WO2008101770A1

WO2008101770A1 - Verfahren zum steuern einer brennkraftmaschine und brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO2008101770A1
Application number: PCT/EP2008/051058
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Mai; Jens Pache
Original assignee: Continental Automotive Gmbh
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2008-08-28
Also published as: KR20090115758A; US20100031932A1; DE102007008119A1; DE102007008119B4; KR101346158B1; US8347864B2

Abstract

Das Verfahren bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine (1) mit einem Kraftstofftank (18), einem Kraftstoffdämpfespeicher (25) ), wobei gemäß dem Verfahren während des Tankentlüftungszeitraums - vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (28) bei Erfüllung einer Bedingung ein Referenzwert, aktualisiert wird, und ansonsten der bisherige Referenzwert beibehalten wird, - vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (28) in Abhängigkeit von zumindest einer Größe eine Öffnungszeitspanne ermittelt wird, - das Tankentlüftungsventil (28) derart angesteuert wird, dass der Durchfluss bis zum Ende der ermittelten Öffnungszeitspanne den Durchfluss-Sollwert erreicht, - der Beladungsgrad des Kraftstoffdämpfespeichers (25) basierend auf dem Referenzwert berechnet wird, - basierend auf dem Beladungsgrad eine Kraftstoffmenge berechnet wird, - die mittels des Einspritzventils (22) zuzumessende Kraftstoffmenge basierend auf der berechneten Kraftstoffmenge korrigiert wird.

Description

Beschreibung

Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung, welche derart ausgebildet ist, dass sie das Verfahren ausfuhren kann.

Moderne Kraftfahrzeuge verfugen häufig über ein Tankentluf- tungssystem. Dabei werden die in einem Kraftstofftank entstehenden Kraftstoffdampfe in einem Aktivkohlebehalter adsorbiert. Zur Regenerierung des Aktivkohlebehalters wird wahrend des Betriebs der Brennkraftmaschine ein Tankentluftungsven- til, welches sich in einer Verbindungsleitung zwischen dem Aktivkohlebehalter und einem Saugrohr der Brennkraftmaschine befindet, geöffnet, so dass die im Aktivkohlebehalter gespeicherten Kraftstoffdampfe durch einen Spuleffekt in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine eingeleitet werden und an der Verbrennung teilnehmen. Dadurch kommt es zu einer Veränderung der Zusammensetzung des Brenngemisches.

Zur Vermeidung eines höheren Schadstoffausstoßes aufgrund dieser Veränderung des Brenngemisches wird bekanntermaßen die Kraftstoffmenge, welche den Brennraumen der Brennkraftmaschine mittels Einspritzventilen zugemessen wird, entsprechend korrigiert. Dieser Korrekturvorgang ist auch als Einspritzmengenkorrektur bekannt. Die Durchfuhrung der Einspritzmengenkorrektur ist jedoch nur unter Kenntnis der durch die Kraftstoffdampfe zugefuhrten Kraftstoffmenge möglich. Nach einem bekannten Verfahren wird dazu der Beladungsgrad des Aktivkohlebehalters mit Kraftstoffdampfen ermittelt. Dies geschieht dadurch, dass das Tankentluftungsventil über eine vorgegebene zeitliche Offnungsrampe langsam geöffnet wird. Die Beladung des Aktivkohlebehalters und die durch die Kraftstoffdampfe zugefuhrte Kraftstoffmenge werden basierend auf einer Abweichung des Ausgangswerts eines Lambdareglers des Kraftfahrzeugs nach dem Offnen des Tankentluftungsventils von einem Referenzwert, welcher der Abgaszusammensetzung vor dem Offnen des Tankentluftungsventils entspricht, ermittelt.

Die Ermittlung des Beladungsgrads des Aktivkohlebehalters unter gleichzeitiger Vermeidung eines größeren Schadstoffaus- stoßes erfordert ein sehr langsames Offnen des Entluftungs- ventils und ist daher zeitaufwendig. Um eine höhere Anzahl an Regenerierphasen des Aktivkohlebehalters zu ermöglichen, sind Verfahren bekannt, bei denen in Abhängigkeit von der Zeitdauer, welche seit der letzten Regenerierphase vergangen ist, das Tankentluftungsventil unterschiedlich schnell geöffnet wird. Ist die Zeitdauer, welche seit der letzten Regenerierphase vergangen ist, sehr kurz, wird davon ausgegangen, dass der bei der letzten Regenerierphase berechnete Beladungsgrad des Aktivkohlebehalters sowie der Referenzwert, auf den die Berechnung des Beladungsgrads basiert, noch gültig sind. Dies ermöglicht ein sehr schnelles Offnen des Tankentluftungsventils unter Durchfuhrung einer Einspritzmengenkorrektur basie- rend auf den bereits bekannten Beladungsgrad und Referenzwert. Bei einer langer zurückliegenden Regenerierungsphase ist eine neue Ermittlung des Beladungsgrades des Aktivkohlebehalters notwendig und es müssen sowohl der Referenzwert als auch der Beladungsgrad neu ermittelt werden. Dies erfordert wiederum ein sehr langsames Offnen des Tankentluftungsventils. Durch das oben genannte Verfahren kann die Häufigkeit der Regenerierphasen für den Aktivkohlebehalter gesteigert werden. Jedoch kann sich die starre Unterscheidung zweier Geschwindigkeitsstufen für die Öffnung des Tankentluftungsven- tils und der Ermittlung des Referenzwertes in Abhängigkeit von der verstrichenen Zeitdauer seit der letzten Regenerierphase als unflexibel und bezuglich der Verminderung des Schadstoffausstoßes als unzureichend erweisen.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein

Verfahren und eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, mittels welchen die Häufigkeit der Regenerierphasen des Aktiv- kohlebehalters gesteigert und der Schadstoffausstoß vermindert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Brennkraftma- schine gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelost.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhangigen Ansprüche.

Ein Steuerverfahren gemäß dem Anspruch 1 bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstofftank und einem Kraftstoffdampfespeicher zur Speicherung der aus dem Kraftstofftank entweichenden Kraftstoffdampfe . Die Brennkraftmaschine weist ferner ein steuerbares Tankentluftungsventil auf, welches in einer Verbindungsleitung zwischen dem

Kraftstoffdampfespeicher und einem Luftansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet ist, um wahrend eines Tankentluf- tungszeitraumes Kraftstoffdampfe von dem Kraftstoffdampfespeicher in den Luftansaugtakt einzuleiten. Die Brenn- kraftmaschine umfasst ferner zumindest ein Einspritzventil, welches mit dem Kraftstofftank gekoppelt ist und mittels dem der Kraftstoff zugemessen werden kann. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wahrend des Tankentluftungszeitraumes und vor dem Offnen des Tankentluftungsventils bei Erfüllung einer Bedingung ein Referenzwert, welcher ein Maß für die Zusammensetzung des Abgases der Brennkraftmaschine darstellt und welcher der Bestimmung eines Beladungsgrades des Kraftstoffdampfespeichers zugrunde gelegt wird, aktualisiert wird und ansonsten der bisherige Referenzwert beibehalten wird. Vor dem Offnen des Tankentluftungsventils wird in Abhängigkeit von zumindest einer Große eine Offnungszeitspanne ermittelt, innerhalb welcher das Tankentluftungsventil von einem geschlossenen Zustand bis zum Erreichen eines vorgegebenen Durchflusssollwertes geöffnet wird. Das Tankentluf- tungsventil wird derart angesteuert, dass der Durchfluss bis zum Ende der ermittelten Offnungszeitspanne den Durchflusssollwert erreicht. Der Beladungswert des Kraftstoff- dampfespeichers wird basierend auf den Referenzwert berech- net. Anschließend wird basierend auf den Beladungsgrad eine Kraftstoffmenge berechnet, welche einem Brennraum der Brennkraftmaschine durch Einleiten der Kraftstoffdampfe in den Luftansaugtrakt zugeführt wird. Schließlich wird basierend auf der berechneten Kraftstoffmenge die mittels des Einspritzventils zuzumessende Kraftstoffmenge korrigiert.

Im Unterschied zum Stand der Technik ist die Ermittlung des Referenzwertes, dessen Genauigkeit sich unmittelbar auf die Genauigkeit des Beladungsgrades des Kraftstoffdampfespeichers auswirkt, und die Ermittlung der Offnungszeitspanne zur Öffnung des Tankentluftungsventils voneinander entkoppelt und nicht mehr starr abhangig von der verstrichenen Zeitdauer seit dem letzten Tankentluftungszeitraum. Durch das Verfahren ist es möglich, die Ermittlung des Referenzwertes in Abhängigkeit einer frei definierbaren Bedingung und unabhängig von der Ermittlung der Offnungszeitspanne für das Tankentluf- tungsventil durchzufuhren. Ferner ist es möglich, die Ermittlung der Offnungszeitspanne in Abhängigkeit einer frei defi- nierbaren Große unabhängig von der Ermittlung des Referenzwertes durchzufuhren. Durch diese gesteigerte Flexibilität kann der Tankentluftungsvorgang besser an die jeweiligen Umstände angepasst und, wie spater bei der Beschreibung des Ausfuhrungsbeispiels noch deutlich werden wird, die Haufig- keit der Tankentluftungsvorgange deutlich gesteigert und der Schadstoffausstoß durch eine Verbesserung der Einspritzmengenkorrektur deutlich verringert werden. Dies hangt unter anderem damit zusammen, dass die Notwendigkeit der Aktualisierung des Referenzwertes und die Festlegung der Offnungszeit- spanne zur Öffnung des Tankentluftungsventils von unterschiedlichen Kriterien abhangig sind.

In einem Ausfuhrungsbeispiel des Verfahrens nach Anspruch 2 ist die Bedingung dann erfüllt, wenn zu Beginn des Tankent- luftungszeitraums der aktuelle Betriebspunkt der Brennkraftmaschine von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, an dem der bisherige Referenzwert ermittelt wurde, abweicht. Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird berücksichtigt, dass der Referenzwert aufgrund unterschiedlicher Vorsteuerwerte für den Lambdaregler an verschiedenen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine unterschiedliche Werte annehmen kann. Gemäß der Ausgestaltung ist die Bedingung zur Aktualisierung des Referenzwertes deshalb dann erfüllt, wenn der aktuelle Betriebspunkt von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine an dem der bisherige Referenzwert ermittelt wurde abweicht. Dadurch wird verhindert, dass lediglich aufgrund einer be- triebspunktbedingten Änderung des Lambdareglerniveaus eine fehlerhafte Berechnung des Beladungsgrades erfolgt. Da die Einspritzmengenkorrektur in starkem Maße von der Genauigkeit des Beladungsgrades abhangt, kann somit der Schadstoffausstoß vermindert werden.

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 3 ist die Bedingung dann erfüllt, wenn zu Beginn des Tankentluf- tungszeitraums der aktuelle Referenzwert von dem bisherigen Referenzwert abweicht.

In diesem Fall wird zur Vermeidung der Änderung des Referenzwertes und dadurch zur Vermeidung einer Berechnung eines falschen Beladungsgrades der aktuelle Referenzwert eingelesen, und mit dem abgespeicherten bisherigen Referenzwert vergli- chen. Dadurch wird der Referenzwert nur bei Bedarf aktualisiert .

Bei den Ausgestaltungen des Verfahrens nach den Ansprüchen 4 und 5 handelt es sich bei dem Referenzwert entweder um einen Ausgangswert eines der Brennkraftmaschine zugeordneten Lamb- dareglers oder um einen Ausgangswert eines Lambdasensors der Brennkraftmaschine .

Sowohl der Ausgangswert des Lambdareglers als auch der Aus- gangswert des Lambdasensors sind in einer Steuervorrichtung der Brennkraftmaschine standardmäßig verfugbar und liefern zuverlässige Werte, welche als Maß für die Zusammensetzung des Abgases der Brennkraftmaschine angesehen werden können. In der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 6 handelt es sich bei der Große um die Zeitdauer, welche seit dem letzten Tankentluftungszeitraum vergangen ist, und die Offnungs- Zeitspanne ist um so großer, je langer die Zeitdauer ist.

Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird der Tatsache Rechnung getragen, dass der Beladungsgrad des Kraftstoffdampfespeichers umso großer wird, je langer der letzte Tank- entluftungszeitraum zurückliegt. Demnach wird die Offnungs- zeitspanne des Tankentluftungsventils umso langer angesetzt, je langer diese Zeitdauer ist. Das dadurch resultierende langsamere Offnen des Tankentluftungsventils ermöglicht eine genaue Bestimmung des Beladungsgrades, eine entsprechend kor- rekt angepasste Einspritzmengenkorrektur und verhindert damit einen hohen Schadstoffausstoß beim Offnen des Tankentluf- tungsventils .

In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 7 handelt es sich bei der Große um einen ersten Betrag, um welchen der aktuelle Betriebspunkt der Brennkraftmaschine zu Beginn des Tankentluftungszeitraums von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine zu Beginn des vorhergehenden Tankentluftungszeitraums abweicht und die Offnungszeitdauer ist um so großer je großer der Betrag ist.

Wie schon bezuglich der Ausgestaltung nach Anspruch 2 erwähnt wurde, ergeben sich bei unterschiedlichen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine aufgrund unterschiedlicher Vorsteuerungs- werte auch unterschiedliche Betriebsniveaus des Lambdareg- lers . Daher kann es auch sinnvoll sein, bei einer größeren Abweichung des aktuellen Betriebspunkts zu dem Betriebspunkt des vorhergehenden Tankentluftungszeitraums die Offnungszeitdauer zu vergrößern bzw. das Tankentluftungsventil langsamer zu offnen, um somit eine präzisere Einspritzmengenkorrektur zu ermöglichen. Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 8 handelt es sich bei der Große um den Differenzbetrag der Umgebungstemperatur der Brennkraftmaschine wahrend des vorhergehenden Tankentluftungszeitraums und wahrend des aktuellen Tankentluftungszeitraums, wobei die Offnungszeitdauer umso großer ist, je großer der Differenzbetrag ist.

Diese Ausgestaltung des Verfahrens berücksichtigt die Tatsache, dass der Kraftstoff im Kraftstofftank mit steigender Temperatur zu einer stärkeren Ausgasung neigt, was zu einer stärkeren Beladung des Kraftstoffdampferspeichers fuhrt. Aufgrund der Vergrößerung der Offnungszeitdauer mit steigender Temperaturdifferenz wird das Tankentluftungsventil langsamer geöffnet, was eine präzisere Einspritzmengenkorrektur und ei- ne Verringerung des Schadstoffausstoßes, insbesondere zu Beginn der Tankentluftungsphase, ermöglicht.

In Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 9 handelt es sich bei der Große um einen dritten Betrag, um welchen der berechnete Beladungsgrad von einem vorgegebenen Grenzwert für den Beladungsgrad abweicht.

Bei dieser Ausgestaltung handelt es sich um eine Art Plausi- bilitatsprufung des berechneten Beladungsgrads. Reicht der berechnete Wert des Beladungsgrads von einem vorgegebenen

Grenzwert, welcher eine Plausibilitatsgrenze darstellt, ab, so kann die Offnungszeitdauer auf einen maximalen Wert eingestellt werden, um eine genauere Berechnung des Beladungsgrades zu ermöglichen.

Eine Brennkraftmaschine gemäß dem Anspruch 10 umfasst eine Steuereinrichtung, welche derart ausgebildet ist, dass sie das Verfahren gemäß dem Anspruch 1 durchfuhren kann. Bezuglich der Vorteile, welche sich durch diese Brennkraftmaschine ergeben, werden auf die Ausfuhrungen bezuglich des Anspruchs 1 verwiesen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:

Figur 1 eine schematische einer Brennkraftmaschine;

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Steuerverfahrens für eine Brennkraftmaschine in Form eines Ablaufdiagramms ;

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Die Brennkraftmaschine 1 weist mindestens einen Zylinder 2 und einen in dem Zylinder 2 auf und ab beweglichen Kolben 3 auf. Die zur Verbrennung nötige Frisch- luft wird über einen Ansaugtrakt 4 in einen von dem Zylinder 2 und dem Kolben 3 begrenzten Brennraum 5 eingeleitet. Stromabwärts einer Ansaugöffnung 6 befinden sich in dem Ansaugtrakt 4 ein Luftmassensensor 7 zur Erfassung des Luftdurchsatzes im Ansaugtrakt 4, welcher als Maß für die Last der Brennkraftmaschine 1 angesehen werden kann, eine Drosselklappe 8 zur Steuerung des Luftdurchsatzes, ein Saugrohr 9 und ein Einlassventil 10, mittels dem der Brennraum 5 mit dem Ansaugtrakt 4 wahlweise verbunden oder getrennt wird.

Die Zündung der Verbrennung geschieht mittels einer Zündkerze 11. Die durch die Verbrennung erzeugte Antriebsenergie wird über eine Kurbelwelle 12 an den Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) übertragen. Ein Drehzahlsensor 13 erfasst die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1.

Die Verbrennungsabgase werden über einen Abgastrakt 14 der Brennkraftmaschine 1 abgeführt. Der Brennraum 5 wird mittels eines Auslassventils 15 mit dem Abgastrakt 14 wahlweise verbunden oder von diesem getrennt. Die Abgase werden in einem Abgasreinigungskatalysator 16 gereinigt. Im Abgastrakt 14 befindet sich ferner ein so genannter Lambda-Sensor 17 zur Messung des Sauerstoffgehalts im Abgas. Bei dem Lambda-Sensor 17 kann es sich dabei sowohl um einen binären Lambda-Sensor 17 als auch um einen linearen Lambda-Sensor 17 handeln.

Die Brennkraftmaschine 1 umfasst ferner eine Kraftstoffver- sorgungseinrichtung mit einem Kraftstofftank 18, einer Kraftstoffpumpe 19, einer Hochdruckpumpe 20, einem Druckspeicher 21 und zumindest einem steuerbaren Einspritzventil 22. Der Kraftstofftank 18 weist einen verschließbaren Einfüllstutzen 23 zum Einfüllen von Kraftstoff auf. Der Kraftstoff wird mit- tels der Kraftstoffpumpe 19 über eine Kraftstoffversorgungsleitung 24 dem Einspritzventil 22 zugeführt. In der Kraft- stoffversorgungsleitung 24 sind die Hochdruckpumpe 20 und der Druckspeicher 21 angeordnet. Die Hochdruckpumpe 20 hat die Aufgabe, dem Druckspeicher 21 den Kraftstoff mit hohem Druck zuzuführen. Der Druckspeicher 21 ist dabei als gemeinsamer Druckspeicher 21 für alle Einspritzventile 22 ausgebildet. Von ihm aus werden alle Einspritzventile 22 mit druckbeaufschlagtem Kraftstoff versorgt. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Brennkraftmaschine 1 mit Kraftstoffdi- rekteinspritzung, bei der der Kraftstoff mittels eines in den Brennraum 5 ragenden Einspritzventils 22 direkt in den Brennraum 5 eingespritzt wird. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Art der Kraftstoffeinspritzung beschränkt ist, sondern auch auf andere Ar- ten der Kraftstoffeinspritzung, wie beispielsweise Saugrohreinspritzung, anwendbar ist.

Die Brennkraftmaschine 1 weist ferner eine Tankentlüftungsvorrichtung auf. Zu der Tankentlüftungsvorrichtung gehört ein Kraftstoffdämpfespeicher 25, welcher beispielsweise als Aktivkohlebehälter ausgebildet ist und über eine Verbindungsleitung 26 mit dem Kraftstofftank 18 verbunden ist. Die in dem Kraftstofftank 18 entstehenden Kraftstoffdämpfe werden in den Kraftstoffdämpfespeicher 25 geleitet und dort von der Ak- tivkohle adsorbiert. Der Kraftstoffdämpfespeicher 25 ist über eine Entlüftungsleitung 27 mit dem Saugrohr 9 der Brennkraftmaschine 1 verbunden. In der Entlüftungsleitung 27 befindet sich ein steuerbares Tankentlüftungsventil 28. Ferner kann dem Kraftstoffdampfespeicher 25 über eine Beluftungsleitung 29 und ein optional darin angeordnetes steuerbares Beluf- tungsventil 30 Frischluft zugeführt werden. In bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine 1, insbesondere im Leerlauf oder bei Teillast, herrscht aufgrund des starken

Drosseleffekts durch die Drosselklappe 8 ein großes Druckgefalle zwischen der Umgebung und dem Saugrohr 9. Durch Offnen des Tankentluftungsventils und des Beluftungsventils 30 wahrend eines Tankentluftungszeitraums kommt es daher zu einem Spuleffekt, bei dem die in dem Kraftstoffdampfespeicher 25 gespeicherten Kraftstoffdampfe in das Saugrohr 9 geleitet werden und an der Verbrennung teilnehmen. Die Kraftstoffdampfe verursachen somit eine Veränderung der Zusammensetzung der Brenngase und der Abgase.

Der Brennkraftmaschine 1 ist eine Steuervorrichtung 31 zugeordnet, in welcher kennfeidbasierte Motorsteuerungsfunktionen (KFl bis KF5) softwaremaßig implementiert sind. Die Steuervorrichtung 31 ist mit samtlichen Aktuatoren und Sensoren der Brennkraftmaschine 1 über Signal- und Datenleitungen verbunden. Insbesondere ist die Steuervorrichtung 31 mit dem steuerbaren Beluftungsventil 30, dem steuerbaren Tankentluftungs- ventil 28, dem Luftmassensensor 7, der steuerbaren Drosselklappe 8, dem steuerbaren Einspritzventil 22, der Zündkerze 11, dem Lambda-Sensor 17, dem Drehzahlsensor 13 und einem Umgebungstemperatursensor 32 zur Messung der Umgebungstemperatur verbunden.

Teile der Brennkraftmaschine 1 und der Steuervorrichtung 31 bilden eine Lambda-Reglereinrichtung. Die Lambda-

Reglereinrichtung umfasst insbesondere den Lambda-Sensor 17, einen in der Steuervorrichtung 31 softwaremaßig implementierten Lambda-Regler 33, sowie die Einspritzventile 22 und deren Ansteuermechanismus, mit dem die Öffnungszeiten der Ein- spritzventile 22 gesteuert werden. Die Lambda- Reglereinrichtung bildet einen geschlossenen Lambda- Regelkreis und ist derart ausgestaltet, dass eine von dem Lambda-Sensor 17 erfasste Abweichung der Abgaszusammensetzung von einem vorgegebenen Lambda-Sollwert mittels einer Einspritzmengenkorrektur korrigiert wird. Wird wahrend des Tank- entluftungszeitraumes das Tankentluftungsventil 28 geöffnet, so strömen aufgrund des Druckgefalles Kraftstoffdampfe von dem Kraftstoffdampfespeicher 25 in den Ansaugtrakt 4 bzw. das Saugrohr 9 der Brennkraftmaschine 1. Diese Kraftstoffdampfe, deren Konzentration in der Ansaugluft zunächst unbekannt ist, fuhren zu einer Anfettung des Brenngemisches, d.h. zu einem Uberschuss an Kohlenwasserstoffen im Brenngas, und nach der Verbrennung zu einer entsprechenden Veränderung der Abgaszusammensetzung. Der von dem Lambda-Sensor 17 gemessene Lambda- Wert sinkt dadurch unter den Sollwert von beispielsweise Lambda=l ab. Es kommt also zu einer Regelabweichung, welche durch den Lambda-Regler 33 registriert und durch eine ent- sprechende Veränderung der Regler 33-Ausgangsgroße ausgeregelt wird. Dies geschieht durch Vorgabe einer entsprechenden Stellgroße an die Einspritzventile 22, wodurch die eingespritzte Kraftstoffmenge entsprechend so lange verändert wird, bis die Störung ausgeregelt ist. Dieser Vorgang wird im Folgenden als Einspritzmengenkorrektur bezeichnet.

Zur Reduzierung der wahrend des Tankentluftungszeitraums, insbesondere zu Beginn des Tankentluftungszeitraums, ausgestoßenen Schadstoffe ist eine exakte Berechnung der durch die Tankentluftung dem Brennraum 5 zusatzlich zugefuhrten Kraftstoffmenge notwendig. Dazu muss zunächst der Beladungsgrad des Kraftstoffdampfespeichers 25 mit Kraftstoffdampfen ermittelt werden. Zur Ermittlung des Beladungsgrads wird das Tankentluftungsventil 28 derart angesteuert, dass sich ein gerin- ger aber definierter Durchfluss einstellt. Dies kann beispielsweise durch ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal erfolgen. Die dadurch verursachte Änderung des Brenngemisches fuhrt auch zu einer Veränderung der Abgaszusammensetzung, was durch den Lambdasensor 17 bzw. den Lambdaregler 33 regist- riert wird. Das Offnen des Tankentluftungsventils 28 fuhrt zu einer Abweichung des Ausgangswerts des Lambdareglers 33 bzw. des Lambdasensors 17 im Vergleich zum Zeitpunkt vor dem Offnen des Tankentluftungsventils 28. Der Ausgangswert des Lamb- dareglers 33 oder alternativ des Lambdasensors 17 vor dem Offnen des Tankentluftungsventils 28 wird im Folgenden als Referenzwert bezeichnet. Die Differenz zwischen dem Ausgangswert des Lambdareglers 33 bzw. des Lambdasensors 17 nach dem Offnen des Tankentluftungsventils und dem Referenzwert wird dazu verwendet, um mittels eines physikalischen Modells den Beladungsgrad des Kraftstoffdampfespeichers 25 zu ermitteln.

In Figur 2 ist ein Ausfuhrungsbeispiel eines Verfahrens zum Steuern einer Brennkraftmaschine in Form eines Ablaufdiagramms dargestellt.

Zeitnah nach dem Start der Brennkraftmaschine 1 wird das Verfahren in Schritt 200 gestartet. Anschließend wird in Schritt 201 geprüft, ob ein stationärer Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 vorliegt. Der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 wird dabei beispielsweise durch die Drehzahl der Kurbelwelle 12 und den Frischluftmassenstrom im Ansaugtrakt 4, nachfolgend als Last bezeichnet, definiert. Der Betriebspunkt wird als stationär angesehen, wenn die Drehzahl und die Last über einen gewissen Zeitraum konstant sind oder sich innerhalb eines schmalen vorgegebenen Bereichs andern. Liegt kein stationärer Betriebspunkt vor, so wird die Abfrage 201 wiederholt .

Bei Vorliegen eines stationären Betriebspunkts wird in Schritt 202 geprüft, ob eine Bedingung zur Aktualisierung des Referenzwertes erfüllt ist. Wie oben bereits kurz erwähnt wurde, dient der Referenzwert als Basis für die Ermittlung des Beladungsgrades des Kraftstoffdampfespeichers 25. Der Referenzwert soll ein Maß für die Zusammensetzung des Abgases der Brennkraftmaschine wahrend des Tankentluftungszeitraums aber noch vor dem Offnen des Tankentluftungsventils 28 darstellen. Im Folgenden wird als Referenzwert beispielhaft der Ausgangswert des Lambdareglers 33 herangezogen.

Ist die Bedingung zur Aktualisierung des Referenzwertes erfüllt, so wird im Schritt 204 der Ausgangswert des Lambdareg- lers 33 neu eingelesen, in der Steuervorrichtung abgespeichert und ersetzt dort den bisher gültigen Referenzwert.

Ist die Bedingung zur Aktualisierung des Referenzwerts nicht erfüllt, so wird in Schritt 203 der in der Steuervorrichtung 31 abgespeicherte bisherige Referenzwert beibehalten.

Sowohl von Schritt 204 als auch von Schritt 203 wird mit Schritt 205 fortgefahren, in dem ein Offnungszeitraum zum Offnen des Tankentluftungsventils 28 in Abhängigkeit von zumindest einer Große ermittelt wird. Der Offnungszeitraum gibt die Zeitspanne vor, innerhalb welcher das Tankentluftungsven- til 28 von einem geschlossenen Zustand bis zum Erreichen eines vorgegebenen Durchflusssollwertes am Tankentluftungsven- til 28 geöffnet wird. Diese kontinuierliche Steigerung des Offnungsgrads des Tankentluftungsventils 28 wird auch als Offnungsrampe oder Auframpen des Tankentluftungsventils 28 bezeichnet. Dies bedeutet, dass bei sehr kurzem Offnungszeitraum das Tankentluftungsventil 28 sehr schnell bis zum Errei- chen des Durchflusssollwertes geöffnet wird, wogegen bei einem sehr langen Offnungszeitraum das Tankentluftungsventil 28 sehr langsam bis zum Erreichen des Durchflusssollwertes geöffnet wird.

In Schritt 206 werden nun das Tankentluftungsventil 28 gemäß dem im Schritt 205 ermittelten Offnungszeitraums bis zum Erreichen des Durchflusssollwertes geöffnet. Gleichzeitig wird schon zu Beginn des Offnens des Tankentluftungsventils 28, das heißt zu Beginn des Offnungszeitraums, der Beladungsgrad des Kraftstoffdampfespeichers berechnet. Je nach Ergebnis der Abfrage im Schritt 202 basiert die Berechnung des Beladungsgrades entweder auf dem aktualisierten Referenzwert oder auf dem bisherigen Referenzwert. Wie weiter oben schon erwähnt wurde, wird zur Berechung des Beladungsgrads die Differenz zwischen dem Referenzwert, das heißt dem Ausgangswert des

Lambdareglers 33 vor Offnen des Tankentluftungsventils 28 und dem Ausgangswert des Lambdareglers 33 nach dem Offnen des Tankentluftungsventils 28 bei einem definierte, vorgegebenen Durchfluss am Tankentluftungsventil ermittelt. Daraus kann über ein physikalisches Modell auf den Beladungsgrad des Kraftstoffdampfespeichers geschlossen werden. Unter Kenntnis des Beladungsgrads kann dann, ebenfalls unter Zugrundelegung eines physikalischen Modells, in Abhängigkeit vom Offnungs- grad des Tankentluftungsventils die durch die Tankentluftung dem Brennraum 5 zusatzlich zugefuhrte Kraftstoffmenge berechnet werden. Diese Kraftstoffmenge wird bei der Ermittlung der über die Einspritzventile 22 zugemessenen Kraftstoffmenge be- rucksichtigt .

Im Schritt 207 wird überprüft, ob der berechnete Beladungswert plausibel ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der berechnete Beladungswert mit vorgege- benen Grenzwerten verglichen wird. Wird in Schritt 207 festgestellt, dass der berechnete Beladungswert unplausibel ist, beispielsweise aufgrund eines Rechenfehlers, so wird mit Schritt 202 fortgefahren, wodurch es zu einer erneuten Berechnung des Beladungsgrads kommt.

Wird der Beladungsgrad in Schritt 207 jedoch als plausibel bewertet, so wird mit Schritt 208 fortgefahren, in dem die Kraftstoffmenge berechnet wird, welche dem Brennraum 5 durch Einleiten der Kraftstoffdampfe in den Luftansaugtrakt 4 durchgeführt wird.

In Schritt 209 wird dann die mittels des Einspritzventils zugemessene Kraftstoffmenge basierend auf der im Schritt 209 berechneten Kraftstoffmenge korrigiert. Dadurch wird sicher- gestellt, dass selbst durch Zuleitung von Kraftstoffdampfen aufgrund der Tankentluftung das Luft/Kraftstoffverhaltnis derart eingestellt wird, dass sich eine gunstige Verbrennung bei gleichzeitiger Reduzierung der Schadstoffe ergibt. Das Verfahren kann anschließend mit Schritt 200 wiederholt oder alternativ beendet werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (1), welche aufweist: - einen Kraftstofftank (18), einen Kraftstoffdampfespeicher (25) zur Speicherung von Kraftstoffdampfen, welche dem Kraftstofftank (18) entweichen, ein steuerbares Tankentluftungsventil (28), welches in einer Verbindungsleitung (27) zwischen dem Kraftstoffdampfespeicher (25) und einem Luftansaugtrakt (4) der Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist, um wahrend eines Tankentluftungszeitraums Kraftstoffdampfe von dem Kraftstoffdampfespeicher (25) in den Luftansaugtrakt (4) einzuleiten, mindestens ein Einspritzventil (22), welches mit dem Kraftstofftank (18) gekoppelt ist und mittels dem Kraftstoff zugemessen werden kann, wobei gemäß dem Verfahren wahrend des Tankentluftungszeit- raums vor dem Offnen des Tankentluftungsventils (28) bei Erfüllung einer Bedingung ein Referenzwert, welcher ein Maß für die Zusammensetzung des Abgases der Brennkraftmaschine (1) darstellt und welcher der Bestimmung eines Beladungsgrades des Kraftstoffdampfespeichers (25) zugrunde gelegt wird, aktualisiert wird, und ansonsten der bisherige Referenzwert beibehalten wird, vor dem Offnen des Tankentluftungsventils (28) in Abhängigkeit von zumindest einer Große eine Offnungszeitspan- ne ermittelt wird, innerhalb welcher das Tankentluf- tungsventil (28) von einem geschlossenen Zustand bis zum Erreichen eines vorgegebenen Durchfluss-Sollwertes geöffnet wird, das Tankentluftungsventil (28) derart angesteuert wird, dass der Durchfluss bis zum Ende der ermittelten Off- nungszeitspanne den Durchfluss-Sollwert erreicht, der Beladungsgrad des Kraftstoffdampfespeichers (25) basierend auf dem Referenzwert berechnet wird, basierend auf dem Beladungsgrad eine Kraftstoffmenge berechnet wird, welche einem Brennraum (5) der Brennkraftmaschine (1) durch Einleiten der Kraftstoffdampfe in den Luftansaugtrakt (4) zugeführt wird, - die mittels des Einspritzventils (22) zuzumessende

Kraftstoffmenge basierend auf der berechneten Kraftstoffmenge korrigiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bedingung dann er- füllt ist, wenn zu Beginn des Tankentluftungszeitraums eine aktuelle Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) vom dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1), an dem der bisherige Referenzwert ermittelt wurde, abweicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bedingung dann erfüllt ist, wenn zu Beginn des Tankentluftungszeitraums der aktuelle Referenzwert vom dem bisherigen Referenzwert abweicht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei es sich bei dem Referenzwert um einen Ausgangswert eines der Brennkraftmaschine (1) zugeordneten Lambda-Reglers (33) handelt.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei es sich bei dem Refe- renzwert um einen Ausgangswert eines Lambda-Sensors (17) der Brennkraftmaschine (1) handelt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Große um die Zeitdauer handelt, welche seit dem letzten Tank- entluftungszeitraum vergangen ist, und die Offnungszeit- spanne umso großer ist, je langer die Zeitdauer ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Große um einen ersten Betrag handelt, um welchen der aktuelle Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) zu Beginn des Tankentluftungszeitraums vom dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) zu Beginn des vorhergehenden Tankentluftungszeitraums abweicht, und die Offnungszeit- dauer umso großer ist, je großer der erste Betrag ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Große um den Differenzbetrag der Umgebungstemperatur der

Brennkraftmaschine (1) wahrend des vorhergehenden Tankentluftungszeitraums und des aktuellen Tankentluftungszeitraums handelt, und die Offnungszeitdauer umso großer ist, je großer der Differenzbetrag ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor der Berechnung der Kraftstoffmenge der berechnete Beladungsgrad plausibili- siert wird und der Schritt des Ansteuerns des Tankentluftungsventils (28) und der Berechnung des Beladungs- grads wiederholt wird, falls der berechnete Beladungsgrad als unplausibel beurteilt wird.

10. Brennkraftmaschine (1) mit einem Kraftstofftank (18), - einem Kraftstoffdampfespeicher (25) zur Speicherung von Kraftstoffdampfen, welche dem Kraftstofftank (18) entweichen, einem steuerbaren Tankentluftungsventil (28), welches in einer Verbindungsleitung (27) zwischen dem Kraftstoff- dampfespeicher (25) und einem Luftansaugtrakt (4) der

Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist, um wahrend eines Tankentluftungszeitraums Kraftstoffdampfe von dem Kraftstoffdampfespeicher (25) in den Luftansaugtrakt (4) einzuleiten, - mindestens einem Einspritzventil (22), welches mit dem

Kraftstofftank (18) gekoppelt ist und mittels dem Kraftstoff zugemessen werden kann, und einer Steuereinrichtung (31), welche derart ausgebildet ist, dass wahrend des Tankentluftungszeitraums - vor dem Offnen des Tankentluftungsventils (28) bei

Erfüllung einer Bedingung ein Referenzwert, welcher ein Maß für die Zusammensetzung des Abgases der Benn- kraftmaschine (1) darstellt und welcher der Bestim- mung eines Beladungsgrades des Kraftstoffdampfespei- chers (25) zugrunde gelegt wird, aktualisiert wird, und ansonsten der bisherige Referenzwert beibehalten wird, - vor dem Offnen des Tankentluftungsventils (28) in

Abhängigkeit von zumindest einer Große eine Offnungs- zeitspanne ermittelt wird, innerhalb welcher das Tankentluftungsventil (28) von einem geschlossenen Zustand bis zum Erreichen eines vorgegebenen Durch- fluss-Sollwertes geöffnet wird,

- das Tankentluftungsventil (28) derart angesteuert wird, dass der Durchfluss bis zum Ende der ermittelten Zeitspanne den Durchfluss-Sollwert erreicht,

- der Beladungsgrad des Kraftstoffdampfespeichers (25) basierend auf dem Referenzwert berechnet wird,

- basierend auf dem Beladungsgrad eine Kraftstoffmasse berechnet wird, welche einem Brennraum (5) der Brennkraftmaschine (1) zugeführt wird,

- die mittels dem Einspritzventil (22) zugemessene Kraftstoffmenge basierend auf der berechneten Kraftstoffmenge korrigiert wird.