EP1497625A1 - Verfahren zur ermittlung eines luftmassenstroms - Google Patents

Verfahren zur ermittlung eines luftmassenstroms

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Publication number
EP1497625A1
EP1497625A1 EP03722296A EP03722296A EP1497625A1 EP 1497625 A1 EP1497625 A1 EP 1497625A1 EP 03722296 A EP03722296 A EP 03722296A EP 03722296 A EP03722296 A EP 03722296A EP 1497625 A1 EP1497625 A1 EP 1497625A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mass flow
air mass
section
segment
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03722296A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Frie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1497625A1 publication Critical patent/EP1497625A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/187—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/72—Devices for measuring pulsing fluid flows
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining an air mass flow in an air duct of an internal combustion engine using an air mass flow sensor, by means of which sensor air mass flow values, which each correspond to an amount of a value of the air mass flow, can be recorded, in which sensor air mass flow values are recorded at successive times and values from them mean sensor air mass flow are formed.
  • Hot wire or hot film air mass flow meter used.
  • the operation of these sensors is based on the fact that an air mass flow cools a heated body according to the size of the air mass flow around the body. Therefore, a heating resistor is kept at a constant temperature above the temperature of the air mass flow by regulating a current flowing through the heating resistor.
  • the heating current required for this is a very precise, but non-linear measure of the air mass flow.
  • the signals from the air mass flow sensors are converted to a characteristic curve of the air mass flow sensor that shows the relationship between signals from the air mass flow sensor and corresponding quantities of the air mass flow, corresponding sensor air mass flow values are determined.
  • the value of an average sensor air mass flow determined on the basis of the signals or sensor air mass flow values serves as a measure of the size of the actual average air mass flow.
  • DE 43 42 481 C2 describes a method for measuring the intake air mass of an internal combustion engine with a temperature-sensitive measurement sensor of a mass flow meter arranged in its intake tract, in which, from medium load conditions of the internal combustion engine, one in the intake tract in the intake direction downstream of the measurement sensor arranged heated additional heating element for error-compensating effect on the sensor is heated.
  • the additional heating element must also be installed in the intake tract, which increases the manufacturing costs.
  • the object of the present invention is to develop a method of the type mentioned at the outset for determining an air mass flow in such a way that an error in the detected air mass flow due to pulsations in the
  • Air duct in particular due to a backflow of intake air caused by these pulsations, is corrected.
  • the object is achieved by a method for determining an air mass flow in an air duct of an internal combustion engine in which sensor air mass flow values which indicate the amount of the air mass flow are recorded at successive times and mean sensor air mass flow values are formed therefrom, a specific segment of an operating cycle of an internal combustion engine being selected , sensor air mass flow values recorded in a section of the segment are integrated into a section mean value, and a correction value for the mean sensor air mass flow is determined using section mean values of at least two sections of the segment, and a corrected mean air mass flow is determined from the mean sensor air mass flow and the correction value.
  • the method according to the invention can be used for any air or gas mass flow sensors whose output signals only reflect the amount, but not the direction, of an air mass flow to be detected.
  • it can be hit wire or hot film sensors.
  • the sensor air mass flow values used in the method according to the invention can be derived from sensor signals, given if, with the interposition of a sensor characteristic curve, which shows a relationship between sensor signal values and corresponding sensor air mass flow values, are determined.
  • Subsensor air mass flow values of the present invention are thus the one corresponding sensor signal, and thus the amount, but not the direction of the air mass stream ⁇ understood the values displayed in the frame.
  • An average sensor air mass flow is determined on the basis of the sensor air mass flow values, the averaging preferably taking place over at least one period of a pulsation oscillation. This mean sensor air mass flow deviates from the actual mean air mass flow if reverse flows occur due to pulsations, since the sensor air mass flow values only reflect the amount of the air mass flow.
  • the air mass flow can be understood as a superimposition of a constant mean air mass flow and a vibration, which is characterized by a pulsation frequency, a degree of modulation, which is the amplitude of the vibration of the air mass flow based on the amount of the mean air mass flow around the mean air mass flow, and by a vanishing mean when averaged over a period.
  • a harmonic pulsation oscillation the air mass flow Q as a function of the time t, the pulsation frequency ⁇ , the degree of modulation m and the mean air mass flow Q av can be printed out as follows:
  • the degree of modulation is less than 100%, no jerk flow occurs, since the amplitude of the oscillation always remains smaller than the mean value of the air mass flow and the instantaneous air mass flow is consequently always greater than zero; he pul- However, it is more or less strong.
  • the sensor signals or the sensor air mass flow values determined therefrom by means of the characteristic curve then largely correspond to the actual air mass flow, that is to say a superimposition of a constant and an oscillation, and an average value over a period of the oscillation gives the actual average air mass flow; this applies at least as long as no non-linear effects occur on the sensor and the sensor operates sufficiently quickly, ie without delay.
  • a sensor signal or a sensor air mass flow then has two maxima, of which the absolute maximum corresponds to the sum of the mean air mass flow and pulsation vibration in the forward direction. The second, only local maximum is formed at maximum return flow, since the sensor detects air flows regardless of the direction, and is therefore shifted by half a period compared to the first maximum, for example.
  • a segment is specified which preferably determines a segment rotation angle of a crankshaft of the internal combustion engine by the product of 360 ° and number of work cycles per revolution of the crankshaft divided by a number of cylinders of the internal combustion engine.
  • This non-mandatory specification is expedient, since the duration of this segment corresponds in good approximation to the frequency of a pulsation oscillation at the given engine speed, which is approximately given by the product of engine speed and number of cylinders divided by the number of work cycles per crankshaft revolution ,
  • the segment can be determined independently of the determination of the sensor air mass flow values.
  • the segment is then broken down into sections, preferably an equidistant division into four quarters, and then integrated section by section to corresponding section average values.
  • the integration can be carried out approximately as a summation of corresponding sensor air mass flow values.
  • Sections of any number and / or different sizes can of course be used; For the sake of simpler explanation, the following only uses quarters as an example, since this is an example of a particularly advantageous variant of an even-numbered division that is also to be preferred.
  • a correction value is then determined to compensate for the deviation between average sensor air mass flow and average actual air mass flow caused by pulsations.
  • a corrected mean air mass flow is calculated from the mean sensor air mass flow and the correction value, which can then be output or stored for further use.
  • the method according to the invention advantageously takes advantage of the fact that the section mean values for backflow differ from those without backflow.
  • the Average cut value for a section of the segment in which backflow occurs larger than without backflow.
  • the method according to the invention enables a correction based solely on the sensor air mass flow values and independently of the design of the sensor.
  • the use of two air mass flow sensors or one air mass flow sensor with two sensor elements spaced apart from one another in the flow direction or an additional heating element is not necessary. The direction of flow no longer has to be detected by the sensor.
  • section average values can be calculated very quickly, so that the method according to the invention can be carried out with little effort.
  • the integration advantageously leads to noise suppression at the same time, since statistical fluctuations in the sensor signal or the corresponding sensor air mass flow values are averaged out and thus play only a minor role. Furthermore, no functional form needs to be reconstructed from the sensor air mass flow values of the sensor air mass flow, so that a stable correction can be achieved even with a few measurement points, for example with a low measurement or sampling frequency.
  • the correction value can be determined over at least one segment on the basis of a deviation between the sum of the section average of the odd-numbered sections and the sum of the section average of the even-numbered sections.
  • the first section does not necessarily have to be the earliest in time. The same applies to the other sections. If the sensor air mass flow values fluctuate greatly, the absolute maximum may not be determined with good accuracy. It is then particularly preferred to select the first of the various sections according to the size of the section average and / or absolute maximum of the sensor air mass flow values of the segment such that the corresponding maximum lies in the first section.
  • Air mass flow sensor can particularly preferably also scale the correction value by a factor and / or shift it by a constant. Both the factor and the constant can be determined by at least one operating parameter of the internal combustion engine, in particular a speed of the
  • the factor and the constant can be determined, for example, by corresponding calibration tests, in which the actual mean air mass flow, the mean sensor air mass flow and the above-described deviation of the sums of the section average values are determined from one another and correlated with one another. Then, particularly with a sufficient number of sensor air mass flow values per segment, there is a surprisingly good correction of the pulsation error.
  • the presence of reverse flow can be checked by any method. However, in order to minimize the effort for determining the presence of reverse flow, it is particularly preferred according to a first alternative that the presence of reverse flow against a mean air mass flow due to pulsations using the sum of the section mean values, the odd-numbered sections, e.g. B. a first quarter and a third quarter is checked.
  • a backflow is preferably determined when the sum of the section mean values of the odd sections, e.g. B. the first quarter and the third quarter, as such or in relation to one of the middle sensor air mass flow corresponding size exceeds a predetermined first threshold.
  • the first threshold value can depend in particular on the speed of the internal combustion engine. For an internal combustion engine of a given type or an air mass flow sensor of a given type, the
  • the size of the first threshold value can be determined, for example, on the basis of tests with an internal combustion engine corresponding to the type of internal combustion engine and an air mass flow sensor corresponding to the air mass flow sensor type, by detecting a backflow in the test setup with other sensors.
  • the property of the air mass flow sensor is used in particular to detect only the amount of the air mass flow, so that the section average for the section, for. B. the third quarter, in which the backflow takes place with an approximately harmonic pulsation vibration, is larger than when taking into account the direction or the sign of the actual air mass flow.
  • a backflow is established when the difference in amount between the sum of section mean values of the odd sections, e.g. B. the first quarter and the third quarter, and the sum of section averages of the even-numbered sections, z. B. the second and fourth quarters, as such or based on a size corresponding to the mean sensor air mass flow, exceeds a predetermined second threshold value.
  • This alternative has the advantage that the difference on which the correction value is based is used at the same time to determine the presence of a backflow.
  • the second threshold value can be selected or changed depending on the speed of the internal combustion engine.
  • both alternatives for determining the presence of a backflow which can also be used cumulatively, can correspond to the mean sensor air mass flow Size in particular the mean sensor air mass flow itself or the mean air mass flow of a previous segment can be used.
  • a correction value of the mean sensor air mass flow value is determined over at least one segment on the basis of the sum of the section average values of odd-numbered sections.
  • the average sensor air mass flow value can basically be determined in any way. However, it is preferred that the average sensor air mass flow value is determined from the sum of the section average values of at least one segment. Since the section average values for determining the correction of the pulsation error are determined, the mean sensor air mass flow value can be determined particularly easily and quickly.
  • the correction values thus determined for each segment may be incorrect, as a result of which the quality of the correction is reduced in particular if the mean sensor air mass flow value is averaged over several segments is determined.
  • the correction value is determined using a plurality of segments and a corresponding number of section average values. Moving averages over a number of segments can be used particularly preferably, the number and weighting of the segments used depending in particular on the typical ones
  • Design of the internal combustion engine and its control systematic changes in the strengths of the pulsation can address.
  • the averaging is preferably carried out over those segments which are also used to determine the average sensor air mass flow value.
  • the length or duration of a segment can be defined in various ways.
  • the periodic course of the sensor air mass flow values can be used to determine the length of the segment.
  • this is complex and, due to the static fluctuations or errors in the sensor air mass flow values, is often not very precise.
  • a rotational speed of the internal combustion engine is determined and used to determine the length of the segment.
  • the frequency of pulsation oscillations and thus the length of the segments is determined in good approximation by the product of a corresponding speed and number of cylinders of the internal combustion engine divided by the number of work cycles per revolution of the crankshaft.
  • the goodness of the correction is also determined, among other things, by how strongly the course of the sensor air mass flow values in odd sections, e.g. B. in a first and third quarter, deviates from a symmetrical course with respect to the center of the relevant section. It is therefore preferred that the position of the segment is determined such that the maximum of the sensor air mass flow values of the segment is at a minimum distance from the center of the first section of the segment. Under the position of the segment, the position of the first sensor air mass flow value of the segment in the
  • the position of the segment in relation to the maximum of the sensor air mass flow values within the segment can be done solely on the basis of the sensed sensor air mass flow values by means of corresponding numerical adaptation methods, such as those described above. Such an adjustment, however, requires a not inconsiderable amount of computation, especially in the case of an unfavorable starting position. It is therefore preferred that an angular position signal is detected that the
  • Angle of rotation of the crankshaft or a camshaft of the internal combustion engine reproduces, and that the angular position signal is used to determine the position and / or length of the segment.
  • the pulsation vibrations are correlated in time with a valve actuation of the internal combustion engine and therefore their frequency is correlated with the rotational speed of the internal combustion engine and its phase is correlated with the angular position of the crankshaft or camshaft.
  • the angular position signal which can be sensed, for example, by means of a pulse generator wheel and corresponding angular position sensors, as well as the rotational speed, which can be sensed by the same angular position sensor, are often already recorded for the purposes of the motor control, so that no additional effort is required to provide them.
  • the phase can be adapted very quickly based on the phase determined in this way by appropriate optimization, which leads to an improvement in the quality of the determined correction.
  • the length and / or position of the segment is determined using an ignition timing or a plurality of successive ignition timings.
  • the correlation between the frequency and phase of the pulsation oscillation and the work cycles of the internal combustion engine is used to determine the length and / or position of the segment.
  • An advantage of this embodiment can be seen in particular in that it is not necessary to determine the angular position of the crankshaft for purposes of phase or position determination.
  • a further rapid adjustment of the phase value or the position of the segment can further improve the quality of the correction.
  • the length and / or position of the segment is determined using a point in time of a valve opening or the points in time of several successive valve openings.
  • This embodiment has the advantage that a movement of that device of the internal combustion engine is detected that has a direct influence on the air mass flow, so that the phase or specific position of the segment so determined is particularly precise.
  • the method according to the invention requires very little processing effort. It is therefore preferred that a control device which is provided in any case for controlling the internal combustion engine is used to carry it out. This eliminates the need for additional devices to carry out the method; all that is required is appropriate programming of the control unit. In addition, speed, Angular positions of the crankshaft or ignition signals are accessed, so that no additional sensors are necessary for preferred embodiments of the method according to the invention.
  • the correction or the coefficients of a linear function, which links the correction with the sum / deviation are stored in a map as a function of at least one operating parameter of the internal combustion engine, that during operation a value of the operating parameter and the mean sensor air mass flow are determined for the internal combustion engine, and that the mean air mass flow is determined on the basis of the mean sensor air mass flow and the correction stored in the map and corresponding to the value of the operating parameter and the mean sensor air mass flow.
  • the speed of the internal combustion engine can be used as the operating parameter.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a gasoline engine with a control unit and an intake air duct with a hot wire air mass flow sensor
  • FIGS. 1 and 2 shows a diagram of a time series of sensor air mass flow values of the air mass flow sensor in FIGS. 1 and
  • Fig. 3 is a diagram showing the relative pulsation errors and corrections measured as a function of the degree of modulation for a given engine speed.
  • a gasoline engine 1 is connected to an intake air duct 2, through which intake gas is supplied to the gasoline engine 1 for combustion.
  • a control unit 3 is connected to the gasoline engine 1 to control it.
  • a hot wire air mass flow sensor 4 is arranged, which is connected to the control unit 3.
  • the gasoline engine 1 is constructed in a known manner as a 4-stroke engine and, in the schematic illustration in FIG. 1, comprises, in addition to a crankshaft 5, the devices of an air supply, a fuel delivery system and an exhaust gas treatment device that are not expressly shown there. In particular, it has actuators, not shown in FIG. 1, for controlling operating parameters such as, for example, the amount of intake air and
  • the rotation angle sensor 6 which comprises a differential field plate sensor and a gear wheel connected to the crankshaft of the gasoline engine 1, detects a rotation angle of the crankshaft 5 of the gasoline engine 1 in a known manner and outputs corresponding rotation angle signals to the control unit 3.
  • the hot wire air mass flow sensor 4 shown only schematically, comprises a bridge circuit with a first and a second bridge branch and a control device 7 with a differential amplifier.
  • the first bridge branch has a series connection of a temperature-dependent resistor RT and a further resistor R1.
  • the second bridge branch comprises a temperature-dependent sensor heating resistor RH and a resistor R2 connected in series therewith.
  • the resistor RT and the sensor heating resistor RH are arranged in the intake air duct 2 such that the resistor RT is arranged upstream of the sensor heating resistor RH in the intake air duct 2 during normal air flow.
  • the control device 7 is connected via its input to the tapping points between the resistors RT and Rl or between the sensor heating resistor RH and the resistor R2 and supplies the bridge circuit with current via its output.
  • the resistor RT serves as a temperature sensor for the temperature of the intake air ⁇ tur.
  • the sensor heating resistor RH is used to measure the air mass flow, taking advantage of the fact that the sensor heating resistor RH is cooled by an air mass flow that has a lower temperature than the sensor heating resistor RH according to the size of the air mass flow, which in turn leads to a corresponding change in its resistance value.
  • the control device 7 regulates the current through the bridge branches and in particular through the sensor heating resistor RH so that the sensor heating resistor RH a predetermined fixed temperature difference relative to the temperature of the intake air measured by the resistance RT is maintained.
  • the current is changed so that the cooling of the sensor heating resistor RH caused by the air mass flow is compensated for by a corresponding change in the current through the bridge and thus the sensor heating resistor RH, and the voltage difference at the input of the control device 7 is thus kept constant.
  • a voltage tapped at the resistor R2 and proportional to the current through the bridge circuit and thus corresponding to the air mass flow forms a sensor output signal of the air mass flow sensor 4, which is supplied to the control unit 3.
  • the sensor output signal of the air mass flow sensor 4 corresponds to an air mass flow corresponding to a characteristic curve of the air mass flow sensor 4, the characteristic curve depending on the diameter of the intake air duct 2. Since the cooling of the sensor heating resistor RH depends only on the size of the air mass flow, the hot wire air mass flow sensor 4 cannot determine the direction of the air mass flow, but only a sensor air mass flow value corresponding to the size of the air mass flow.
  • the control device 3 comprises detection devices for signals of the sensors connected to the control device, of which only an analog-digital converter 8 connected to the air mass flow sensor 4 is shown in FIG. 1, output devices not shown in FIG. 1 for controlling the actuators of the Otto engine 1, a processor 9 connected to the detection devices and the output devices, and a memory device 10 connected to the processor 9 for storing at least one program to be executed on the processor 9, data generated during the execution of the program and for permanent storage of the characteristic data.
  • the processor 9 controls the actuators of the gasoline engine, inter alia, by means of a corresponding control program as a function of the values detected by the sensors, in particular also the detected air mass flow in the intake air duct 2
  • the processor 9 also serves to determine the air mass flow from the sensor output signals of the air mass flow sensor 4, for which purpose it executes a corresponding program, which can also be part of the control program.
  • a rotation angle of the crankshaft 5 and a rotational speed of the gasoline engine 1 are determined in a known manner from the rotation angle signal of the rotation angle sensor 6.
  • the analog signal from the air mass flow sensor 4 is sampled in the analog-digital converter 8 with a predetermined sampling frequency and into one corresponding digital signal implemented, which is fed to the processor 9 or the memory device 10 and stored in the memory device 10.
  • the sampling frequency is greater than twice the highest pulsation frequency to be taken into account at which backflows can occur and which are essentially due to the product of a corresponding engine speed and number of cylinders divided by the number of work cycles per revolution of the crankshaft.
  • the storage device 10 only a predetermined number N of immediately successive values of the digitized sensor output signal of the air mass flow sensor 4 is stored in accordance with the chronological order of their acquisition, so that when a newly acquired sensor output signal value is stored, the oldest of the N values is deleted or overwritten.
  • a pulsation frequency is determined from the engine speed as twice the engine speed and from this the period of the pulsation frequency as the length of the segment.
  • the time series is divided into four quarters labeled Roman numerals I, II, III and IV, the first quarter I having the absolute maximum over the segment.
  • the position of the segment is then optimized such that the maximum of the sensor air mass flow values of the first quarter comes to lie in the middle of the first quarter.
  • a corresponding section average is calculated for each of the quarters by summation over the corresponding sensor air mass flow values in the respective quarter.
  • the section average is at most for the first quarter I. But this does not always have to be the case.
  • Moving average section values are then determined from the respective section average values.
  • the sliding averaged section mean values become a value of a first correction quantity as the first sum of the sliding ⁇ mean section values corresponding to the first and third quarters I and III, a value of a second correction quantity as the difference of the first sum
  • the mean air mass flow value is determined from the mean sensor air mass flow using the first correction variable.
  • the first and the second correction size are compared with a measured relative pulsation error relative to the actual mass flow (one can of course also introduce an oscillation factor) with respect to the mean sensor air mass flow for different degrees of modulation and a predetermined engine speed.
  • the measured relative pulsation error represented by circles for individual values of the degree of modulation, initially drops to negative values with increasing degree of modulation, reaches a minimum at about 100% and then increases again.
  • the ratio of the first correction variable to the mean sensor air mass flow represented by squares for individual values of the degree of modulation increases monotonically with the degree of modulation. With a degree of modulation of 100%, the value of the ratio of the first correction size to the mean sensor air mass flow is approximately 42%. This value corresponds to the reverse flow threshold for the given engine speed.
  • the measured relative pulsation error can be represented in the range of modulation levels less than 100% as a first linear correction function of the first correction quantity to the mean sensor air mass flow.
  • a proportionality factor and an additive constant of the first linear correction function can be determined by experiments or comparison with measured pulsation errors for a given engine speed.
  • the second correction variable represented by triangles for individual values of the degree of modulation assumes significant values from a degree of modulation of 100%, which increases monotonically with the degree of modulation.
  • the relative pulsation error can be represented as a second linear correction function of the ratio of the second correction variable to the mean sensor air mass flow, a proportionality factor and an additive constant of the second linear correction function being also here in each case by tests or comparison with measured pulsation errors can be determined for a given engine speed.
  • the value of the first linear correction function for the given engine speed and the ratio of the determined value of the first correction variable and the average sensor air mass flow are therefore subtracted from the mean sensor air mass flow in order to obtain the mean air mass flow.
  • the value of the second linear correction function for the given engine speed and the ratio of the determined value of the second correction variable and the average sensor air mass flow are subtracted from the mean sensor air mass flow in order to obtain the mean air mass flow.

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Abstract

Ein Verfahren zur Ermittlung eines Luftmassenstroms in einem Luftkanal (2) einer Brennkraftmaschine (1) unter Verwendung eines den Betrag des Luftmassenstroms anzeigenden Luftmassenstromsensors (4), bei dem aufeinanderfolgend Sensorluftmassenstromwerte erfasst und daraus ein mittlerer Sensorluftmassenstrom gebildet wird, sieht vor, dass ein bestimmtes Segment vorgegeben wird, dass erfasste Sensorluftmassenstromwerte jeweils eines Abschnitts des Segments zu einem Abschnittsmittelwert integriert werden, und dass unter Verwendung von wenigstens zwei Abschnittsmittelwerten ein Korrekturwert für durch Pulsationen verursachte Abweichungen zwischen dem mittleren Sensorluftmassenstrom und einem tatsächlichen mittleren Luftmassenstrom bestimmt und aus mittlerem Sensorluftmassenstrom und dem Korrekturwert ein mittlerer Luftmassenstrom ermittelt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Ermittlung eines Luftmassenstroms
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung eines Luftmassenstroms in einem Luftkanal einer Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Luftmassenstromsensors, mittels dessen Sensorluftmassenstromwerte, die jeweils einem Betrag eines Wertes des Luftmassenstroms entsprechen, erfassbar sind, bei dem zu aufeinanderfolgenden Zeiten Sensorluftmassenstromwerte erfasst und daraus Werte eines mittleren Sensorluftmassenstroms gebildet werden.
Derartige Verfahren sind von erheblicher Bedeutung für die Steuerung moderner Brennkraftmaschinen. Zur genauen Steuerung der Verbrennung in solchen Brennkraftmaschinen ist es nämlich notwendig, die über den Ansaugluftkanal angesaugte Luftmenge genau zu messen, um das Kraftstoff-Luftverhältnis bei der Verbrennung optimal zu halten. Auf diese Weise kann bei- spielsweise der Kraftstoffverbrauch niedrig gehalten werden. Darüber hinaus spielt die Einhaltung eines bestimmten Kraftstoff-Luftverhältnisses eine entscheidende Rolle für die Einhaltung von Abgasnormen bei Ottomotoren.
Zur Messung eines solchen Luftmassenstroms werden vielfach
Hitzdraht- oder Heißfilm-Luftmassenstrommesser verwendet. Die Arbeitsweise dieser Sensoren fußt darauf, dass ein Luftmassenstrom einen erhitzten Körper entsprechend der Größe des Luftmassenstroms um den Körper abkühlt. Daher wird ein Heiz- widerstand durch Regelung eines den Heizwiderstand durchfließenden Stroms auf einer konstanten Temperatur oberhalb der Temperatur des Luftmassenstroms gehalten. Der hierzu erforderliche Heizstrom bildet ein sehr genaues, allerdings nichtlineares Maß für den Luftmassenstrom.
Aus den Signalen der Luftmassenstromsensoren werden anhand einer Kennlinie des Luftmassenstromsensors, die einen Zusa - menhang zwischen Signalen des Luftmassenstromsensors und entsprechenden Größen des Luftmassenstroms wiedergibt, entsprechende Sensorluftmassenstromwerte ermittelt. Der auf der Basis der Signale oder Sensorluftmassenstromwerte bestimmt Wert eines mittleren Sensorluftmassenstroms dient als Maß für die Größe des tatsächlichen mittleren Luftmassenstroms.
Strömt die Luft in einem Ansaugkanal immer nur in einer Richtung, arbeiten diese Sensoren mit hinreichender Genauigkeit. Bei Brennkraftmaschinen treten jedoch Betriebszustände auf, in denen Pulsationen der Luft im Ansaugluftkanal der Brennkraftmaschine auftreten können. Diese Pulsationen können so stark werden, dass ein Rückstrom von Luft entgegen der normalen Ansaugrichtung auftritt. Die oben beschriebenen Messver- fahren unter Verwendung von Hitzdraht- oder Heißfilm-Luftmassenstrommessern erlauben jedoch nur die Bestimmung der Größe bzw. des Betrages, nicht aber der Richtung eines Luftmassenstroms. Im Falle von Pulsationen kann dies dazu führen, dass ein Rückstrom als Zustrom von Ansaugluft gemessen wird, was die Steuerung der Brennkraftmaschine wesentlich erschwert bzw. verschlechtert.
Eine Möglichkeit, solche Rückströmungen zu erkennen, besteht darin, zwei in Strömungsrichtung voneinander beabstandete Sensoren oder einen Sensor mit zwei in Strömungsrichtung voneinander beabstandeten Sensorelementen zu verwenden, um durch Vergleich der Werte auf das Vorhandensein eines Rückstroms schließen zu können. Solche Anordnungen weisen jedoch einen vergleichsweise komplizierten Aufbau auf und erfordern eine aufwendige Montage in einem Ansaugluftkanal.
Aus der DE 43 42 481 C2 ist ein Verfahren zum Messen der angesaugten Luftmasse einer Brennkraftmaschine mit einem in deren Ansaugtrakt angeordneten temperaturempfindlichen Messfüh- ier eines Massendurchflussmessers beschrieben, bei dem von mittleren Lastzuständen der Brennkraftmaschine an ein im Ansaugtrakt in Ansaugrichtung stromabwärts zu dem Messfühler angeordnetes beheizbares Zusatzheizelement zur fehlerkompensierenden Wirkung auf den Messfühler aufgeheizt wird. Bei diesem Verfahren uss das Zusatzheizelement zusätzlich in den Ansaugtrakt eingebaut werden, was die Fertigungskosten er- höht .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zur Ermittlung eines Luftmassenstroms derart auszubilden, dass ein Fehler in dem erfassten Luftmassenstrom aufgrund von Pulsationen in dem
Luftkanal, insbesondere aufgrund einer durch diese Pulsationen verursachten Rückströmung von Ansaugluft, korrigiert wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Luftmassenstroms in einem Luftkanal einer Brennkraftmaschine bei dem zu aufeinanderfolgenden Zeiten Sensorluftmassenstromwerte, die den Betrag des Luftmassenstroms anzeigen, erfasst und daraus mittlere Sensorluftmassenstromwerte gebil- det werden, wobei ein bestimmtes Segment eines Arbeitstaktes einer Brennkraftmaschine gewählt wird, in einem Abschnitt des Segments erfasste Sensorluftmassenstromwerte zu einem Abschnittsmittelwert integriert werden, und unter Verwendung von Abschnittsmittelwerten wenigstens zweier Abschnitte des Segments ein Korrekturwert für den mittleren Sensorluftmassenstrom ermittelt und aus dem mittleren Sensorluftmassenstrom und dem Korrekturwert ein korrigierter mittlerer Luftmassenstrom ermittelt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann für beliebige Luft- oder Gasmassenstromsensoren verwendet werden, deren Ausgangssignale nur den Betrag, nicht aber die Richtung eines zu erfassenden Luftmassenstroms wiedergeben. Insbesondere kann es sich dabei um Hit∑draht- oder Heißfilmsensoren handeln.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Sensorluftmassenstromwerte können aus Sensorsignalen, gegebenen- falls unter Zwischenschaltung einer Sensorkennlinie, die einen Zusammenhang zwischen Sensorsignalwerten und entsprechenden Sensorluftmassenstromwerten wiedergibt, ermittelt werden. Unter Sensorluftmassenstromwerten werden somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung die einem Sensorsignal entsprechenden und damit den Betrag, nicht aber die Richtung des Luftmassen¬ stroms anzeigenden Werte verstanden.
Auf der Basis der Sensorluftmassenstromwerte wird ein mittle- rer Sensorluftmassenstrom ermittelt, wobei die Mittelung vorzugsweise über wenigstens eine Periode einer Pulsati- onsschwmgung erfolgt. Dieser mittlere Sensorluftmassenstrom weicht, wenn Ruckstrome aufgrund von Pulsationen auftreten, vom tatsachlichen mittleren Luftmassenstrom ab, da die Sen- sorluftmassenstromwerte nur den Betrag des Luftmassenstroms wiedergeben.
Zum einfacheren Verständnis des erfmdungsgemaßen Verfahrens kann man den Luftmassenstrom als eine Überlagerung eines kon- stanten mittleren Luftmassenstroms und einer Schwingung auffassen, die charakterisiert ist durch eine Pulsationsfre- quenz, einen Modulationsgrad, welcher die auf den Betrag des mittleren Luftmassenstroms bezogenen Amplitude der Schwingung des Luftmassenstroms um den mittleren Luftmassenstrom angibt, und durch einen verschwindenden Mittelwert bei Mittelung über eine Periode. Beispielsweise kann bei einer harmonischen Pul- sationsschwmgung der Luftmassenstrom Q als Funktion der Zeit t, der Pulsationsfrequenz ω, des Modulationsgrades m und des mittleren Luftmassenstroms Qav folgendermaßen ausgedruckt werden:
Ist der Modulationsgrad kleiner als 100%, tritt keine Ruck- Strömung auf, da die Amplitude der Schwingung immer kleiner als der Mittelwert des Luftmassenstroms bleibt und der momentane Lufümassenstrom folglich immer großer Null ist; er pul- siert allerdings mehr oder minder stark. Die Sensorsignale bzw. die hieraus mittels der Kennlinie ermittelten Sensorluftmassenstromwerte entsprechen dann weitgehend dem tatsächlichen Luftmassenstrom, also einer Überlagerung einer Konstanten und einer Schwingung, und ein Mittelwert über eine Periode der Schwingung ergibt den tatsächlichen mittleren Luftmassenstrom; dies gilt zumindest solange keine nichtlinearen Effekte am Sensor auftreten und der Sensor ausreichend schnell, d. h. verzögerungsfrei arbeitet.
Ist der Modulationsgrad größer als 100%, tritt dagegen eine Rückströmung während der Zeiträume auf, in denen die momentanen Luftmassenstromwerte negativ sind. Dies ist der Fall, wenn die momentane Auslenkung der Schwingung negativ und be- tragsmäßig größer als der mittlere Luftmassenstrom ist. Das Sensorsignal kann dann nicht mehr als Konstante mit einer ü- berlagerten Schwingung beschrieben werden, da während der Zeiten, in denen die Rückströmung auftritt, statt eines negativen Luftmassenstroms ein positiver Luftmassenstrom gleichen Betrages erfasst wird, der der Rückströmung entspricht. Über eine Periode betrachtet weist ein Sensorsignal bzw. ein Sensorluftmassenstrom dann zwei Maxima auf, von denen das absolute Maximum der Summe aus mittlerem Luftmassenstrom und Pul- sationsschwingung in Hin-Richtung entspricht. Das zweite, nur lokale Maximum bildet sich, da der Sensor Luftströme richtungsunabhängig erfasst, bei maximaler Rückströmung aus und ist daher beispielshalber gegenüber dem ersten Maximum um eine halbe Periode verschoben.
Somit entsteht bei Auswertung des Sensorsignals ein pulsa- tionsbedingter Fehler, zu dem auch die Trägheit des Sensors und Nichtlinearitäten in der Sensorkennlinie oder der Übertragungsfunktion beitragen können.
Zur Ermittlung einer Korrektur dieses Pulsationsfehlers wird ein Segment vorgegeben, das vorzugsweise einem Segmentdrehwinkel einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine bestimmt durch das Produkt aus 360° und Anzahl der Arbeitstakte pro Umdrehung der Kurbelwelle dividiert durch eine Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entspricht. Diese nicht zwingende Vorgabe ist zweckmäßig, da die zeitliche Dauer dieses Segments dann in guter Näherung der Frequenz einer Pulsationsschwin- gung bei der gegebenen Motordrehzahl entspricht, welche nähe- rungsweise durch das Produkt aus Motordrehzahl und Zylinderzahl dividiert durch die Anzahl der Arbeitstakte pro Kurbelwellenumdrehung gegeben ist. Die Festlegung des Segments kann dabei unabhängig von der Ermittlung der Sensorluftmassenstromwerte erfolgen.
Das Segment wird dann in Abschnitte zerlegt, wobei vorzugsweise eine äquidistante Teilung in vier Viertel erfolgt, und dann abschnittsweise zu entsprechenden Abschnittsmittelwerten integriert. Die Integration kann dabei zur Vereinfachung nä- herungsweise als Summation entsprechender Sensorluftmassenstromwerte vorgenommen werden. Natürlich können Abschnitte beliebiger Anzahl und/oder unterschiedlicher Größe verwendet werden; der einfacheren Erläuterung halber wird nachfolgend lediglich beispielshalber von Vierteln gesprochen, da dies ein Beispiel für eine besonders vorteilhafte Variante einer ebenfalls zu bevorzugenden geradzahligen Teilung ist.
Unter Verwendung von wenigstens zwei Abschnittsmittelwerten wird dann ein Korrekturwert zum Ausgleich der durch Pulsationen verursachte Abweichung zwischen mittlerem Sensorluftmassenstrom und mittlerem tatsächlichem Luftmassenstrom ermittelt. Aus dem mittleren Sensorluftmassenstrom und dem Kor- rekturwert wird ein korrigierter mittlerer Luftmassenstrom berechnet, der dann ausgegeben oder zur weiteren Benutzung gespeichert werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt vorteilhafterweise aus, dass sich die Abschnittsmittelwerte bei Rückströmung von denen ohne Rückströmung unterscheiden. Insbesondere ist der Ab- schnittsmittelwert für einen Abschnitt des Segments, in dem eine Ruckstromung auftritt, großer als ohne Rückströmung.
Das erfmdungsgemaße Verfahren ermöglicht eine Korrektur al- lein anhand der Sensorluftmassenstromwerte und unabhängig von der Konstruktion des Sensors. Insbesondere ist die Verwendung von zwei Luftmassenstromsensoren oder eines Luftmassenstromsensors mit zwei in Stromrichtung voneinander beabstandeten Sensorelementen oder einem zusatzliches Heizelement nicht notwendig. Die Stromungsrichtung muss vom Sensor nicht mehr erfasst werden.
Die Berechnung der Abschnittsmittelwerte kann darüber hinaus sehr schnell erfolgen, so dass das erfindungsgemaße Verfahren mit nur geringem Aufwand durchfuhrbar ist.
Die Integration fuhrt vorteilhafterweise gleichzeitig zu einer Rauschunterdruckung, da statistische Schwankungen des Sensorsignals bzw. der entsprechenden Sensorluftmassenstrom- werte sich herausmitteln und so nur eine geringere Rolle spielen. Weiterhin braucht keine funktionale Form aus den Sensorluftmassenstromwerten des Sensorluftmassenstroms rekonstruiert zu werden, so dass selbst bei wenigen Messpunkten, zum Beispiel bei einer geringen Mess- bzw. Abtastfrequenz, eine stabile Korrektur erzielt werden kann.
Zar möglichst genauen Korrektur, insbesondere bei Modulationsgraden im Bereich zwischen 100% und 200%, ist es bevorzugt, dass zusätzlich ausgewertet wird, ob auf Grund von Pul- sationen eine Ruckstromung auftritt. Dazu kann der Korrekturwert über wenigstens ein Segment anhand einer Abweichung zwischen der Summe aus Abschnittsmittelwert der ungeradzahligen Abschnitte und der Summe aus Abschnittsmittelwert der geradzahligen Abschnitte ermittelt werden. Der erste Abschnitt muss dabei nicht notwendig der zeitlich fruheste sein. Entsprechendes gilt für die anderen Abschnitte. Weisen die Sensorluftmassenstromwerte starke Schwankungen auf, kann das absolute Maximum unter Umständen nicht mit guter Genauigkeit bestimmt werden. Es ist dann besonders bevorzugt, unter den verschiedenen Abschnitten den ersten nach der Größe des Abschnittsmittelwerts und/oder absolutem Maximum der Sensorluftmassenstromwerte des Segments derart auszuwählen, dass das entsprechende Maximum im ersten Abschnitt liegt .
Je nach den Eigenschaften der Brennkraftmaschine bzw. des
Luftmassenstromsensors kann weiterhin besonders bevorzugt der Korrekturwert noch mit einem Faktor skaliert und/oder um eine Konstante verschoben werden. Sowohl der Faktor als auch die Konstante können dabei von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, insbesondere einer Drehzahl der
Brennkraftmaschine, abhangen. Der Faktor und die Konstante können beispielsweise durch entsprechende Kalibrierversuche bestimmt werden, bei denen der tatsächliche mittlere Luftmassenstrom, der mittlere Sensorluftmassenstrom und die oben be- schriebene Abweichung der Summen der Abschnittsmittelwerte voneinander bestimmt und miteinander in Beziehung gesetzt werden. Dann ergibt sich, insbesondere bei hinreichend vielen Sensorluftmassenstromwerten pro Segment, eine überraschend gute Korrektur des Pulsationsfehlers .
Das Vorliegen einer Ruckstromung kann mit beliebigen Methoden berprüft werden. Um jedoch den Aufwand zur Bestimmung des Vorliegens einer Ruckstromung zu minimieren, ist es nach einer ersten Alternative besonders bevorzugt, dass das Vorlie- gen einer Ruckstromung entgegen einem mittleren Luftmassenstrom auf Grund von Pulsationen unter Verwendung der Summe der Abschnittsmittelwerte, der ungeradzahligen Abschnitte, z. B. eines ersten Viertels und eines dritten Viertels, überprüft wird. Vorzugsweise wird eine Ruckstromung festgestellt, wenn die Summe der Abschnittsmittelwerte der ungeradzahligen Abschnitte, z. B. des ersten Viertels und des dritten Viertels, als solche oder bezogen auf eine dem mittleren Sensor- luftmassenstrom entsprechenden Größe einen vorgegebenen ersten Schwellwert überschreitet. Der erste Schwellwert kann insbesondere von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängen. Für eine Brennkraftmaschine eines gegebenen Typs bzw. einen Luftmassenstromsensor eines gegebenen Typs kann die
Größe des ersten Schwellwertes beispielsweise anhand von Versuchen mit einer dem Brennkraftmaschinentyp entsprechenden Brennkraftmaschine und einem dem Luftmassenstromsensortyp entsprechenden Luftmassenstromsensor ermittelt werden, indem im Versuchsaufbau mit anderen Sensoren eine Rückströmung de- tektiert wird. Bei dieser Alternative wird insbesondere die Eigenschaft des Luftmassenstromsensors ausgenutzt, nur den Betrag des Luftmassenstroms zu erfassen, so dass der Abschnittsmittelwert für den Abschnitt, z. B. das dritte Vier- tel, in dem bei einer annähernd harmonischen Pulsati- onsschwingung die Rückströmung stattfindet, größer ist als bei Berücksichtigung der Richtung bzw. des Vorzeichens des tatsächlichen Luftmassenstroms.
Als zweite Alternative ist es besonders bevorzugt, dass ein Vorliegen einer Rückströmung festgestellt wird, wenn die Betragsdifferenz zwischen der Summe aus Abschnittsmittelwerten der ungeradzahligen Abschnitte, z. B. des ersten Viertels und des dritten Viertels, und der Summe aus Abschnittsmittelwer- ten der geradzahligen Abschnitte, z. B. des zweiten und vierten Viertels, als solche oder bezogen auf eine dem mittleren Sensorluftmassenstrom entsprechende Größe einen vorgegebenen zweiten Schwellwert überschreitet. Diese Alternative hat den Vorzug, dass die der Bildung des Korrekturwertes zugrundelie- gende Differenz gleichzeitig dazu verwendet wird, das Vorliegen einer Rückströmung festzustellen. Auch hier kann der zweite Schwellwert von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig gewählt oder verändert werden.
Bei beiden Alternativen zur Bestimmung des Vorliegens einer Rückströmung, die auch kumulativ verwendet werden können, kann als dem mittleren Sensorluftmassenstrom entsprechende Größe insbesondere der mittlere Sensorluftmassenstrom selbst oder der mittlere Luftmassenstrom eines vorhergehenden Segments verwendet werden.
Je nach Bauart des Luftmassenstromsensors können Pulsationen wegen Sensornichtlinearitäten oder -trägheiten zu Abweichungen zwischen dem tatsächlichen mittleren Luftmassenstrom und dem mittleren Sensorluftmassenstrom führen, auch wenn gar keine Rückströmung auftritt. Es ist daher bevorzugt, dass ein Korrekturwert des mittleren Sensorluftmassenstromwerts über wenigstens ein Segment anhand der Summe der Abschnittsmittelwerte ungeradzahliger Abschnitte ermittelt wird.
Der mittlere Ξensorluftmassenstromwert kann grundsätzlich auf beliebige Art und Weise bestimmt werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass der mittlere Sensorluftmassenstromwert aus der Summe der Abschnittsmittelwerte wenigstens eines Segments ermittelt wird. Da die Abschnittsmittelwerte zur Korrekturbestimmung des Pulsationsfehlers bestimmt werden, kann der mittlere Sensorluftmassenstromwert so besonders einfach und schnell ermittelt werden.
Treten geringe, zufällige oder erfassungsbedingte Schwankungen in der Stärke der Pulsationsschwingungen zwischen ver- schiedenen Segmenten auf, können die so jeweils für ein Segment ermittelten Korrekturwerte fehlerhaft sein, wodurch die Güte der Korrektur insbesondere dann herabgesetzt wird, wenn der mittlere Sensorluftmassenstromwert durch Mittelung über mehrere Segmente bestimmt wird. Um solche Effekte zu unter- drücken, ist es bevorzugt, dass der Korrekturwert unter Verwendung mehrerer Segmente und entsprechender mehrerer Abschnittsmittelwerte ermittelt wird. Besonders bevorzugt können dabei gleitende Mittelwerte über mehrere Segmente verwendet werden, wobei sich die Anzahl und Gewichtung der verwen- deten Segmente insbesondere nach den typischen, durch die
Bauart der Brennkraftmaschine und ihrer Steuerung bedingten, systematischen Änderungen der Stärken der Pulsationsschwin- gungen richten kann. Vorzugsweise erfolgt die Mittelung über diejenigen Segmente, die auch zur Ermittlung des mittleren Sensorluftmassenstromswertes verwendet werden.
Die Lange bzw. Dauer eines Segments kann auf verschiedene Art und Weise festgelegt werden. Beispielsweise kann der periodische zeitliche Verlauf der Sensorluftmassenstromwerte zur Bestimmung der Lange des Segments verwendet werden. Dies ist jedoch aufwendig und, bedingt durch immer vorhandene stati- sehe Schwankungen bzw. Fehler der Sensorluftmassenstromwerte, oftmals nicht sehr genau. Es ist daher bevorzugt, dass eine Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt und zur Festlegung der Lange des Segments verwendet wird. Insbesondere kann hierbei ausgenutzt werden, dass die Frequenz von Pulsati- onsschwmgungen und damit die Lange der Segmente in guter Näherung durch das Produkt aus einer entsprechenden Drehzahl und Zylinderzahl der Brennkraftmaschine dividiert durch die Anzahl der Arbeitstakte pro Umdrehung der Kurbelwelle bestimmt ist.
Die Gute der Korrektur wird unter anderem auch dadurch bestimmt, wie stark der Verlauf der Sensorluftmassenstromwerte in ungeradzahligen Abschnitten, z. B. m einem ersten und dritten Viertel, von einem m Bezug auf die Mitte des ewei- ligen Abschnitts symmetrischen Verlauf abweicht. Es ist daher bevorzugt, dass die Lage des Segments so bestimmt wird, dass das Maximum der Sensorlu tmassenstromwerte des Segments einen minimalen Abstand von der Mitte des ersten Abschnitts des Segments aufweist. Unter der Lage des Segments wird die Lage des ersten Sensorluftmassenstromwerts des Segments in der
Zeitreihe der erfassten aufeinanderfolgenden Sensorluftmassenstromwerte verstanden. Diese Lage ist gleichzeitig mit der Phase der Pulsationsschwmgung korreliert. Durch diese Wahl der Lage des Segments wird eine hohe Symmetrie m Bezug auf die Lage der Abscnnitte erzielt, die zu einer erhöhten Gute oer Korrektur fuhrt. Häufig weicht bedingt durch Rauschen die Lage des Maximums der Sensorluftmassenstromwerte innerhalb eines Segments von einer mittleren Lage ab, bei der bei Abwesenheit von Schwankungen das Maximum liegen würde. Anstatt die Lage des Seg- ments über die Lage des absoluten Maximums zu bestimmen, ist es dann bevorzugt, dass die Lage des Segments so bestimmt wird, dass der Abschnittsmittelwert für den ersten Abschnitt maximal ist. Die Integration zur Ermittlung des Abschnitts- mittelwerts führt zu einer Mittelung über statistische Schwankungen, so dass diese einen wesentlich geringeren Ein- fluss auf die Bestimmung der Lage des Segments haben.
Die Lage des Segments in Bezug auf das Maximum der Sensorluftmassenstromwerte innerhalb des Segments kann allein an- hand der erfassten Sensorluftmassenstromwerte durch entsprechende numerische Anpassungsverfahren, wie sie beispielsweise oben beschrieben sind, erfolgen. Eine solche Anpassung erfordert jedoch, insbesondere bei einer ungünstigen Anfangslage, einen nicht unerheblichen Rechenaufwand. Es ist daher bevor- zugt, dass ein Winkelstellungssignal erfasst wird, das den
Drehwinkel der Kurbelwelle oder einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine wiedergibt, und dass das Winkelstellungssignal zur Festlegung der Lage und/oder Länge des Segments verwendet wird.
Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzt aus, dass die Pulsationsschwingungen zeitlich mit einer Ventilbetätigung der Brennkraftmaschine korreliert ist und daher deren Frequenz mit der Drehgeschwindigkeit der Brennkraftma- schine und deren Phase mit der Winkelstellung der Kurbelwelle bzw. Nockenwelle korreliert sind. Insbesondere sind das Winkelstellungssignal, das beispielsweise mittels eines Impulsgeberrades und entsprechender Drehwinkelstellungssensoren erfasst weiden kann, wie auch die Drehzahl, die mittels des gleichen Drehwinkelstellungssensors erfassbar ist, häufig schon zu Zwecken der Motorsteuerung erfasst, so dass kein zusätzlicher Aufwand zu deren Bereitstellung notwendig ist. Zur Verbesserung der Phasenlage bzw. der Lage des Segments, kann ausgehend von der so bestimmten Phase durch entsprechende Optimierung die Phase sehr schnell weiter angepasst werden, was zu einer Verbesserung der Güte der ermittelten Korrektur führt.
Insbesondere bei Vorliegen einer elektronisch gesteuerten Zündung ist es bei einer anderen Ausführungsform des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, dass die Länge und/oder Lage des Segments unter Verwendung eines Zündzeitpunkts oder mehrerer aufeinanderfolgender Zündzeitpunkte bestimmt wird. Auch hier wird die schon beschriebene Korrelation von Frequenz und Phase der Pulsationsschwingung mit den Arbeitstakten der Brennkraftmaschine verwendet, um Länge und/oder Lage des Segments zu bestimmen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist insbesondere darin zu sehen, dass eine Erfassung der Winkelstellung der Kurbelwelle zu Zwecken der Phasen- bzw. Lagebestimmung nicht notwendig ist. Auch hier kann eine weitere schnelle Anpassung des Phasenwertes bzw. der Lage des Seg- ments die Güte der Korrektur weiter verbessern.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Länge und/oder Lage des Segments unter Verwendung eines Zeitpunkts einer Ventilöffnung oder der Zeitpunkte mehrerer auf- einanderfolgender Ventilöffnungen bestimmt wird. Diese Ausfuhrungsform hat den Vorteil, dass eine Bewegung derjenigen Einrichtung der Brennkraftmaschine erfasst wird, die direkt Einfluss auf den Luftmassenstrom hat, so dass die so erfasste Phase bzw. bestimmte Lage des Segments besonders genau ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert nur sehr geringen Verarbeitungsaufwand. Es ist daher bevorzugt, dass zu dessen Durchführung ein zur Steuerung der Brennkraftmaschine ohnehin vorgesehenes Steuergerät verwendet wird. Dadurch entfallen zusätzliche Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, es ist lediglich eine entsprechende Programmierung des Steuergeräts notwendig. Darüber hinaus kann direkt auf Drehzahlen, Winkelstellungen der Kurbelwelle oder Zündsignale zugegriffen werden, so dass für bevorzugte Ausführungsformen des erfin- dungsgemäßen Verfahrens keine zusätzlichen Sensoren notwendig sind.
Um die Berechnung weiter zu beschleunigen, ist es bevorzugt, dass die Korrektur oder die Koeffizienten einer linearen Funktion, die die Korrektur mit der Summe/Abweichung verknüpft, in einem Kennfeld als Funktion wenigstens eines Be- triebsparameters der Brennkraf maschine abgelegt wird, dass beim Betrieb der Brennkraftmaschine ein Wert des Betriebsparameters und der mittlere Sensorluftmassenstrom ermittelt werden, und dass der mittlere Luftmassenstrom auf der Basis des mittleren Sensorluftmassenstroms und der dem Wert des Be- triebsparameters und dem mittleren Sensorluftmassenstrom entsprechenden, in dem Kennfeld abgelegten Korrektur bestimmt wird. Als Betriebsparameter kann insbesondere die Drehzahl der Brennkraftmaschine verwendet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ottomotors mit einem Steuergerät und einem Ansaugluftkanal mit einem Hitz- draht-Luftmassenstromsensor,
Fig. 2 ein Diagramm einer Zeitreihe von Sensorluftmassen- stromwerten des Luftmassenstromsensors in Fig. 1 und
Fig. 3 ein Diagramm, in dem für eine gegebene Motordrehzahl gemessene relative Pulsationsfehler und Korrekturen als Funktion des Modulationsgrades dargestellt sind.
In Fig. 1 ist ein Ottomotor 1 mit einem Ansaugluftkanal 2 verbunden, über den dem Ottomotor 1 Ansaugluft zur Verbrennung zugeführt wird. Ein Steuergerät 3 ist mit dem Ottomotor 1 zu dessen Steuerung verbunden. In bzw. an dem Ansaugluftka- nal 2 ist ein Hitzdraht-Luftmassenstromsensor 4 angeordnet, der mit dem Steuergerät 3 verbunden ist.
Der Ottomotor 1 ist in bekannter Weise als 4-Takt-Motor auf- gebaut und umfasst in der schematischen Darstellung in Fig. 1 neben einer Kurbelwelle 5 die dort nicht ausdrücklich gezeigten Einrichtungen einer Luftzufuhr, einer Kraftstoffförderan- lage und einer Abgasbehandlungseinrichtung. Insbesondere weist er in Fig. 1 nicht gezeigte Aktoren zur Steuerung von Betriebsparametern wie zum Beispiel Ansaugluftmenge sowie
Zeitpunkte und Mengen von zugeführtem Kraftstoff, sowie Sensoren zur Erfassung von Werten von Betriebsparametern auf, von denen in Fig. 1 nur ein Drehwinkelsensor 6 gezeigt ist.
Der Drehwinkelsensor 6, der einen Differential-Feldplattensensor und ein mit der Kurbelwelle des Ottomotors 1 verbundenes Zahnrad umfasst, erfasst in bekannter Weise einen Drehwinkel der Kurbelwelle 5 des Ottomotors 1 und gibt entsprechende Drehwinkelsignale an das Steuergerät 3 aus.
Der nur schematisch dargestellte, an sich bekannte Hitzdraht- Luftmassenstromsensor 4 umfasst eine Brückenschaltung mit einem ersten und einem zweiten Brückenzweig sowie eine Regeleinrichtung 7 mit einem Differenzverstärker.
Der erste Brückenzweig weist eine Reihenschaltung eines temperaturabhängigen Widerstands RT und einen weiteren Widerstand Rl auf. Der zweite Brückenzweig umfasst einen temperaturabhängigen Sensorheizwiderstand RH sowie eine damit in Reihe geschalteten Widerstand R2.
Der Widerstand RT und der Sensorheizwiderstand RH sind in dem Ansaugluftkanal 2 so angeordnet, dass bei normaler Luftströmung in dem Ansaugluftkanal 2 der Widerstand RT stromaufwärts des Sensorheizwiderstands RH angeordnet ist. Die Regeleinrichtung 7 ist über ihren Eingang mit den Abgriffspunkten zwischen den Widerständen RT und Rl bzw. zwischen dem Sensorheizwiderstand RH und dem Widerstand R2 verbunden und versorgt über ihren Ausgang die Brückenschaltung mit Strom.
Der Widerstand RT dient als Temperaturfühler für die Tempera¬ tur der Ansaugluft. Der Sensorheizwiderstand RH dient der Messung des Luftmassenstroms, wobei ausgenutzt wird, dass der Sensorheizwiderstand RH durch einen Luftmassenstrom, der eine geringere Temperatur aufweist als der Sensorheizwiderstand RH, entsprechend der Größe des Luftmassenstroms abkühlt wird, was wiederum zu einer entsprechenden Änderung seines Widerstandswertes führt.
Die Regeleinrichtung 7 regelt in Abhängigkeit von der Differenz der zwischen den Widerständen RT und Rl abgegriffenen Spannung einerseits und der zwischen dem Sensorheizwiderstand RH und dem Widerstand R2 abgegriffenen Spannung andererseits den Strom durch die Brückenzweige und insbesondere durch den Sensorheizwiderstand RH so, dass der Sensorheizwiderstand RH auf einer vorgegebenen festen Temperaturdifferenz relativ zu der durch den Widerstand RT gemessenen Temperatur der Ansaugluft gehalten wird.
Dazu wird der Strom so verändert, dass die durch den Luftmassenstrom verursachte Abkühlung des Sensorheizwiderstands RH durch eine entsprechende Änderung des Stroms durch die Brücke und damit den Sensorheizwiderstand RH kompensiert und so die Spannungsdifferenz am Eingang der Regeleinrichtung 7 konstant gehalten wird.
Eine an dem Widerstand R2 abgegriffene, zu dem Strom durch die Brückenschaltung proportionale und damit dem Luftmassen- ström entsprechende Spannung bildet ein Sensorausgangssignal des Luftmassenstromsensors 4, das dem Steuergerät 3 zugeführt wird. Das Sensorausgangssignal des Luftmassenstromsensors 4 entspricht dabei entsprechend einer Kennlinie des Luftmassenstromsensors 4 einem Luftmassenstrom, wobei die Kennlinie von dem Durchmesser des Ansaugluftkanals 2 abhängt. Da die Abkühlung des Sensorheizwiderstands RH nur von der Größe des Luft- massenstroms abhängt, ist mit dem Hitzdraht-Luftmassenstrom- sensor 4 nicht die Richtung des Luftmassenstroms, sondern nur ein der Größe des Luftmassenstroms entsprechender Sensorluft- massenstromwert ermittelbar.
Das Steuergerät 3 umfasst Erfassungseinrichtungen für Signale der mit dem Steuergerät verbundenen Sensoren, von denen in Fig. 1 nur ein mit dem Luftmassenstromsensor 4 verbundener A- nalog-Digital-Wandler 8 gezeigt ist, in Fig. 1 nicht gezeigte Ausgabeeinrichtungen zur Ansteuerung der Aktoren des Ottomo- tors 1, einen mit den Erfassungseinrichtungen und den Ausgabeeinrichtungen verbundenen Prozessor 9 sowie eine mit dem Prozessor 9 verbundene Speichereinrichtung 10 zur Speicherung wenigstens eines auf dem Prozessor 9 auszuführenden Programms, bei der Ausführung des Programms anfallender Daten sowie zur permanenten Speicherung der Kennliniendaten.
Der Prozessor 9 steuert unter anderem mittels eines entsprechenden Steuerprogramms in Abhängigkeit der von den Sensoren erfassten Werte, insbesondere auch des erfassten Luftmassen- i Stroms in dem Ansaugluftkanal 2, die Aktoren des Ottomotors
1. Weiterhin dient der Prozessor 9 der Bestimmung des Luftmassenstroms aus den Sensorausgangssignalen des Luftmassenstromsensors 4, wozu er ein entsprechendes Programm, das auch ein Teil des Steuerprogramms sein kann, ausführt.
Mittels des Steuergeräts 3 werden in bekannter Weise aus dem Drehwinkelsignal des Drehwinkelsensors 6 ein Drehwinkel der Kurbelwelle 5 und eine Drehzahl des Ottomotors 1 ermittelt.
Zur Erfassung des Luftmassenstroms wird das analoge Signal des Luftmassenstromsensors 4 in dem Analog-Digital-Wandler 8 mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz abgetastet und in ein entsprechendes Digitalsignal umgesetzt, das dem Prozessor 9 bzw. der Speichereinrichtung 10 zugeführt und in der Speichereinrichtung 10 gespeichert wird. Um wenigstens eine Pul- sationsschwingung in dem Sensorausgangssignal des Luftmassen- stromsensors 4 erfassen zu können, ist die Abtastfrequenz dabei größer als das Doppelte der höchsten zu berücksichtigenden Pulsationsfrequenz, bei der Rückströmungen auftreten können und die im wesentlichen durch das Produkt aus einer entsprechenden Motordrehzahl und Zylinderzahl dividiert durch die Anzahl der Arbeitstakte pro Umdrehung der Kurbelwelle gegeben ist.
In der Speichereinrichtung 10 wird dabei nur eine vorgegebene Anzahl N von unmittelbar aufeinanderfolgenden Werten des di- gitalisierten Sensorausgangssignals des Luftmassenstromsensors 4 entsprechend der zeitlichen Reihenfolge ihrer Erfassung gespeichert, so dass bei Speicherung eines neu erfassten Sensorausgangssignalwertes der älteste der N Werte gelöscht oder überschrieben wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand von Fig. 2 erklärt, in dem für einen Modulationsgrad von 200% Werte des Sensorluftmassenstroms als Funktion der Zeit und damit implizit des Drehwinkels der Kurbelwelle 5 dargestellt sind. Be- dingt durch die Eigenschaft des Luf massenstromsensors 4, nur die Größe des Lu tmassenstroms, d.h. den Sensorluftmassenstrom zu erfassen, treten hohe Maxima, die einem Extremum der Pulsationsschwingung bei Strömung in Richtung der mittleren Luftströmung entsprechen, und niedrigere lokale Maxima, die einer Rückströmung entsprechen, auf.
Aus einem vorgegebenen Drehwinkel der Kurbelwelle 5 wird anhand der von dem Drehwinkelsensor 6 erfassten Drehwinkel der Beginn eines Segments bestimmt, der in Fig. 2 durch die lin- ke, senkrechte gestrichelte Linie gegeben ist. Aus der Motordrehzahl wird für den 4-Zylinder-Ottomotor eine Pulsationsfrequenz als das Doppelte der Motordrehzahl und hieraus die Periodendauer der Pulsationsfrequenz als Länge des Segments bestimmt.
Auf der Basis der Länge des Segments wird die Zeitreihe in vier mit römischen Zahlen I, II, III und IV bezeichnete Viertel unterteilt, wobei das erste Viertel I das absolute Maximum über das Segment aufweist.
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Danach wird die Lage des Segments dahingehend optimiert, dass das Maximum der Sensorluftmassenstromwerte des ersten Viertels in der Mitte des ersten Viertels zu liegen kommt.
15 Für jedes der Viertel wird ein entsprechender Abschnittsmittelwert durch Summation über die entsprechenden Sensorluftmassenstromwerte in dem jeweiligen Viertel berechnet. Der Abschnittsmittelwert ist dabei maximal für das erste Viertel I. Das muss aber nicht immer so sein.
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Diese Schritte werden für drei aufeinanderfolgende Segmente durchgeführt. Aus den jeweiligen Abschnittsmittelwerten werden dann gleitend gemittelte Abschnittsmittelwerte ermittelt.
25 Daraufhin werden aus den gleitend gemittelten Abschnittsmittelwerten ein Wert einer ersten Korrekturgröße als erste Summe aus den dem ersten und dritten Viertel I bzw. III entsprechenden gleitenα gemittelten Abschnittsmittelwerten, ein Wert einer zweiten Kcrrekturgröße als Differenz der ersten Summe
30 und einer zweiten Summe aus den dem zweiten und vierten Viertel II bzw. IV entsprechenden gleitend gemittelten Abschnittsmittelwerten, sowie als Summe der vier gleitend gemittelten Abschnittsmittelwerten ein gemittelter Sensorluftmassenstrom bestimmt.
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Zur Prüfung, ob eine Rückströmung vorliegt, wird ein Verhältnis des Wertes der ersten Korrekturgröße zu dem mittleren Sensorluftmassenstrom mit einem von der Motordrehzahl abhangigen Ruckstromungsschwellwert verglichen.
Übersteigt der Wert der ersten Korrekturgröße den Ruckströ- mungsschwellwert, wird das Vorliegen einer Ruckstromung angenommen und der mittlere Sensorluftmassenstrom unter Verwendung der zweiten Korrekturgroße unter Bildung eines mittleren Luftmassenstromwertes korrigiert .
Andernfalls wird der mittlere Luftmassenstromwert aus dem mittleren Sensorluftmassenstrom unter Verwendung der ersten Korrekturgroße ermittelt.
In Fig. 3 sind die erste und die zweite Korrekturgroße je- weils bezogen auf den mittleren Sensorluftmassenstrom einem gemessenen relativen Pulsationsfehler relativ zum tatsachlichen Massenstrom (Man kann naturlich auch noch einen Schwingungsfaktor einfuhren) für verschiedene Modulationsgrade und eine vorgegebene Motordrehzahl gegenübergestellt.
Der durch Kreise für einzelne Werte des Modulationsgrades dargestellte, gemessene relative Pulsationsfehler fallt mit steigendem Moduiationsgrad zunächst zu negativen Werten ab, erreicht bei etwa 100% ein Minimum und steigt dann wieder an.
Das durch Quadrate für einzelne Werte des Modulationsgrades dargestellte Verhältnis der ersten Korrekturgroße zu dem mittleren Sensorluftmassenstrom steigt monoton mit dem Modulationsgrad an. Bei einem Modulationsgrad von 100% betragt der Wert des Verhältnisses der ersten Korrekturgroße zu dem mittleren Sensorluftmassenstrom etwa 42%. Dieser Wert entspricht dem Ruckstromungsschwellwert für die gegebene Motor- drehzanl. Der gemessene relative Pulsationsfehler lasst sich n dem Bereich von Modulationsgraden kleiner als 100% als ei- ne erste lineare Korrekturfunktion der ersten Korrekturgroße zu dem mittlere Sensorluf massenstrom darstellen. Ein Pro- portionalitatsfa.tor und eine additive Konstante der ersten lineare Korrekturfunktion kann durch Versuche bzw. Vergleich mit gemessenen Pulsationsfehlern jeweils für eine gegebene Motordrehzahl ermittelt werden.
Die durch Dreiecke für einzelne Werte des Modulationsgrades dargestellte zweite Korrekturgröße nimmt im wesentlich ab einem Modulationsgrad von 100% signifikante, mit dem Modulationsgrad monoton steigende Werte an. Der relative Pulsations- fehler lässt sich auch in diesem Fall als zweite lineare Kor- rekturfunktion des Verhältnisses der zweiten Korrekturgröße zu dem mittleren Sensorluftmassenstrom darstellen, wobei auch hier ein Proportionalitätsfaktor und eine additive Konstante der zweiten lineare Korrekturfunktion durch Versuche bzw. Vergleich mit gemessenen Pulsationsfehlern jeweils für eine gegebene Motordrehzahl ermittelt werden kann.
Zur Korrektur wird daher bei Modulationsgraden unter 100% von dem mittleren Sensorluftmassenstrom der Wert der ersten linearen Korrekturfunktion für die gegebene Motordrehzahl und das Verhältnis aus dem ermittelten Wert der ersten Korrekturgröße und des mittleren Sensorluftmassenstroms subtrahiert, um den mittleren Luftmassenstrom zu erhalten.
Zur Korrektur oberhalb eines Modulationsgrades von 100%, d.h. bei Vorliegen einer Rückströmung, wird von dem mittleren Sensorluftmassenstrom der Wert der zweiten linearen Korrekturfunktion für die gegebene Motordrehzahl und das Verhältnis aus dem ermittelten Wert der zweiten Korrekturgröße und des mittleren Sensorluftmassenstroms subtrahiert, um den mittle- ren Luftmassenstrom zu erhalten.
Auf diese Weise ist eine einfache und schnelle Korrektur des mittleren Sensorluftmassenstroms zu einem mittleren Luftmassenstrom möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung eines Luftmassenstroms in einem Ansaugtakt einer Brennkraftmaschine bei dem zu aufeinanderfolgenden Zeiten Sensorluftmassenstromwerte, die den Betrag des Luftmassenstroms anzeigen, erfasst und daraus mittlere Sensorluftmassenstromwerte gebildet werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein bestimmtes Segment eines Arbeitstaktes der Brennkraftmaschine gewählt wird, dass in einem Abschnitt des Segments erfasste Sensorluftmassenstromwerte zu einem Abschnittsmittelwert integriert werden, und dass unter Verwendung von Abschnittsmittelwerten wenigstens zweier Abschnitte des Segments ein Korrekturwert für den mittleren Sensorluftmassenstrom ermittelt und aus dem mittleren Sensorluftmassenstrom und dem Korrekturwert ein korrigierter mittlerer Luftmassenstrom ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass festgestellt wird, ob eine Rückströmung im Luftmassenstrom vorliegt, und dass bei Vorliegen einer Rückströmung der Korrekturwert des mittleren Sensorluftmassenstromwerts in we- nigstens einem Segment ermittelt wird anhand einer Abweichung zwischen der Summe aus Abschnittsmittelwerten eines ersten und eines dritter. Abschnitts und der Summe aus Abschnittsmittelwerten eines zweiten und vierten Abschnitts, wobei der erste Abschnitt so gewählt wird, dass er das absolute Maximum der Sensorluftmassenstromwerte des Segments und/oder den größten der vier Abschnittsmittelwerte enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen einer Ruckstromung unter Verwendung der Summe der Abschnittsmittelwerte eines ersten und des dritten Abschnitts festgestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorliegen einer Ruckstromung festgestellt wird, wenn die Summe der Abschnitts ittelwerte des ersten und des dritten Abschnitts als solche oder bezogen auf eine dem mittleren Sensorluftmassenstrom entsprechenden Große einen vorgegebenen ersten Schwellwert überschreitet.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorliegen einer Ruckstromung festgestellt wird, wenn der Betrag der Abweichung zwischen der Summe der Abschnittsmittelwerte des ersten und des dritten Abschnitts und der Summe der Abschnittsmittelwerte des zweiten und vierten Abschnitts als solche oder Gezogen auf eine dem mittleren Sensorluftmassenstrom entsprechenden Große einen vorgegebenen zweiten Scnwellwert überschreiten.
6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abwesenheit einer Ruckstromung ein Korrekturwert des mittleren Sensorluftmassenstromwerts über wenigstens ein Segment anhand der Summe der Abschnittsmittelwerte eines ersten und eines dritten Abschnitts ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der mittlere Sensorluftmassenstrom aus der
Summe der Abschnittsmittelwerte wenigstens eines Segments ermittelt wird.
8. Verfahren racn einem der obigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, oass der Korrekturwert unter Verwendung mehrerer Segmente unα entsprecnender Abschnittsmittelwerte ermittelt wird.
9. Verfanren na n einem der ooigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt und zur Festlegung der Lange des Segments verwendet w ro.
10. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Segments so bestimmt wird, dass das Maximum der Sensorluftmassenstromwerte des Segments einen minimalen Abstand von der Mitte eines Abschnitts des Segments aufweist.
11. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Lage des Segments so bestimmt wird, dass der Abschnittsmittelwert für einen ersten Abschnitt maximal ist.
12. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkelstellungssignal erfasst wird, das einen Drehwi kel der Kurbelwelle oder einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine wiedergibt und das zur Festlegung der Lage und/oder Länge des Segments verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Länge und/oder Lage des Segments unter
Verwendung eines Zündzeitpunkts oder mehrerer aufeinanderfolgender Zündzeitpunkte bestimmt wird.
14. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Länge und/oder Lage des Segments unter
Verwendung eines Zeitpunkts einer Ventilöffnung oder der Zeitpunkte mehrerer aufeinanderfolgender Ventilöffnungen bestimmt wird.
15. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung ein zur Steuerung der Brennkraftmaschine vorgesehenes Steuergerät verwendet wird.
16. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Korrekturwert in einem Kennfeld als
Funktion wenigstens eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine und des mittleren Sensorluftmassenstroms abgelegt ist, dass im Betrieb der Brennkraftmaschine ein Wert des Betriebsparameters und der mittlere Sensorluftmassenstrom ermittelt werden, und dass der mittlere Luftmassenstrom auf Basis des mittleren Sensorluftmassenstroms und dem dem Be- triebsparameter und dem mittleren Sensorluftmassenstrom entsprechenden, in dem Kennfeld abgelegten Korrekturwert bestimmt wird.
17. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass ein Segment einem Segmentdrehwinkel einer Kurbelwelle der Ξrennkraftmaschine bestimmt durch das Produkt aus 360° und Anzahl der Arbeitstakte pro Umdrehung der Kurbelwelle dividiert durch eine Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entsprechend gewählt wird.
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