EP1398486A2 - Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit eines Saugrohrmodells einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1398486A2 EP03020364A EP03020364A EP1398486A2 EP 1398486 A2 EP1398486 A2 EP 1398486A2 EP 03020364 A EP03020364 A EP 03020364A EP 03020364 A EP03020364 A EP 03020364A EP 1398486 A2 EP1398486 A2 EP 1398486A2
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, wherein a predicted charge is calculated from an intake manifold pressure p s by means of an intake manifold model and transferred to a mixture control that determines a fuel mass to be injected into a combustion chamber of the internal combustion engine, and a lambda value is continuously generated by means of a lambda probe of an exhaust gas is determined according to the preamble of claim 1.
  • a charge detection When operating an internal combustion engine, a charge detection has the task of determining the air mass in the combustion chamber as accurately and dynamically as possible, in order to provide a basis for the setting of manipulated variables. There is no direct measurement.
  • An intake manifold model is provided for filling detection, which calculates a filling of cylinders or a combustion chamber of the internal combustion engine from an intake manifold pressure p s .
  • the intake manifold model essentially comprises a set of formulas in the form of characteristic diagrams which establish an association between the intake manifold pressure p s and a filling of the cylinders.
  • the present invention is therefore based on the object of a method of to improve the above-mentioned type with regard to the accuracy of the intake manifold model.
  • a deviation of the lambda value from a lambda value expected for the injected fuel mass and the predicted filling is determined, that a difference between the predicted filling and a filling required to achieve the expected lambda value is determined and that parameters of the intake manifold model are changed in such a way that the intake manifold model for the input value of the suction pressure p s from which the predicted filling was previously calculated gives the previously determined required filling as an output.
  • the expected value for the lambda value is that Ratio of the relative amount of air to the relative amount of fuel resulting from the Feedforward control is determined.
  • the expected corresponds Value for the lambda value that lambda value which is from the lambda controller should be set.
  • An internal combustion engine 10 with a combustion chamber 12 with fuel injection (not shown in detail) is indicated schematically in the single FIG.
  • a predetermined fuel quantity or mass 14 is injected into the combustion chamber 12, the fuel quantity 14 being predetermined by a mixture control 16.
  • the mixture control 16 receives as input values a lambda setpoint value 18 and a predicted filling 20.
  • the filling 20 is determined by an intake manifold model 22, which comprises a parameter set in the form of characteristic maps, which assign an association between them an intake manifold pressure p s and the predicted filling 20.
  • the parameters of the intake manifold model 22 are initially fixed statically.
  • Exhaust gas 24 flows out of the combustion chamber 12 and a lambda probe 26 determines one Lambda value 28 of the exhaust gas 24.
  • the intake manifold model 22 is an adaptation 30 assigned which includes the lambda value 28 and the injected fuel mass 14 receives.
  • the adaptation 30 recognizes from the lambda value 28 whether the injected fuel is completely burned or whether the mixture is fat or lean. In controlled operation Without an active lambda controller, it is therefore possible to understand whether the calculated charge 20 correct is. Even with controlled operation, the controller output shows that whether the calculated filling is correct.
  • the method according to the invention is used to check whether an error has occurred in the Control of the internal combustion engine is actually considered an incorrect charge detection Has cause.
  • the lambda value checked again.
  • the test is carried out with an active lambda controller the combustion process is not affected. So the is always checked Controller output of the lambda controller. If this deteriorates, i.e. he moves further away from an expected value, it is recognized that no error of the Fill detection is present, but another error, for example in the Fuel injection.
  • the change of the parameters of the Intake manifold model is undone.
  • a deviation of the lambda value from a lambda value expected for the injected fuel mass and the predicted filling is determined. Then a difference between the predicted filling and a filling required to achieve the expected lambda value is determined. Thereupon, parameters of the intake manifold model are changed in such a way that the intake manifold model for the input value of the intake pressure p s from which the predicted filling was previously calculated gives the previously determined required filling as an output. If the internal combustion engine's lambda controller is inactive, the expected value for the lambda value is the ratio of the relative air quantity to the relative fuel quantity, which is determined from the pilot control.
  • the expected lambda value corresponds to the value that should be set by the lambda control.
  • the expected lambda value corresponds to the lambda target value which is given to the mixture control.
  • the measured lambda value is evaluated, taking into account the controller intervention.
  • a diagnosis is carried out using the adaptation, i.e. from the condition that the adaptation should be essentially stationary can be due to a defect or Close errors in the system if an adaptation is necessary continuously or frequently.
  • a check of the internal combustion engine in a workshop is then requested here.
  • a throttle valve that closes quickly can be a continuous one Make adaptation of the intake manifold model necessary.
  • the diagnosis recognizes through the Adaptions that follow one another relatively quickly are a fundamental error is present in the system, so that in a workshop the throttle valve on the one hand Additions free and on the other hand the cause of the addition recognized and can be eliminated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), wobei mittels eines Saugrohrmodells (22) aus einem Saugrohrdruck ps eine prädizierte Füllung (20) berechnet und einer Gemischkontrolle (16) übergeben wird, welche eine in einen Brennraum (12) der Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmasse (14) bestimmt, und wobei mittels einer Lambdasonde (26) fortlaufend ein Lambda-Wert (28) eines Abgases (24) bestimmt wird. Hierbei wird eine Abweichung des Lambda-Wertes (28) von einem für die eingespritzte Kraftstoffmasse (14) und die prädizierte Füllung (20) erwarteten Lambda-Wert bestimmt, eine Differenz zwischen der prädizierten Füllung (20) und einer zum Erzielen des erwarteten Lambda-Wertes erforderlichen Füllung bestimmt und werden Parameter des Saugrohrmodells (22) derart verändert, daß das Saugrohrmodell (22) für denjenigen Eingangswert des Saugdruckes ps, aus dem zuvor die prädizierte Füllung berechnet wurde, die zuvor bestimmte erforderliche Füllung als Ausgang ergibt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei mittels eines Saugrohrmodells aus einem Saugrohrdruck ps eine prädizierte Füllung berechnet und einer Gemischkontrolle übergeben wird, welche eine in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmasse bestimmt, und wobei mittels einer Lambdasonde fortlaufend ein Lambda-Wert eines Abgases bestimmt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine hat eine Füllungserfassung die Aufgabe, die Luftmasse im Brennraum möglichst genau und dynamisch richtig zu bestimmen, um eine Grundlage für die Einstellung von Stellgrößen zu liefern. Eine direkte Messung gibt es nicht. Zur Füllungserfassung ist ein Saugrohrmodell vorgesehen, welches aus einem Saugrohrdruck ps eine Füllung von Zylindern bzw. einem Brennraum der Brennkraftmaschine berechnet. Das Saugrohrmodell umfaßt im wesentlichen einen Formelsatz in Form von Kennfeldern, welche eine Zuordnung zwischen dem Saugrohrdruck ps und einer Füllung der Zylinder herstellen. Es ergibt sich jedoch der Nachteil, daß sich mit zunehmender Betriebsdauer der Brennkraftmaschine ggf. Veränderungen oder Bauteilalterungen ergeben, wie beispielsweise eine Katalysatorzusetzung, eine Einlaßventilverschmutzung, eine Drosselklappenverschmutzung oder eine Luftfilterzusetzung, die dazu führen, daß die festgelegte Zuordnung zwischen Saugrohrdruck ps und einer Füllung der Zylinder gemäß des Saugrohrmodells nicht mehr exakt die tatsächlichen Verhältnisse wieder gibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der obengenannten Art bzgl. der Genauigkeit des Saugrohrmodells zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine Abweichung des Lambda-Wertes von einem für die eingespritzte Kraftstoffmasse und die prädizierte Füllung erwarteten Lambda-Wert bestimmt wird, daß eine Differenz zwischen der prädizierten Füllung und einer zum Erzielen des erwarteten Lambda-Wertes erforderlichen Füllung bestimmt wird und daß Parameter des Saugrohrmodells derart verändert werden, daß das Saugrohrmodell für denjenigen Eingangswert des Saugdruckes ps, aus dem zuvor die prädizierte Füllung berechnet wurde, die zuvor bestimmte erforderliche Füllung als Ausgang ergibt.
Dies hat den Vorteil, daß eine laufende Korrektur von Modellungenauigkeiten des Saugrohrmodells durch Nutzung vorhandener Meßgrößen des Abgases und Abgleich der Modellparameter zur Verfügung steht.
Um Fehler bei der Gemischsteuerung außerhalb des Luftpfades zu erkennen und negative Einflüsse auf die Füllungserfassung zu vermeiden, wird die Änderung der Parameter des Saugrohrmodells rückgängig gemacht, wenn sich nachfolgend eine größere Abweichung des gemessenen Lambda-Wertes vom erwarteten Lambda-Wert ergibt als zuvor.
Um solche Fehler im System der Brennkraftmaschine zu erkennen, welche eine Reparatur oder Wartung notwendig machen, wird die Anzahl der Änderungen der Parameter des Saugrohrmodells über die Zeit überwacht und eine Überprüfung der Brennkraftmaschine in einer Werkstatt angefordert, wenn die Anzahl der Änderungen in einer vorbestimmten Zeit einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Bei einem inaktiven Lambdaregler ist der erwartete Wert für den Lambda-Wert das Verhältnis aus relativer Luftmenge zu relativer Kraftstoffmenge, die aus der Vorsteuerung bestimmt wird. Bei einem aktiven Lambdaregler entspricht der erwartete Wert für den Lambda-Wert demjenigen Lambda-Wert, welcher von dem Lambdaregler eingestellt werden soll.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer Gemischkontrolle mittels einer Lambdasonde.
In der einzigen Fig. ist schematisch eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Brennraum 12 mit im einzelnen nicht dargestellter Kraftstoffeinspritzung angedeutet. In den Brennraum 12 wird eine vorbestimmte Kraftstoffmenge bzw. -masse 14 eingespritzt, wobei die Kraftstoffmenge 14 durch eine Gemischkontrolle 16 vorgegeben wird. Zum Bestimmen der Menge des einzuspritzenden Kraftstoffes erhält die Gemischkontrolle 16 als Eingangswerte einen Lambda-Sollwert 18 und eine prädizierte Füllung 20. Die Füllung 20 ist von einem Saugrohrmodell 22 bestimmt, welches einen Parametersatz in Form von Kennfeldern umfaßt, der bzw. die eine Zuordnung zwischen einem Saugrohrdruck ps und der prädizierten Füllung 20 herstellt bzw. herstellen. Die Parameter des Saugrohrmodells 22 sind zunächst statisch festgelegt.
Aus dem Brennraum 12 strömt Abgas 24 aus und eine Lambdasonde 26 bestimmt einen Lambda-Wert 28 des Abgases 24. Dem Saugrohrmodell 22 ist eine Adaption 30 zugeordnet, welche den Lambda-Wert 28 und die eingespritzte Kraftstoffmasse 14 erhält. Die Adaption 30 erkennt an dem Lambda-Wert 28, ob der eingespritzte Kraftstoff restlos verbrannt ist bzw. ob das Gemisch fett oder mager ist. Im gesteuerten Betrieb ohne aktiven Lambdaregler ist somit nachzuvollziehen, ob die berechnete Füllung 20 korrekt ist. Auch bei geregeltem Betrieb ist anhand des Reglerausgangs zu erkennen, ob die berechnete Füllung korrekt ist.
Zusätzlich wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überprüft, ob ein Fehler bei der Steuerung der Brennkraftmaschine tatsächlich eine falsche Füllungserfassung als Ursache hat. Nach der Korrektur des Saugrohrmodells durch die Adaption 30 wird erneut der Lambda-Wert geprüft. Die Prüfung erfolgt bei aktivem Lambdaregler, damit der Verbrennungsprozeß nicht beeinflußt wird. Geprüft wird somit immer der Reglerausgang des Lambdareglers. Verschlechtert sich dieser, d.h. bewegt er sich weiter von einem erwarteten Wert weg, so wird erkannt, daß kein Fehler der Füllungserfassung vorliegt, sondern ein anderer Fehler, beispielsweise bei der Kraftstoffeinspritzung. Die zuvor durchgeführte Änderung der Parameter des Saugrohrmodells wird rückgängig gemacht.
Erfindungsgemäß wird eine Abweichung des Lambda-Wertes von einem für die eingespritzte Kraftstoffmasse und die prädizierte Füllung erwarteten Lambda-Wert bestimmt. Anschließend wird eine Differenz zwischen der prädizierten Füllung und einer zum Erzielen des erwarteten Lambda-Wertes erforderlichen Füllung bestimmt. Daraufhin werden Parameter des Saugrohrmodells derart verändert, daß das Saugrohrmodell für denjenigen Eingangswert des Saugdruckes ps, aus dem zuvor die prädizierte Füllung berechnet wurde, die zuvor bestimmte erforderliche Füllung als Ausgang ergibt. bei inaktivem Lambdaregler der Brennkraftmaschine ist der erwartete Wert für den Lambda-Wert das Verhältnis aus relativer Luftmenge zu relativer Kraftstoffmenge, die aus der Vorsteuerung bestimmt wird. Falls der Lambdaregler aktiv ist, entspricht der erwartete Lambda-Wert demjenigen Wert, welcher von der Lambdaregelung eingestellten werden soll. Mit anderen Worten entspricht der erwartete Lambda-Wert dem Lambda-Sollwert, welcher der Gemischsteuerung vorgegeben wird. Hierdurch wird die Auswertung des gemessenen Lambda-Wertes unter Berücksichtigung des Reglereingriffs vorgenommen.
Optional wird eine Diagnose mittels der Adaption durchgeführt, d.h. aus der Bedingung, daß die Adaption im wesentlichen stationär sein soll, läßt sich auf einen Defekt oder Fehler im System schließen, wenn fortlaufend bzw. häufig eine Adaption notwendig ist. Hier wird dann eine Überprüfung der Brennkraftmaschine in einer Werkstatt angefordert. Beispielsweise kann eine sich schnell zusetzende Drosselklappe eine fortlaufende Adaption des Saugrohrmodells erforderlich machen. Die Diagnose erkennt durch die zeitlich relativ schnell aufeinanderfolgenden Adaptionen, daß ein grundsätzlicher Fehler im System vorliegt, so daß in einer Werkstatt einerseits die Drosselklappe von den Zusetzungen befreit und andererseits die Ursache für die Zusetzung erkannt und beseitigt werden kann.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei mittels eines Saugrohrmodells aus einem Saugrohrdruck ps eine prädizierte Füllung berechnet und einer Gemischkontrolle übergeben wird, welche eine in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmasse bestimmt, und wobei mittels einer Lambdasonde fortlaufend ein Lambda-Wert eines Abgases bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abweichung des Lambda-Wertes von einem für die eingespritzte Kraftstoffmasse und die prädizierte Füllung erwarteten Lambda-Wert bestimmt wird, daß eine Differenz zwischen der prädizierten Füllung und einer zum Erzielen des erwarteten Lambda-Wertes erforderlichen Füllung bestimmt wird und daß Parameter des Saugrohrmodells derart verändert werden, daß das Saugrohrmodell für denjenigen Eingangswert des Saugdruckes ps, aus dem zuvor die prädizierte Füllung berechnet wurde, die zuvor bestimmte erforderliche Füllung als Ausgang ergibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Parameter des Saugrohrmodells rückgängig gemacht wird, wenn sich nachfolgend eine größere Abweichung des gemessenen Lambda-Wertes vom erwarteten Lambda-Wert ergibt als zuvor.
  3. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Änderungen der Parameter des Saugrohrmodells über die Zeit überwacht wird und eine Überprüfung der Brennkraftmaschine in einer Werkstatt angefordert wird, wenn die Anzahl der Änderungen in einer vorbestimmten Zeit einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem inaktiven Lambdaregler der erwartete Wert für den Lambda-Wert das Verhältnis aus relativer Luftmenge zu relativer Kraftstoffmenge, die aus der Vorsteuerung bestimmt wird, ist.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aktiven Lambdaregler der erwartete Wert für den Lambda-Wert demjenigen Lambda-Wert entspricht, welcher von dem Lambdaregler eingestellt werden soll.
EP03020364A 2002-09-10 2003-09-09 Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit eines Saugrohrmodells einer Brennkraftmaschine Withdrawn EP1398486A3 (de)

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