EP0826100B1 - Verfahren zur zylinderselektiven lambda-regelung einer mehrzylinder-brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur zylinderselektiven lambda-regelung einer mehrzylinder-brennkraftmaschine Download PDF

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EP0826100B1
EP0826100B1 EP96913453A EP96913453A EP0826100B1 EP 0826100 B1 EP0826100 B1 EP 0826100B1 EP 96913453 A EP96913453 A EP 96913453A EP 96913453 A EP96913453 A EP 96913453A EP 0826100 B1 EP0826100 B1 EP 0826100B1
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EP
European Patent Office
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lam
lambda
cylinder
controller
accordance
Prior art date
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EP96913453A
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English (en)
French (fr)
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EP0826100A1 (de
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Willibald SCHÜRZ
Florian Tisch
Erwin Achleitner
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of EP0826100B1 publication Critical patent/EP0826100B1/de
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Definitions

  • the invention relates to a method for cylinder-selective Lambda control according to a multi-cylinder internal combustion engine the preamble of claim 1.
  • the lambda control connects to the three-way catalytic converter today the most effective emission control method for Internal combustion engines.
  • One delivers in the exhaust pipe oxygen sensor located upstream of the catalytic converter, usually referred to as a lambda probe, one of oxygen content in the exhaust gas dependent signal that the lambda controller so further processed that by means of a metering device, like injectors or carburetor the cylinders of the Fuel-air mixture supplied to the internal combustion engine almost complete combustion ( ⁇ 1.00).
  • so-called jump probes are used as lambda probes, whose output signal jumps both at the transition from a fat to a lean, as well as at the transition changes from a lean to a rich exhaust state.
  • Such lambda probes based on zirconium oxide or titanium oxide have response times of around 100 ms and record therefore only the oxygen content in the total exhaust gas resulting from the individual exhaust gas packs of the individual cylinders of the internal combustion engine put together.
  • variable suction systems switching suction pipes
  • variable Valve timing a balanced cylinder charge in all operating points of the internal combustion engine with the conventional means difficult to realize.
  • each individual cylinder has its own lambda sensor with jump characteristics assign in a corresponding exhaust pipe.
  • One lambda probe each records the composition of the exhaust gas from the respective cylinder and delivers an output signal to an electronic control unit. This touches the Output signals of the two lambda probes when the respective cylinders in question are in the extension stroke or during a period that is slightly later than this and increases or decreases the fuel supply amount for the individual cylinders.
  • the oxygen sensors for cylinder-specific mixture control are also known as linear lambda sensors and are for example based on strontium titanate (SrTiO3) in Thin-film technology built up (VDI reports 939, Düsseldorf 1992, "Comparison of the response speed of automotive exhaust gas sensors for quick lambda measurement based on selected metal oxide thin films ").
  • the present invention is based on the object of specifying a method for cylinder-selective lambda control of a multi-cylinder internal combustion engine of the type mentioned at the outset, so that the deviation of the individual cylinder air numbers from the desired value is limited to a minimum at all operating points of the internal combustion engine.
  • the single-cylinder lambda control consists of two control loops, an outer control loop for control the global lambda mean and an internal control loop, in which the air ratio is controlled cylinder-selectively.
  • a linear proportional integral controller is used to regulate the mean air ratio (PI controller) used.
  • PI controller mean air ratio
  • the controlled system can be with sufficient accuracy by Dead time element and two first order delay elements replicate. With the help of this route model one can Design the controller structure, whose parameters depend on the dead time of the Lambda control loop, the time constants of the delay elements and the speed are dependent. Because these system sizes the effort can be easily determined by measurements reduce significantly for the application of the lambda controller.
  • the single-cylinder lambda controller as a two-point controller.
  • a PI controller is also used for the single-cylinder air figures used, in which the proportional and integral part set depending on the load and speed become.
  • Deviations of the single-cylinder air figures from the setpoint reduce less than 1%.
  • the air ratio amplitude in the total exhaust gas is significantly reduced compared to that of a conventional two-point lambda regulator and the conversion rate for CO and NO x of an aged catalytic converter is significantly increased.
  • the detection and evaluation of the single-cylinder air figures makes it possible to detect defects in the injection valves which are associated with a change in the dynamic properties of the flow rate, which supports on-board diagnosis (OBD II).
  • FIG. 1 with the reference numeral 10 is only schematic shown internal combustion engine BKM with 6 cylinders, 3 cylinders combined to form a cylinder bank are.
  • the cylinders are a first cylinder bank ZB1 1,2,3 assigned, the exhaust gas in a common exhaust line AST1 opens.
  • the cylinders 4,5,6 are a second cylinder bank ZB2 assigned to which an exhaust line AST2 common is.
  • the Internal combustion engine 10 has a linear lambda probe LS1 in the exhaust line AST2 a linear lambda probe LS2 is provided.
  • a positioning of the two lambda sensors LS1, LS2 near the internal combustion engine 10 favors the detectability of single-cylinder air deviations, because with increasing distance the installation location of the lambda probes LS1, LS2 from the Internal combustion engine 10 the degree of mixing of each Exhaust gas packs increased and thereby cylinder-selective detection is difficult.
  • the signals from the two lambda sensors LS1, LS2 become one Circuit block 11 supplied, the signal detection and a Controls linearization of these signals. This is due to Circuit block 11 as further input variables a cylinder identification signal ZID and a time signal, namely the Waiting time TEZ on.
  • the value for the waiting time TEZ is made up of a Map KF depends on one that represents the engine load Size, for example the air mass LM and the Speed N read out.
  • the dependence of the probe voltage is linear Lambda probe represented by the air ratio ⁇ .
  • the air ratio ⁇ In one narrow range of 0.97 ⁇ ⁇ 1.03 results in an almost linear relationship between probe voltage ULS and air ratio ⁇ .
  • the probe voltage is by means of a stored characteristic curve or a one-dimensional one Map converted into an actual lambda value LAM_IST.
  • a separate map can be made for each of the two lambda sensors are provided, with the aid of which the values of the sensor voltages be converted into air ratio values.
  • Figure 3 shows the position of the sampling points in the first two lines AP for the sensor signals of the two cylinder banks ZB1, ZB2 in relation to the push-out cycles AT of the individual Cylinder.
  • the 3rd line of Fig.3 are the push-out cycles AT of cylinders 4, 5 and 6 of cylinder bank ZB 2, in the 4th Row are the extension strokes AT of cylinders 1, 2 and 3 the cylinder bank ZB 1 shown.
  • the value of the probe signal which contains the information about the air ratio of a cylinder, is only recorded after a specific waiting time TEZ after the exhaust valve has closed (the end of the push-out cycle).
  • This waiting time TEZ depends on the load and the speed of the internal combustion engine.
  • the waiting time TEZ is stored in a map that is spanned over the air mass LM and the speed N.
  • TEZ time between reference mark and sampling time
  • the values of the sensor signals of the lambda sensors assigned to the two cylinder banks ZB1, ZB2 are queried.
  • the time interval between the signal acquisition is therefore predefined in relation to a trigger mark (tooth number) fixed to the crankshaft, depending on the load and the speed.
  • a lambda voltage value per cylinder bank is determined for each segment.
  • the setpoint LAM_SOLL is one Map dependent on the load, for example on the air mass LM and the speed N of the internal combustion engine filed.
  • LAMMW_IST_i 1.2 for the two lambda probes
  • n-6 n-5 n-4 n-3 n-2 n-1 n number of the measured value
  • LAMMW_i LAM_SUM_i (n) / 6
  • the control gain factor LAM_KPI_FAK is selected depending on a dead time LAM_TOTZ_GR in the lambda control loop, which results from the fuel storage period, the Duration of the intake, compression, work and extension cycle as well as the gas running time for the respective lambda probe.
  • This dead time LAM_TOTZ_GR is load- a map and taken depending on the speed.
  • LAM_GR_i (n) LAM_P_i (n) + LAM_I_i (n)
  • This controller output of the global lambda controller is preferably limited to ⁇ 25% of the basic injection time, ie -0.25 ⁇ LAM_GR_i ⁇ 0.25.
  • the integral component can also be limited to ⁇ 25% of the basic injection time, ie - 0.25 ⁇ LAM_I_i ⁇ 0.25.
  • a gradient method is used to identify the individual cylinder air numbers used.
  • the slope behavior of the lambda probe signal after the expiration cycle a qualitative assessment of the individual cylinder air numbers carried out, i.e. it is determined whether the exhaust gas of the current Cycle is richer or leaner than that exhaust gas from the previous cycle.
  • the air ratio gradients are calculated segment-synchronously cylinder-selective from the actual lambda values LAM_IST_i, whereby only every second measured value per cylinder bank for the gradient calculation is taken into account.
  • Tooth point scanning point Gradient for cylinder No.x Probe No.i 15 2nd 1 35 4th 2nd 55 1 1 75 5 2nd 95 3rd 1 115 6 2nd
  • Air ratio gradients can lead to false detections introduced a hysteresis LAM_ZST_HYS, the width of which can be applied is.
  • Lies is the air ratio gradient calculated using formula (1) LAM_GRD_ZYL_x within the range ⁇ LAM_ZST_HYS, so is the result of the gradient evaluation from the previous state dependent in the relevant exhaust line. To the procedure two more state variables are easier to design VOR_ZST 1, VOR_ZST 2 introduced.
  • the state variable VOR_ZST 1 saves the previous one Condition in the exhaust system of the first cylinder bank with the Probe 1, the state variable VOR_ZST 2 the previous state in the exhaust line of the second cylinder bank with the probe 2.
  • the state variables VOR_ZST 1,2 there is a sequence for determining the values (1 or 0) for LAM_ZST_1.2, as shown in Figure 5.
  • LAM_ZST_i are used to control the individual cylinder air numbers used. They serve as input variables for a single cylinder lambda controller (circuit block 15 in Fig. 1), which is used as a proportional integral controller (PI controller) is trained.
  • PI controller proportional integral controller
  • circuit blocks 11-15 in Fig. 1 are preferably in one known electronic control device 16 integrated, as used for control in modern motor vehicles anyway and control of various operating parameters such as e.g. Injection time calculation, ignition control, diagnosis, etc. is used. Also those mentioned in the description Characteristic maps are stored in memories of the control device 16.
  • LAM_I_SUM_EZ_i (n + 1) LAM_I_SUM_EZ_I (n) - LAM_I_EZ_i (n-2) + LAM_I_EZ_x (n)
  • LAM_I_EZ_x (n) is entered in a memory LAM_I_EZ_i.
  • LAM_I_EZ_i n-2 n-1 n LAMMW_I_EZ_i (n + 1) LAM_I_SUM_EZ_i (n + 1) / 3
  • LAM_P_EZ and LAM_I_EZ are each in a map filed over the load size LM and the speed N of the Internal combustion engine are clamped.
  • the integration component LAM_I_EZ_x of the single cylinder lambda controller is, for example, ⁇ 10% of the basic injection time TI_B limited, i.e. -0.1 ⁇ LAM_I_EZ_x ⁇ 0.1.
  • the invention was explained on the basis of an exemplary embodiment in which the internal combustion engine has 6 cylinders and in each case 3 cylinders are combined to form a group (cylinder bank ZB1, ZB2).
  • Each group or cylinder bank is assigned an exhaust line containing a linear lambda probe. It is also possible within the scope of the invention, for example, to provide a single exhaust line in a 4-cylinder internal combustion engine, in which a single linear lambda probe is arranged, or to form 2 groups of 4 cylinders in an 8-cylinder internal combustion engine, or in a 12 Cylinder internal combustion engine to form 3 groups of 4 cylinders or 4 groups of 3 cylinders.
  • the number of exhaust gas lines and thus the number of linear lambda sensors are then determined in accordance with the number of groups.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zylinderselektiven Lambda-Regelung einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Die Lambda-Regelung stellt in Verbindung mit dem Dreiwege-Katalysator heute das wirksamste Abgasreinigungsverfahren für Brennkraftmaschinen dar. Dabei liefert ein im Abgasrohr stromaufwärts des Katalysators angeordneter Sauerstoffsensor, in der Regel als Lambda-Sonde bezeichnet, ein vom Sauerstoffgehalt im Abgas abhängiges Signal, das der Lambda-Regler derart weiterverarbeitet, daß das mittels einer Zumeßeinrichtung, wie Einspritzventile oder Vergaser den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoff-Luftgemisch eine nahezu vollständige Verbrennung (λ = 1,00) ermöglicht.
Als Lambda-Sonden werden dabei sogenannte Sprungsonden eingesetzt, deren Ausgangssignal sich sprunghaft sowohl beim Übergang von einem fetten zu einem mageren, als auch beim Übergang von einem mageren zu einem fetten Abgaszustand ändert. Solche Lambda-Sonden auf der Basis von Zirkonoxid oder Titanoxid weisen Ansprechzeiten von etwa 100 ms auf und erfassen deshalb nur den Sauerstoffgehalt im Gesamtabgas, das sich aus den einzelnen Abgaspaketen der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine zusammensetzt.
Eine derartige Regelung der Luftzahl λ des Summenabgases einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, auch als globale Regelung bezeichnet, auf λ = 1,00 führt aufgrund der vorhandenen Durchflußstreuungen der Einspritzventile sowie der unterschiedlichen Zylinderfüllungen zu nennenswerten Abweichungen der Einzelzylinderluftzahlen vom Sollwert.
Daraus resultieren sowohl negative Einflüsse auf die Rohemission der Brennkraftmaschine als auch auf die Konvertierungsrate des Katalysators. Mit zunehmender Streuung der Einzelzylinderluftzahlen steigt die Konzentration von CO und O2 im Summenabgas an. Der erhöhte O2-Gehalt im Abgas führt infolge der exothermen Konvertierungsreaktionen zu einer zusätzlichen thermischen Belastung des Katalysators, welche insbesondere bei einer Anordnung des Katalysators nahe der Brennkraftmaschine die Gefahr einer beschleunigten Alterung mit sich bringt.
Außerdem führen aufgrund der Querempfindlichkeit der herkömmlichen Sprungsonden zu Wasserstoff erhöhte Abweichungen der Einzelzylinderluftzahlen zu einer Drift der Luftzahl des Summenabgases in den mageren Bereich, wodurch eine deutliche Verschlechterung der NOx-Konvertierung des Katalysators verursacht wird.
Darüber hinaus ist durch den zunehmenden Einsatz von variablen Sauganlagen (Schaltsaugrohre) bzw. variablen Ventilsteuerzeiten eine ausgeglichene Zylinderfüllung in allen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine mit den herkömmlichen Mitteln nur erschwert zu realisieren.
Um das Abgas aus den einzelnen Zylindern einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine auf dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu halten, ist es aus der DE 40 40 527 A1 bekannt, jedem einzelnen Zylinder eine eigene Lambdasonde mit Sprungcharakteristik in einer entsprechenden Abgasleitung zuzuordnen. Je eine Lambdasonde erfaßt die Zusammensetzung des Abgases aus dem jeweiligen Zylinder und liefert ein Ausgangssignal an eine elektronische Steuereinheit. Diese tastet die Ausgangssignale der beiden Lambdasonden ab, wenn die jeweiligen in Frage stehenden Zylinder sich im Ausschiebetakt befinden oder während einer Periode, die geringfügig später liegt als diese und erhöht oder verringert die Kraftstoffzuführungsmenge für die einzelnen Zylinder.
Der Einsatz von entsprechend der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehenen Lambdasonden und deren Peripherie (z.B. für die Diagnose), insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit sechs und mehr Zylindern führt aber zu einer Erhöhung der Komplexizität und zur Verteuerung des Kraftfahrzeugs insgesamt.
Aus der US 4,766,870 ist ein Verfahren zum Regeln des Kraftstoff-Luftverhältnisses bei einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem zylinderspezifisch Lambda-Istwerte ermittelt werden. Diese Werte werden über mehrere Zylindersignale eines Arbeitsspiels gemittelt und einem ein Integralverhalten aufweisenden Regler bezüglich des Sollwertes für alle Zylinder gemeinsam zugeführt. Diese I-Regelung wird bei bestimmten Drehzahlen überlagert mit einer zylinderindividuellen Regelung. Dabei wird je ein linearer Lambdasensor in jedem Abgasstrang einer zugeordneten Zylindergruppe vorgesehen und die Regelung geschieht gruppenweise.
Zur zylinderindividuellen Gemischregelung in einer Brennkraftmaschine ist es ferner bekannt, einen einzigen Sauerstoffsensor vorzusehen, der eine lineare Abhängigkeit seines Ausgangssignals von der Luftzahl λ und darüber hinaus eine geringe Ansprechzeit aufweist. (SAE Paper 940149 "Automatic Control of Cylinder by Cylinder Air-Fuel Mixture Using a Proportional Exhaust Gas Sensor" und SAE Paper 940376 "Individual Cylinder Air Fuel Ratio Feedback Control Using an Observer").
Die dort vorgeschlagenen Lösungen zur Einzylinder-Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine erfordern aber aufgrund der dabei notwendigen Matrizenoperationen sehr hohe Rechnerleistungen, so daß eine Implementierung in Serienmotorsteuersystemen für Kraftfahrzeuge mit vernünftigem Aufwand nur sehr schwer zu realisieren ist.
Die Sauerstoffsensoren für zylinderindividuelle Gemischregelung werden auch als lineare Lambdasonden bezeichnet und sind beispielsweise auf der Basis von Strontiumtitanat (SrTiO3) in Dünnschichttechnologie aufgebaut (VDI Berichte 939, Düsseldorf 1992, "Vergleich der Ansprechgeschwindigkeit von KFZ Abgassensoren zur schnellen Lambdamessung auf der Grundlage von ausgewählten Metalloxiddünnfilmen").
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur zylinderselektiven Lambda-Regelung einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, so daß bei allen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine die Abweichung der Einzelzylinderluftzahlen vom Sollwert auf ein Minimum begrenzt ist.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
Die Einzylinder-Lambdaregelung besteht erfindungsgemäß aus zwei Regelkreisen, einer äußeren Regelschleife zur Regelung des globalen Lambdamittelwertes und einer inneren Regelschleife, in der die Luftzahl zylinderselektiv geregelt wird. Zur Regelung des Luftzahlmittelwertes wird ein linearer Proportional-Integralregler (PI-Regler) verwendet. Die Regelstrecke läßt sich mit ausreichender Genauigkeit durch ein Totzeitglied und zwei Verzögerungsglieder erster Ordnung nachbilden. Mit Hilfe dieses Streckenmodells läßt sich eine Reglerstruktur entwerfen, deren Parameter von der Totzeit des Lambdaregelkreises, den Zeitkonstanten der Verzögerungsglieder und der Drehzahl abhängig sind. Da diese Systemgrößen durch Messungen einfach zu ermitteln sind, läßt sich der Aufwand für die Applikation des Lambdareglers wesentlich reduzieren.
Zur Identifizierung des Luftzahlzustandes der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine wird die Steigung des Sauerstoffsondensignales nach Ablauf der Ausschiebetakte ausgewertet. Ein positiver Gradient bedeutet, daß die Luftzahl im aktuellen Aussschiebetakt magerer ist als die Luftzahl im vorangegangenen Arbeitstakt, ein negativer Gradient im aktuellen Ausschiebetakt weist auf ein fetteres Abgaspaket hin. Da dies eine qualitative Information über den Zustand der Luftzahl des Einzelzylinder-Abgases darstellt, läßt sich der Einzylinder-Lambdaregler alsZweipunktregler realisieren. Als Regler für die Einzelzylinder-Luftzahlen wird ebenfalls ein PI-Regler verwendet, bei dem der Proportional- und Integralanteil in Abhängigkeit von der Last und der Drehzahl eingestellt werden.
Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Abweichungen der Einzelzylinder-Luftzahlen vom Sollwert auf weniger als 1% reduzieren.
Außerdem ist die Luftzahlamplitude im Summenabgas im Vergleich zu jener eines konventionellen Zweipunkt-Lamabdareglers deutlich reduziert und die Konvertierungsrate für CO und NOx eines gealterten Katalysators deutlich erhöht. Darüber hinaus ist durch die Erfassung und Auswertung der Einzelzylinder-Luftzahlen die Detektion von Defekten an den Einspritzventilen möglich, die mit einer Veränderung der dynamischen Eigenschaften der Durchlfußrate verbunden sind, wodurch die On-Board-Diagnose (OBD II) unterstützt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
ein Blockdiagramm einer Einrichtung zur zylinderselektiven Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine,
Figur 2
den Zusammenhang zwischen Sondenspannung und Luftzahl einer linearen Lambdasonde,
Figur 3
die Lage der Abtastpunkte für die Sondenspannung in Bezug auf die Ausschiebetakte der einzelnen Zylinder,
Figur 4
eine graphische Darstellung einer Hysterese zur Bestimmung von Luftzahlgradienten und
Figur 5
ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung von Zustandsgrößen, die angeben, ob das Abgas eines Zylinders zu fett oder zu mager ist.
In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine nur schematisch dargestellte Brennkraftmaschine BKM mit 6 Zylindern bezeichnet, wobei jeweils 3 Zylinder zu einer Zylinderbank zusammengefaßt sind. Einer ersten Zylinderbank ZB1 sind die Zylinder 1,2,3 zugeordnet, deren Abgas in einen gemeinsamen Abgasstrang AST1 mündet. Die Zylinder 4,5,6 sind einer zweiten Zylinderbank ZB2 zugeordnet, denen ein Abgasstrang AST2 gemeinsam ist.
Zur Ermittlung der Luftzahl λ ist im Abgasstrang AST1 der Brennkraftmaschine 10 eine lineare Lambdasonde LS1, im Abgasstrang AST2 eine lineare Lambdasonde LS2 vorgesehen. Eine Positionierung der beiden Lambdasonden LS1, LS2 nahe der Brennkraftmaschine 10 begünstigt die Detektierbarkeit von Einzelzylinderluftzahlabweichungen, da sich mit steigender Entfernung des Einbauortes der Lambasonden LS1, LS2 von der Brennkraftmaschine 10 der Grad der Vermischung der einzelnen Abgaspakete erhöht und dadurch eine zylinderselektive Detektion erschwert ist.
Die Signale der beiden Lambdasonden LS1, LS2 werden einem Schaltungsblock 11 zugeführt, der die Signalerfassung und eine Linearisierung dieser Signale steuert. Hierzu liegen am Schaltungsblock 11 als weitere Eingangsgrößen ein Zylinderidentifikationssignal ZID und ein Zeitsignal, nämlich die Wartezeit TEZ an. Der Wert für die Wartezeit TEZ wird aus einem Kennfeld KF abhängig von einer, die Motorlast repräsentierenden Größe, beispielsweise der Luftmasse LM und der Drehzahl N ausgelesen.
In Figur 2 ist die Abhängigkeit der Sondenspannung einer linearen Lambdasonde von der Luftzahl λ dargestellt. In einem schmalen Bereich von 0,97 < λ < 1,03 ergibt sich ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen Sondenspannung ULS und Luftzahl λ. Im fetten und im mageren Luftzahlbereich zeigt die Sondenkennlinie ein Sättigungsverhalten. Die Sondenspannung wird mittels einer abgespeicherten Kennlinie bzw. eines eindimensionalen Kennfeldes in einen Lambda-Istwert LAM_IST umgerechnet.
Für jede der beiden Lambdasonden kann ein eigenes Kennfeld vorgesehen werden, mit Hilfe derer die Werte der Sensorspannungen in Luftzahlwerte umgewandelt werden.
Um aus den erfaßten Sondenspannungswerten ULS der beiden Lambdasonden Informationen über die Luftzahlen der einzelnen Zylinder zu erhalten, ist es erforderlich, die Sondenspannungen ULS zu einer in Bezug auf den Kurbelwinkel definierten Stellung abzutasten. Als Bezugsgröße für die zeitliche Lage der Abtastungen werden die oberen Totpunkte Zündung (ZOT) der einzelnen Zylinder verwendet. Hierzu werden Referenzmarken, zB. Zähne auf einem der Kurbelwelle oder der Nockenwelle zugeordnetem Geberrad ausgewertet (z.B. Zahn 15: ZOT Zylinder 5, Zahn 35: ZOT Zylinder 3, Zahn 55: ZOT Zylinder 6, Zahn 75: ZOT Zylinder 2, Zahn 95: ZOT Zylinder 4, Zahn 115: ZOT Zylinder 1).
Figur 3 zeigt in den beiden ersten Zeilen die Lage der Abtastpunkte AP für die Sensorsignale der beiden Zylinderbänke ZB1, ZB2 in Bezug auf die Ausschiebetakte AT der einzelnen Zylinder. In der 3. Zeile der Fig.3 sind die Ausschiebetakte AT der Zylinder 4, 5 und 6 der Zylinderbank ZB 2, in der 4. Zeile sind die Ausschiebetakte AT der Zylinder 1, 2, und 3 der Zylinderbank ZB 1 dargestellt. Zusätzlich ist in der letzten Zeile der Figur 3 ein Zylinderidentifikationssignal ZID eingezeichnet, an dem die jeweiligen oberen Totpunkte-Zündung (ZOT) der Zylinder 1 bis 6 markiert sind.
Zur Berücksichtigung der Abgaslaufzeit von den Auslaßventilen bis zur jeweiligen Lambdasonde wird der Wert des Sondensignals, der die Information über die Luftzahl eines Zylinders enthält, erst nach Ablauf einer bestimmten Wartezeit TEZ nach Schließen des Auslaßventils (Beendigung des Ausschiebetakts) erfaßt. Diese Wartezeit TEZ ist von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig. Im Falle einer luftmassengeführten Steuerung der Brennkraftmaschine ist die Wartezeit TEZ in einem Kennfeld abgelegt, das über der Luftmasse LM und der Drehzahl N aufgespannt ist. Nach Ablauf dieser Wartezeit TEZ (Zeit zwischen Referenzmarke und Abtastzeitpunkt) nach Überschreiten eines Zünd-OT werden die Werte der Sensorsignale der den beiden Zylinderbänken ZB1, ZB2 zugeordneten Lambdasonden abgefragt.
Der zeitliche Abstand der Signalerfassung ist also in Bezug zu einer kurbelwellenfesten Triggermarke (Zahn-Nummer) last- und drehzahlabhängig vorgegeben. Es wird pro Segment ein Lambdaspannungswert je Zylinderbank ermittelt.
Um die Genauigkeit der nachfolgenden Berechnung des LambdaMittelwertes aller Zylinder zu erhöhen, wird jeweils ein zusätzlicher Abtastwert AP zwischen zwei Ausschiebetakten AT aufgezeichnet.
Als Global-Lambdaregler zur Regelung des Summenabgases dient ein Proportional-Integralregler (PI-Regler) mit dem Proportionalanteil LAM_P und dem Integrationsanteil LAM_I (Schaltungsblock 14 in Fig. 1).Es werden in Abhängigkeit vom Lambdamittelwert LAMMW_IST und dem Sollwert LAM_SOLL diese Regleranteile berechnet. Der Sollwert LAM_SOLL ist einem Kennfeld abhängig von der Last, beispielsweise von der Luftmasse LM und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine abgelegt.
Zur Berechnung des Lambdamittelwertes LAMMW_IST_i (i=1,2 für die beiden Lambasonden) werden für jeden Abgasstrang 6 Lambda-Meßwerte LAM_IST_i je Arbeitsspiel, entsprechend 2 Kurbelwellenumdrehungen erfaßt und abgespeichert:
LAM_IST_i
n-6 n-5 n-4 n-3 n-2 n-1
n = Nummer des Meßwertes
Die Berechnung des Lambdamittelwertes LAMMW_i erfolgt segmentsynchron für jede Lambdasonde nach folgenden Formeln: LAM_SUM_i(n) = LAM_SUM_i(n-1) - LAM_IST_i(n-6) + LAM_IST_i(n) LAMMW_i(n) = LAM_SUM_i(n)/6
Diese Berechnung wird im Schaltungsblock 12 (Fig. 1) durchgeführt.
Die Eingangsgröße für den Global-Lambdaregler ist die Regelabweichung LAM_DIF_i(n), die als Differenz zwischen dem lastabhängig aus dem vorhin genannten Kennfeld entnommenen Sollwert LAM_SOLL(n) und dem Lambdamittelwert LAMMW_IST(n) definiert ist: LAM_DIF_i(n) = LAM_SOLL(n) - LAMMW_IST_i(n)
Die Lambdaregleranteile LAM_P_i und LAM_I_i des Global-Lambdareglers werden wie folgt berechnet: LAM_P_i(n) = LAM_KPI_FAK(n)*P_FAK_LAM_GR*(T_LS + TN) *LAM_DIF_i(n) LAM_I_i(n) = LAM_I_i(n-1) + LAM_KPI_FAK(n) * I_FAK_LAM_GR * 2 * TN * LAM_DIF_i(n) mit:
LAM_KPI_FAK =
Regelverstärkungsfaktor (zB.0-2)
P_FAK_LAM_GR =
Applizierbare Konstante (zB.0-2)
I_FAK_LAM_GR =
Applizierbare Konstante (zB.0-2)
T_LS =
Applizierbare Zeitkonstante (zB.0-0.043)[sec]
TN =
Segmentdauer [sec]
Die Auswahl des Regelverstärkungsfaktors LAM_KPI_FAK erfolgt in Abhängigkeit einer Totzeit LAM_TOTZ_GR im Lambdaregelkreis, welche sich aus der Kraftstoffvorlagerungsdauer, der Dauer des Ansaug-, Verdichtungs-,Arbeits- und Ausschiebetaktes sowie der Gaslaufzeit zur jeweiligen Lambdasonde zusammensetzt. Diese Totzeit LAM_TOTZ_GR wird einem Kennfeld last- und drehzahlabhängig entnommen.
Der Einfluß des Global-Lambdareglers ergibt sich als Summe der Regleranteile LAM_P_i und LAM_I_i: LAM_GR_i(n) = LAM_P_i(n) + LAM_I_i(n)
Dieser Reglerausgang des Global-Lambdareglers wird vorzugsweise auf ± 25% der Basiseinspritzzeit begrenzt, d.h. -0.25 < LAM_GR_i < 0.25. Der Integralanteil kann zusätzlich auf ±25% der Basiseinspritzzeit begrenzt werden, d.h. - 0.25 < LAM_I_i < 0.25.
Zur Identifikation der Einzelzylinderluftzahlen wird ein Gradientenverfahren verwendet. Dabei wird aus dem Steigungsverhalten des Lambdasondensignals nach Ablauf des Ausschiebetaktes eine qualitative Beurteilung der Einzelzylinderluftzahlen durchgeführt, d.h. es wird festgestellt, ob das Abgas des aktuellen Zyklus fetter oder magerer ist, als jenes Abgas des vorangegangenen Zyklus.
Diese Identifikation der Einzelzylinderluftzahlen wird im Schaltungsblock 13 (Fig. 1) in folgender Weise durchgeführt:
Die Berechnung der Luftzahlgradienten erfolgt segmentsynchron zylinderselektiv aus den vorliegenden Lambda-Istwerten LAM_IST_i, wobei nur jeder zweite Meßwert je Zylinderbank für die Gradientenberechnung berücksichtigt wird.
Die allgemeine Berechnungsformel lautet: LAM_GRD_ZYL_x = LAM_IST_i(n) - LAM_IST_i(n-2) mit
x:
Zylindernummer 1...6
i:
Sondennummer 1,2
Abhängig von der Kurbelwellenzahnnummer, mit welchem die Abtastung der Sondensignale getriggert wird, ergeben sich folgende Werte für x und i:
Abtastpunkt nach Zahn Nr.: Gradient für Zylinder Nr.x Sonde Nr.i
15 2 1
35 4 2
55 1 1
75 5 2
95 3 1
115 6 2
Aus dieser Tabelle entnimmt man, daß z.B. der Meßwert von Lambdasonde Nr. 1, dessen Abtastung durch Kurbellenwellenzahn Nr. 15 getriggert wurde, zur Berechnung des Luftzahlgradienten von Zylinder Nr. 2 verwendet wird.
Die Auswertung der Luftzahlgradienten liefert als Ergebnis sogenannte Zustandsgrößen:
LAM_ZST_ZYL_i   mit i = 1,2.
Wird das Abgas eines Zylinders als zu fett detektiert, wird die Zustandsgröße LAM_ZST_ZYL_i = 0 gesetzt, ist das Abgas eines Zylinders zu mager, wird die Zustandsgröße
LAM_ZST_ZYL_i = 1 gesetzt.
Zur Unterdrückung von Störungen, die insbesondere bei kleinen Luftzahlgradienten zu Fehldetektionen führen können, wird eine Hysterese LAM_ZST_HYS eingeführt, deren Weite applizierbar ist.
In Figur 4 ist diese Hysterese graphisch dargestellt. Liegt der anhand der Formel (1) berechnete Luftzahlgradient LAM_GRD_ZYL_x innerhalb des Bereiches ± LAM_ZST_HYS, so ist das Ergebnis der Gradientenauswertung vom vorangegangenen Zustand im betreffenden Abgasstrang abhängig. Um das Verfahren einfacher zu gestalten, werden zwei weitere Zustandsgrößen VOR_ZST 1, VOR_ZST 2 eingeführt.
Die Zustandsgröße VOR_ZST 1 speichert dabei den vorangegangenen Zustand im Abgasstrang der ersten Zylinderbank mit der Sonde 1, die Zustandsgröße VOR_ZST 2 den vorangegangenen Zustand im Abgasstrang der zweiten Zylinderbank mit der Sonde 2. Abhängig von den Werten dieser Zustandsgrößen VOR_ZST 1,2 ergibt sich ein Ablauf zur Festlegung der Werte (1 oder 0) für LAM_ZST_1,2, wie er in Figur 5 dargestellt ist.
In einem ersten Schritt S1 wird abgefragt, ob die Zustandsgröße VOR_ZST_i = 0 ist. Ist das Ergebnis dieser Abfrage positiv, so wird im Schritt S2 geprüft, ob der mit Hilfe der Formel (1) berechnete Wert des Luftzahlgradienten LAM_GRD_ZYL_x kleiner ist als der Hysteresewert +LAM_ZST_HYS. Ist dies der Fall, so wird die Zustandsgröße LAM_ZST_i = 0 gesetzt (Schritt S3), andernfalls wird LAM_ZST_i = 1 gesetzt (Schritt S4).
Ergibt die Abfrage in Schritt S1 ein negatives Ergebnis, so wird im Schritt S5 geprüft, ob der Wert des Luftzahlgradienten LAM_GRD_ZYL_x kleiner ist als der Hysteresewert - LAM_ZST_HYS. Ist dies der Fall, so wird die Zustandsgröße LAM_ZST_i = 0 gesetzt (Schritt S6), andernfalls wird LAM_ZST_i = 1 gesetzt (Schritt S7).
Diese Zustandsgrößen LAM_ZST_i werden zur Regelung der Einzelzylinderluftzahlen herangezogen. Sie dienen als Eingangsgrößen für einen Einzelzylinder-Lambdaregler (Schaltungsblock 15 in Fig.1), der als Proportional-Integralregler (PI-Regler) ausgebildet ist.
Die Schaltungsblöcke 11-15 in Fig. 1 sind vorzugsweise in eine an sich bekannte elektronische Steuerungseinrichtung 16 integriert, wie sie in modernen Kraftfahrzeugen ohnehin zur Steuerung und Regelung der verschiedensten Betriebsparameter wie z.B. Einspritzzeitberechnung, Zündungsregelung, Diagnose usw. eingesetzt wird. Auch die im Rahmen der Beschreibung erwähnten Kennfelder sind in Speichern der Steuerungseinrichtung 16 abgelegt.
Die Berechnung der Regleranteile - Proportionalanteil LAM_P_EZ_x und Integralanteil LAM_I_EZ_x - des Einzelzylinder-Lambdareglers erfolgt abhängig vom Wert (1 oder 0), den die die Zustandsgröße LAM_ZST_i aufweist:
  • 1. Fall:
    LAM_ZST_i = O   (Abgas eines Zylinders ist zu fett) LAM_P_EZ_x(n) = -LAM_P_EZ(n) LAM_I_EZ_x(n) = LAM_I_EZ_x(n-1) - LAM_I_EZ(n) - LAMMW_I_EZ_i(n)
  • 2. Fall:
    LAM_ZST_i = 1   (Abgas eines Zylinders ist zu mager) LAM_P_EZ_x(n) = LAM_P_EZ(n) LAM_I_EZ_x(n) = LAM_I_EZ x(n-1) + LAM_I_EZ(n) - LAMMW_I_EZ_i(n)
    • Die Berechnung des Mittelwertes der I-Anteile der Zylinder einer Zylinderbank LAMMW_I_EZ_i erfolgt segmentsynchron abwechselnd mit i=1 bzw i=2 wie folgt: LAM_I_SUM_EZ_i(n+1) = LAM_I_SUM_EZ_I(n) - LAM_I_EZ_i(n-2) + LAM_I_EZ_x(n)
    Der Wert LAM_I_EZ_x(n) wird in einen Speicher LAM_I_EZ_i eingetragen.
    LAM_I_EZ_i
    n-2 n-1 n
    LAMMW_I_EZ_i(n+1) = LAM_I_SUM_EZ_i(n+1)/3
    Die Werte LAM_P_EZ und LAM_I_EZ sind jeweils in einem Kennfeld abgelegt, die über der Lastgröße LM und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aufgespannt sind.
    Der Integrations-Anteil LAM_I_EZ_x des Einzelzylinder-Lambdareglers wird beispielsweise auf ±10% der Basiseinspritzzeit TI_B begrenzt, d.h. -0.1 < LAM_I_EZ_x < 0.1.
    Bei der Berechnung der zylinderindividuellen Einspritzzeit TI_x wird die Ausgangsgröße des Global-Lambdareglers und die Ausgangsgröße des Einzelzylinder-Lambdareglers berücksichtigt: TI_x = TI_B * ........ (1 + TI_LAM_x) mit TI_LAM_x = LAM_GR_i + LAM_P_EZ_x + LAM_I_EZ_x
  • für x = 1,2,3: i = 1
  • für x = 4,5,6: i = 2
    • Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem die Brennkraftmaschine 6 Zylinder aufweist und jeweils 3 Zylinder zu einer Gruppe (Zylinderbank ZB1, ZB2) zusammengefaßt sind. Jeder Gruppe oder Zylinderbank ist dabei ein, eine lineare Lambdasonde enthaltender Abgasstrang zugeordnet.
    Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, beispielsweise bei einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine einen einzigen Abgasstrang vorzusehen, in dem eine einzige lineare Lambdasonde angeordnet ist oder bei einer 8-Zylinder-Brennkraftmaschine 2 Gruppen zu je 4 Zylinder zu bilden oder bei einer 12 Zylinder-Brennkraftmaschine 3 Gruppen zu je 4 Zylinder bzw. 4 Gruppen zu je 3 Zylinder zu bilden. Entsprechend der Anzahl der Gruppen sind dann die Anzahl der Abgasstränge und damit die Anzahl der linearen Lambdasonden bestimmt.

    Claims (15)

    1. Verfahren zur zylinderselektiven Regelung des Kraftstoff-Luftverhältnisses einer mehrere Zylinder (x) aufweisenden Brennkraftmaschine (10)
      mit einer Steuerungseinrichtung (16), die auf der Basis einer die Last der Brennkraftmaschine (10) repräsentierenden Größe (LM) und der Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine (10) ein Grundeinspritzsignal (TI_B) berechnet und
      mit einer Lambda-Regelungseinrichtung mit mindestens einem Abgasstrang (AST1, AST2), wobei jedem Abgasstrang (AST1, AST2) ein Sauerstoffsensor (LS1, LS2) zugeordnet ist, der ein entsprechend dem Sauerstoffgehalt des aus den einzelnen Abgaspaketen der einzelnen Zylinder (x) resultierenden Summenabgases repräsentierendes Sensorsignal (ULS1, ULS2) abgibt und
      zu jedem Wert des Sensorsignals (ULS1, ULS2) der zugehörige Lambda-Istwert (LAM_IST_i(n)) anhand einer Kennlinie ermittelt wird,
      aus diesen Werten (LAM_IST_i(n)) für jeden Sauerstoffsensor (LS1, LS2) ein Lambda-Mittelwert (LAMMW_IST_i(n)) gebildet wird und
      die Differenz LAM_DIF_i(n) zwischen einem von der Last der Brennkraftmaschine (10) abhängig vorgegebenen Lambda-Sollwert (LAM_SOLL_i(n)) und dem Lambda-Mittelwert (LAMMW_IST_i(n)) als Eingangsgröße eines Global-Lambdareglers (14) herangezogen und einem globalen Lambdaregler (14) der Lambda-Regelungseinrichtung zur Korrektur des Grundeinspritzsignales (TI_B) zugeführt wird, so daß ein theoretisches Kraftstoff-Luftverhältnis (λ = 1) eingestellt werden kann und
      als Global-Lambdaregler (14) ein Proportional-IntegralRegler dient mit einem Proportional-Regleranteil LAM_P_i(n) = LAM_KPI_FAK(n) • P_FAK_LAM_GR • (T_LS + TN) • LAM_DIF_i(n) und einem Integral-Regleranteil LAM_I_i(n) = LAM_I_i(n-1) + LAM_KPI_FAK(n) • I_FAK_LAM_GR • 2 • TN • LAM_DIF_i(n)
      mit:
      LAM_KPI_FAK =
      Regelverstärkungsfaktor
      P_FAK_LAM_GR =
      Applizierbare Konstante
      I_FAK_LAM_GR =
      Applizierbare Konstante
      T_LS =
      Applizierbare Zeitkonstante [sec]
      TN =
      Segmentdauer [sec]
      die Lambda-Regelungseinrichtung ferner einen Einzelzylinder-Lambdaregler (15) aufweist zur Regelung des individuellen Kraftstoff-Luftverhältnisses der einzelnen Zylinder (x) und
      die zylinderselektive Ausgangsgröße (LAM_P_EZ_x, LAM_I_EZ_x) dieses Einzelzylinder-Lambdareglers (15) der Ausgangsgröße (LAM_GR_i) des globalen Lambdareglers (14) überlagert wird und
      mit dem daraus erhaltenen Wert (TI_LAM_x) das Grundeinspritzsignal (TI_B) zylinderindividuell korrigiert wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß
      die Zylinder (x) zu mindestens einer Gruppe (ZB1, ZB2) zusammengefaßt werden,
      jeder Gruppe (ZB1, ZB2) von Zylindern (x) ein Abgasstrang (AST1, AST2) zugeordnet wird,
      in jedem Abgasstrang (AST1, AST2) ein linearer Sauerstoffsensor (LS1, LS2) angeordnet wird, der ein dem Sauerstoffgehalt der Abgase der einzelnen Zylinder (x) entsprechendes Signal (ULS1, ULS2) abgibt und ,
      die Signale (ULS1, ULS2) der Sensoren (LS1, LS2) zu bestimmten, in Bezug auf den Kurbelwinkel definierten Stellung (AP) abgetastet werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß als Bezugspunkt für die zeitliche Lage der Abtastpunkte (AP) die oberen Totpunkte bei Zündung (ZOT) herangezogen werden und die Sensorsignale (ULS1, ULS2) nach Ablauf einer Wartezeit (TEZ) nach Überschreiten der oberen Totpunkte bei Zündung (ZOT) abgetastet werden.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß die Wartezeit (TEZ) abhängig von einem die Last der Brennkraftmaschine (10) repräsentierenden Parameter (LM) und der Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine (10) gewählt ist.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der Regelverstärkungsfaktor (LAM_KPI_FAK) in Abhängigkeit einer Totzeit (LAM_TOTZ_GR) gewählt ist, der durch die Kraftstoffvorlagerungsdauer, der Dauer des Ansaug-, Verdichtungs-, Arbeits- und Ausschiebetaktes sowie der Gaslaufzeit zum jeweiligen Sauerstoffsensor bestimmt ist und einem Kennfeld last- und drehzahlabhängig entnommen wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der Wert der Regler-Ausgangsgröße (LAM_GR_i) des Global-Reglers (14) und der Integral-Regleranteil (LAM_I_i) des Global-Reglers (14) auf ± 25% des Grundeinspritzsignals (TI_B) begrenzt wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß daß aus den ermittelten Lambda-Istwerten (LAM_IST_i) zylinderselektiv Luftzahlgradienten (LAM_GRD_ZYL_x) durch Differenzbildung von Lambda-Istwerten (LAM_IST_i) berechnet werden, wobei nur jeder zweite Lambda-Istwert je Gruppe (ZB1, ZB2) für die Luftzahlgradientenberechnung herangezogen wird und bei positiven Luftzahlgradienten (LAM_GRD_ZYL_x) im aktuellen Zyklus auf ein bezogen auf den vorangegangenen Zyklus magereres Abgas, bei negativen Luftzahlgradienten (LAM_GRD_ZYL_x) im aktuellen Zyklus auf ein bezogen auf den vorangegangenen Zyklus fetteres Abgas des jeweiligen Zylinders (x) geschlossen wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß abhängig vom Vorzeichen der einzelnen Luftzahlgradienten (LAM_GRD_ZYL_x) diesen Zustandsgrößen (LAM_ZST_ZYL_i) zugeordnet werden, die entweder den Wert I oder 0 annehmen.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Zustandsgrößen (LAM_ZST_ZYL_i) über eine Hysterese (LAM_ZYST_HYS) erfolgt, deren Weite applizierbar ist und dann, wenn der berechnete Luftzahlgradient (LAM_GRD_ZYL_x) innerhalb der doppelten Weite der Hysterese (± LAM_ZST_HYS) liegt, festgestellt wird, daß das Ergebnis der Gradientenauswertung vom vorangegangen Zustand im betreffenden Abgasstrang (AST1, AST2) abhängig ist und dieser Zustand bei der Zuordnung der Zustandsgröße (LAM_ZST_ZYL_i) berücksichtigt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,daß abhängig von dem Wert der Zustandsgröße (LAM_ZST_x) der Integralregleranteil (LAM_I_EZ_x) und der Proportionalregleranteil (LAM_P_EZ_x) des Einzelzylinder-Lambdareglers (15) getrennt berechnet werden.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,daß dann, wenn die Zustandsgröße (LAM_ZST_x) den Wert 0 aufweist, der Proportionalregleranteil (LAM_P_EZ_x) nach folgender Vorschrift LAM_P_EZ_x(n) = -LAM_P_EZ(n) und der Integralregleranteil (LAM_I_EZ_x) nach folgender Vorschrift LAM_I_EZ_x(n) = LAM_I_EZ_x(n-1) - LAM_I_EZ(n) - LAMMW_I_EZ_i(n) gebildet wird
      mit n = laufender Indize des Meßwertes
         LAMMW_I_EZ i(n) = Lambdamittelwert
    12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,daß dann, wenn die Zustandsgröße (LAM_ZST_x) den Wert 1 aufweist, der Proportionalregleranteil (LAM_P_EZ_x) nach folgender Vorschrift LAM_P_EZ_x(n) = LAM_P_EZ(n) und der Integralregleranteil (LAM_I_EZ_x) nach folgender Vorschrift LAM_I_EZ_x(n) = LAM_I_EZ_x(n-1) + LAM_I_EZ(n) - LAMMW_I_EZ_i(n) gebildet wird
      mit n = laufender Indize des Meßwertes
         LAMMW_I_EZ_i(n) = Lambdamittelwert
    13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lambdamittelwert (LAMMW_I_EZ_i) der Integralanteile (LAM_I_EZ) einer Gruppe (ZB1,ZB2) nach folgender Vorschrift LAMMW_I_EZ_i(n+1) = LAM_I_SUM_EZ_i(n+1)/3 mit LAM_I_SUM_EZ_i(n+1) = LAM_I_SUM EZ_i(n) - LAM_I_EZ_i(n-2) + LAM_I_EZ_x(n) gebildet wird
      mit
         LAM_I_SUM_EZ_i(n+1) = neuer Summenwert
         LAM_I_SUM EZ_i(n) = alter Summenwert
    14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,daß der Integral-Regleranteil (LAM_I_EZ_x) des Einzylinder-Lambdareglers (15) auf ± 10% des Grundeinspritzsignal (TI_B) begrenzt wird.
    15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,daß der Integralanteil (LAM_I_EZ_x) und der Proportionalanteil (LAM_I_EZ_x) des Einzelzylinder-Lambdareglers (15) last- und drehzahlabhängig in Kennfeldern abgelegt sind.
    EP96913453A 1995-05-03 1996-05-02 Verfahren zur zylinderselektiven lambda-regelung einer mehrzylinder-brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP0826100B1 (de)

    Applications Claiming Priority (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19516209 1995-05-03
    DE19516209 1995-05-03
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    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0826100A1 EP0826100A1 (de) 1998-03-04
    EP0826100B1 true EP0826100B1 (de) 1999-11-03

    Family

    ID=7760963

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    Country Link
    EP (1) EP0826100B1 (de)
    DE (1) DE59603569D1 (de)
    WO (1) WO1996035048A1 (de)

    Cited By (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE102008058008B3 (de) * 2008-11-19 2010-02-18 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

    Families Citing this family (11)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    JP4304793B2 (ja) * 1999-11-18 2009-07-29 株式会社デンソー 内燃機関の空燃比制御装置
    DE10338775B4 (de) * 2003-08-23 2010-12-30 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Diagnoseeinrichtung für einen Verbrennungsmotor
    DE102004026176B3 (de) 2004-05-28 2005-08-25 Siemens Ag Verfahren zum Erfassen eines zylinderindividuellen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bei einer Brennkraftmaschine
    DE102005009101B3 (de) * 2005-02-28 2006-03-09 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Korrekturwertes zum Beeinflussen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
    DE102006020349A1 (de) 2006-04-28 2007-10-31 Mahle International Gmbh Kolbenmotor und zugehöriges Betriebsverfahren
    DE102006026390B4 (de) 2006-06-07 2017-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug
    DE102006033869B3 (de) * 2006-07-21 2008-01-31 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose der zylinderselektiven Ungleichverteilung eines Kraftstoff-Luftgemisches, das den Zylindern eines Verbrennungsmotors zugeführt wird
    DE102006044073B4 (de) 2006-09-20 2017-02-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verwendung einer elektronischen Steuereinrichtung zur Steuerung der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug
    GB2490706B (en) * 2011-05-11 2015-05-13 Jaguar Land Rover Ltd Engine diagnostic delay provision
    DE102011084635A1 (de) 2011-10-17 2013-04-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine und Recheneinheit
    DE102011084630B4 (de) 2011-10-17 2023-12-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine und Recheneinheit

    Family Cites Families (7)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US4290400A (en) * 1980-03-17 1981-09-22 General Motors Corporation Closed loop fuel control system for an internal combustion engine
    FR2594890B1 (fr) * 1986-02-25 1990-03-09 Renault Procede et systeme d'injection electronique a regulation par sonde l pour moteur a combustion interne
    JP2947353B2 (ja) * 1986-04-30 1999-09-13 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの空燃比制御方法
    DE3743315A1 (de) * 1987-12-21 1989-06-29 Bosch Gmbh Robert Auswerteinrichtung fuer das messsignal einer lambdasonde
    JPH04134149A (ja) * 1990-09-26 1992-05-08 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置
    EP0553570B1 (de) * 1991-12-27 1998-04-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Verfahren zum Feststellen und Steuern des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine
    US5548514A (en) * 1994-02-04 1996-08-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air/fuel ratio estimation system for internal combustion engine

    Cited By (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE102008058008B3 (de) * 2008-11-19 2010-02-18 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

    Also Published As

    Publication number Publication date
    EP0826100A1 (de) 1998-03-04
    WO1996035048A1 (de) 1996-11-07
    DE59603569D1 (de) 1999-12-09

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