel 1,005) dem objektiven Lambda λ0 aufzuerlegen; wenn jedoch das Referenzsignal VR einen stöchiometrischen Referenzwert VRST (gleich zu 450 mV) annimmt, ist das objektive Lambda λ0 einheitlich (unitary).
  • Nach einem zweiten vorbestimmten Zeitintervall, in welchem der Steuerparameter KO2 einen Mittelwert annimmt, derart, dass das objektive Lambda λ0 in den Bereich des ersten objektiven Lambda-Wertes λ0 1 gebracht wird, wird ein erster gefilterter Wert KF1 des gefilterten Steuerparameters KO2F, welcher für den Mittelwert des Steuerparameters KO2 indikativ ist, ermittelt/beschafft (Block 130).
  • Nachfolgend auferlegt der Abschätzungsblock 15 einen zweiten Referenzwert VR2, welcher zum Beispiel gleich 700 mV ist (2), auf das Referenzsignal VR, so dass das objektive Lambda λ0 auf einen zweiten objektiven Lambda-Wert λ0 2 gesetzt wird, zum Beispiel 0,995 (Block 140, 3); dann, nach einer Zeit entsprechend dem zweiten vorbestimmten Zeitintervall, wird ein zweiter gefilterter Wert KF2 des gefilterten Steuerparameters KO2F ermittelt/beschafft (Block 150).
  • Das reale stöchiometrische Verhältnis (A/F)F wird dann berechnet (Block 160), gemäß der folgenden Gleichung:
  • Figure 00070001
  • Es wird dann geprüft, ob die Abschätzungsbedingungen (konstante Anzahl von Umdrehungen RPM und konstante Last L und Temperatur TS des Sensors 4 innerhalb des Bereiches der Betriebswerte) während der Ausführung des Abschätzungsverfahrens beibehalten worden sind: Wenn dies so ist (Ausgabe JA von dem Block 160) wird das reale stöchiometrische Verhältnis (A/F)F in dem Speicher 12 als das neue gespeicherte stöchiometrische Verhältnis (A/F)MEM aufgenommen (Block 180), und wenn dies nicht so ist, wird das Verfahren direkt beendet (Block 110).
  • Auf diesem Wege fällt, wenn das Abschätzungsverfahren korrekt zu einer Folgerung in stabilen Zuständen des Motors 2 gebracht wird, der Wert des gespeicherten stöchiometrischen Verhältnisses (A/F)MEM, welcher durch den Speicher 12 zugeführt wird, mit dem realen stöchiometrischen Verhältnis (A/F)F zusammen, wie abgeschätzt.
  • Es wird vorgezogen werden, dass die Gleichung (3) aus einem Vergleich zwischen zwei verschiedenen Betriebspunkten des Motors 2, welche durch die ersten und jeweils die zweiten objektiven Lambda-Werte λ0 1 und λ0 2 definiert werden, abgeleitet wird. Diese Werte werden einfach aus dem Bereich eines Übergangabschnittes 20 der Lambdawert-Spannungs-Kennlinie des Sauerstoffsensors 4 ausgewählt (2); dies macht Gebrauch von der Tatsache, dass der Übergangsabschnitt 20, obwohl er einen sehr hervorgehobenen Gradienten aufweist, nicht vertikal ist, mit jedoch dem Ergebnis, dass es eine bi-eindeutige Abbildung (correspondence) zwischen den Punkten der Achse der Lambda-Werte und den Punkten der Achse der Spannungen gibt.
  • Der Vergleich zwischen zwei verschiedenen Betriebspunkten macht es möglich, die Wirkungen von jeglichen Driften aufgrund der Erzeugung von Streuungen (Dispersionen) oder einem Verschleiß von Komponenten (zum Beispiel teilweisen Verschlüssen der Einspritzeinrichtungen, welche die Zylinder des Motors 2 versorgen) zu eliminieren, woraus als ein Ergebnis der Steuerparameter KO2 über anderen Werten als 1 schwingt, sogar wenn der objektive Feingehalt (titre) einheitlich (unitary) ist.
  • Insbesondere in dem ersten Betriebspunkt, in welchem das objektive Lambda λ0 auf den ersten objektiven Lambda-Wert λ0 1 gesetzt wird, ergibt dies: (QA/QF)1 = (A/F)MEMλ01 KF1, (4)wobei (QA/QF)1 ein erstes gemitteltes Luft/Brennstoff-Verhältnis ist. Die Gleichung (4) wird aus der Gleichung (1) durch Substituieren des ersten gefilterten Wertes KF1 anstelle des Steuerparameters KO2 erzielt. Zudem wird die folgende Gleichung aus der Bestimmung des Feingehalts (titre) erzielt: (QA/QF)1 = λ01 (A/F)F (5)
  • Im Anschluss hieran ergibt das Kombinieren der Gleichungen (4) und (5) die folgende Gleichung: λ01 (A/F)F = (A/F)MEMλ01 KF1, (6)welche in dem ersten Betriebspunkt des Motors 2 gültig ist.
  • Auf analoge Weise sind in dem zweiten Betriebspunkt, in welchem das objektive Lambda λ0 auf den ersten objektiven Lambda-Wert λ0 2 gesetzt wird, die folgenden Gleichungen gültig: (QA/QF)2 = (A/F)MEMλ02 KF2, (7)in welcher (QA/QF)2 ein zweites gemitteltes Luft/Brennstoff-Verhältnis ist (die Gleichung (7) wird aus der Gleichung (1) durch Substituieren des zweiten gefilterten Wertes KF2 anstelle des Steuerparameters KO2) erzielt: (QA/QF)2 = λ02 (A/F)F, (8)erzielt aus der Bestimmung vom Lambda λ, und λ02 (A/F)F = (A/F)MEMλ02 KF2, (9)erzielt durch Kombinieren der Gleichungen (7) und (8).
  • Das Subtrahieren der Gleichungen (6) und (9) Element für Element ergibt die Beziehung: (A/F)F(λ01 – λ02 ) = (A/F)MEM(λ02 KF1 – λ02 KF2) (10)aus welcher die Gleichung (3) direkt erzielt werden kann.
  • Eine Variante des vorliegenden Verfahrens wird unten mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben, in welchen solche Teile, welche zu denjenigen identisch sind, die bereits in den 2 und 3 beschrieben worden sind, dieselben Bezugsziffern tragen.
  • Insbesondere zeigt die 4 ein Steuersystem 25 des Motors 2, umfassend einen linearen Sauerstoffsensor 26 und eine Steuereinheit 27.
  • Der lineare Sauerstoffsensor 26, zum Beispiel eine lineare oder UEGO-Sonde, welcher entlang des Abgaskanals 6 des Motors 2 angeordnet ist, führt der Steuereinheit 27 ein Zusammensetzungssignal Vλ zu, welches im wesentlichen proportional zu dem Lambda-Wert λ ist, d. h. zu der Menge von Sauerstoff, welche in den Abgasen vorhanden ist.
  • In der Steuereinheit 27 wird das Zusammensetzungssignal Vλ einem Konvertierungsblock 28 zugeführt, welcher auf der Basis der Lambdawert-Spannungs-Kennlinie des linearen Sauerstoffsensors 26 (in der 5 im Wege eines Beispiels gezeigt) einen aktuellen Wert von Lambda λ erzielt.
  • Dieser aktuelle Wert des Lambda wird einem Aufsummierungseingang 29a von einem Aufsummierungsknoten 29 zugeführt, welcher ebenso an einem Subtrahierungseingang 29b das objektive Lambda λ0 empfängt. Ein Lambda-Fehler λE, welches als Ausgabe von dem Aufsummierungsknoten 8 zugeführt wird und gleich der Differenz zwischen dem aktuellen Lambda-Wert und dem objektiven Lambda λ0 ist, wird einer Steuervorrichtung 30 zugeführt, zum Beispiel einer Proportional-Integralsteuervorrichtung des PI-Typs, welche als Ausgabe den Steuerparameter KO2 erzeugt.
  • Der Berechnungsblock 11, welcher den Steuerparameter KO2 von der Steuervorrichtung 30 und das gespeicherte stöchiometrische Verhältnis (A/F)MEM, welches durch den Speicher 12 zugeführt wird, empfängt, berechnet die Menge des Brennstoffes QF, welche in jeden Zylinder eingespritzt werden muss, und führt diese dem Motor 2 zu.
  • Der Steuerparameter KO2 wird ebenso als Eingabe dem Filter 13 zugeführt, welcher den gefilterten Steuerparameter KO2F erzeugt und diesen einem Abschätzungsblock 31 zuführt. Wie unten im Detail beschrieben wird, schätzt der Abschätzungsblock 30, welcher ebenso als Eingabe das Freigabesignal EN von dem Freigabeblock 16 empfängt, das reale stöchiometrische Verhältnis (A/F)F ab, welches in dem Speicher 12 gespeichert wird. Zudem ist der Abschätzungsblock mit dem Subtrahierungseingang 29b des Aufsummierungsknotens 29 verbunden, zu welchem er die gewünschten objektiven Lambda-Werte λ0 zuführt.
  • Das Steuersystem 25 führt das Verfahren aus, um das reale stöchiometrische Verhältnis (A/F)F abzuschätzen, wie in der 6 gezeigt ist.
  • Insbesondere, nach dem Prüfen, dass die Bedingungen/Zustände zum Abschätzen des stöchiometrischen Verhältnisses eingetreten sind (Block 100), ähnlich zu dem Verfahren, welches in der 3 dargestellt ist, auferlegt der Abschätzungsblock 31 den ersten objektiven Lambda-Wert λ0 1 auf das objektive Lambda λ0 (Block 220), und der erste gefilterte Wert KF1 wird beschafft (Block 130).
  • Nachfolgend wird das objektive Lambda λ0 auf den zweiten objektiven Lambda-Wert λ0 2 gesetzt (Block 240), und der zweite gefilterte Wert KF2 wird dann beschafft (Block 150).
  • Danach wird das reale stöchiometrische Verhältnis (A/F)F gemäß der Gleichung (3) berechnet (Block 160), und es wird dann geprüft, ob die Abschätzungsbedingungen während des Ausführens des Abschätzungsverfahrens beibehalten worden sind (Block 170); wenn dies so ist (Ausgabe JA von dem Block 160), wird das reale stöchiometrische Verhältnis (A/F)F in dem Speicher 12 als das neue gespeicherte stöchiometrische Verhältnis (A/F)MEM gespeichert (Block 180), und wenn dies nicht so ist, wird das Verfahren direkt beendet (Block 110).
  • Vorausgesetzt, dass in dem Steuersystem 25 der Lambda-Fehler λE, welcher aus dem Vergleich resultiert, welcher an dem Aufsummierungsknoten 29 ausgeführt wird, zwischen dem aktuellen Lambda-Wert und dem objektiven Lambda λ0, der Steuervorrichtung 30 zugeführt wird, macht das Verfahren gemäß der Variante es möglich, die ersten und zweiten objektiven Lambda-Werte λ0 1 und λ0 2 aufzuerlegen, ohne verschiedene Referenzspannungswerte VR verwenden zu müssen.
  • Die Vorteile des vorliegenden Verfahrens sind klar aus der obigen Beschreibung ersichtlich.
  • An der ersten Stelle erfordert die Abschätzung des realen stöchiometrischen Verhältnisses (A/F)F des Brennstoffes, welcher dem Motor zugeführt wird, die gemäß des vorliegenden Verfahrens ausgeführt wird, nicht die Verwendung eines geeigneten zusätzlichen Sensors. Hieraus folgend macht die Erfindung es möglich, große wirtschaftliche Vorteile zu erreichen. Zudem, vorausgesetzt, dass der Sensor, welcher in den bekannten Verfahren verwendet wird, einem Verschleiß unterliegt, kann seine Leistung sich nach und nach verschlechtern und die Messungen, welche er liefert, können dann Fehlern unterliegen. Das Eliminieren des Sensors macht es daher ebenso möglich, eine größere Zuverlässigkeit über dem Verlaufe der Zeit zu erzielen.
  • Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, dass die Abschätzung des realen stöchiometrischen Verhältnisses (A/F)F auf der Basis des Trends des Steuerparameters KO2 ausgeführt wird, insbesondere des gefilterten Steuerparameters KO2F an zwei verschiedenen Betriebspunkten. Auf diese Art und Weise ist es möglich, jegliche Drifte des Steuerparameters KO2, zum Beispiel aufgrund der Produktion von Streuungen (dispersions) oder dem Verschleiß von bestimmten Komponenten (Injektoren, Sauerstoffsensoren), auszugleichen, und daher die Abschätzungen mit einer sehr hohen Genauigkeit zu erzielen.
  • Ferner müssen die ersten und zweiten objektiven Lambda-Werte λ0 1 und λ0 2, welche die Betriebspunkte definieren, die verwendet werden, um die Abschätzung des realen stöchiometrischen Verhältnisses (A/F)F auszuführen, nicht derart ausgewählt werden, dass sie symmetrisch mit Bezug auf einen einheitlichen (unitary) objektiven Lambda-Wert λ0 sind. Zudem können sie größer oder kleiner als 1 sein, weil sie dicht genug dafür liegen, dass die Zustände der Anzahl von Umdrehungen und der Last des Motors sich während des Übergangs von einem zu dem anderen nicht wesentlich ändern.

Claims (7)

  1. Ein Verfahren zum Abschätzen des stöchiometrischen Verhältnisses von Brennstoff für ein Steuersystem eines Verbrennungsmotors, welches ein Sensormittel (4, 26) für Sauerstoff und eine Steuereinheit (5, 27) umfasst, wobei das Sensormittel (4, 26) für Sauerstoff entlang eines Abgaskanals (6) angeordnet ist und ein Zusammensetzungssignal (Vλ) zuführt, welches repräsentativ für einen Lambda-Wert (λ) des Abgases, welches in dem Abgaskanal (6) vorhanden ist, ist, wobei die Steuereinheit (5, 27) ein Steuermittel (10, 30) umfasst, welches einen Steuerparameter (KO2) als eine Funktion einer Fehlergröße (VE, λE) zuführt, die durch die Differenz zwischen einer aktuellen Größe (Vλ, λ), die mit dem Zusammensetzungssignal (Vλ) in Wechselbeziehung steht, und einer Referenzgröße (VR, λ0) gegeben wird, ferner ein Abschätzungsmittel (15, 31), welches einen gefilterten Steuerparameter (KO2F) empfängt, der in einer Wechselbeziehung mit dem Steuerparameter (KO2) steht, und ein reales stöchiometrische Verhältnis (A/F)F zuführt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) das Detektieren eines Trends von diesem gefilterten Steuerparameter (KO2F)(120–150, 220, 240), b) das Berechnen des realen stöchiometrischen Verhältnisses (A/F)F als eine Funktion von diesem Trend (160); dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) des Detektierens dieses Trends die folgenden Schritte umfasst: a1) das Bestimmen eines ersten Betriebspunktes (120, 220) des Motors (2), a2) das Beschaffen eines ersten gefilterten Wertes (KF1) des gefilterten Steuerparameters (KO2F)(130), welcher indikativ für diesen ersten Betriebspunkt ist, a3) das Bestimmen eines zweiten Betriebspunktes (140, 240) des Motors (2), a4) das Beschaffen eines zweiten gefilterten Wertes (KF2) von diesem gefilterten Steuerparameter (KO2F)(150), welcher indiktativ für diesen zweiten Betriebspunkt ist; und dadurch, dass der Schritt b) des Berechnens des realen stöchiometrischen Verhältnisses (A/F)F als eine Funktion des Trends den folgenden Schritt umfasst: b1) das Berechnen von diesem realen stöchiometrischen Verhältnis (A/F)F als eine Funktion von den ersten und zweiten gefilterten Werten (KF1, KF2)(160).
  2. Ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a1) des Bestimmens des ersten Betriebspunktes den folgenden Schritt umfasst: a11) das Setzen der Referenzgröße (VR, λ0) auf einen ersten Referenzwert (VR1, λ0 1)(120, 220).
  3. Ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 oder 2 beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a3) des Bestimmens des zweiten Betriebspunktes den folgenden Schritt umfasst: a31) das Setzen der Referenzgröße (VR, λ0) auf einen zweiten Referenzwert (VR2, λ0 2)(140, 240).
  4. Ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b1) des Berechnens des realen stöchiometrischen Verhältnisses (A/F)F als eine Funktion der ersten und zweiten gefilterten Werte (KF1, KF2) den folgenden Schritt umfasst: b11) das Berechnen des realen stöchiometrischen Verhältnisses (A/F)F gemäß der folgenden Gleichung:
    Figure 00150001
    in welcher (A/F)MEM ein gespeichertes stöchiometrisches Verhältnis ist, und λ0 1 und λ0 2 jeweils ein erster und ein zweiter objektiver Lambda-Wert sind.
  5. Ein Verfahren, wie es in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schritt a) des Detektierens des Trends der folgende Schritt vorausgeht: c) das Prüfen von Abschätzungszuständen (100).
  6. Ein Verfahren, wie es in Anspruch 5 beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) des Prüfens von Abschätzungszuständen die folgenden Schritte umfasst: c1) das Überprüfen, dass eine Anzahl von Umdrehungen (RPM) und eine Last (L) des Motors (2) über einem vorbestimmten Zeitintervall im wesentlichen konstant gehalten worden sind. c2) das Prüfen, dass eine Temperatur (TS) des Sensormittels (4, 26) für Sauerstoff sich innerhalb eines vorbestimmten Bereiches von Betriebstemperaturwerten befindet.
  7. Ein Verfahren, wie es in Anspruch 5 oder 6 beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schritt b) des Berechnens des realen stöchiometrischen Verhältnisses (A/F)F als eine Funktion des Trends der folgende Schritt folgt: d) das Speichern von diesem realen stöchiometrischen Verhältnis (A/F)F (180), wenn die Abschätzungszustände verifiziert werden (170).
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