EP2142783B1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine - Google Patents

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EP2142783B1
EP2142783B1 EP08717157.5A EP08717157A EP2142783B1 EP 2142783 B1 EP2142783 B1 EP 2142783B1 EP 08717157 A EP08717157 A EP 08717157A EP 2142783 B1 EP2142783 B1 EP 2142783B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
stochastic
correction
fluctuations
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP08717157.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2142783A1 (de
Inventor
Peter Skala
Herbert Schumacher
Christos Hondros
Michael Scheidt
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
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2142783A1 publication Critical patent/EP2142783A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2142783B1 publication Critical patent/EP2142783B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • 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
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • F02D2200/0612—Fuel type, fuel composition or fuel quality determined by estimation

Definitions

  • the invention is based on a method and a device for controlling an internal combustion engine.
  • a device and such a method is for example from the DE 33 36 028 known.
  • a method for controlling an internal combustion engine is described in which, starting from operating parameters, control variables for at least one actuator are specified.
  • each cylinder of the internal combustion engine is assigned a controller which adjusts the torque output by the cylinder to a common desired value.
  • the speed signals are adjusted to a common setpoint.
  • restraint Such an approach is commonly referred to as restraint.
  • a correction value for the fuel quantity of the individual cylinders to be injected is formed.
  • the procedure according to the invention it is possible to recognize such different fuel qualities and react accordingly to these different fuel qualities. According to the invention, it is provided that, based on a variable that characterizes the rough running, the fuel properties are concluded.
  • the size that characterizes the rough running is considered to be a variable caused by stochastic torque fluctuations. According to the invention, it has been recognized that poor fuel qualities cause such stochastic torque fluctuations.
  • a deteriorated smoothness is detected and appropriate countermeasures are introduced.
  • the time at which the injection is changed is changed, that the amount of air that is supplied to the internal combustion engine, that the pressure of the fuel is changed and / or that in a diesel internal combustion engine, an annealing process is initiated.
  • These measures are used individually or in combination.
  • the start of injection is adjusted in the direction of early, the amount of air is corrected in the direction of higher air flow and the rail pressure is adjusted towards larger rail pressures.
  • this corrective action is at least partially canceled when certain states are present, that is to say the correction value is set to zero or the correction value is reduced to a value which is smaller in magnitude.
  • these particular operating conditions are present in particular when, for example, a refueling process has been detected.
  • this withdrawal of the correction values takes place at certain intervals, in particular in certain time intervals or after a certain mileage is withdrawn.
  • Stochastic fluctuations are recognized by the speed increase caused by the combustion in one of the cylinders and / or the difference between successive minima and maxima in the instantaneous speed being evaluated. For evaluation, the difference or the speed increase are normalized.
  • the stochastic fluctuations are characterized by the fact that they do not occur regularly. They usually occur only once for the same cylinder in successive combustion cycles.
  • FIG. 1 a block diagram of a device according to the invention and FIG. 2 and 3 in each case two flow charts to illustrate the procedure according to the invention.
  • FIG. 1 a control of an internal combustion engine is shown in simplified form on the basis of a block diagram.
  • the elements described below are part of an engine control unit.
  • Such an engine control unit processes various signals and controls various actuators in the area of the internal combustion engine.
  • a controller 100 is acted upon by a controller 110 with a drive signal S via a node 105.
  • This controller 110 processes various input signals of various sensors 120 or various variables present in an engine controller. Based on these quantities, the controller 110 predefines the drive signal S, with which the actuator 100 is acted upon.
  • controllers can be a simple controller in which the actuating signal is predetermined based on the input variables. Furthermore, this may also be a regulation, such as a speed control, in which, based on the comparison between an actual value and a desired value, a corresponding manipulated variable S is specified.
  • Such controls are provided for various variables in the field of an internal combustion engine.
  • a controller becomes, for example, the controller the injection timing, the rail pressure, the internal combustion engine supplied amount of air and / or an annealing of a glow plug used.
  • Injection timing control determines the time at which injection begins. This quantity has a significant influence on the fuel burning behavior of a diesel engine.
  • the amount of air that is supplied to the internal combustion engine is specified depending on different sizes and can be adjusted by means of various controllers. As such a controller, for example, an exhaust gas recirculation valve is provided.
  • Another major influence on combustion is the rail pressure, which corresponds to the fuel pressure during metering. In addition to these sizes, other sizes can be controlled in a corresponding manner.
  • a second sensor 130 provides a signal N indicative of random torque fluctuations. Such a signal is provided for example by a speed sensor. This signal reaches a rough-motion detection 140. This rough-motion detection is designed such that it detects stochastic torque fluctuations and outputs a corresponding signal IS to a correction-value determination 150. If such stochastic torque fluctuations detected, the correction value determination 150 is a corresponding correction signal K to the node 105. In the node 105, the signal K and the signal S of the controller 110 is preferably additively linked and then used to control the actuator 100.
  • FIG. 2 A corresponding procedure is in FIG. 2 illustrated by a flow chart.
  • a signal is evaluated which indicates a stochastic torque fluctuation.
  • the signal of a speed sensor is used.
  • incremental wheels with a 6 ° KW resolution are used in the vehicle.
  • On the circumference of a increment wheel 60 minus 2 teeth are arranged.
  • the evaluation evaluates the sequence of these teeth and thereby receives a speed signal with an angular resolution of 6 ° crankshaft.
  • a suitable evaluation eg a segment-synchronous Speed detection, stochastic torque fluctuations are detected from this signal.
  • the query 210 checks whether the intensity IS of these stochastic torque fluctuations are greater than a threshold SW. If this is not the case, then step 200 is repeated. If this is the case, then in step 220 a corresponding reduced fuel quality is detected and corresponding countermeasures are initiated.
  • the quantity IS may also be referred to as a fuel quality index.
  • a correction value K is specified, with which the corresponding manipulated variables are corrected.
  • a new evaluation of the speed signal is performed in step 230 in order to detect corresponding stochastic torque fluctuations.
  • the query 240 again checks whether the intensity IS of these stochastic torque fluctuations is greater than a threshold value. If so, the correction is maintained in step 250. If this is not the case, it is detected in step 260 that the stochastic torque fluctuations are based on a different cause and not on a reduced fuel quality.
  • the stochastic torque fluctuations are detected and, if these exceed a certain level, a correction value K for the correction of a suitable manipulated variable is specified. If this correction of the manipulated variable results in a reduction of the stochastic fluctuations, then the correction values are retained and in the following the manipulated variable is corrected with the corresponding correction value K.
  • the test of whether torque fluctuations are present preferably takes place at idle, since these are recognized there particularly reliably and easily.
  • the correction of the manipulated variables by means of the correction value K is active in all operating states.
  • the correction value K or other variables, from which the correction value is determined, stored in a memory is, which does not lose its content when you turn off the controller, or the internal combustion engine.
  • an EEPROM is used for this purpose.
  • the quantity from which the correction value is determined in particular the intensity IS of the stochastic fluctuations or the fuel quality index are stored. When restarting the engine, these variables are immediately available for controlling the internal combustion engine.
  • a success is recognized, for example, if, after the correction of a manipulated variable, the intensity IS of the stochastic fluctuations is smaller than before the correction.
  • the correction value K is predefined as a function of the threshold value SW and / or that, depending on the threshold value SW, it is also determined which subset of said manipulated variables will be corrected.
  • a plurality of thresholds are provided, which reacts differently when the respective threshold values are exceeded.
  • it can be provided that, depending on the intensity IS of the fluctuations, it is determined which value the correction value assumes or which manipulated variables are corrected.
  • the invention provides that is checked at certain intervals, if this correction is still necessary. For this purpose, it is checked in a step 300 whether a particular condition exists. Thus, for example, it can be checked here whether a specific time condition exists. That is, the review is done at specific intervals. Alternatively, it can also be provided that the check is carried out according to a specific driving performance of the vehicle and / or a specific number of engine revolutions. Furthermore, it can be provided be that the check is performed after each start of the internal combustion engine and / or after each refueling operation. It is particularly advantageous if, after the refueling process, a certain amount of time is left to wait.
  • step 310 an evaluation is carried out in step 310 as to whether stochastic torque fluctuations exist. If the query 320 recognizes that the intensity IS of the fluctuations is greater than a threshold value, then it is detected in step 330 that low-quality fuel continues to be used. On the other hand, if the query 320 recognizes that the intensity of the fluctuations is less than the threshold value SW, it is detected in step 340 that the fuel quality has changed. Therefore, in step 340, the correction values are canceled.
  • the correction values are set zero or reduced by a certain amount or a certain factor.
  • a new evaluation takes place whether fluctuations occur. If the query 360 detects that the intensity of the fluctuations IS is smaller than a threshold value SW, then it is detected in step 370 that the fuel quality is good again. If the query 360 recognizes that the intensity IS of the fluctuations is greater than the threshold value, a new correction is performed in step 380 and it is determined that the fuel quality is still poor.
  • the return of the correction value takes place in one step, ie that the correction value K is set to zero becomes. In one embodiment, it may also be provided that the withdrawal takes place in several steps or with another function.
  • the check on this has improved the fuel quality is preferably carried out at certain intervals or after a certain period of operation of the internal combustion engine and / or a certain driving distance of the vehicle. Furthermore, it can be provided that the check is carried out after each refueling operation, preferably after the refueling process a certain time condition must be fulfilled.
  • the check is made as to whether the fuel quality has improved if at least one of the above conditions is fulfilled.
  • this check is carried out, whether after withdrawal of the corrections again fluctuations occur, preferably only at idle after the conditions, such as refueling, or distance since the last review are met.
  • the determined fuel quality is permanently stored in the engine control in order to be available again at the next engine start.
  • misfires are detected by a misfire detection.
  • the number of detected dropouts is used as the intensity IS of the stochastic fluctuations.
  • a fuel quality ratio can be determined using the procedure described below. This can then be like in FIG. 2 and 3 described instead of the intensity IS of the fluctuations are processed.
  • the intensity IS of the fluctuation can also be referred to as the fuel quality index.
  • Negative values indicate delays. If a predetermined negative threshold is undershot, there is a misfire. This change allows misfire detection throughout the RPM range as well as cylinder assignment.
  • a mean acceleration becomes a mean difference dn k formed over the past work cycle and deducted from the current value dnk. Loss is detected when the value thus formed falls below a certain negative threshold.
  • a cylinder assignment is carried out either according to the in the DE 102006018958 described method or by displacement and subsampling. Dropouts are detected by means of a threshold underflow.
  • stochastic fluctuations can be detected based on regulations that perform a cylinder equalization.
  • the presence of stochastic torque fluctuations is recognized by the fact that the control deviation can not be controlled to 0, but permanent cylinder-specific fluctuations in the control deviation are present.
  • a statistical analysis of the control deviations of all cylinders is a measure of stochastic torque fluctuations. Stochastic dropouts can not be assigned to each cylinder individually, but for large fluctuation values in the statistics.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine. Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE 33 36 028 bekannt. Dort wird ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei dem ausgehend von Betriebskenngrößen, Steuergrößen für wenigstens einen Steller vorgegeben werden. Dabei ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Regler zugeordnet, der die von dem Zylinder abgegebenes Moment auf einen gemeinsamen Sollwert einregelt. Hierzu werden insbesondere die Drehzahlsignale auf einen gemeinsamen Sollwert eingeregelt. Eine solche Vorgehensweise wird üblicher Weise als Laufruheregelung bezeichnet. Dabei wird ausgehend von der Abweichung der einzelnen Zylinder von einem gemeinsamen Mittelwert ein Korrekturwert für die einzuspritzende Kraftstoffmenge der einzelnen Zylinder gebildet.
  • Aus der US 2002/0134340 ist ein Verfahren bekannt, bei dem auf die Kraftstoffqualität geschlossen wird. Hierzu wird wie folgt vorgegangen. Sobald die Brennkraftmaschine stabil läuft, wird das Einlassventil, über das das Gemisch bzw. Luft in den Brennraum einströmt, geöffnet. Nach dem Öffnen des Einlassventils wird überprüft, ob die Drehzahl abfällt Fällt die Drehzahl nicht ab, so bedeutet dies, dass der Kraftstoff eine ausreichende Qualität besitzt. Fällt die Drehzahl ab, so hat der Kraftstoff eine schlechte Qualität.
  • Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass beim Schließen des Einlassventils sich die Durchtrittsfläche in der Einlassleitung verringert und der Unterdruck stromabwärts von dem Einlassventil sich erhöht. Dies führt zu einer besseren Verwirbelung des einströmenden Gemisches. Dadurch wird eine magere Verbrennung möglich. Wird das Ventil geöffnet, verschlechtert sich die Verbrennung, dies führt bei schlechter Kraftstoffqualität zu einem Drehzahlabfall. Das heißt ausgehend von diesen Dehzahlabfall wird auf die Kraftstoffqualität geschlossen.
  • Häufig werden beim Betrieb von Dieselbrennkraftmaschinen Kraftstoffe unterschiedlicher Qualität verwendet. Dies führt untere anderem dazu, dass die Brennkraftmaschine eine erhöhte oder eine verringerte Leistung abgibt bzw. dass erhöhte Abgasemissionen auftreten. Insbesondere bei schlechten Kraftstoffen tritt eine solche erhöhte Abgasemission auf.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann eine solche unterschiedliche Kraftstoffqualitäten erkannt und auf diese unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten entsprechend reagiert werden. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass ausgehend von einer Größe, die die Laufunruhe charakterisiert, auf die Kraftstoffeigenschaften geschlossen wird. Als Größe, die die Laufunruhe charakterisiert, wird eine Größe betrachtet, die durch stochastische Drehmomentschwankungen verursacht wird. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass schlechte Kraftstoffqualitäten, solche stochastische Drehmomentschwankungen verursachen.
  • Eine verschlechterte Laufruhe wird erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass wenigstens eine Steuergrößen korrigiert wird, wenn eine schlechte Kraftstoffqualität dadurch erkannt wird, dass die Größe, die die Laufunruhe charakterisiert, einen Schwellenwert übersteigt.
  • Als Maßnahme ist insbesondere vorgesehen, dass der Zeitpunkt, bei dem die Einspritzung erfolgt verändert wird, dass die Luftmenge, die der Brennkraftmaschine zugeführt wird, verändert wird, dass der Druck des Kraftstoffs verändert wird und/oder dass bei einer Dieselbrennkraftmaschine ein Glühvorgang eingeleitet wird. Diese Maßnahmen werden einzeln oder in Kombination eingesetzt Insbesondere wird der Einspritzbeginn in Richtung früh verstellt, die Luftmenge wird in Richtung höherer Luftmenge korrigiert und der Raildruck wird in Richtung größeren Raildrucken verstellt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Korrekturmaßnahme beim vorliegen bestimmter Zustände zumindestens teilweise zurückgenommen wird, das heißt, der Korrekturwert wird zu null gesetzt bzw. der Korrekturwert wird auf ein betragsmäßig kleineren Wert zurückgenommen. Diese bestimmten Betriebszustände liegen insbesondere dann vor, wenn beispielsweise ein Tankvorgang erkannt wurde. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass diese Zurücknahme der Korrekturwerte in bestimmten Abständen, insbesondere in bestimmten Zeitabständen oder nach einer bestimmten Fahrleistung wieder zurückgenommen wird.
  • Stochastische Schwankungen werden dadurch erkannt, dass der Drehzahlanstieg, der durch die Verbrennung in einem der Zylinder verursacht wird, und/oder die Differenz aufeinanderfolgender Minima und Maxima in der Momentandrehzahl ausgewertet werden. Zur Auswertung werden die Differenz bzw. der Drehzahlanstieg normiert.
  • Die stochastischen Schwankungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie nicht regelmäßig auftreten. Sie treten in der Regel bei aufeinander folgenden Verbrennungszyklen nur einmal beim selben Zylinder auf.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Figur 2 und 3 jeweils zwei Flussdiagramme zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise.
    • Ausführungsformen der Erfindung
  • In Figur 1 ist eine Steuerung einer Brennkraftmaschine anhand eines Blockdiagramms vereinfacht dargestellt. Die im folgenden beschriebenen Elemente sind Bestandteil eines Motorsteuergeräts. Ein solches Motorsteuergerät verarbeitet verschiedene Signale und steuert verschiedene Steller im Bereich der Brennkraftmaschine an.
  • Ein Steller 100 wird über einen Verknüpfungspunkt 105 von einer Steuerung 110 mit einem Ansteuersignal S beaufschlagt Diese Steuerung 110 verarbeitet verschiedene Eingangssignale verschiedener Sensoren 120 bzw. verschiedene in einem Motorsteuergerät vorliegende Größen. Ausgehend von diesen Größen gibt die Steuerung 110 das Ansteuersignal S vor, mit dem der Steller 100 beaufschlagt wird.
  • Bei dieser Steuerungen kann es sich um eine einfache Steuerung handeln, bei der ausgehend von den Eingangsgrößen das Stellsignal vorgegeben wird. Des Weiteren kann es sich hierbei auch um eine Regelung, wie beispielsweise um eine Drehzahlregelung, handeln, bei der ausgehend von dem Vergleich zwischen einem Ist- und einem Sollwert eine entsprechende Stellgröße S vorgegeben wird.
  • Solche Steuerungen sind für verschiedene Stellgrößen im Bereich einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Eine solche Steuerung wird beispielsweise zur Steuerung des Einspritzzeitpunkts, des Raildrucks, der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge und/oder eines Glühvorganges einer Glühkerze eingesetzt.
  • Die Steuerung des Einspritzzeitpunkts legt den Zeitpunkt fest, bei dem die Einspritzung beginnt. Diese Größe hat einen wesentlichen Einfluss auf das Brennverhalten des Kraftstoffs bei einer Dieselbrennkraftmaschine. Die Luftmenge, die der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wird abhängig von verschiedenen Größen vorgegeben und kann mittels verschiedener Steller eingestellt werden. Als ein solcher Steller ist beispielsweise ein Abgasrückführventil vorgesehen. Einen weiteren großen Einfluss auf die Verbrennung besitzt der Raildruck, der dem Kraftstoffdruck bei der Zumessung entspricht. Neben diesen Größen können noch weitere Größen in entsprechender Weise gesteuert werden.
  • Ein zweiter Sensor 130 liefert ein Signal N, das zufällige Drehmomentschwankungen anzeigt. Ein solches Signal wird beispielsweise von einem Drehzahlgeber bereitgestellt. Dieses Signal gelangt zu einer Laufunruheerkennung 140. Diese Laufunruheerkennung ist derart ausgebildet, dass es stochastische Drehmomentschwankungen erkennt und ein entsprechendes Signal IS an eine Korrekturwertermittlung 150 abgibt. Werden solche stochastischen Drehmomentschwankungen erkannt, so gibt die Korrekturwertermittlung 150 ein entsprechendes Korrektursignal K an den Verknüpfungspunkt 105. In dem Verknüpfungspunkt 105 wird das Signal K und das Signal S der Steuerung 110 vorzugsweise additiv verknüpft und dann zur Ansteuerung des Stellers 100 verwendet.
  • Eine entsprechende Vorgehensweise ist in Figur 2 anhand eines Flussdiagramms dargestellt.
  • In einem ersten Schritt 200 wird ein Signal ausgewertet, das eine stochastische Drehmomentschwankung anzeigt. Hierzu wird insbesondere das Signal eines Drehzahlgebers verwendet. Üblicher Weise werden im Fahrzeug Inkrementräder mit einer 6°KW Auflösung verwendet. Auf dem Umfang eines Inkrementrades sind 60 minus 2 Zähne angeordnet. Die Auswertung wertet die Abfolge dieser Zähne aus und erhält dadurch ein Drehzahlsignal mit einer Winkelauflösung von 6° Kurbelwelle. Durch eine geeignete Auswertung, z.B. einer segmentsynchronen Drehzahlerfassung, werden ausgehend von diesem Signal stochastische Drehmomentschwankungen erkannt.
  • Die Abfrage 210 überprüft, ob die Intensität IS dieser stochastischen Drehmomentschwankungen größer als ein Schwellwert SW sind. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt erneut Schritt 200. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 220 eine entsprechende verminderte Kraftstoffqualität erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet. Bei dieser Ausführungsform kann die Größe IS auch als Kraftstoffqualitätskennzahl bezeichnet werden.
  • Als Gegenmaßnahmen ist unter anderem vorgesehen, dass ein Korrekturwert K vorgegeben wird, mit dem entsprechende Stellgrößen korrigiert werden. Nach Erfolg der Korrektur wird in Schritt 230 eine erneute Auswertung des Drehzahlsignals durchgeführt, um entsprechende stochastische Drehmomentschwankungen zu erkennen. Die Abfrage 240 überprüft wieder, ob die Intensität IS dieser stochastischen Drehmomentschwankungen größer als ein Schwellwert ist. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 250 die Korrektur beibehalten. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 260 erkannt, dass die stochastischen Drehmomentschwankungen auf einer anderen Ursache und nicht auf einer verminderten Kraftstoffqualität beruhen.
  • Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass die stochastischen Drehmomentschwankungen erkannt werden und falls diese ein bestimmtes Maß überschreiten, ein Korrekturwert K zur Korrektur einer geeigneten Stellgröße vorgegeben wird. Hat diese Korrektur der Stellgröße eine Verminderung der stochastischen Schwankungen zur Folge, so werden die Korrekturwerte beibehalten und im Folgenden wird die Stellgröße mit dem entsprechenden Korrekturwert K korrigiert.
  • Die Prüfung, ob Drehmomentschwankungen vorliegen erfolgt vorzugsweise im Leerlauf, da diese dort besonders sicher und einfach erkannt werden. Die Korrektur der Stellgrößen mittels des Korrekturwerts K ist in allen Betriebszuständen aktiv.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass der Korrekturwert K oder andere Größen, ausgehend von denen der Korrekturwert ermittelt wird, in einem Speicher abgelegt wird, der beim Ausschalten des Steuergeräts, bzw. der Brennkraftmaschine seinen Inhalt nicht verliert. Vorzugsweise wird hierzu ein EEPROM verwendet. Als Größe, ausgehend von der der Korrekturwert ermittelt wird, werden insbesondere die Intensität IS der stochastischen Schwankungen oder die Kraftstoffqualitätskennzahl abgespeichert. Beim Neustart der Brennkraftmaschine stehen diese Größen sofort zur Steuerung der Brennkraftmaschine zur Verfügung.
  • Führt diese Maßnahme nicht zum Erfolg, müssen weitere Maßnahmen, die nicht Gegenstand der Erfindung sind, durchgeführt werden. Ein Erfolg wird beispielsweise erkannt, wenn nach der Korrektur einer Stellgröße die Intensität IS der stochastischen Schwankungen kleiner sind als vor der Korrektur.
  • Bei dieser vereinfachten Ausführungsform wird lediglich eine Stellgröße korrigiert, wenn die stochastischen Schwankungen eine bestimmte Intensität überschreiten.
  • Bei einer verbesserten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Korrekturwert K abhängig vom Schwellenwert SW vorgegeben wird und/oder dass abhängig vom Schwellwert SW auch festgelegt wird welche Untermenge der genannten Stellgrößen korrigiert werden. In diesem Fall sind mehrere Schwellenwert vorgesehen, wobei beim Überschreiten der jeweiligen Schwellenwerte unterschiedlich reagiert wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass abhängig von der Intensität IS der Schwankungen festgelegt wird, welchen Wert der Korrekturwert annimmt bzw. welche Stellgrößen korrigiert werden.
  • Tritt nun der Fall ein, dass bei einem nachfolgenden Tankvorgang wieder Kraftstoff bessere Qualität getankt wurde, so ist eine entsprechende Korrektur nicht mehr erforderlich bzw. kontraproduktiv. Deshalb ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in bestimmten Zeitabständen überprüft wird, ob diese Korrektur noch notwendig ist. Hierzu wird in einem Schritt 300 überprüft, ob eine bestimmte Bedingung vorliegt. So kann hier beispielsweise überprüft werden, ob eine bestimmte Zeitbedingung vorliegt. Das heißt, dass die Überprüfung wird in bestimmten Zeitabständen durchgeführt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Überprüfung nach einer bestimmten Fahrleistung des Fahrzeuges und/oder einer bestimmten Anzahl von Motorumdrehungen durchgeführt wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Überprüfung nach jedem Start der Brennkraftmaschine und/oder nach jedem Tankvorgang durchgeführt wird. Besonders vorteilhaft ist, wenn nach dem Tankvorgang noch eine gewisse Zeit abgewartet wird.
  • Erkennt die Abfrage 300, dass eine dieser Bedingung vorliegt, so wird in Schritt 310 eine Auswertung durchgeführt, ob stochastische Drehmomentschwankungen vorliegen. Erkennt die Abfrage 320, dass die Intensität IS der Schwankungen größer als ein Schwellenwert ist, so wird in Schritt 330 erkannt, dass weiterhin qualitativ minderwertiger Kraftstoff verwendet wird. Erkennt die Abfrage 320 dagegen, dass die Intensität der Schwankungen kleiner als der Schwellenwert SW ist, so wird in Schritt 340 erkannt, dass sich die Kraftstoffqualität verändert hat. Deshalb werden in Schritt 340 die Korrekturwerte zurückgenommen.
  • Das heißt, abhängend von der Ausführungsform werden die Korrekturwerte null gesetzt bzw. um einen bestimmten Betrag oder einen bestimmten Faktor verringert. Anschließend, in Schritt 350 erfolgt eine erneute Auswertung ob Schwankungen auftreten. Erkennt die Abfrage 360, dass die Intensität der Schwankungen IS kleiner als ein Schwellwert SW ist, so wird in Schritt 370 erkannt, dass die Kraftstoffqualität wieder gut ist. Erkennt die Abfrage 360, dass die Intensität IS der Schwankungen größer als der Schwellenwert ist, so erfolgt in Schritt 380 eine erneute Korrektur und es wird festgestellt, dass die Kraftstoffqualität immer noch schlecht ist.
  • Dies bedeutet in bestimmten Abständen wird überprüft, ob eine Zurücknahme der Korrekturen dazu führt, dass die stochastischen Schwankungen wieder auftreten. Ist dies der Fall, d.h. bei einer Rücknahme der Korrektur treten die Schwankungen wieder auf, so ist davon auszugehen, dass sich die Kraftstoffqualität nicht verbessert hat. In diesem Fall erfolgt weiterhin eine Korrektur der entsprechenden Stellgröße. Hat eine Rücknahme der Korrekturwert keine Schwankungen zur Folge, so ist davon auszugehen, dass durch Nachtanken sich die Kraftstoffqualität wieder verbessert hat. In diesem Fall ist davon auszugehen, dass die Kraftstoffqualität wieder ihre normale Qualität besitzt.
  • Je nach Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Rücknahme der Korrekturwert in einem Schritt erfolgt, d.h. dass der Korrekturwert K auf null gesetzt wird. Bei einer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass die Zurücknahme in mehreren Schritten oder mit einer anderen Funktion erfolgt.
  • Die Überprüfung, über dies die Kraftstoffqualität verbessert hat, erfolgt vorzugsweise in bestimmten Zeitabständen bzw. nach Ablauf einer bestimmten Betriebsdauer der Brennkraftmaschine und/oder einer bestimmten Fahrstrecke des Fahrzeuges. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Überprüfung nach jedem Tankvorgang erfolgt, wobei vorzugsweise nach dem Tankvorgang eine bestimmte Zeitbedingung erfüllt sein muss.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Überprüfung, ob sich die Kraftstoffqualität verbessert hat, wenn wenigstens eine der obigen Bedingungen erfüllt ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen dass alle oder mehrere Bedingungen überprüft werden und bei vorliegen einer Bedingung die beschriebene Vorgehensweise durchgeführt wird. Bei einer vereinfachten Ausführungsform wird lediglich eine der Bedingungen überprüft.
  • Ferner erfolgt diese Überprüfung, ob nach Rücknahme der Korrekturen wieder Schwankungen auftreten, vorzugsweise nur im Leerlauf nachdem die Bedingen, wie Tankvorgang, oder Abstand seit letzter Überprüfung erfüllt sind.
  • Besonders vorteilhaft ist es, die ermittelte Kraftstoffgüte dauerhaft in der Motorsteuerung gespeichert wird, um beim nächsten Motorstart wieder verfügbar zu sein.
  • Im folgenden wird die Erkennung der stochastischen Schwankungen beschrieben. Erfindungsgemäß werden mittels einer Aussetzererkennung Aussetzer erkannt. Die Anzahl der erkannten Aussetzer wird als Intensität IS der stochastischen Schwankungen verwendet. Alternativ kann mit den im folgenden beschriebenen Vorgehensweise eine Kraftstoffqualitätskennzahl ermittelt werden. Diese kann dann wie in Figur 2 und 3 beschrieben anstelle der Intensität IS der Schwankungen verarbeitet werden. Auch die Intensität IS der Schwankung kann als Kraftstoffqualitätskennzahl bezeichnet werden.
  • Bei bekannten Aussetzererkennung werden im leerlaufnahen Bereich Drehzahlanstiege infolge der Verbrennung ermittelt und bewertet. Die Drehzahlansteige dn werden gleitend über das zurückliegende Arbeitsspiel gemittelt und vom aktuellen Wert dnk abgezogen. d ⁢ n ‾ k = 1 Zyl ∑ k = 0 Zyl - 1 dn k mittlere Anstieg über ein Arbeitsspiel
    Figure imgb0001
  • Unterschreitet dnk eine applizierbare Schwelle x* dn k , so wird ein Aussetzer erkannt (0<x<l).
  • Stochastische Aussetzer werden mit folgender Ausgestaltung erkannt. Es erfolgt kein Vergleich mit dem mittleren Anstieg dn k , sondern vom aktuellen Wert wird der mittlere Anstieg abgezogen und mit der mittleren Drehzahl geteilt durch einen Normierungsfaktor multipliziert. dn misf , k = d ⁢ n k - d ⁢ n ‾ , k * n Normierung .
    Figure imgb0002
  • Negative Werte zeigen Verzögerungen an. Wird ein vorgegebener negativer Schwellwert unterschritten, liegt ein Aussetzer vor. Diese Änderung ermöglicht eine Aussetzererkennung im gesamten Drehzahlbereich, sowie eine Zylinderzuordnung.
  • Bei einer weiteren Ausgestaltung wird die cubische Summe über ein Arbeitsspiel gebildet. Dies erfolgt mit der folgenden Formel: y k = Σ ⁢ dn 3 misf , k
    Figure imgb0003
  • Durch diese Maßnahmen wird ein Rauschen unterdrückt und starke Schwankungen durch Aussetzer werden hervorgehoben.
  • Ferner kann eine Statistik über zylinderindividuelle Drehzahl-/momentenschwankungen gebildet werden, indem der Wert des letzten Arbeitsspiels des jeweiligen Zylinders berücksichtigt wird. Gebildet wird die Differenz zwischen dem aktuellen Wert und dem des letzten Arbeitsspiels. dn * k = dn misf , k - dn misf , k - Zyl
    Figure imgb0004
  • Mit üblichen statistischen Methoden kann die Schwankung von den zylinderindividuellen Werten k=0..Zyl-1 berechnet werden. (gleitende Standardabweichung oder Betragsbildung und PT1-Filterung).
  • Bildet man eine entsprechende Statistik nicht für die individuellen sondern über alle dn* k erhält man eine Maßzahl SI für stochastische Drehmomentschwankungen des Gesamtmotors.
  • Aus der DE 10 2006 018 958 ist eine Aussetzererkennung bekannt, die nicht die Drehzahlanstiege bewertet, sondern die Differenzen aufeinanderfolgender Minima und Maxima. Für die Differenz der aufeinanderfolgenden Minima und Maxima der Drehzahl gilt die Formel: dn k = n k - n k - 2 .
    Figure imgb0005
  • Um dynamische Probleme durch eine mittlere Beschleunigung zu unterdrücken wird eine mittlere Differenz dnk über das zurückliegende Arbeitsspiel gebildet und vom aktuellen Wert dnk abgezogen. Aussetzer wird erkannt, wenn der so gebildete Wert eine bestimmte negative Schwelle unterschreitet.
  • Bei einer Ausgestaltung wird die Differenz der Minima bzw. Maxima gemäß der folgenden Formel normiert: dn k = n k - n k - 2 ⁢ n Normierung
    Figure imgb0006
     dn k ‾ = 1 2 * Zyl ∑ k = 0 2 * Zyl - 1 dn k
    Figure imgb0007
     dn * k = dn k - dn ‾ k
    Figure imgb0008
  • Eine Zylinderzuordnung erfolgt entweder gemäß dem in der DE 102006018958 beschriebenen Verfahren oder durch Verschiebung und Unterabtastung. Aussetzer werden mittels Schwellwertunterschreitung erkannt.
  • Verschiebung um eine gewisse Anzahl an Segmenten s mit Nachkommaanteil t: dnseg k = 1 - t * dn k - s * + t * dn k - s - 1 *
    Figure imgb0009
    • Downsampling:
  • Jeder 2-te Wert von dnseg k für gerade k wird einer Matrix dak (m, n) gespeichert, für eine bestimmte Anzahl zurückliegender Arbeitsspiele m und für die Anzahl an Zylinder n (k=0...2Zyl-1).
  • Auf Basis der Matrix dak werden bereits oben genannten statistischen Analysen zylinderindividuell und für den gesamten Motor durchgeführt. Bei einer vorteilhaften Erweiterungen ist die Anwendung einer vorgelagerten Korrektur von Zahnteilungsfehlern und/oder eine Tiefpassfilterung des Drehzahlsignals, um Aliasingeffekte zu vermeiden, vorgesehen. Dies erhöht die Signalqualität und damit die Güte der Statistiken.
  • Ferner können stochastische Schwankungen ausgehend von Regelungen, die eine Zylindergleichstellung durchführen, erkannt werden. Das vorliegen von stochastischen Drehmomentschwankungen wird dadurch erkannt, dass die Regelabweichung nicht zu 0 geregelt werden kann, sondern permanente zylinderindividuelle Schwankungen in der Regelabweichung vorliegen.
  • Eine statistische Analyse der Regelabweichungen aller Zylinder ist ein Maß für stochastische Drehmomentschwankungen. Stochastische Aussetzer können hier nicht zylinderindividuell zugeordnet werden, für aber zu großen Schwankungswerten in der Statistik.
  • Erfindungsgemäß sind statistischen Analysen möglich, wo drehmomentproportionale Merkmale gebildet werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei dem ausgehend von Betriebskenngrößen, Steuergrößen für wenigstens einen Steller (100) vorgegeben werden, wobei eine Größe ermittelt wird, die eine Laufunruhe charakterisiert, dass ausgehend von der Größe, die die Laufunruhe charakterisiert, auf die Kraftstoffeigenschaften geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine schlechte Kraftstoffqualität erkannt wird, wenn die Intensität stochastischer Drehmomentschwankungen größer als ein Schwellenwert ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dass ausgehend von der Intensität der stochastischen Drehmomentschwankungen eine Kraftstoffqualitätskennzahl ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Steuergröße korrigiert wird, wenn eine schlechte Kraftstoffqualität erkannt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Intensität stochastischer Drehmomentschwankungen größer als der Schwellenwert sind, die Kraftstoffqualitätskennzahl oder weitere Größen permanent gespeichert werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur bei vorliegen bestimmter Zustände wenigstens teilweise zurückgenommen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmten Zustände vorliegen, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird und/oder ein Tankvorgang erkannt wurde.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur in bestimmten Abständen wenigstens teilweise zurückgenommen wird.
  8. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, die ausgehend von Betriebskenngrößen, Steuergrößen für wenigstens einen Steller vorgibt, und die eine Größe ermittelt, die eine Laufunruhe charakterisiert, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die ausgehend von der Größe, die die Laufunruhe charakterisiert, auf die Kraftstoffeigenschaften schließen und eine schlechte Kraftstoffqualität erkennten, wenn die Intensität stochastischer Drehmomentschwankungen größer als ein Schwellenwert ist.
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