EP1797308A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine

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EP1797308A1
EP1797308A1 EP05777895A EP05777895A EP1797308A1 EP 1797308 A1 EP1797308 A1 EP 1797308A1 EP 05777895 A EP05777895 A EP 05777895A EP 05777895 A EP05777895 A EP 05777895A EP 1797308 A1 EP1797308 A1 EP 1797308A1
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EP
European Patent Office
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combustion engine
internal combustion
torque
injection
determined
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05777895A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Pfaeffle
Marco Gangi
Gerit Von Schwertfuehrer
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1797308A1 publication Critical patent/EP1797308A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • 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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • 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
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002—Output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002—Output torque
    • F02D2200/1004—Estimation of the output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/26—Control of the engine output torque by applying a torque limit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for
  • an internal combustion engine in which fuel is injected into at least two partial injections in a combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine, and in which a given by the internal combustion engine torque is determined from operating variables of the internal combustion engine, said actual torque is compared with an allowable torque and initiated an error response is when the actual torque is in a predetermined ratio to the allowable torque.
  • the present invention further relates to an internal combustion engine and a control device for an internal combustion engine. Moreover, the present invention also relates to a computer program for a control unit of an internal combustion engine.
  • the torque efficiency is determined as a function of a rotational speed of the internal combustion engine.
  • the torque efficiency is determined as a function of a crank angle and / or a control starting angle of the internal combustion engine.
  • the influence of a temporal relationship between the relevant partial injection and the duty cycle of the internal combustion engine is modeled on the torque efficiency.
  • the An horrwinkel indicates at which crank angle, ie at which time, based on the duty cycle of the internal combustion engine, a control of an actuator begins, which causes the partial injection.
  • Embodiment of the present invention also a determination of the torque efficiency as a function of a time difference between different partial injections, whereby u.a. a preheating of the combustion chamber by previous burns and a concomitant improved ignitability can be considered.
  • the torque efficiency is determined as a function of a time difference between a main injection and another partial injection.
  • a main injection is understood as meaning that of a plurality of partial injections, which generally supplies the largest torque contribution to the actual torque output by the internal combustion engine with the same injection quantity.
  • pilot injections and so-called post-injections, with pre-injection those partial injections are called, which take place before the main injection, and with
  • Torque efficiency is determined as a function of a time course of combustion. If further data about a course of the combustion are available or can be determined, these can advantageously be used according to the invention for more accurate determination of the torque efficiency. Such data may be, for example, a temporal pressure or temperature profile in the combustion chamber.
  • the torque efficiency as a function of an intake air temperature and / or an air pressure and / or signals of a knock sensor and / or of further sensor signals and / or operating variables of the internal combustion engine.
  • the torque efficiency or a variable derived therefrom is linked in an additive and / or multiplicative manner and / or via a characteristic map with a partial injection quantity corresponding to the respective partial injection.
  • a virtual total fuel quantity preferably as a function of the torque efficiency, is determined to determine the actual torque.
  • This total virtual fuel amount represents the amount of fuel that would have to be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine instead of the multiple partial injections in a single main injection to effect the same torque as the partial injections underlying the total virtual fuel quantity calculation.
  • the total virtual fuel quantity thus allows a computationally simple summary of various factors that can influence the actual torque of the internal combustion engine and thus also efficient processing, for example.
  • a control unit In a control unit.
  • Plausibilinstrument internal combustion engine wherein the operating point is preferably defined at least by a virtual total fuel quantity and / or a rotational speed of the internal combustion engine.
  • Such a plausibility check according to the invention is advantageous if in the case of determining the actual torque provided control unit no maps or the like are present, which directly contain the relationship described above between eg a speed of the internal combustion engine, a An horrbeginnwinkels etc. and the torque efficiency. For example, different maps are rather present, which depend, inter alia, on an operating point of the internal combustion engine. In this case, the torque efficiency can not be directly calculated as in the above-described embodiments.
  • the use of existing characteristic maps is possible.
  • the existing maps e.g. the torque efficiency can be calculated or a fuel correction amount that corresponds to the torque efficiency.
  • Another very advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the plausibility of the operating point as a function of an operating mode of the internal combustion engine is carried out.
  • Such an operating mode is, for example, the so-called regeneration mode, in which u.a. is set by at least one post injection, the highest possible exhaust gas temperature to a in the exhaust line of the
  • Internal combustion engine particulate filter to regenerate by burning it accumulated soot particles.
  • Another very advantageous embodiment of the method according to the invention provides that criteria for the plausibility be selected depending on the operating mode.
  • an injection duration determined from operating variables of the internal combustion engine of a post-injection is monitored for the exceeding of a predefinable threshold value. This can ensure that an undesired post-injection based on an error, for example in the control of the internal combustion engine, is detected.
  • Another very advantageous embodiment of the operating method according to the invention is characterized in that the internal combustion engine is operated in an operating mode with at least one post-injection, in particular in a regeneration mode for the regeneration of a particulate filter in an exhaust tract of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is in a Operating mode operated with at least one pilot injection.
  • Another very advantageous variant of the operating method according to the invention provides that the internal combustion engine is operated in an operating mode in which a torque output by the internal combustion engine is adjustable by changing a quantity of air.
  • the change in the amount of air can be effected for example by a throttle in an intake tract of the internal combustion engine.
  • a further variant of the method according to the invention is characterized in that injection parameters determined from operating variables of the internal combustion engine, in particular an injection start time and an injection duration, are monitored for compliance with desired injection parameters determined in a control of the internal combustion engine.
  • Yet another variant of the present invention provides that an influence of a lambda control, preferably to the exceeding of a predefinable limit value, is monitored.
  • the lambda control is at the
  • the lambda control usually has an effect within the scope of the activation of the internal combustion engine in that a desired value for a fuel quantity to be injected is changed by a corresponding value dependent on the lambda control. If the value for the fuel quantity to be corrected on the basis of the lambda control exceeds a predefinable limit value, an error reaction is initiated, for example. According to a further very advantageous embodiment of the method according to the invention, an error reaction is initiated, preferably after a filter time has elapsed, if the plausibility check fails.
  • Another variant of the method according to the invention provides that, preferably during the filter time, a maximum possible torque efficiency is assumed. In fact, during the filter time, an error can not yet be conclusively assumed; On the other hand, it is possible that an error actually exists, so that in this case determined in the controller torque efficiencies could possibly be wrong.
  • Another very advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the maximum possible torque efficiency is obtained from a control of the internal combustion engine, so that in determining this maximum possible torque efficiency, the sizes already present in the control can be used.
  • Computer program has program code which is adapted to perform the inventive method when it is executed on a computer. Furthermore, the program code can be stored on a computer-readable data carrier, for example on a so-called flash memory. In these cases, so the invention realized by the computer program, so that this computer program represents the invention in the same way as the method, for the execution of which the computer program is suitable.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of an internal combustion engine according to the invention
  • FIG. 2 shows a functional diagram of an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 3 shows a functional diagram of a further embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 of a motor vehicle is shown, in which a piston 2 in a cylinder 3 back and forth.
  • the cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4 which is delimited inter alia by the piston 2, an inlet valve 5 and an outlet valve 6.
  • an intake valve 5 With the intake valve 5, an intake pipe 7 and with the exhaust valve 6, an exhaust pipe 8 is coupled.
  • an injection valve 9 projects into the combustion chamber 4, via the
  • Fuel can be injected into the combustion chamber 4.
  • a catalyst 12 is housed, the the purification of the resulting by the combustion of the fuel exhaust gases is used.
  • the injection valve 9 is connected via a pressure line with a fuel storage 13.
  • the injection valves of the other cylinders of the internal combustion engine 1 are connected to the fuel storage 13.
  • the fuel storage 13 is supplied via a supply line with fuel.
  • a preferably mechanical fuel pump is provided which is adapted to build up the desired pressure in the fuel accumulator 13.
  • a pressure sensor 14 is arranged on the fuel storage 13, with which the pressure in the fuel storage 13 is measurable. This pressure is that pressure which is exerted on the fuel and with which therefore the fuel is injected via the injection valve 9 into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1.
  • a control unit 15 is acted upon by input signals 16, which represent measured operating variables of the internal combustion engine 1 by means of sensors.
  • the control unit 15 with the pressure sensor 14, a Air mass sensor, a speed sensor and the like connected.
  • the control unit 15 is connected to an accelerator pedal sensor which generates a signal indicative of the position of a driver-actuated accelerator pedal and thus the requested torque.
  • the control unit 15 generates output signals 17 with which the behavior of the internal combustion engine 1 can be influenced via actuators or actuators.
  • the control unit 15 is connected to the injection valve 9 and the like and generates the signals required for their control.
  • control unit 15 is provided to control the operating variables of the internal combustion engine 1 and / or to regulate.
  • the fuel mass injected by the injection valve 9 into the combustion chamber 4 is controlled and / or regulated by the control unit 15, in particular with regard to low fuel consumption and / or low pollutant development.
  • the control unit 15 is provided with a microprocessor which has stored in a storage medium, in particular in a flash memory, a computer program which is adapted to perform said control and / or regulation.
  • control unit 15 Also implemented in the control unit 15 is a function monitoring of the internal combustion engine 1, which is based on a determination of the output from the internal combustion engine 1 torque, which is hereinafter referred to as actual torque.
  • the actual torque is detected by the control unit 15 operating variables of the internal combustion engine 1, see. the input signals 16, calculated in the control unit 15.
  • operating variables are, for example, an injection duration, ie the length of a time interval the fuel is injected into the combustion chamber 4 and an injection pressure, ie the determined using the pressure sensor 14 pressure in the fuel reservoir 13, with which the fuel is injected into the combustion chamber 4.
  • Qt2, Qt3, Qt4, Qt5 are listed in Figure 2, top left, as inputs to the functional diagram depicted.
  • the partial injection quantities QtI, Qt2, Qt3 each designate an amount of fuel injected into the combustion chamber 4 as part of a so-called pilot injection, while the partial injection quantity Qt4 represents a partial injection quantity injected during a so-called main injection.
  • the partial injection quantity Qt5 is associated with a so-called post-injection, which is usually carried out to increase the exhaust gas temperature and can be used, for example, to regenerate a particulate filter (not shown) located in the exhaust tract of the internal combustion engine 1.
  • the partial injection quantities QtI and Qt2 are added to the partial injection quantity Qt3 by means of the adder 101 and the sum 101 'resulting therefrom by means of the adder 102.
  • the resulting sum signal 102 'at the output of the adder 102 is finally fed to the adder 103, in which the main injection corresponds
  • Partial injection quantity Qt4 is added, resulting in the sum signal 103 'at the output of the adder 103.
  • the sum signal 103 ' indicates the fuel quantity that is injected into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 as a whole as part of the three pilot injections with the respective partial injection quantities QtI, Qt2, Qt3 and the main injection with the partial injection quantity Qt4.
  • Output of the multiplier 106 is obtained and whose determination is described below.
  • the partial injection quantity Qt5 of the post-injection multiplied by the torque efficiency eta M in the multiplier 107 at the output of the multiplier 107 results in the effective partial injection quantity 107 'of the post-injection which is finally added to the sum signal 103' in the adder 104, from which at the output of the adder 104 a so-called virtual Total fuel amount Q_v is obtained.
  • the total virtual fuel quantity Q_v represents that amount of fuel which, in the main injection or in another partial injection with the same torque efficiency as the main injection, that is, for example also during a pre-injection, into the
  • Combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 would have to be injected in order to achieve the same actual torque as in a Injection of the actually used
  • the post-injection has a torque efficiency eta M reduced from the main injection, so that the effective post-injection amount 107 'is smaller than the actual post-injection partial injection amount Qt5, whereby the total virtual fuel amount Q v is also smaller than an unweighted sum Partial injection quantities QtI to Qt5.
  • Torque efficiency eta M the post-injection of several input variables together.
  • a first factor f_l is obtained from a rotational speed n_BKM of the internal combustion engine 1 (FIG. 1) and from a so-called actuation starting angle phi by means of a characteristic map 108.
  • n_BKM rotational speed of the internal combustion engine 1
  • actuation starting angle phi actuation starting angle phi
  • another size can be used, which indicates the injection timing or its temporal position in relation to a crank angle of the crankshaft of the internal combustion engine 1.
  • a second factor f 2 is formed, which is multiplied in the multiplier 105 by the first factor f_l.
  • this time interval delta_t is taken into account by the map 110.
  • the injected during the main injection partial injection quantity Qt4 also enters into the relationship described above and is therefore used according to Figure 2 as an input signal for the map 110.
  • the factor f 3 obtained by means of the map 110 is multiplied by the output signal 105 'of the multiplier 106
  • Multiplier 105 i. multiplied by the product of the factors f_l and f_2, from which finally the moment efficiency eta M of the post-injection is obtained.
  • the torque efficiency eta_M is thus dependent on a partial injection quantity Qt4 of the main injection, a partial injection quantity Qt5 of the post-injection, as well as the rotational speed n BKM of the internal combustion engine 1, the actuation starting angle phi and a time difference delta t between the main injection and the post-injection.
  • Torque efficiency eta M a value between 0 and 1 at.
  • the influence of the partial injection quantity Qt5 of the post-injection weighted with the torque efficiency eta M on the actual torque that can be determined in the control unit 15 (FIG. 1) from the total virtual fuel quantity Q_v is large or small.
  • the time position of the post-injection for example based on the top dead center of the working cycle of the cylinder 3, can also be represented by any other variables.
  • the time position of the post-injection for example based on the top dead center of the working cycle of the cylinder 3, can also be represented by any other variables.
  • the moment efficiency eta_M can e.g. also in
  • a pressure and / or temperature profile in the combustion chamber 4 could be used for even more precise determination of the torque efficiency eta_M.
  • the inventive method for taking into account a torque efficiency is not limited to the determination of the torque efficiency of a post-injection.
  • the total virtual fuel quantity Q v is used - as already described - for a calculation of the of
  • Internal combustion engine 1 delivered actual torque, which provides a more accurate result than conventional methods due to the consideration of the torque efficiency eta M of the post-injection according to the invention.
  • a superimposed lambda control for optimizing the emission behavior of the internal combustion engine 1 does not exclude the application of the method according to the invention.
  • FIG. 3 like the functional diagram according to FIG. 2, shows a variant of the method according to the invention, as implemented in the control unit 15 (FIG. 1) of the internal combustion engine 1.
  • the method according to FIG. 3 is used to determine a so-called correction quantity Q korr, which, comparable to the signal 107 'from FIG. 2, has a computationally determined value Fuel quantity, which is determined for partial injections, which have a non-100% torque efficiency eta_M (Fig. 2).
  • the correction amount Q corr indicates the fuel quantity which, for example, would have to be injected during a main injection in order to provide the same torque contribution to the actual torque as the partial injection quantity actually injected in the partial injection with a torque efficiency deviating from 100%.
  • Correction quantity Q corr added to the amount of fuel corresponding to the amount of fuel 103 'of FIG. 2 in order to obtain the total virtual fuel quantity Q v (FIG. 2) on the basis of which a simple determination of the actual torque, for example by means of a Kennfeldes, is possible.
  • the correction quantity Q korr with respect to the actually injected partial quantity corresponds to the torque efficiency eta M (FIG.
  • FIG. 3 shows a variant of the method according to the invention, as used in an operating mode of the internal combustion engine 1 (FIG. 1) with a post-injection, that is to say for example for realizing a regeneration operation. That is, the
  • Correction quantity Q_korr can only be determined for a partial injection quantity corresponding to the post-injection (compare Qt5 from FIG.
  • Correction quantities eg corresponding to pre-injections To use partial injection quantities.
  • a plausibility check of an operating point of the internal combustion engine 1 takes place, and depending on this plausibility check, the correction quantity Q korr is either a function of the operating point of the engine
  • Internal combustion engine 1 determined correction amount Q korr or, in the case of failed plausibility, a corresponding substitute value Q korr 'output.
  • the plausibility check is based on several criteria, which are evaluated centrally as shown in Fig. 3 of the OR gate 210 and described below.
  • the signal 209 is evaluated, which is symbolized in FIG. 3 by a logic variable which can assume the value one or zero.
  • the signal 209 indicates, at a value of one, that the internal combustion engine 1 is not in a regeneration mode. According to the present embodiment, this means that no post-injections are provided for the operation of the internal combustion engine 1.
  • the presence of a possibly erroneous yet performed post-injection is checked by the comparator 211, which compares a measured actual post-injection duration 212 with a predefinable threshold value 212a. If the post-injection duration 212 is greater than the threshold value 212a, the comparator 211 provides at its output a signal 211 'having the value one.
  • This signal 211 ' as well as the signal 209 described above, the AND gate 213 supplied so that when not activated regeneration mode and a simultaneously exceeding the threshold value 212a by the post-injection duration 212, an output signal 213 'of the AND gate 213 having the value one is output to the OR gate 210.
  • an output signal 210 'of the OR element 210 also assumes the value one, so that the correction value at the output of the multiplexer 210a is the substitute value Q_korr f instead of the correction quantity Q korr.
  • the substitution value Q korr' is temporarily output as the correction amount at the output of the multiplexer 210a, but no error response as described above occurs.
  • the AND gate 213 thus serves to monitor that in the absence of a regeneration operation of the internal combustion engine, i. In general, in a mode without post-injection, actually no post-injection takes place, by the Nacheinspritzdauer 212 with the predetermined, e.g. Applicable threshold 212a compares.
  • the operating point of the internal combustion engine 1 is in this case by the input signals n_BKM, Q_v defined, where n_BKM analogous to FIG. 2, the speed of the internal combustion engine 1, and Q v indicates the total virtual fuel amount.
  • the speed n_BKM is already in the described embodiment as a secured, i. validated quantity in a functional monitoring implemented in the control unit 15 (FIG. 1) to which the method according to FIG. 3 belongs. This means that for the monitoring of the internal combustion engine 1 and thus u.a. It is not necessary to check the input quantity n_BKM to determine the actual torque.
  • the total virtual fuel quantity Q_v from FIG. 3 is a quantity that directly depends on the function monitoring mentioned above from a function also implemented in the control unit 15
  • Control of the internal combustion engine 1 is read.
  • the quantity Q_v obtained in this way may not be used without plausibility to determine the correction quantity Q korr, since it has only been calculated within the activation, but has not already been validated.
  • the signal 209 has the value zero, so that also at the output of the AND gate 213 is zero.
  • a drive start angle or another variable which indicates the injection time or its temporal position in relation to a crank angle of the crankshaft of the internal combustion engine 1.
  • a lambda correction quantity 225 is greater in magnitude than a predefined threshold value 226, which is made possible by the magnitude generator 227 and the comparator 228.
  • the lambda correction quantity 225 represents an amount of fuel which is added to an overall fuel quantity to be injected on the basis of a lambda control of the internal combustion engine 1 superimposed on the actual torque determination, in order to maintain a predetermined lambda value of the exhaust gas of the internal combustion engine 1.
  • the criterion K2 initiates an output of the substitute value Q korr' or an error response by means of the signal 214, in which the output signal 228 'of the comparator 228 assumes the value one ,
  • a partial injection quantity 232 of the post-injection (see Qt5 from FIG. 2) determined for the function monitoring from operating variables of the internal combustion engine 1 corresponds to the setpoint value 229 for the partial injection quantity of the post-injection plus the lambda correction quantity 225.
  • the lambda correction quantity 225 and the desired value 229 are summed in the adder 230, and the partial injection quantity 232 already described is subtracted in the subtracter 231.
  • the resulting difference 233 is applied to the absolute value generator 234, whose output 234 'is supplied to the comparator 235, as well as the threshold value 236. As soon as the magnitude 234' of the difference 233 exceeds the threshold value 236, the output signal 235 'of FIG.
  • Comparator 235 which is supplied to the OR gate 210, initiated an error response in the manner already described several times above, or at least the temporarily issuing the replacement amount Q_korr f causes.
  • a quantity balance of different partial injection quantities is evaluated.
  • a total injection quantity 240 determined during the activation of the internal combustion engine 1 2, i. the sum of all partial injection quantities for possibly occurring pre- and post-injections and the main injection is then checked as to whether it corresponds to a main injection quantity 241 determined from operating variables of the internal combustion engine 1 plus a pre-injection quantity 242 likewise determined from operating variables of the internal combustion engine 1 and a post-injection quantity 243.
  • the post-injection quantity 243 is determined from the virtual total injection quantity Q v and the rotational speed n BKM of the internal combustion engine according to FIG. 3.
  • the substitute value Q_korr f is calculated from a partial injection quantity 232 of the post-injection (see Qt5 from FIG. 2) determined from operating variables of the internal combustion engine 1, which multiplies in the multiplier 232a with a maximum possible efficiency 232b of a main injection becomes. In this way, it is ensured that in the event of an error, ie in the event of a failed plausibility check, the determination of the actual torque as part of the function monitoring is based on a maximum possible fuel quantity as a substitute value Q_korr '. Therefore, the determined actual torque is not erroneously calculated as too low in case of error.
  • the efficiency 232b can be calculated automatically or stored as a constant in the control unit 15.
  • the method according to the invention can also be used in other operating modes of the internal combustion engine 1, wherein in each case other criteria for plausibility checking are to be selected.
  • other criteria for plausibility checking are to be selected.
  • Torque efficiencies are also determined for pre-injections.
  • the inventive method can also be used.
  • the method according to the invention can be implemented with a relatively low expenditure of resources such as e.g. RAM, ROM and run time are implemented in the controller 15.
  • resources such as e.g. RAM, ROM and run time are implemented in the controller 15.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) , bei dem Kraftstoff in mindestens zwei Teileinspritzmengen in einen Brennraum (4) eines Zylinders (3) der Brennkraftmaschine (1) eingespritzt wird, und bei dem ein von der Brennkraftmaschine (1) abgegebenes Istdrehmoment aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird, wobei dieses Istdrehmoment mit einem zulässigen Drehmoment verglichen wird und eine Fehlerreaktion eingeleitet wird, wenn das Istdrehmoment in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem zulässigen Drehmoment steht. Erfindungsgemäß ist bei der Ermittlung des Istdrehmoments eine Berücksichtigung eines Momentenwirkungsgrads (eta_M) der jeweiligen Teileinspritzung vorgesehen, wodurch eine genauere Überwachung des Istdrehmoments ermöglicht wird.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff in mindestens zwei Teileinspritzungen in einen Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, und bei dem ein von der Brennkraftmaschine abgegebenes Istdrehmoment aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt wird, wobei dieses Istdrehmoment mit einem zulässigen Drehmoment verglichen wird und eine Fehlerreaktion eingeleitet wird, wenn das Istdrehmoment in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem zulässigen Drehmoment steht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine sowie ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Computerprogramm für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine.
Herkömmliche Betriebsverfahren der eingangs genannten Art weisen den Nachteil auf, dass eine Ermittlung des Istdrehmoments der Brennkraftmaschine insbesondere bei Betriebsarten der Brennkraftmaschine, in denen Teileinspritzungen vorgenommen werden, nur mit geringer Genauigkeit möglich ist.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Betriebsverfahren sowie eine Brennkraftmaschine und ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine und darüber hinaus auch ein Computerprogramm für ein derartiges Steuergerät so weiterzubilden, dass eine genauere Ermittlung des Istdrehmoments möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei dem vorstehend genannten Betriebsverfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei der Ermittlung des Istdrehmoments ein Momentenwirkungsgrad der jeweiligen Teileinspritzung berücksichtigt wird.
Dadurch wird der Tatsache Rechnung getragen, dass nicht jede Teileinspritzung denselben Beitrag zu einem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Istdrehmoment leistet. Vielmehr hängt der jeweilige Drehmomentbeitrag einer Teileinspritzung von einer Mehrzahl von Parametern ab.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Momentenwirkungsgrad in Abhängigkeit einer Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Momentenwirkungsgrad in Abhängigkeit eines Kurbelwinkels und/oder eines Ansteuerbeginnwinkels der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Durch die Berücksichtigung des Kurbelwinkels bzw. des Ansteuerbeginnwinkels wird der Einfluss einer zeitlichen Beziehung zwischen der betreffenden Teileinspritzung und dem Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine auf den Momentenwirkungsgrad modelliert. Dabei gibt der Ansteuerbeginnwinkel an, zu welchem Kurbelwinkel, d.h. bei welcher Zeit, bezogen auf den Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine, eine Ansteuerung eines Stellgliedes beginnt, welches die Teileinspritzung bewirkt.
Darüber hinaus ist bei einer anderen sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, den Momentenwirkungsgrad in Abhängigkeit einer der jeweiligen Teileinspritzung entsprechenden Teileinspritzmenge zu ermitteln.
Besonders vorteilhaft ist gemäß einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch eine Ermittlung des Momentenwirkungsgrads in Abhängigkeit einer Zeitdifferenz zwischen verschiedenen Teileinspritzungen, wodurch u.a. eine Vorwärmung des Brennraums durch vorangehende Verbrennungen und eine damit einhergehende verbesserte Zündfähigkeit berücksichtigt werden kann.
Ganz besonders vorteilhaft wird der Momentenwirkungsgrad bei einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit einer Zeitdifferenz zwischen einer Haupteinspritzung und einer anderen Teileinspritzung ermittelt.
Hierbei wird unter einer Haupteinspritzung diejenige von mehreren Teileinspritzungen verstanden, welche in der Regel bei gleicher Einspritzmenge den größten Momentenbeitrag zu dem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Istdrehmoment liefert. Neben der Haupteinspritzung wird in der nachfolgenden Beschreibung noch zwischen sogenannten Voreinspritzungen und sogenannten Nacheinspritzungen unterschieden, wobei mit Voreinspritzung diejenigen Teileinspritzungen bezeichnet werden, die zeitlich vor der Haupteinspritzung erfolgen, und wobei mit
Nacheinspritzungen diejenigen Teileinspritzungen bezeichnet werden, welche zeitlich nach der Haupteinspritzung erfolgen.
Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der
Momentenwirkungsgrad in Abhängigkeit eines zeitlichen Verlaufs einer Verbrennung ermittelt wird. Falls weitere Daten über einen Verlauf der Verbrennung verfügbar bzw. ermittelbar sind, können diese erfindungsgemäß vorteilhaft zur genaueren Ermittlung des Momentenwirkungsgrads herangezogen werden. Bei solchen Daten kann es sich beispielsweise um einen zeitlichen Druck- bzw. Temperaturverlauf im Brennraum handeln.
Es ist einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zufolge auch möglich, den Momentenwirkungsgrad in Abhängigkeit einer Ansauglufttemperatur und/oder eines Luftdrucks und/oder von Signalen eines Klopfsensors und/oder von weiteren Sensorsignalen und/oder Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine zu ermitteln.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Momentenwirkungsgrad oder auch eine daraus abgeleitete Größe additiv und/oder multiplikativ und/oder über ein Kennfeld mit einer der jeweiligen Teileinspritzung entsprechenden Teileinspritzmenge verknüpft.
Ferner ist bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass ermittelte Werte des Momentenwirkungsgrads gespeichert und/oder wiederverwendet werden, wobei auch denkbar ist, ein verschiedene Werte des Momentenwirkungsgrads enthaltendes Kennfeld mit den ermittelten Werten des
Momentenwirkungsgrads aufzubauen bzw. zu ergänzen und/oder abzugleichen.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Ermittlung des Istdrehmoments eine virtuelle Gesamtkraftstoffmenge, vorzugsweise in Abhängigkeit des Momentenwirkungsgrads, ermittelt. Diese virtuelle Gesamtkraftstoffmenge stellt diejenige Kraftstoffmenge dar, welche anstelle der mehreren Teileinspritzungen bei einer einzelnen Haupteinspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden müsste, um dasselbe Drehmoment zu bewirken wie die der Berechnung der virtuellen Gesamtkraftstoffmenge zugrunde liegenden Teileinspritzungen.
Die virtuelle Gesamtkraftstoffmenge erlaubt somit eine rechnerisch einfache Zusammenfassung vielfältiger Faktoren, die das Istdrehmoment der Brennkraftmaschine beeinflussen können und damit auch eine effiziente Verarbeitung bspw. in einem Steuergerät.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Betriebspunkt der
Brennkraftmaschine plausibilisiert, wobei der Betriebspunkt vorzugsweise mindestens durch eine virtuelle Gesamtkraftstoffmenge und/oder eine Drehzahl der Brennkraftmaschine definiert ist.
Eine derartige erfindungsgemäße Plausibilisierung ist dann vorteilhaft, wenn in dem zur Ermittlung des Istdrehmoments vorgesehenen Steuergerät keine Kennfelder oder dergleichen vorliegen, welche direkt den vorstehend beschriebenen Zusammenhang zwischen z.B. einer Drehzahl der Brennkraftmaschine, einem Ansteuerbeginnwinkels usw. und dem Momentenwirkungsgrad enthalten. Beispielsweise sind vielmehr verschiedene Kennfelder vorhanden, die u.a. auch von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine abhängen. In diesem Fall kann der Momentenwirkungsgrad nicht direkt berechnet werden wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es ist zwar möglich, für die Ermittlung des Istdrehmoments auf Werte der Betriebsgrößen zurückzugreifen, die in einer Ansteuerung der Brennkraftmaschine verwendet werden, aber diese Werte dürfen insbesondere für die erfindungsgemäße Ermittlung des Istdrehmoments, welche einer Überwachung der Brennkraftmaschine dienen kann, nicht ohne Validierung aus der Ansteuerung übernommen werden.
Daher ist beispielsweise auf Basis ermittelter Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und mithilfe der Werte aus der Ansteuerung unter gleichzeitiger Anwendung der erfindungsgemäßen Plausibilisierung eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine die Verwendung vorhandener Kennfelder möglich. Sobald mittels der erfindungsgemäßen Plausibilisierung ein entsprechender Betriebspunkt plausibilisiert worden ist, kann mit den vorhandenen Kennfeldern z.B. der Momentenwirkungsgrad berechnet werden oder auch eine Kraftstoff-Korrekturmenge, die dem Momentenwirkungsgrad entspricht.
Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilisierung des Betriebspunkts in Abhängigkeit einer Betriebsart der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
Eine solche Betriebsart ist beispielsweise der sog. Regenerationsbetrieb, bei dem u.a. durch mindestens eine Nacheinspritzung eine möglichst hohe Abgastemperatur eingestellt wird, um einen im Abgasstrang der
Brennkraftmaschine befindlichen Partikelfilter durch Abbrennen von darin angesammelten Rußpartikeln zu regenerieren.
Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass Kriterien für die Plausibilisierung in Abhängigkeit der Betriebsart gewählt werden.
Bei einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass bei einer Betriebsart der Brennkraftmaschine ohne Nacheinspritzungen eine aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelte Einspritzdauer einer Nacheinspritzung auf das Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwerts überwacht wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine auf einem Fehler beispielsweise in der Ansteuerung der Brennkraftmaschine beruhende unerwünschte Nacheinspritzung erkannt wird.
Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine in einer Betriebsart mit mindestens einer Nacheinspritzung betrieben wird, insbesondere in einer Regenerationsbetriebsart zur Regeneration eines Partikelfilters in einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine.
Einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung entsprechend wird die Brennkraftmaschine in einer Betriebsart mit mindestens einer Voreinspritzung betrieben.
Eine andere sehr vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens sieht vor, dass die Brennkraftmaschine in einer Betriebsart betrieben wird, in der ein von der Brennkraftmaschine abgegebenes Drehmoment durch eine Veränderung einer Luftmenge einstellbar ist. Die Veränderung der Luftmenge kann beispielsweise durch eine Drosselklappe in einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine bewirkt werden.
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelte Einspritzparameter, insbesondere ein Einspritzstartzeitpunkt und eine Einspritzdauer, auf Übereinstimmung mit in einer Ansteuerung der Brennkraftmaschine ermittelten Soll- Einspritzparametern überwacht werden.
Noch eine weitere Variante der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Einfluss einer Lambda-Regelung, vorzugsweise auf das Überschreiten eines vorgebbaren Grenzwerts, überwacht wird. Die Lambda-Regelung ist bei der
Brennkraftmaschine dazu vorgesehen, ein bestimmtes Luft- /Kraftstoff-Verhältnis einzustellen, um einen besonders Schadstoffarmen und zuverlässigen Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. Die Lambda-Regelung wirkt sich im Rahmen der Ansteuerung der Brennkraftmaschine üblicherweise dadurch aus, dass ein Sollwert für eine einzuspritzende Kraftstoffmenge um einen entsprechenden, von der Lambda-Regelung abhängigen Wert, geändert wird. Falls der Wert für die aufgrund der Lambda-Regelung zu korrigierende Kraftstoffmenge einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet, wird z.B. eine Fehlerreaktion eingeleitet. Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, vorzugsweise nach Ablauf einer Filterzeit, eine Fehlerreaktion eingeleitet, wenn die Plausibilisierung fehlschlägt.
Eine andere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass, vorzugsweise während der Filterzeit, ein maximal möglicher Momentenwirkungsgrad angenommen wird. Während der Filterzeit kann nämlich noch nicht abschließend von einem Fehler ausgegangen werden; andererseits ist es möglich, dass tatsächlich ein Fehler vorliegt, so dass in diesem Fall im Steuergerät ermittelte Momentenwirkungsgrade möglicherweise falsch sein könnten.
Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der maximal mögliche Momentenwirkungsgrad aus einer Ansteuerung der Brennkraftmaschine erhalten wird, so dass bei der Ermittlung dieses maximal möglichen Momentenwirkungsgrades die in der Ansteuerung bereits vorliegenden Größen verwendet werden können.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist ein Steuergerät gemäß Anspruch 26 sowie eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 28 vorgesehen.
Von besonderer Bedeutung ist auch die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms nach Anspruch 24, wobei das
Computerprogramm Programmcode aufweist, der dazu geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird. Weiterhin kann der Programmcode auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein, beispielsweise auf einem sogenannten Flash-Memory. In diesen Fällen wird also die Erfindung durch das Computerprogramm realisiert, so dass dieses Computerprogramm in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm geeignet ist.
Zeichnung
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind.
Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
Figur 2 zeigt ein Funktionsdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Figur 3 zeigt ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den Kolben 2, ein Einlassventil 5 und ein Auslassventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlassventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslassventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Bereich des Einlassventils 5 und des Auslassventils 6 ragt ein Einspritzventil 9 in den Brennraum 4, über das
Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden kann. In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase dient.
Das Einspritzventil 9 ist über eine Druckleitung mit einem KraftstoffSpeicher 13 verbunden. In entsprechender Weise sind auch die Einspritzventile der anderen Zylinder der Brennkraftmaschine 1 mit dem KraftstoffSpeicher 13 verbunden. Der KraftstoffSpeicher 13 wird über eine Zuführleitung mit Kraftstoff versorgt. Hierzu ist eine vorzugsweise mechanische Kraftstoffpumpe vorgesehen, die dazu geeignet ist, den erwünschten Druck in dem KraftstoffSpeicher 13 aufzubauen.
Weiterhin ist an dem KraftstoffSpeicher 13 ein Drucksensor 14 angeordnet, mit dem der Druck in dem KraftstoffSpeicher 13 messbar ist. Bei diesem Druck handelt es sich um denjenigen Druck, der auf den Kraftstoff ausgeübt wird, und mit dem deshalb der Kraftstoff über das Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird Kraftstoff in den KraftstoffSpeicher 13 gefördert. Dieser Kraftstoff wird über die Einspritzventile 9 der einzelnen Zylinder 3 in die zugehörigen Brennräume 4 eingespritzt. Durch Verbrennung des in den Brennräumen 4 vorherrschenden Luft- /Kraftstoffgemischs werden die Kolben 2 in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden. Diese Bewegungen werden auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle übertragen und üben auf diese ein Drehmoment aus .
Ein Steuergerät 15 ist von Eingangssignalen 16 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Drucksensor 14, einem Luftmassensensor, einem Drehzahlsensor und dergleichen verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät 15 mit einem Fahrpedalsensor verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 15 erzeugt Ausgangssignale 17, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflusst werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 15 mit dem Einspritzventil 9 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
Unter anderem ist das Steuergerät 15 dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse von dem Steuergerät 15 insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 15 mit einem Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium, insbesondere in einem Flash-Memory ein Computerprogramm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
Ebenfalls in dem Steuergerät 15 implementiert ist eine Funktionsüberwachung der Brennkraftmaschine 1, die auf einer Ermittlung des von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Drehmoments beruht, das nachfolgend als Istdrehmoment bezeichnet wird.
Das Istdrehmoment wird aus von dem Steuergerät 15 erfassten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1, vgl. die Eingangssignale 16, rechnerisch in dem Steuergerät 15 ermittelt. Solche Betriebsgrößen sind beispielsweise eine Einspritzdauer, d.h. die Länge eines Zeitintervalls, über das Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt wird und ein Einspritzdruck, d.h. der mithilfe des Drucksensors 14 ermittelte Druck im KraftstoffSpeicher 13, mit dem der Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt wird.
Nachfolgend ist anhand von Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens beschrieben, bei dem Kraftstoff mittels fünf Teileinspritzungen in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 aus Figur 1 eingespritzt wird. Dementsprechend sind den fünf Teileinspritzungen zugeordnete Teileinspritzmengen QtI,
Qt2, Qt3, Qt4, Qt5 in Figur 2 links oben als Eingangsgrößen des abgebildeten Funktionsdiagramms aufgeführt.
Dabei bezeichnen die Teileinspritzmengen QtI, Qt2, Qt3 jeweils eine im Rahmen einer sogenannten Voreinspritzung in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmenge, während die Teileinspritzmenge Qt4 eine während einer sogenannten Haupteinspritzung eingespritzte Teileinspritzmenge darstellt. Die Teileinspritzmenge Qt5 ist einer sogenannten Nacheinspritzung zugeordnet, welche üblicherweise zur Erhöhung der Abgastemperatur durchgeführt wird und beispielsweise dazu verwendet werden kann, einen im Abgastrakt der Brennkraftmaschine 1 befindlichen Partikelfilter (nicht gezeigt) zu regenerieren.
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, werden die Teileinspritzmengen QtI und Qt2 mittels des Addierers 101 und die hieraus resultierende Summe 101' mittels des Addierers 102 zur Teileinspritzmenge Qt3 hinzuaddiert. Das resultierende Summensignal 102' am Ausgang des Addierers 102 wird schließlich noch dem Addierer 103 zugeführt, in dem die der Haupteinspritzung entsprechende
Teileinspritzmenge Qt4 hinzuaddiert wird, wodurch sich am Ausgang des Addierers 103 das Summensignal 103' ergibt. Das Summensignal 103' gibt diejenige Kraftstoffmenge an, welche im Rahmen der drei Voreinspritzungen mit den jeweiligen Teileinspritzmengen QtI, Qt2, Qt3 und der Haupteinspritzung mit der Teileinspritzmenge Qt4 insgesamt in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird.
Im Gegensatz zu den Voreinspritzungen und der Haupteinspritzung, welche in etwa denselben Momentenwirkungsgrad hinsichtlich eines von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Istdrehmoments aufweisen, bewirkt eine im Rahmen der Nacheinspritzung in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzte Teileinspritzmenge Qt5 ein vergleichsweise geringeres Istdrehmoment. Diesem Unterschied wird durch den Momentenwirkungsgrad eta M Rechnung getragen, der am
Ausgang des Multiplizierers 106 erhalten wird und dessen Ermittlung nachfolgend beschrieben ist.
Die mit dem Momentenwirkungsgrad eta M im Multiplizierer 107 multiplizierte Teileinspritzmenge Qt5 der Nacheinspritzung führt am Ausgang des Multiplizierers 107 zur effektiven Teileinspritzmenge 107' der Nacheinspritzung, die im Addierer 104 schließlich zu dem Summensignal 103' hinzuaddiert wird, woraus am Ausgang des Addierers 104 eine sogenannte virtuelle Gesamtkraftstoffmenge Q_v erhalten wird.
Die virtuelle Gesamtkraftstoffmenge Q_v stellt diejenige Kraftstoffmenge dar, welche bei der Haupteinspritzung oder bei einer anderen Teileinspritzung mit demselben Momentenwirkungsgrad wie der Haupteinspritzung, das heißt beispielsweise auch bei einer Voreinspritzung, in den
Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt werden müsste, um dasselbe Istdrehmoment zu erzielen wie bei einer Einspritzung der tatsächlich verwendeten
Teileinspritzmengen QtI bis Qt5. Im vorliegenden Beispiel weist lediglich die Nacheinspritzung einen gegenüber der Haupteinspritzung verringerten Momentenwirkungsgrad eta M auf, so dass die effektive Nacheinspritzmenge 107' kleiner ist als die tatsächliche Teileinspritzmenge Qt5 der Nacheinspritzung, wodurch insgesamt die virtuelle Kraftstoffmenge Q v ebenfalls kleiner ist als eine nicht gewichtete Summe der Teileinspritzmengen QtI bis Qt5.
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, setzt sich der
Momentenwirkungsgrad eta M der Nacheinspritzung aus mehreren Eingangsgrößen zusammen.
Ein erster Faktor f_l wird aus einer Drehzahl n_BKM der Brennkraftmaschine 1 (Fig. 1) sowie aus einem sogenannten Ansteuerbeginnwinkel phi mittels eines Kennfeldes 108 erhalten. Anstelle des Ansteuerbeginnwinkels phi kann auch eine andere Größe verwendet werden, welche den Einspritzzeitpunkt beziehungsweise dessen zeitliche Lage im Verhältnis zu einem Kurbelwinkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 angibt.
Basisierend auf der Teileinspritzmenge Qt5 der Nacheinspritzung und der Kennlinie 109 wird ein zweiter Faktor f 2 gebildet, der in dem Multiplizierer 105 mit dem ersten Faktor f_l multipliziert wird. Das am Ausgang des Multiplizierers 105 anliegende Signal 105' gibt einen
Einfluss der zeitlichen Lage der Nacheinspritzung bezogen auf den Kurbelwinkel und der bei der Nacheinspritzung eingespritzten Teileinspritzmenge Qt5 auf den Momentenwirkungsgrad eta M der Nacheinspritzung wieder.
Da bei der Nacheinspritzung ab einem gewissen zeitlichen
Abstand delta_t zur Haupteinspritzung keine oder zumindest keine vollständige Verbrennung der nacheingespritzten Kraftstoffmenge mehr stattfindet, wird dieser zeitliche Abstand delta_t durch das Kennfeld 110 berücksichtigt. Die während der Haupteinspritzung eingespritzte Teileinspritzmenge Qt4 geht ebenfalls in den vorstehend beschriebenen Zusammenhang ein und wird gemäß Figur 2 demnach auch als Eingangssignal für das Kennfeld 110 verwendet.
Der mittels des Kennfelds 110 erhaltene Faktor f 3 wird in dem Multiplizierer 106 mit dem Ausgangssignal 105' des
Multiplizierers 105, d.h. mit dem Produkt aus den Faktoren f_l und f_2, multipliziert, woraus schließlich der Momentenwirkungsgrad eta M der Nacheinspritzung erhalten wird.
Der Momentenwirkungsgrad eta_M ist demnach erfindungsgemäß abhängig von einer Teileinspritzmenge Qt4 der Haupteinspritzung, einer Teileinspritzmenge Qt5 der Nacheinspritzung, sowie von der Drehzahl n BKM der Brennkraftmaschine 1, dem Ansteuerbeginnwinkel phi und einer Zeitdifferenz delta t zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung.
In Abhängigkeit dieser Parameter nimmt der
Momentenwirkungsgrad eta M einen Wert zwischen 0 und 1 an. Dementsprechend groß beziehungsweise klein ist der Einfluss der mit dem Momentenwirkungsgrad eta M gewichteten Teileinspritzmenge Qt5 der Nacheinspritzung auf das Istdrehmoment, das in dem Steuergerät 15 (Fig. 1) aus der virtuellen Gesamtkraftstoffmenge Q_v ermittelbar ist.
Bei der Ermittlung des Istdrehmoments aus der virtuellen Gesamtkraftstoffmenge Q v sind die Drehmomentbeiträge der jeweiligen Teileinspritzungen und deren ggf. von 100% abweichende Momentenwirkungsgrade, wie es z.B. bei der Nacheinspritzung der Fall ist, alle bereits in der virtuellen Gesamtkraftstoffmenge Q_v zusammengefasst, so dass eine besonders einfache Ermittlung des Istdrehmoments anhand von bekannten Verfahren möglich ist.
Alternativ zur Auswertung des Ansteuerbeginnwinkels phi kann die zeitliche Lage der Nacheinspritzung beispielsweise bezogen auf den oberen Totpunkt des Arbeitszyklus des Zylinders 3 auch durch beliebige andere Größen dargestellt werden. Beispielsweise kann anstelle des
Ansteuerbeginnwinkels phi auch ein Einspritzzeitpunkt der Haupteinspritzung beziehungsweise der Nacheinspritzung verwendet werden, sofern ein entsprechendes Kennfeld verfügbar ist.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können analog zu den Faktoren f 1, f_2, f_3 auch weitere Faktoren (nicht gezeigt) berücksichtigt werden, welche geeignet sind, den Momentenwirkungsgrad eta_M zu beeinflussen.
Der Momentenwirkungsgrad eta_M kann z.B. auch in
Abhängigkeit einer Ansauglufttemperatur und/oder eines Luftdrucks und/oder von Signalen eines Klopfsensors und/oder von weiteren Sensorsignalen und/oder Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelt werden.
Auch denkbar ist es, den Momentenwirkungsgrad eta_M in
Abhängigkeit eines zeitlichen Verlaufs der Verbrennung zu ermitteln. Hierbei könnten z.B. ein Druck- und/oder Temperaturverlauf im Brennraum 4 zur noch präziseren Ermittlung des Momentenwirkungsgrads eta_M verwendet werden. Es ist bei einer weiteren Erfindungsvariante auch möglich, auf die vorstehend beschriebene Weise ermittelte Werte des Momentenwirkungsgrads eta_M z.B. in Abhängigkeit mancher oder aller Eingangsgrößen QtI, Qt2, Qt3, Qt4, Qt5, n_BKM, phi, delta_t zu speichern, beispielsweise zu
Diagnosezwecken oder zur Erstellung von entsprechenden Kennfeldern.
Ganz besonders vorteilhaft ist hierbei auch eine Erstellung beziehungsweise ein Abgleich eines mehrdimensionalen Kennfeldes für den Momentenwirkungsgrad eta_M, welche die in Figur 2 dargestellten Eingangsgrößen Qt4, Qt5, n BKM, phi, delta_t zusammenfasst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Berücksichtigung eines Momentenwirkungsgrads ist auch nicht auf die Ermittlung des Momentenwirkungsgrads einer Nacheinspritzung beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einen Momentenwirkungsgrad einer Voreinspritzung zu ermitteln.
Die virtuelle Gesamtkraftstoffmenge Q v dient - wie bereits beschrieben - zu einer Berechnung des von der
Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Istdrehmoments, welche aufgrund der erfindungsgemäßen Berücksichtigung des Momentenwirkungsgrads eta M der Nacheinspritzung ein genaueres Ergebnis liefert als herkömmliche Verfahren.
Aufgrund der genaueren Berechnung des Istdrehmoments ist auch eine Verbesserung der Überwachung desselben beispielsweise im Rahmen eines Vergleichs mit einem zulässigen Drehmoment ermöglicht, weil bei der Überwachung geringere Toleranzschwellen angesetzt werden müssen und Abweichungen des Istdrehmoments daher schneller erkannt werden können. Dadurch wird ein sichererer Betrieb der Brennkraftmaschine 1 ermöglicht.
Das vorstehend unter Bezug auf Figur 2 beschriebene Verfahren ist unabhängig von der konkreten Ausbildung des Einspritzsystems der Brennkraftmaschine 1 anwendbar. Beispielsweise ist es bei sog. Common Rail
Einspritzsystemen mit magnetisch oder auch piezoelektrisch betätigten Einspritzventilen 9 ebenso anwendbar wie bei Pumpe-Düse Einspritzsystemen. Auch eine überlagerte Lambdaregelung zur Optimierung des Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine 1 schließt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht aus .
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben.
Das in Figur 3 dargestellte Funktionsdiagramm gibt ebenso wie das Funktionsdiagramm gemäß Fig. 2 eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder, wie es in dem Steuergerät 15 (Figur 1) der Brennkraftmaschine 1 implementiert ist.
Im Gegensatz zu dem anhand von Fig. 2 erläuterten Verfahren stehen bei dem Verfahren gemäß Fig. 3 für die erfindungsgemäße Funktionsüberwachung auf Basis eingelesener Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 keine Kennlinien bzw. Kennfelder zur Verfügung, die einen direkten Zusammenhang zwischen einem Ansteuerbeginnwinkel, einer Einspritzdauer, der Drehzahl der Brennkraftmaschine sowie möglicherweise weiteren Parametern und dem Momentenwirkungsgrad angeben.
Das Verfahren nach Fig. 3 dient zu einer Ermittlung einer sogenannten Korrekturmenge Q korr, welche vergleichbar zu dem Signal 107' aus Fig. 2 eine rechnerisch ermittelte Kraftstoffmenge darstellt, die für Teileinspritzungen ermittelt wird, welche einen von 100% abweichenden Momentenwirkungsgrad eta_M (Fig. 2) aufweisen. Dabei gibt die Korrekturmenge Q korr diejenige Kraftstoffmenge an, die z.B. bei einer Haupteinspritzung eingespritzt werden müsste, um denselben Drehmomentbeitrag zu dem Istdrehmoment zu liefern, wie die tatsächlich bei der Teileinspritzung mit einem von 100% abweichendem Momentenwirkungsgrad eingespritzte Teileinspritzmenge.
Analog zu dem Signal 107' aus Fig. 2 kann die
Korrekturmenge Q korr zur Berücksichtigung eines Drehmomentbeitrags einer Teileinspritzung zu einer der Kraftstoffmenge 103' aus Fig. 2 entsprechenden Kraftstoffmenge hinzuaddiert werden, um die virtuelle Gesamtkraftstoffmenge Q v (Fig. 2) zu erhalten, auf deren Basis eine einfache Ermittlung des Istdrehmoments, beispielsweise mittels eines Kennfeldes, möglich ist.
Die Korrekturmenge Q korr bezogen auf die tatsächlich eingespritzte Teilmenge (vgl. Qt5 aus Fig. 2) entspricht dem Momentenwirkungsgrad eta M (Fig. 2) .
Figur 3 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie sie bei einer Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 (Fig. 1) mit einer Nacheinspritzung, das heißt beispielsweise zur Realisierung eines Regenerationsbetriebs, verwendet wird. D.h., die
Korrekturmenge Q_korr ist nur für eine der Nacheinspritzung entsprechende Teileinspritzmenge (vgl. Qt5 aus Fig. 2) zu ermitteln.
Prinzipiell ist es auch möglich, das nachstehend beschriebene Verfahren zur Ermittlung weiterer
Korrekturmengen z.B. für Voreinspritzungen entsprechenden Teileinspritzmengen zu verwenden.
Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren nach Fig. 3 eine Plausibilisierung eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine 1, und in Abhängigkeit dieser Plausibilisierung wird als Korrekturmenge Q korr entweder eine in Abhängigkeit des Betriebspunkts der
Brennkraftmaschine 1 ermittelte Korrekturmenge Q korr oder, bei fehlgeschlagener Plausibilisierung, ein entsprechender Ersatzwert Q korr' ausgegeben. Die Plausibilisierung erfolgt anhand mehrerer Kriterien, die zentral wie in Fig. 3 gezeigt von dem Oder-Glied 210 ausgewertet werden und nachstehend beschrieben sind.
Zunächst wird das Signal 209 ausgewertet, das in Figur 3 durch eine Logikvariable symbolisiert ist, welche den Wert eins beziehungsweise null annehmen kann. Das Signal 209 gibt bei einem Wert von eins an, dass die Brennkraftmaschine 1 sich nicht in einem Regenerationsbetrieb befindet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bedeutet das, dass für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 keine Nacheinspritzungen vorgesehen sind.
Das Vorhandensein einer möglicherweise fehlerhaft dennoch durchgeführten Nacheinspritzung wird von dem Vergleicher 211 überprüft, der eine gemessene tatsächliche Nacheinspritzdauer 212 mit einem vorgebbaren Schwellwert 212a vergleicht. Falls die Nacheinspritzdauer 212 größer ist als der Schwellwert 212a, liefert der Vergleicher 211 an seinem Ausgang ein Signal 211' mit dem Wert eins.
Dieses Signal 211' wird, ebenso wie das vorstehend beschriebene Signal 209, dem Und-Glied 213 zugeführt, so dass bei nicht aktiviertem Regenerationsbetrieb und einer gleichzeitigen Überschreitung des Schwellwerts 212a durch die Nacheinspritzdauer 212 ein Ausgangssignal 213' des Und- Glieds 213 mit dem Wert eins an das Oder-Glied 210 ausgegeben wird.
Unabhängig von den weiteren Eingangsgrößen des Oder-Glieds 210 nimmt dadurch auch ein Ausgangssignal 210' des Oder- Glieds 210 den Wert eins an, so dass als Korrekturmenge am Ausgang des Multiplexers 210a der Ersatzwert Q_korrf anstelle der Korrekturmenge Q korr ausgegeben wird.
Wenn das Ausgangssignal 210' des Oder-Glieds 210 den Wert eins für eine Zeit größer der Filterzeit 210b aufweist, wird eine Fehlerreaktion eingeleitet, die durch das Signal 214 gesteuert wird.
Falls das Ausgangssignal 210' des Oder-Glieds 210 jedoch nur für eine Zeit kleiner der Filterzeit 210b den Wert eins aufweist, wird am Ausgang des Multiplexers 210a vorübergehend der Ersatzwert Q korr' als Korrekturmenge ausgegeben, aber es erfolgt noch keine Fehlerreaktion wie vorstehend beschrieben.
Das Und-Glied 213 dient somit zu der Überwachung, dass bei Abwesenheit eines Regenerationsbetriebs der Brennkraftmaschine, d.h. allgemein bei einer Betriebsart ohne Nacheinspritzung, auch tatsächlich keine Nacheinspritzung stattfindet, indem es die Nacheinspritzdauer 212 mit dem vorgebbaren, z.B. applizierbaren Schwellwert 212a vergleicht.
Nachstehend werden die weiteren Kriterien Kl, K2, K3, K4 beschrieben, die jeweils von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 abhängig sind. Der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 ist hierbei durch die Eingangssignale n_BKM, Q_v definiert, wobei n_BKM analog zu Fig. 2 die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1, und Q v die virtuelle Gesamtkraftstoffmenge angibt.
Die Drehzahl n_BKM liegt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bereits als gesicherte, d.h. validierte Größe in einer in dem Steuergerät 15 (Fig. 1) realisierten Funktionsüberwachung vor, zu der das Verfahren nach Fig. 3 gehört. Das bedeutet, dass für die Überwachung der Brennkraftmaschine 1 und damit u.a. zur Ermittlung des Istdrehmoments eine Überprüfung der Eingangsgröße n_BKM nicht erforderlich ist.
Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei der virtuellen Gesamtkraftstoffmenge Q_v aus Fig. 3 um eine Größe, die von der erwähnten Funktionsüberwachung direkt aus einer ebenfalls im Steuergerät 15 realisierten Funktion zur
Ansteuerung der Brennkraftmaschine 1 gelesen wird. Die auf diese Weise erhaltene Größe Q_v darf nicht ohne Plausibilisierung zur Ermittlung der Korrekturmenge Q korr verwendet werden, da sie innerhalb der Ansteuerung nur berechnet, nicht jedoch bereits validiert worden ist.
Eine derartige Plausibilisierung wird erfindungsgemäß in Fig. 3 unter Verwendung der vier Kriterien Kl, K2, K3, K4 durchgeführt. Falls alle vier Kriterien Kl, K2, K3, K4 erfüllt sind, ist die aus der Ansteuerung gelesene virtuelle Kraftstoffmenge Q v hinreichend plausibilisiert und kann für die Ermittlung der Korrekturmenge Q_korr verwendet werden, auf deren Basis schließlich auch das Istdrehmoment berechnet wird.
Zusätzlich muss gleichzeitig ein Regenerationsbetrieb vorliegen, d.h. eine Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 mit einer Nacheinspritzung, da die vorliegend beschriebene Plausibilisierung von einer Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 abhängt und speziell für den Regenerationsbetrieb vorgesehen ist. Im
Regenerationsbetrieb weist das Signal 209 den Wert null auf, so dass auch am Ausgang des Und-Glieds 213 der Wert null anliegt.
Betreffend das Kriterium Kl wird aus den Eingangssignalen n_BKM, Q_v in Verbindung mit dem Kennfeld 217 ein Sollwert 218 für einen Förderbeginnwinkel ermittelt, von dem in dem Subtrahierer 219 ein aus den Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine 1 im Rahmen einer Funktionsüberwachung ermittelter Förderbeginnwinkel 220 subtrahiert wird, und wobei die resultierende Differenz 219' einem Betragsbildner 220' zugeführt wird, so dass in dem Vergleicher 221 ein Betrag des Differenzsignals 219' mit einem Schwellwert 222 verglichen wird. Bei Überschreiten des Schwellwerts 222, das heißt, wenn der im Rahmen der Funktionsüberwachung aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelte Förderbeginnwinkel 220 zu stark von dem Förderbeginnwinkel 218 abweicht, der aus den Eingangssignalen n_BKM, Q_v ermittelt worden ist, nimmt das dem Oder-Glied 210 zugeführte Ausgangssignal 221' des Vergleichers 221 einen Wert von eins an, so dass wiederum der Ersatzwert Q korr' anstelle des Werts Q_korr für die Korrekturmenge ausgegeben wird. Bei länger andauerndem Überschreiten des Grenzwerts
222 wird ferner eine Fehlerreaktion mittels des Signals 214 eingeleitet.
Anstelle des Förderbeginnwinkels kann auch ein Ansteuerbeginnwinkel oder eine andere Größe verwendet werden, welche den Einspritzzeitpunkt beziehungsweise dessen zeitliche Lage im Verhältnis zu einem Kurbelwinkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 angibt. Innerhalb des Kriteriums K2 wird überprüft, ob eine Lambda- Korrekturmenge 225 betragsmäßig größer ist als ein vorgegebener Schwellwert 226, was durch den Betragsbildner 227 sowie den Vergleicher 228 ermöglicht wird. Die Lambda- Korrekturmenge 225 stellt eine Kraftstoffmenge dar, welche aufgrund einer der Istdrehmomentermittlung überlagerten Lambda-Regelung der Brennkraftmaschine 1 zu einer einzuspritzenden Gesamtkraftstoffmenge addiert wird, um einen vorgegebenen Lambda-Wert des Abgases der Brennkraftmaschine 1 einzuhalten.
Falls die Lambda-Korrekturmenge 225 bzw. deren Betrag 227' den Schwellwert 226 überschreitet, wird durch das Kriterium K2 eine Ausgabe des Ersatzwerts Q korr' beziehungsweise eine Fehlerreaktion mittels des Signals 214 eingeleitet, indem das Ausgangssignal 228' des Vergleichers 228 den Wert eins annimmt.
Im Rahmen des Kriteriums K3 wird überprüft, ob eine für die Funktionsüberwachung aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelte Teileinspritzmenge 232 der Nacheinspritzung (vgl. Qt5 aus Fig. 2) dem Sollwert 229 für die Teileinspritzmenge der Nacheinspritzung zuzüglich der Lambda-Korrekturmenge 225 entspricht. Hierzu werden die Lambda-Korrekturmenge 225 sowie der Sollwert 229 in dem Addierer 230 summiert und in dem Subtrahierer 231 wird die bereits beschriebene Teileinspritzmenge 232 subtrahiert.
Die resultierende Differenz 233 wird dem Betragsbildner 234 zugeführt, dessen Ausgangssignal 234' dem Vergleicher 235 zugeführt wird, ebenso wie der Schwellwert 236. Sobald der Betrag 234' der Differenz 233 den Schwellwert 236 überschreitet, wird über das Ausgangssignal 235' des
Vergleichers 235, welches dem Oder-Glied 210 zugeführt ist, eine Fehlerreaktion in der vorstehend bereits mehrfach beschriebenen Art und Weise eingeleitet oder zumindest das zeitweise Ausgeben der Ersatzmenge Q_korrf bewirkt.
In dem für das beschriebene Betriebsverfahren optionalen Kriterium K4 wird eine Mengenbilanz verschiedener Teileinspritzmengen ausgewertet. Hierbei wird eine im Rahmen der Ansteuerung der Brennkraftmaschine 1 ermittelte Gesamteinspritzmenge 240, d.h. die Summe aller Teileinspritzmengen für ggf. auftretende Vor- und Nacheinspritzungen sowie der Haupteinspritzung daraufhin überprüft, ob sie einer aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelten Haupteinspritzmenge 241 zuzüglich einer ebenfalls aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelten Voreinspritzmenge 242 und einer Nacheinspritzmenge 243 entspricht. Die Nacheinspritzmenge 243 wird hierbei gemäß Fig. 3 aus der virtuellen Gesamteinspritzmenge Q v und der Drehzahl n BKM der Brennkraftmaschine ermittelt.
Falls keines der vorstehend beschriebenen Kriterien Kl bis K4 beziehungsweise das Ausgangssignal 213' des UND-Glieds 213 zu einem von null verschiedenen Ausgangssignal des Vergleichers des ODER-Glieds 210 führt, wird als
Ausgangssignal von Figur 3 als Korrekturmenge Q_korr die Nacheinspritzmenge 243 ausgegeben.
Andernfalls, das heißt bei Nichterfüllung mindestens eines der Kriterien Kl bis K4 beziehungsweise bei einem von null verschiedenen Ausgangssignal 213' des UND-Glieds 213 wird der Ersatzwert Q_korrf ausgegeben.
Der Ersatzwert Q_korrf wird aus einer aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 ermittelten Teileinspritzmenge 232 der Nacheinspritzung (vgl. Qt5 aus Fig. 2) berechnet, die in dem Multiplizierer 232a mit einem maximal möglichen Wirkungsgrad 232b einer Haupteinspritzung multipliziert wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass im Fehlerfall, d.h. bei fehlgeschlagener Plausibilisierung, für die Ermittlung des Istdrehmoments im Rahmen der Funktionsüberwachung von einer größtmöglichen Kraftstoffmenge als Ersatzwert Q_korr' ausgegangen wird. Daher wird auch das ermittelte Istdrehmoment im Fehlerfall nicht irrtümlich als zu gering berechnet.
Der Wirkungsgrad 232b kann automatisch berechnet werden oder auch als Konstante in dem Steuergerät 15 abgelegt sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei anderen Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 verwendet werden, wobei jeweils andere Kriterien zur Plausibilisierung auszuwählen sind. Beispielsweise können analog zu dem Beschriebenen Verfahren Korrekturmengen bzw.
Momentenwirkungsgrade auch für Voreinspritzungen ermittelt werden.
Bei Betriebsarten, in denen das Istdrehmoment durch Änderung der Luftzufuhr beispielsweise mittels einer Drosselklappe steuerbar ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls eingesetzt werden.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand an Ressourcen wie z.B. RAM, ROM und Laufzeit im Steuergerät 15 implementiert werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), bei dem Kraftstoff in mindestens zwei Teileinspritzungen in einen Brennraum (4) eines Zylinders (3) der Brennkraftmaschine (1) eingespritzt wird, und bei dem ein von der Brennkraftmaschine (1) abgegebenes Istdrehmoment aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird, wobei dieses Istdrehmoment mit einem zulässigen Drehmoment verglichen wird und eine Fehlerreaktion eingeleitet wird, wenn das Istdrehmoment in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem zulässigen Drehmoment steht, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Istdrehmoments ein Momentenwirkungsgrad (eta M) der jeweiligen Teileinspritzung berücksichtigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit einer Drehzahl (n BKM) der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit eines Kurbelwinkels und/oder eines Ansteuerbeginnwinkels (phi) der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit einer der jeweiligen Teileinspritzung entsprechenden Teileinspritzmenge (QtI, Qt2, Qt3, Qt4, Qt5) ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta M) in Abhängigkeit einer Zeitdifferenz (delta T) zwischen verschiedenen Teileinspritzungen ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta_M) in Abhängigkeit einer Zeitdifferenz (delta T) zwischen einer Haupteinspritzung und einer anderen Teileinspritzung ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad
(eta M) in Abhängigkeit eines zeitlichen Verlaufs einer Verbrennung ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad (eta M) in Abhängigkeit einer Ansauglufttemperatur und/oder eines Luftdrucks und/oder von Signalen eines Klopfsensors und/oder von weiteren Sensorsignalen und/oder Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenwirkungsgrad
(eta M) additiv und/oder multiplikativ und/oder über ein Kennfeld mit einer der jeweiligen Teileinspritzung entsprechenden Teileinspritzmenge (QtI, Qt2, Qt3, Qt4, Qt5) verknüpft wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelte Werte des Momentenwirkungsgrads (eta_M) gespeichert und/oder wiederverwendet werden.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Istdrehmoments eine virtuelle Gesamtkraftstoffmenge (Q_v) , vorzugsweise in Abhängigkeit des Momentenwirkungsgrads (eta_M) , ermittelt wird.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) plausibilisiert wird, wobei der
Betriebspunkt vorzugsweise mindestens durch eine virtuelle Gesamtkraftstoffmenge (Q v) und/oder eine Drehzahl (n BKM) der Brennkraftmaschine (1) definiert ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilisierung des Betriebspunkts in
Abhängigkeit einer Betriebsart der Brennkraftmaschine (1) durchgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Kriterien für die Plausibilisierung in Abhängigkeit der Betriebsart gewählt werden.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Betriebsart der Brennkraftmaschine (1) ohne Nacheinspritzungen eine aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelte Einspritzdauer (212) einer Nacheinspritzung auf das Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwerts (212a) überwacht wird.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) in einer Betriebsart mit mindestens einer Nacheinspritzung betrieben wird, insbesondere in einer Regenerationsbetriebsart zur Regeneration eines Partikelfilters in einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine (D •
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) in einer Betriebsart mit mindestens einer Voreinspritzung betrieben wird.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) in einer Betriebsart betrieben wird, in der ein von der
Brennkraftmaschine (1) abgegebenes Drehmoment durch eine Veränderung einer Luftmenge einstellbar ist.
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelte Einspritzparameter, insbesondere ein Einspritzstartzeitpunkt und eine Einspritzdauer, auf Übereinstimmung mit in einer Ansteuerung der Brennkraftmaschine (1) ermittelten Soll- Einspritzparametern überwacht werden.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einfluss einer Lambda- Regelung vorzugsweise auf das Überschreiten eines vorgebbaren Grenzwerts überwacht wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise nach Ablauf einer
Filterzeit (210b) , eine Fehlerreaktion eingeleitet wird, wenn die Plausibilisierung fehlschlägt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise während der Filterzeit (t_Filter) , ein maximal möglicher Momentenwirkungsgrad (232b) angenommen wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der maximal mögliche Momentenwirkungsgrad (232b) aus einer Ansteuerung der Brennkraftmaschine (1) erhalten wird.
24. Computerprogramm für ein Steuergerät (15) einer Brennkraftmaschine (1) mit Programmcode, der dazu geeignet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23 durchzuführen, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird.
25. Computerprogramm nach Anspruch 24, wobei der Programmcode auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
26. Steuergerät (15) für eine Brennkraftmaschine (1), bei der Kraftstoff in mindestens zwei Teileinspritzungen in einen Brennraum (4) eines Zylinders (3) der Brennkraftmaschine (1) einspritzbar ist, und bei der ein von der Brennkraftmaschine (1) abgegebenes Istdrehmoment aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelbar ist, wobei dieses Istdrehmoment mit einem zulässigen Drehmoment vergleichbar ist und eine Fehlerreaktion eingeleitet werden kann, wenn das Istdrehmoment in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem zulässigen Drehmoment steht, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Istdrehmoments ein Momentenwirkungsgrad (eta M) der jeweiligen Teileinspritzung berücksichtigt werden kann.
27. Steuergerät (15) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (15) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 - 23 geeignet ist.
28. Brennkraftmaschine (1), bei der Kraftstoff in mindestens zwei Teileinspritzungen in einen Brennraum (4) eines Zylinders (3) einspritzbar ist, und bei der ein von der Brennkraftmaschine (1) abgegebenes Istdrehmoment aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (1) ermittelbar ist, wobei dieses Istdrehmoment mit einem zulässigen Drehmoment vergleichbar ist, und eine Fehlerreaktion eingeleitet werden kann, wenn das Istdrehmoment in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem zulässigen Drehmoment steht, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Istdrehmoments ein Momentenwirkungsgrad (eta_M) der jeweiligen Teileinspritzung berücksichtigt werden kann.
29. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) zur
Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 - 23 geeignet ist.
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