EP0757168B1 - Method and apparatus for controlling an internal combustion engine - Google Patents
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- EP0757168B1 EP0757168B1 EP96106814A EP96106814A EP0757168B1 EP 0757168 B1 EP0757168 B1 EP 0757168B1 EP 96106814 A EP96106814 A EP 96106814A EP 96106814 A EP96106814 A EP 96106814A EP 0757168 B1 EP0757168 B1 EP 0757168B1
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2441—Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
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- F02D41/2477—Methods of calibrating or learning characterised by the method used for learning
Definitions
- the invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine according to the generic terms of independent claims.
- Such a method and such a device for control an internal combustion engine is, for example, from the DE-OS 41 05 740 (US 315,976) known.
- a first deviation signal represents an additive and a second deviation signal one multiplicative error.
- These additive and multiplicative Errors are caused by additive and multiplicative correction factors taken into account in the entire map area.
- the invention has for its object in a method and a device for controlling an internal combustion engine of the type mentioned at the beginning, as simple as possible and to achieve exact adaptation of a map.
- the procedure according to the invention has the advantage that a simple adaptation of the map is possible there is very precise where it is needed for functionality.
- FIG. 1 shows 2 shows a block diagram of the device according to the invention, FIG. 2 the correction map and Figure 3 different work areas.
- the quantity-determining actuator 100 is operated by a so-called Pump map 105 is supplied with the signal US.
- the pump characteristic map 105 receives the output signal as an input variable of node 110 forwarded. At first The entry of node 110 stands with a positive sign an output signal MKS of a minimum selection 120.
- the minimum selection 120 becomes the output signal MKW a quantity specification 142, which for example a signal FP an accelerator pedal position sensor 144 evaluates, supplied.
- the second selection becomes the minimum selection 120 the output signal a smoke control 122 and the output signal of a Torque limit 124 supplied.
- the smoke control 122 evaluates, for example, the output signal ⁇ of a lambda sensor 130, which detects the oxygen concentration of the exhaust gas, and / or the output signal ML of an air quantity sensor 133 out.
- the torque limit 124 is particularly one Speed signal N 136 supplied.
- the output signal of the minimum selection 120 can be still further Control loops are fed. For example, it becomes one Injection start regulator 140, which depends on this Quantity signal MKS sets the desired start of injection. Furthermore, it can be an exhaust gas recirculation controller 145 or an air flow regulator. This regulator also includes a map in which depending on operating parameters a control signal for controlling a second Stellers 148 is stored. This second actuator influences for example the amount of air sucked in via an exhaust gas recirculation flap.
- the exhaust gas recirculation controller 145 processes the output signal of the speed sensor 136 and the lambda sensor 130 and / or an air mass meter. Such an arrangement is essentially known.
- the second input of node 110 is negative Sign the output signal K of an adaptation 115 fed.
- the adaptation processes the output signal of a Junction point 155 and the speed signal N des Speed sensor 136 and a fuel quantity signal MK, the is provided by a block 157.
- the addition point 155 becomes the output signal with a negative sign MCS of the minimum selection and with a positive sign a signal MKI fed to a quantity calculation 150.
- the Quantity calculation 150 are the lambda signal as input variables ⁇ of the lambda sensor 130 and an air quantity signal MLV an air quantity specification 152 or the air mass sensor 133 fed.
- the output signal K of the adaptation 115 is from a correction map 180 provided.
- the correction map 180 the output signal of a first controller 170, one second controller 172 and a third controller 174 fed.
- the first controller 170 is above a first switching means 160, the second controller 172 via a second switching means 162 and the third controller 174 via a third switching means 164 with connection point 155 in connection.
- the switching means 160, 162 and 164 are controlled by an adaptation controller 166 controlled depending on operating parameters. As operating parameters for example, the speed signal N and a quantity signal MK is used.
- block 142 specifies a desired quantity MKW that corresponds to the driver request.
- This desired quantity is limited to the maximum permissible values depending on the output signal of the smoke limitation 122 and the torque limitation 124.
- the smoke limitation 122 depends, for example, on the air quantity ML supplied to the internal combustion engine and the lambda value ⁇ , that is to say the oxygen concentration of the exhaust gas.
- the torque limit 124 is essentially dependent on the speed.
- the setpoint MKS for the fuel quantity MKS to be injected on This variable can be fed to various controllers depending on this size, for example the start of spraying or set the exhaust gas recirculation rate.
- this variable MKS fed to the so-called pump map 105.
- the pump map sets the MKS signal with respect to amount of fuel to be injected into a control signal US for the actuator 100 ⁇ m, the amount of fuel to be injected sets.
- Fuel metering in particular of the actuator, can be the case occur that the amount of fuel actually injected deviates from the desired amount of MKS. Is the actual quantity less than the setpoint MKS, so delivers the internal combustion engine does not have the desired torque. is the amount too large, there may be impermissible exhaust gas emissions on.
- a quantity calculation is used 150 the amount of fuel actually injected MKI determines and in comparison point 155 with the target quantity FMD compared. Depending on this comparison result then a correction quantity K is determined, which is also a correction quantity K is called. With this correction variable in Addition point 110 corrected the target value for the quantity MKS.
- the intake air quantity MLV and the lambda value ⁇ I of the exhaust gas are used to calculate the quantity 150.
- the air volume signal MLV can be an air volume that corresponds to a Sensor is detected immediately, are used, or that Air volume signal MLV can be based on various operating parameters such as temperature and Pressure of the intake air volume can be calculated.
- the lambda signal can also have other quantities or quantity replacement signals are used.
- the needle stroke, or the spray duration the pressure in the Fuel line, torque, exhaust gas temperature or the output signal of a NOX or HC sensor is used become.
- the lambda value ⁇ I of the exhaust gas is usually measured directly with a lambda probe.
- the adaptation controller 166 ensures that the controllers 170, 172 and 174 only get a signal when certain Operating parameters are available. As an operating parameter the speed N and the fuel quantity MK are taken into account.
- the fuel quantity MK is an in the fuel quantity value present to the control device, such as for example the target fuel quantity MKS. Alternatively, you can other quantity signals, such as the quantity MKI, can be used.
- switches 160, 162 and 164 closed and the deviation signal DMK the corresponding controller 170, 172 or 174 fed.
- controllers are preferably integral controllers realized. This is a slow one Control loop, which is the determined difference in quantity between the target quantity MKS and the calculated actual quantity MKI regulates to 0 at a certain operating point.
- the deviation signal DMK only in the vicinity of three operating points are defined by the speed and fuel quantity MK become. Based on these three deviation values three correction values are determined for these three operating points. These three correction values at three operating points define a so-called correction level. This correction level assigns each operating point by a fuel quantity value MK a speed value N is defined, a correction amount K to.
- these three points are chosen so that in every functionally important work area of the internal combustion engine an operating point comes to rest.
- a first area of work is at low speeds and small amounts of fuel given. Exhaust gas recirculation is in this operating range active.
- a second work area at low speeds and large amounts of fuel Smoke control active.
- a third work area at high speeds and large amounts of fuel Torque limitation.
- Figure 2 are the three operating points at which the correction values be identified, marked with crosses.
- the speed N is plotted on a first axis.
- about the fuel quantity MK is plotted on a second axis and
- the correction quantity K is plotted on a third axis.
- the speed N1 takes for example a value of 1000 min -1 and the speed N2 a value of 4000 min -1 .
- the controllers 170, 172 and 174 set the correction values K1, K2 and K3 available. Based on these correction values and the known operating points assigned to these values there is a correction level in the correction map 180 is filed. From this correction map 180 can be a correction amount K for each operating point be read out.
- a correction value is learned in each of the work areas. This is preferably the mean over several measurements of the deviation signal DMK. Starting from The three correction values K1, K2 and K3 then become a correction plane over which a global correction of the Pump map is done. The high accuracy of the global Correction is right there for functionality is needed.
- the selected valid deviation signals DMK are from the controller responsible for the respective work area 170, 172 and 174 averaged continuously. As long as no usable There is a signal for the adaptation, i.e. the corresponding one Operating point has not yet been reached, that takes Output signal of the corresponding controller has the value 0. All Deviation signals, which at an operating point within of a work area and considered valid are reached via the switching means 160, 162 or 164 the associated controller 170, 172 or 174, which has a large integration time has.
- the continuously averaged quantity errors can be as Display the correction map for the pump map.
- the Support points at which the correction values are calculated are preferably in the middle of the work area or in placed the area of the work area whose values are most common occur.
- the between these three correction values spanned level approaches globally after a relatively short time Measurement time on a completely measured correction map. Since only three correction values are used to calculate the level are necessary, all intermediate values are sufficient Accuracy available very quickly.
- the learning area is based on the immediate vicinity of the bases limited. This takes place against the background that operating points, which are relatively far from the base and be driven stationary for a long time, based on the base can be learned incorrectly.
- the narrowed down Learning areas need for quick learning too functionally important points that are driven as often as possible will be laid.
- the correction level is limited becomes. This means that there is a threshold for the amount the correction values K1, K2, K3 can be predetermined. Furthermore can be provided that the gradient, that is the Slope of the plane is limited. This means that the Difference between two correction values a threshold must not exceed. This limitation protects against incorrect ones Extrapolations e.g. after the start.
- a particularly advantageous embodiment results if several correction levels can be specified. Particularly advantageous it is when for the three functional areas (Exhaust gas recirculation, full load and torque limitation) each a partial correction level can be specified.
- the number of levels can take any value. Due to the increased number of Sub-levels result in more bases and thus a larger one Flexibility, especially in the peripheral areas. Both No jumps may occur between the sub-levels.
- a line of intersection is preferably between the planes defined or there is a minimum and / or Maximum selection between two levels, or it is done an averaging of the level points at the operating point.
- a Possible to reduce the influence of sensor errors. at the lambda probe is more accurate and at low lambda values
- the air mass meter is more accurate for large lambda values. from that is closed, for example, when the lambda full load is regulated, that an existing averaged difference between the two Air signals for the most part on a sensor error of the Air mass meter is based.
- the mean of this deviation when the full load is adjusted, global correction is possible of the air mass sensor.
- the mean of the deviation at regulated exhaust gas recirculation, for example when idling enables global correction of the lambda probe.
- the work areas 1, 2 and 3 are for the different Sub-levels by means of a solid or a dash-dotted line separated. With crosses are the points at which the correction values Kn be determined.
- a smooth transition between work areas 2 and 3 and between work areas To achieve 2 and 1 will be one Straight line defined.
- the transition from sub-level 3 to sub-level 1 takes place in the area of the dash-dotted line Line through a minimal selection. There will be the correction amounts of the two levels and the smaller of the two Correction quantity is used.
- the bases of the second Work area on the intersection line between the second and third correction plane and the intersection line between the second and first correction levels lies a base on the intersection of the two intersection lines.
- correction levels 1 and 2 as well as correction levels have 2 and 3 each have two common bases of the respective intersection line.
- Within the 1 and 3 Correction level is another base
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkrafcmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine according to the generic terms of independent claims.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der DE-OS 41 05 740 (US 315,976) bekannt. Dort wird ein Verfahren zur additiven und multiplikativen Korrektur eines Kennfeldes beschrieben. Ein erstes Abweichungssignal repräsentiert einen additiven und ein zweites Abweichungssignal einen multiplikativen Fehler. Diese additiven und multiplikativen Fehler werden durch additive und multiplikative Korrekturfaktoren im gesamten Kennfeldbereich berücksichtigt.Such a method and such a device for control an internal combustion engine is, for example, from the DE-OS 41 05 740 (US 315,976) known. There is a procedure for additive and multiplicative correction of a map described. A first deviation signal represents an additive and a second deviation signal one multiplicative error. These additive and multiplicative Errors are caused by additive and multiplicative correction factors taken into account in the entire map area.
Eine solche als globale Korrektur bezeichnete Korrektur von Kennfeldern liefert nur dann ausreichend genaue Korrekturwerte, wenn das Kennfeld in Bereiche aufgeteilt wird, in denen die additiven Fehler dominieren, und in solche Bereiche, in denen multiplikative Fehler dominieren. Such a correction of global correction Maps only provide sufficiently precise correction values if the map is divided into areas in which dominate the additive errors, and in such areas, in which multiplicative errors dominate.
Desweiteren sind auch lokale Korrekturen eines Kennfeldes bekannt, in dem zu jedem Kennfeldstützpunkt ein Korrekturwert gelernt wird. Diese Korrekturen sind genauer, weisen aber den Nachteil auf, daß Unstetigkeiten auftreten, weil bestimmte Punkte in einem Fahrzyklus bereits gelernt werden konnten, während in benachbarten Punkten hierfür noch keine Gelegenheit war. So dauert es beispielsweise sehr lange, bis nach einem Tankvorgang die geänderten Kraftstoffeigenschaften im gesamten Kennfeld berücksichtigt sind. Da bestimmte Betriebspunkte nur selten angefahren werden, tritt bei diesen beim erstmaligen Anfahren zunächst eine funktionale Beeinträchtigung auf. Beispielsweise eine Drehmomentschwäche oder eine unzulässige Rußemission. Dies erfolgt solange, bis die Adaption auch in diesem Betriebspunkt erfolgt ist.Furthermore, there are also local corrections to a map known in which a correction value for each map base is learned. These corrections are more precise, point out but the disadvantage that discontinuities occur because certain points in a driving cycle are already learned could, while in neighboring points for this yet Opportunity was. For example, it takes a long time to the changed fuel properties after a refueling process are taken into account in the entire map. Because certain Operating points that are only rarely approached occur with these a functional impairment when starting off for the first time on. For example a weak torque or an inadmissible soot emission. This continues until the adaptation has also taken place at this operating point.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art, eine möglichst einfache und genaue Adaption eines Kennfeldes zu erzielen.The invention has for its object in a method and a device for controlling an internal combustion engine of the type mentioned at the beginning, as simple as possible and to achieve exact adaptation of a map.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.This task is accomplished by the in the independent claims marked features solved.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise bietet den Vorteil, daß eine einfache Adaption des Kennfeldes möglich ist, die dort sehr genau ist, wo es für die Funktionalität benötigt wird.The procedure according to the invention has the advantage that a simple adaptation of the map is possible there is very precise where it is needed for functionality.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous and expedient refinements and developments the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 2 das Korrekturkennfeld und Figur 3 verschiedene Arbeitsbereiche.The invention is described below with reference to the drawing illustrated embodiments explained. 1 shows 2 shows a block diagram of the device according to the invention, FIG. 2 the correction map and Figure 3 different work areas.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise am Beispiel eines Pumpenkennfeldes einer Dieselbrennkraftmaschine beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Anwendung beschränkt. Sie kann durch geringe Abänderungen auch auf andere Brennkraftmaschine oder andere Kennfelder angewendet werden. Es ist auch möglich, daß anstelle des Pumpenkennfeldes bei anderen Kennfeldern beispielsweise einem Abgasrückführkennfeld eine entsprechende Korrektur erfolgt.The procedure according to the invention is described below on Example of a pump map of a diesel engine described. However, the invention is not based on this Application limited. You can by making minor changes also on other internal combustion engines or other maps be applied. It is also possible that instead of Pump map for other maps, for example one Exhaust gas recirculation map, a corresponding correction is made.
Mit 100 ist ein erster Steller bezeichnet, der abhängig von
dem ihm zugeführten Ansteuersignal US einer nicht dargestellten
Brennkraftmaschine eine bestimmte Kraftstoffmenge
zumißt. Der mengenbestimmende Steller 100 wird von einem sogenannten
Pumpenkennfeld 105 mit dem Signal US beaufschlagt.
Dem Pumpenkennfeld 105 wird als Eingangsgröße das Ausgangssignal
des Verknüpfungspunktes 110 zugeleitet. Am ersten
Eingang des Verknüpfungspunktes 110 steht mit positiven Vorzeichen
ein Ausgangssignal MKS einer Minimalauswahl 120 an.100 denotes a first actuator, which depends on
the control signal US supplied to him, not shown
Internal combustion engine a certain amount of fuel
ascribes. The quantity-determining
Der Minimalauswahl 120 wird zum einen das Ausgangssignal MKW
einer Mengenvorgabe 142, die beispielsweise ein Signal FP
eines Fahrpedalstellungsgeber 144 auswertet, zugeführt. Als
zweite Größe wird der Minimalauswahl 120 das Ausgangssignal
einer Rauchbegrenzung 122 und das Ausgangssignal einer
Drehmomentbegrenzung 124 zugeführt. Die Rauchbegrenzung 122
wertet beispielsweise das Ausgangssignal λ eines Lambdasensors
130, der die Sauerstoffkonzentration des Abgases erfaßt,
und/oder das Ausgangssignal ML eines Luftmengensensors
133 aus. Der Drehmomentbegrenzung 124 wird insbesondere ein
Drehzahlsignal N 136 zugeleitet.The
Das Ausgangssignal der Minimalauswahl 120 kann noch weiteren
Regelkreisen zugeführt werden. So wird es beispielsweise einem
Spritzbeginnregler 140 zugeleitet, der abhängig von diesem
Mengensignal MKS den gewünschten Einspritzbeginn einstellt.
Desweiteren kann es einem Abgasrückführregler 145
bzw. einem Luftmengenregler zugeleitet werden. Dieser Regler
umfaßt ebenfalls ein Kennfeld, in dem abhängig von Betriebskenngrößen
ein Ansteuersignal zur Ansteuerung eines zweiten
Stellers 148 abgelegt ist. Dieser zweite Steller beinflußt
beispielsweise die angesaugte Luftmenge über eine Abgasrückführklappe.
Der Abgasrückführregler 145 verarbeitet das Ausgangssignal
des Drehzahlsensors 136 und des Lambdasensors
130 und/oder eines Luftmassenmessers. Eine solche Anordnung
ist im wesentlichen bekannt.The output signal of the
Dem zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 110 wird mit negativen
Vorzeichen das Ausgangssignal K einer Adaption 115
zugeleitet. Die Adaption verarbeitet das Ausgangssignal eines
Verknüpfungspunktes 155 sowie das Drehzahlsignal N des
Drehzahlgebers 136 sowie ein Kraftstoffmengensignal MK, das
von einem Block 157 bereitgestellt wird. Dem Additionspunkt
155 wird zum einen mit negativen Vorzeichen das Ausgangssignal
MKS der Minimalauswahl und mit positiven Vorzeichen
ein Signal MKI einer Mengenberechnung 150 zugeleitet. Der
Mengenberechnung 150 werden als Eingangsgrößen das Lambdasignal
λ des Lambdasensors 130 und ein Luftmengensignal MLV
einer Luftmengenvorgabe 152 bzw. des Luftmassensensors 133
zugeleitet. The second input of
Das Ausgangssignal K der Adaption 115 wird von einem Korrekturkennfeld
180 bereitgestellt. Dem Korrekturkennfeld 180
wird das Ausgangssignal eines ersten Reglers 170, eines
zweiten Reglers 172 und eines dritten Reglers 174 zugeleitet.
Der erste Regler 170 steht über ein erstes Schaltmittel
160, der zweite Regler 172 über ein zweites Schaltmittel 162
und der dritte Regler 174 über ein drittes Schaltmittel 164
mit dem Verknüpfungspunkt 155 in Verbindung. Die Schaltmittel
160, 162 und 164 werden von einer Adaptionssteuerung 166
abhängig von Betriebskenngrößen angesteuert. Als Betriebskenngrößen
werden beispielsweise das Drehzahlsignal N und
ein Mengensignal MK verwendet.The output signal K of the
Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt:
Abhängig von einem Fahrerwunschsignal FP, das beispielsweise
mit einem Fahrpedalsensor 144 erfaßt wird, gibt der Block
142 eine Wunschmenge MKW vor, die dem Fahrerwunsch entspricht.
Diese Wunschmenge wird abhängig von dem Ausgangssignal
der Rauchbegrenzung 122 und der Drehmomentbegrenzung
124 auf höchstzulässige Werte begrenzt. Die Rauchbegrenzung
122 ist beispielsweise abhängig von der der Brennkraftmaschine
zugeführten Luftmenge ML und dem Lambdawert λ, das
heißt der Sauerstoffkonzentration des Abgases.This facility now works as follows:
Depending on a driver request signal FP, which is detected, for example, with an
Die Drehmomentbegrenzung 124 ist im wesentlichen abhängig
von der Drehzahl. Am Ausgang der Minimalauswahl 120 steht
der Sollwert MKS für die einzuspritzende Kraftstoffmenge MKS
an. Diese Größe kann verschiedenen Reglern zugeführt werden,
die abhängig von dieser Größe beispielsweise den Spritzbeginn
bzw. die Abgasrückführrate einstellen. Desweiteren wird
diese Größe MKS dem sogenannten Pumpenkennfeld 105 zugeleitet.
Das Pumpenkennfeld setzt das Signal MKS bezüglich der
einzuspritzenden Kraftstoffmenge in ein Ansteuersignal US
für den Steller 100 um, der die einzuspritzende Kraftstoffmenge
festlegt.The
Aufgrund von Fehlern und Ungenauigkeiten im Bereich der Kraftstoffzumessung insbesondere des Stellers kann der Fall eintreten, daß die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge von der gewünschten Kraftstoffmenge MKS abweicht. Ist die tatsächliche Menge kleiner als der Sollwert MKS, so liefert die Brennkraftmaschine nicht das gewünschte Drehmoment. Ist die Menge zu groß, so treten möglicherweise unzulässige Abgasemissionen auf.Due to errors and inaccuracies in the area of Fuel metering, in particular of the actuator, can be the case occur that the amount of fuel actually injected deviates from the desired amount of MKS. Is the actual quantity less than the setpoint MKS, so delivers the internal combustion engine does not have the desired torque. is the amount too large, there may be impermissible exhaust gas emissions on.
Um diese Effekte zu vermeiden, wird mittels einer Mengenberechnung
150 die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge
MKI bestimmt und im Vergleichspunkt 155 mit der Sollmenge
MKS verglichen. Abhängig von diesem Vergleichsergebnis wird
dann eine Korrekturgröße K bestimmt, die auch als Korrekturmenge
K bezeichnet wird. Mit dieser Korrekturgröße wird im
Additionspunkt 110 der Sollwert für die Menge MKS korrigiert.To avoid these effects, a quantity calculation is used
150 the amount of fuel actually injected
MKI determines and in
Zur Mengenberechnung 150 wird in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
die angesaugte Luftmenge MLV und der Lambdawert
λI des Abgases verwendet. Die tatsächlich eingespritzte
Kraftstoffmenge MKI ergibt sich gemäß der folgenden Formel:
Als Luftmengensignal MLV kann eine Luftmenge, die mit einem Sensor unmittelbar erfaßt wird, verwendet werden, bzw. das Luftmengensignal MLV kann ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen wie beispielsweise der Temperatur und dem Druck der angesaugten Luftmenge berechnet werden. The air volume signal MLV can be an air volume that corresponds to a Sensor is detected immediately, are used, or that Air volume signal MLV can be based on various operating parameters such as temperature and Pressure of the intake air volume can be calculated.
Anstelle Berechnung der Istmenge MKI ausgehend von der Luftmenge MLV und dem Lambdasignal können auch noch andere Mengen bzw. Mengenersatzsignale verwendet werden. Beispielsweise kann der Nadelhub, bzw. die Spritzdauer, der Druck in der Kraftstoffleitung, das Drehmoment, die Abgastemperatur bzw. das Ausgangssignal eines NOX- bzw. eines HC-Sensors verwendet werden. Der Lambdawert λI des Abgases wird üblicherweise mit einer Lambdasonde unmittelbar gemessen.Instead of calculating the actual MKI volume based on the air volume MLV and the lambda signal can also have other quantities or quantity replacement signals are used. For example can the needle stroke, or the spray duration, the pressure in the Fuel line, torque, exhaust gas temperature or the output signal of a NOX or HC sensor is used become. The lambda value λI of the exhaust gas is usually measured directly with a lambda probe.
Durch Vergleich der Sollmenge MKS im Verknüpfungspunkt 155
mit der Istmenge MKI ergibt sich ein Abweichungssignal DMK.
Alternativ kann als Abweichungssignal das Ausgangssignal eines
Lambda-Reglers verwendet werden.By comparing the target quantity MKS in
Die Adaptionssteuerung 166 stellt sicher, daß die Regler
170, 172 und 174 nur dann ein Signal erhalten, wenn bestimmte
Betriebsparameter vorliegen. Als Betriebsparameter
werden die Drehzahl N und die Kraftstoffmenge MK berücksichtigt.
Bei der Kraftstoffmenge MK handelt es sich um einen in
der Steuereinrichtung vorliegenden Kraftstoffmengenwert, wie
beispielsweise die Sollkraftstoffmenge MKS. Alternativ können
auch andere Mengensignale, wie beispielsweise die Menge
MKI, verwendet werden.The
Bei Vorliegen bestimmter Betriebsparameter wird wahlweise
einer der Schalter 160, 162 bzw. 164 geschlossen und das Abweichungssignal
DMK dem entsprechenden Regler 170, 172 bzw.
174 zugeführt. Diese Regler sind vorzugsweise als Integralregler
realisiert. Hierbei handelt es sich um einen langsamen
Regelkreis, welcher die festgestellte Mengendifferenz
zwischen der Sollmenge MKS und der berechneten Istmenge MKI
in einem bestimmten Betriebspunkt zu 0 regelt.If certain operating parameters are available, is optional
one of the
Dadurch, daß die Istmenge MKI, die der eingespritzten Kraftstoffmenge entspricht, und die Sollkraftstoffmenge MKS gleiche Werte annehmen, können alle mit dem Mengenwert MKS arbeitende Funktionen wie beispielsweise der Spritzbeginnregler oder die Abgasrückführregelung verbessert oder vereinfacht werden.Because the actual quantity MKI, that of the injected fuel quantity corresponds, and the target fuel quantity MKS same Anyone working with the quantity value MKS can accept values Functions such as the spray start controller or improves or simplifies the exhaust gas recirculation control become.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Abweichungssignal DMK lediglich in der Umgebung von drei Betriebspunkten, die durch Drehzahl und Kraftstoffmenge MK definiert sind, ermittelt werden. Ausgehend von diesen drei Abweichungswerten werden drei Korrekturwerte für diese drei Betriebspunkte bestimmt. Diese drei Korrekturwerte an drei Betriebspunkten definieren eine sogenannte Korrekturebene. Diese Korrekturebene ordnet jedem Betriebspunkt, der durch ein Kraftstoffmengenwert MK ein Drehzahlwert N definiert ist, eine Korrekturmenge K zu.According to the invention it is provided that the deviation signal DMK only in the vicinity of three operating points are defined by the speed and fuel quantity MK become. Based on these three deviation values three correction values are determined for these three operating points. These three correction values at three operating points define a so-called correction level. This correction level assigns each operating point by a fuel quantity value MK a speed value N is defined, a correction amount K to.
Erfindungsgemäß werden diese drei Punkte so gewählt, daß in jedem funktional wichtigen Arbeitsbereich der Brennkraftmaschine ein Betriebspunkt zu liegen kommt. Ein erster Arbeitsbereich ist bei kleinen Drehzahlen und kleinen Kraftstoffmengen gegeben. In diesem Betriebsbereich ist die Abgasrückführung aktiv. In einem zweiten Arbeitsbereich bei kleinen Drehzahlen und großen Kraftstoffmengen ist die Rauchbegrenzung aktiv. In einem dritten Arbeitsbereich bei großen Drehzahlen und großen Kraftstoffmengen erfolgt eine Drehmomentbegrenzung.According to the invention, these three points are chosen so that in every functionally important work area of the internal combustion engine an operating point comes to rest. A first area of work is at low speeds and small amounts of fuel given. Exhaust gas recirculation is in this operating range active. In a second work area at low speeds and large amounts of fuel Smoke control active. In a third work area at high speeds and large amounts of fuel Torque limitation.
In jedem dieser Betriebsbereiche wird jeweils ein Korrekturwert gelernt. Ausgehend von diesen drei Korrekturwerten wird dann die Korrekturebene berechnet, über die schließlich eine globale Korrektur des Pumpenkennfeldes erfolgt.In each of these operating areas there is a correction value learned. Based on these three correction values then the correction plane is calculated, over which finally one global correction of the pump map is carried out.
In Figur 2 sind die drei Betriebspunkte, bei denen die Korrekturwerte ermittelt werden, mit Kreuzen gekennzeichnet. Über eine erste Achse ist die Drehzahl N aufgetragen. Über eine zweite Achse ist die Kraftstoffmenge MK aufgetragen und in über eine dritte Achse ist die Korrekturmenge K aufgetragen.In Figure 2 are the three operating points at which the correction values be identified, marked with crosses. The speed N is plotted on a first axis. about the fuel quantity MK is plotted on a second axis and The correction quantity K is plotted on a third axis.
Im ersten Betriebspunkt, der durch die Drehzahl N1 und die Kraftstoffmenge MK1 bestimmt wird, ergibt sich ein erster Korrekturwert K1. Im zweiten Betriebspunkt, definiert durch die Drehzahl N2 und die Kraftstoffmenge MK3 wird ein zweiter Korrekturwert K2 bestimmt. Bei dem dargestellten Beispiel sind die Drehzahlwerte N1 und N2 gleich.In the first operating point, which is determined by the speed N1 and If the amount of fuel MK1 is determined, a first one results Correction value K1. In the second operating point, defined by the speed N2 and the fuel quantity MK3 become a second Correction value K2 determined. In the example shown the speed values N1 and N2 are the same.
Entsprechend wird am dritten Betriebspunkt, definiert durch die Drehzahl N3 und die Menge MK3 ein dritter Korrekturwert K3 bestimmt.Correspondingly, at the third operating point, is defined by the speed N3 and the quantity MK3 a third correction value K3 determined.
Die Drehzahl N1 nimmt beispielsweise einen Wert von 1000 min-1 und die Drehzahl N2 einen Wert von 4000 min-1 an.The speed N1 takes for example a value of 1000 min -1 and the speed N2 a value of 4000 min -1 .
Durch diese drei Betriebspunkte, die auch als Stützpunkte einer Korrekturebene bezeichnet werden können, und die drei Korrekturwerte K1, K2 und K3 wird eine Ebene definiert, die durch eine strich-punktierte Linie angedeutet ist. Jedem beliebigen Betriebspunkt, das heißt jeder beliebigen Kombination aus Drehzahlwert N und Kraftstoffmengenwert MK, wird ein Punkt der Ebene und damit ein bestimmte Korrekturmenge K zugeordnet.Through these three operating points, which are also called bases one correction level, and the three Correction values K1, K2 and K3 define a level that is indicated by a dash-dotted line. Anyone Operating point, that means any combination from speed value N and fuel quantity value MK a point on the plane and thus a certain correction quantity K assigned.
Die Regler 170, 172 und 174 stellen die Korrekturwerte K1,
K2 und K3 zur Verfügung. Ausgehend von diesen Korrekturwerten
und den bekannten Betriebspunkten, die diesen Werten zugeordnet
sind, ergibt sich eine Korrekturebene, die im Korrekturkennfeld
180 abgelegt ist. Aus diesem Korrekturkennfeld
180 kann zu jedem Betriebspunkt eine Korrekturmenge K
ausgelesen werden. The
In jedem der Arbeitsbereiche wird ein Korrekturwert gelernt. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um den Mittelwert über mehrere Messungen des Abweichungssignals DMK. Ausgehend von den drei Korrekturwerten K1, K2 und K3 wird dann eine Korrekturebene berechnet, über die eine globale Korrektur des Pumpenkennfeldes erfolgt. Die hohe Genauigkeit der globalen Korrektur liegt genau dort, wo sie für die Funktionalität benötigt wird.A correction value is learned in each of the work areas. This is preferably the mean over several measurements of the deviation signal DMK. Starting from The three correction values K1, K2 and K3 then become a correction plane over which a global correction of the Pump map is done. The high accuracy of the global Correction is right there for functionality is needed.
Mit dieser Vorgehensweise werden sowohl multiplikative als auch additive Fehler korrigiert. Bereiche zur separaten Erfassung von multiplikativen oder additiven Fehlern werden nicht unterschieden, was das Verfahren in der Anwendung vereinfacht. Durch die globale Korrektur können die Fehler schnell gelernt und damit im gesamten Kennfeldbereich ohne Unstetigkeiten schnell kompensiert werden.With this approach, both multiplicative and also corrected additive errors. Areas for separate capture of multiplicative or additive errors no distinction, which simplifies the procedure in the application. Global errors can correct the errors learned quickly and thus in the entire map area without Discrepancies can be quickly compensated.
Die ausgewählten gültigen Abweichungssignale DMK werden von
den für den jeweiligen Arbeitsbereich zuständigen Regler
170, 172 bzw. 174 laufend gemittelt. Solange kein brauchbares
Signal für die Adaption vorliegt, das heißt der entsprechende
Betriebspunkt wurde noch nicht angefahren, nimmt das
Ausgangssignal des entsprechenden Reglers den Wert 0 an. Alle
Abweichungssignale, welche bei einem Betriebspunkt innerhalb
eines Arbeitsbereichs gemessen und für gültig erachtet
werden, gelangen über die Schaltmittel 160, 162 bzw. 164 zu
dem zugehörigen Regler 170, 172 bzw. 174, der eine große Integrationszeit
besitzt.The selected valid deviation signals DMK are from
the controller responsible for the
Die fortlaufend gemittelten Mengenfehler lassen sich als Korrekturkennfeld für das Pumpenkennfeld darstellen. Die Stützstellen, bei denen die Korrekturwerte berechnet werden, werden vorzugsweise in die Mitte des Arbeitsbereichs oder in den Bereich des Arbeitsbereichs gelegt, dessen Werte am häufigsten auftreten. Die zwischen diese drei Korrekturwerte aufgespannte Ebene nähert sich global nach relativ kurzer Meßzeit einem vollständig gemessenen Korrekturkennfeld an. Da zur Berechnung der Ebene lediglich drei Korrekturwerte erforderlich sind, stehen alle Zwischenwerte mit ausreichender Genauigkeit sehr schnell zur Verfügung.The continuously averaged quantity errors can be as Display the correction map for the pump map. The Support points at which the correction values are calculated are preferably in the middle of the work area or in placed the area of the work area whose values are most common occur. The between these three correction values spanned level approaches globally after a relatively short time Measurement time on a completely measured correction map. Since only three correction values are used to calculate the level are necessary, all intermediate values are sufficient Accuracy available very quickly.
Durch diese Vorgehensweise ergeben sich die Vorteile, daß in jedem Betriebspunkt nach kurzer Meßzeit ein in seiner Nähe gemessener additiver Korrekturwert vorhanden ist. Multiplikative Fehleranteile werden indirekt über die durch die drei Korrekturwerte definierte Ebenengleichung mitberücksichtigt. Durch die Berechnung der Ebene über den gesamten Betriebsbereich erfaßt die Korrektur mit ausreichender Genauigkeit auch Betriebspunkte, die selten angefahren werden. Unstetigkeiten, wie bei einem punktweise adaptierten Pumpenkennfeld, treten nicht auf. Der Applikationsaufwand kann stark verringert werden.This procedure has the advantages that in every operating point after a short measuring time in its vicinity measured additive correction value is present. multiplicative Error rates are indirectly determined by the three Correction values defined plane equation also taken into account. By calculating the level over the entire operating area detects the correction with sufficient accuracy also operating points that are rarely used. discontinuities like a point-by-point pump map, do not occur. The application effort can be greatly reduced become.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Lernbereich auf die nähere Umgebung der Stützpunkte begrenzt. Dies erfolgt vor dem Hintergrund, daß Betriebspunkte, die relativ weit entfernt vom Stützpunkt liegen und längere Zeit stationär gefahren werden, bezogen auf den Stützpunkt fehlerhaft gelernt werden können. Die eingegrenzten Lernbereiche müssen für schnelles Lernen zu funktional wichtigen Punkten, die möglichst häufig gefahren werden, gelegt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention the learning area is based on the immediate vicinity of the bases limited. This takes place against the background that operating points, which are relatively far from the base and be driven stationary for a long time, based on the base can be learned incorrectly. The narrowed down Learning areas need for quick learning too functionally important points that are driven as often as possible will be laid.
Stationär über längere Zeit gefahrene Betriebspunkte werden nach einer eingestellten Zeit nicht mehr gelernt.Operating points that are driven over a long period of time are stationary not learned after a set time.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Korrekturebene begrenzt wird. Dies bedeutet, daß ein Schwellwert für den Betrag der Korrekturwerte K1, K2, K3 vorgebbar ist. Desweiteren kann vorgesehen sein, daß der Gradient, das heißt die Steigung der Ebene begrenzt wird. Dies bedeutet, daß die Differenz zwischen zwei Korrekturwerten einen Schwellwert nicht übersteigen darf. Diese Begrenzung schützt vor fehlerhaften Extrapolationen z.B. nach dem Start.It is particularly advantageous if the correction level is limited becomes. This means that there is a threshold for the amount the correction values K1, K2, K3 can be predetermined. Furthermore can be provided that the gradient, that is the Slope of the plane is limited. This means that the Difference between two correction values a threshold must not exceed. This limitation protects against incorrect ones Extrapolations e.g. after the start.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Stützpunkte mit möglichst großem Abstand voneinander gewählt werden.It is particularly advantageous if these bases with the largest possible distance from each other.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn mehrere Korrekturebenen vorgegeben werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn für die drei Funktionalbereiche (Abgasrückführung, Vollast und Drehmomentbegrenzung) jeweils eine Teilkorrekturebene vorgebbar ist. Die Zahl der Ebenen kann beliebige Werte annehmen. Durch die erhöhte Zahl der Teilebenen ergeben sich mehr Stützpunkte und damit eine größere Flexibilität, insbesondere in den Randzonen. Bei den Übergängen zwischen den Teilebenen dürfen keine Sprünge auftreten. Vorzugsweise wird zwischen den Ebenen eine Schnittgerade definiert bzw. es erfolgt eine Minimal- und/oder eine Maximalauswahl zwischen jeweils zwei Ebenen, bzw. es erfolgt eine Mittelwertbildung der Ebenenpunkte im Betriebspunkt.A particularly advantageous embodiment results if several correction levels can be specified. Particularly advantageous it is when for the three functional areas (Exhaust gas recirculation, full load and torque limitation) each a partial correction level can be specified. The number of levels can take any value. Due to the increased number of Sub-levels result in more bases and thus a larger one Flexibility, especially in the peripheral areas. Both No jumps may occur between the sub-levels. A line of intersection is preferably between the planes defined or there is a minimum and / or Maximum selection between two levels, or it is done an averaging of the level points at the operating point.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Verminderung des Einflusses von Sensorfehlern möglich. Bei kleinen Lambdawerten ist die Lambdasonde genauer und bei großen Lambdawerten ist der Luftmassenmesser genauer. Daraus wird beispielsweise bei eingeregelter Lambdavollast geschlossen, daß eine vorhandene gemittelte Differenz der beiden Luftsignale zum größeren Teil auf einem Sensorfehler des Luftmassenmessers beruht. Der Mittelwert dieser Abweichung bei eingeregelter Vollast ermöglicht eine globale Korrektur des Luftmassensensors. Der Mittelwert der Abweichung bei eingeregelter Abgasrückführung, beispielsweise im Leerlauf ermöglicht eine globale Korrektur der Lambdasonde. In a particularly advantageous embodiment, a Possible to reduce the influence of sensor errors. at the lambda probe is more accurate and at low lambda values The air mass meter is more accurate for large lambda values. from that is closed, for example, when the lambda full load is regulated, that an existing averaged difference between the two Air signals for the most part on a sensor error of the Air mass meter is based. The mean of this deviation when the full load is adjusted, global correction is possible of the air mass sensor. The mean of the deviation at regulated exhaust gas recirculation, for example when idling enables global correction of the lambda probe.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drehzahlwerte N1 und
N2 für den ersten und zweiten Betriebspunkt gleich gewählt
werden. Entsprechend werden die Mengenwerte MK2 und MK3
gleich gewählt. Mit diesen paarweisen gleichen Koordinaten
läßt sich die Korrekturebene sehr leicht berechnen. Die Korrekturmenge
K eines durch die Werte MK und N definierten Betriebspunktes
ergibt sich gemäß der folgenden Gleichung:
In Figur 3 sind die Arbeitsbereiche 1, 2 und 3 für die verschiedenen
Teilebenen mittels einer durchgezogenen bzw. einer
strichpunktierten Linie voneinander getrennt. Mit Kreuzen
sind die Stützpunkte, bei denen die Korrekturwerte Kn
bestimmt werden, bezeichnet. Um einen sprungfreien Übergang
zwischen den Arbeitsbereichen 2 und 3 und zwischen den Arbeitsbereichen
2 und 1 zu erreichen, wird jeweils eine
Schnittgerade definiert. Der Übergang von der Teilebene 3
auf die Teilebene 1 erfolgt im Bereich der strichpunktierten
Linie durch eine Minimalauswahl. Es werden die Korrekturmengen
der beiden Ebenen ausgelesen und der kleinere der beiden
Korrekturmenge wird verwendet.In Figure 3, the
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Stützpunkte des zweiten
Arbeitsbereichs auf den Schnittgeraden zwischen der zweiten
und dritten Korrekturebene und der Schnittgeraden zwischen
der zweiten und ersten Korrekturebene liegen. Dabei liegt
ein Stützpunkt auf dem Schnittpunkt der beiden Schnittgeraden.
Somit haben die Korrekturebenen 1 und 2 sowie die Korrekturebenen
2 und 3 jeweils zwei gemeinsame Stützpunkte auf
der jeweiligen Schnittgeraden. Innerhalb der 1 und 3
Korrekturebene liegt ein weiterer StützpunktIt is preferably provided that the bases of the second
Work area on the intersection line between the second
and third correction plane and the intersection line between
the second and first correction levels. Here lies
a base on the intersection of the two intersection lines.
Thus
Claims (10)
- Method for controlling an internal combustion engine, in which an actuation signal is stored in a characteristic diagram as a function of at least two operating parameters, in that correction values for correcting the characteristic diagram can be obtained at at least three operating points, it being possible to determine the correction values on the basis of the deviation between a desired value and an actual value of an operating characteristic variable, characterized in that at least one correction plane is defined by means of at least three operating points and the assigned correction values and points of this correction plane are used as correction variables for actuation signals read out of the characteristic diagram.
- Method according to Claim 1, characterized in that the fuel quantity signal is used as operating characteristic variable, it being possible to determine the actual fuel quantity on the basis of an air quantity signal and a lambda signal (λ).
- Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the characteristic diagram is the pump characteristic diagram of an auto-ignition internal combustion engine in which an actuation signal for a quantity-determining actuator is stored as a function of a rotational speed signal and a fuel quantity signal.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least three operating ranges are provided, and in that in each operating range there is at least one operating point at which a correction value is determined.
- Method according to Claim 4, characterized in that a correction plane can be predefined for each operating range.
- Method according to one of Claims 4 or 5, characterized in that there is a first operating range at low rotational speeds and with small fuel quantities.
- Method according to one of Claims 4 to 6, characterized in that there is a second operating range at low rotational speeds and with large fuel quantities.
- Method according to one of Claims 4 to 7, characterized in that there is a third operating range at high rotational speeds and with large fuel quantities.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that the correction values and/or the correction variables can be limited.
- Device for controlling an internal combustion engine, in which an actuation signal is stored in a characteristic diagram as a function of at least two operating parameters, having means which obtain, at at least three operating points, correction values for correcting the characteristic diagram, it being possible to determine the correction values on the basis of the deviation between a desired value and an actual value of an operating characteristic variable, characterized in that means are provided which, by means of at least three operating points and the assigned correction values, define at least one correction plane and points of this correction plane are used as correction variables for actuation signals read out of the characteristic diagram.
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