WO2009086956A2 - Control device and control method and internal combustion engine comprising the same - Google Patents

Control device and control method and internal combustion engine comprising the same Download PDF

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WO2009086956A2
WO2009086956A2 PCT/EP2008/064523 EP2008064523W WO2009086956A2 WO 2009086956 A2 WO2009086956 A2 WO 2009086956A2 EP 2008064523 W EP2008064523 W EP 2008064523W WO 2009086956 A2 WO2009086956 A2 WO 2009086956A2
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operating state
control device
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internal combustion
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Erwin Bauer
Dietmar Ellmer
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Continental Automotive Gmbh
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    • F02D41/2477—Methods of calibrating or learning characterised by the method used for learning

Definitions

  • the invention relates to a control device and a control method for an internal combustion engine, which is operable in at least two operating states, wherein measured variable detection means are provided which detect at least one measured variable.
  • the operating states of the internal combustion engine may be, for example, an operating state with stoichiometric combustion, an operating state with lean stratified operation, an operating state with auto-ignition or an operating state with spark ignition.
  • Internal combustion engines with a control device of the generic type are usually used for mobile applications in vehicles.
  • the object of the present invention is therefore to specify a method and a device with which an excessively high number of switching operations from a first operating state to a second operating state is to be prevented. Furthermore, the object of the present invention is to provide a method for adjusting the control parameters, which detects switching errors and avoids and thereby increases the safety during the switching process and avoids damage to the internal combustion engine.
  • the object is achieved according to the invention by a control unit for an internal combustion engine which is operable in at least two operating states, wherein measured quantity detection means are provided which detect at least one measured variable and operating state prediction means are provided to predict an operating state to be selected in the future from the determined measured variables , Furthermore, the solution of the object in a method for operating an internal combustion engine, which is operable in at least two operating states, which includes at least the following steps: detecting at least one measured variable and Predicting a future operating state to be selected from the determined measured variable
  • the object is achieved in a control device for an internal combustion engine, which is operable in at least two operating states, whereby measured quantity detection means are provided which detect at least one measured variable and at least one map matrix is provided, in which a plurality of values at least a plurality of values for at least one parameter, which characterizes the operating state, and the plurality of values for at least one parameter can be changed as a function of the output of the measured variable detection means by means of adaptation means.
  • this object is achieved by a method for operating an internal combustion engine, which comprises at least the following steps: assigning a value for at least one parameter, which characterizes the operating state, from a plurality of stored values, detecting at least one measured variable and changing at least one value the plurality of stored values for at least one parameter depending on the measurand.
  • the measured variables, from which an operating state to be selected in the future can be predicted include in particular a selected driving step, the loading state, the speed, the driver behavior, the terrain topography (incline and gradient) and further information about the selected driving route (driver information system), the temperature of Not a word- oil and cooling water, the engine speed, the torque output, the torque that can be achieved, the exhaust gas composition, the number of operating hours and / or the intake air mass.
  • a derivation of these quantities can be recorded after the time.
  • Most of these parameters can be detected by sensors that are already present in the vehicle, such as ABS sensors, temperature and acceleration sensors, rotation rate sensors, air mass meter or the output signal of a lambda probe.
  • Data from a navigation system can also be added in order, for example, to incorporate an official speed limit or a street category into the operating state prediction, such as for example motorway, country road or local road.
  • gradients or gradients can be detected early.
  • a long-term driving profile can be determined, which represents the typical use of the internal combustion engine to be controlled.
  • other parameters can also be calculated from measured data. For example, it can be concluded from the maintenance interval on the oil quality.
  • a plurality of the above-mentioned measured variables is preferably determined and combined into an operating state.
  • a memory in the control unit a plurality of operating states and their usual sequence is stored. By comparing the present operating state with the stored operating state sequence, the expected next operating state can be predicted.
  • the following parameters are adapted: position of the exhaust gas recirculation valve, intake valve lift, exhaust valve lift, intake valve phase angle, exhaust valve phase angle, ignition timing, ignition energy, injection timing, injection quantity, number of injections per engine cycle, compression and / or throttle position , It will be understood by those skilled in the art that these parameters are given by way of example only. In some cases, further actuators may be added to influence the engine, or some of the above-mentioned manipulated variables may be kept constant. In particular, an internal exhaust gas recirculation can also be achieved via the adjustment of the intake and exhaust valve phase angle. Furthermore, by adjusting the injection time, injection quantity and number of injections, the effective ignition energy can also be adjusted in the self-igniting operating state.
  • control unit has a map matrix, in which a plurality of values of at least one measured variable is assigned a plurality of values for at least one parameter, the parameter serving at least for partial characterization of an operating state.
  • a map matrix in which a plurality of values of at least one measured variable is assigned a plurality of values for at least one parameter, the parameter serving at least for partial characterization of an operating state.
  • the controller In order to select a value from the plurality of stored values for each parameter and each operating state, the controller is configured to encode a determined probability for a future operating state to be selected in a plurality of masking bits. The value to be applied to a parameter is then read out of the controller by logically linking the mask bit to the values of the array matrix.
  • the logical link is in particular an "AND" link.
  • another characteristic field is stored in the control unit for encoding the determined probability into a plurality of masking bits, in which possible values for a plurality of masking bits are each assigned a probability for a value of a parameter which characterizes an operating state.
  • a plurality of masking bits can be read out for each parameter to be changed and each operating state, which in turn then determine a specific value by means of a logical combination of the value ranges. In a particularly advantageous manner, this allows a different probability for an adjustment of several parameters to be taken into account at the same time.
  • probabilities can be mapped to a plurality of masking bits which have no uniform distribution.
  • the number of masking bits of the number of data bits such as 8, 16, or any other number.
  • the invention proposes to overwrite the plurality of values for at least one parameter stored in the control unit with new values during operation of the internal combustion engine, provided that the old, stored values have proved to be inaccurate.
  • it is proposed to control the switching by detecting measured variables and to take different measures depending on the severity of a detected error. These measures may include a blocking of an operating state in predeterminable cases.
  • this operating state can be targeted by the engine control unit if the corresponding measured values are applied. If a fault-free operation results, a corresponding code can be stored in the engine control unit, which temporarily or permanently releases the operating state for these measured values. In the case of a temporary release, the engine control unit can be set up to lock the operating state at this value of a measured variable, provided that a system change has been detected. This system change can result, for example, from a change in the oil temperature, the oil pressure, the oil quality or the fuel quality. A change in the fuel quality is usually a refueling.
  • a change in oil quality may be due to an oil change, but also by diluting the oil with fuel or by prolonged use of the oil.
  • a drop in oil pressure can be caused, for example, by a dirty oil filter, by deposits in the oil passages, by leaks or defects in the oil pump.
  • this list of possible system changes is incomplete. constantly. Depending on the parameter to be adjusted, further system-relevant variables may be added.
  • the control path behavior between the first and the second operating state is further proposed to detect the control path behavior between the first and the second operating state by monitoring the switching process from a first operating state to a second operating state and to store new values for the relevant parameters in the control device if the control path behavior deviates from a predefinable nominal behavior .
  • the system supply energy level In the case of an oil-hydraulic system, for example an electrohydraulic valve lift changeover, the oil pressure can be changed by way of a controllable oil pump in order to enable the changeover in a shorter or longer time.
  • the system supply energy level and thus the control path behavior can be adjusted by increasing or decreasing the supply voltage.
  • an analysis device can also be provided, which analyzes a changed control path behavior according to frequency and / or local occurrence. In this case, it can be detected, for example, whether a certain deviation of the control path behavior occurs in a multi-cylinder engine only at individual cylinders. In this case, measures can be taken which only affect the cylinders concerned. Also, trigger thresholds can be introduced so that single, rare errors are ignored. Only when accumulation of waste Variations in the control path behavior, measures are taken against these deviations. This avoids frequent overwriting of the values in the map matrices of the control unit.
  • control unit If the control unit recognizes severe deviations of the control path behavior, for example a changeover, which is not executed at all, it can prevent further switchover operations over the entire operating range of the internal combustion engine. In this case, the user is also preferably informed, for example via a warning light. Furthermore, the detected error can be stored in a fault memory, where it can be read by service personnel.
  • FIG. 1 shows an example of an assignment of 256 values of a parameter which serves to determine the operating state of the internal combustion engine as a function of 6 selectable driving steps.
  • FIG. 2 shows the assignment of a probability value to a masking byte.
  • Figure 3 shows the "AND" linking of data and mask bytes.
  • FIG. 4 shows data bytes for various parameters as a function of the operating parameter.
  • FIG. 5 shows the assignment of one switching probability each time to the value of a masking byte for four different parameters.
  • FIGS. 6 to 7 show examples of characteristic diagrams which enable or block self-igniting operation of the internal combustion engine as a function of torque and rotational speed.
  • FIG. 9A shows a flow chart of a procedure in which switching errors between a first operating state and a second operating state are detected and eliminated.
  • Figure 9B shows examples of different error statistics that can be used to locate a switching error.
  • a motor vehicle with an internal combustion engine which has a first operating state with spark ignition and comparatively high power output, and a second operating state with auto-ignition and comparatively low power output for the part-load operation. Both operating states differ by the phase angle of the intake and exhaust side camshaft, the valve lift, the injection quantity, the injection timing, the number of injections, the compression and other parameters.
  • the ignition angle must be adjusted before switching to a later ignition when the throttle valve is opened at the same time in order to achieve a torque-neutral and smooth transition to be able to.
  • the duration of the switching process so no consumption and emission-optimized operation of the internal combustion engine can be maintained.
  • unnecessary switching operations are to be avoided in order to keep the proportion of inefficient switching time to the total operating time of the internal combustion engine low and thereby operate the internal combustion engine as efficiently as possible.
  • Figure 1 the concept is exemplified by a measured variable, namely the inserted gear, explained.
  • each gear is a byte with 256 different switching states.
  • 0 that the currently applied operating state is not switched. 1, however, means a changeover of the operating state.
  • the vehicle is moved in urban traffic with isolated stop-and-go phases.
  • the current status is that the vehicle accelerates sharply in first gear.
  • a comparatively large engine power is necessary, so the internal combustion engine is in the spark-ignited operating state with full valve lift.
  • the control unit Based on this actual state, the control unit must decide whether this operating state should be retained or whether a switch to the self-igniting part-load operation should be made.
  • the following scenarios are stored in the control unit and can be called up:
  • Variant 1 with an arrival probability of approx. 90%, a speedy change of the driving gear to the second gear with subsequent, further acceleration takes place.
  • Variant 2 with a probability of arrival of 10%, the vehicle is in turn delayed, either because of a traffic jam or a stop signal.
  • the probability of the arrival of the predetermined prediction is encoded in a masking byte.
  • a probability between 1.0 and 0.7 is coded with a logical 0, probabilities between 0.5 and 0.15 with a logical 1.
  • the masking byte of FIGURE 2 is linked to the data byte 1 of FIGURE 1 by a logical "AND" linkage, thus resulting in a logical probability of 90% for variant 1 in the exemplary embodiment, ie, a switchover does not occur logical link is shown in FIG.
  • FIG. 4 shows the respective data bytes as a decimal value in FIG. 4 in order to increase the clarity.
  • the map of Figure 4 thus indicates for each gear, which parameters are to be adjusted when changing the operating state and how large this adjustment should fail.
  • the dependence of the parameters of further measured variables can be stored in further maps of the type shown in Figure 4. After adjusting the parameters, possibly changed measured values result, which in turn lead to other parameter adjustments.
  • a masking byte is required for each value to be selected for each parameter.
  • This can preferably be obtained from a map matrix according to FIG. In Figure 5, eight different values of a masking byte are plotted on the x-axis. Above this there is a probability value for each parameter to be adapted, which is assigned to the corresponding masking byte. This probability value may be different for a variety of parameters. Thus, the assignment according to FIG. 5 can also be used if there is no uniform distribution of the probability values for different parameters.
  • the map matrix of Figure 5 allows to map complex associations and links with only a few bytes. Spanning memory-intensive maps is not necessary. The simplicity of the structure ensures fast access on the part of the processor.
  • the maps of Figure 4 and Figure 5 are easy to adapt to changing operating conditions. An example of such an adaptation is made below.
  • the possible operating range for an operating state with partial load and auto-ignition is to be represented.
  • the special feature is that the fuel quality is not known directly after refueling. Therefore, there are detection means in the control unit, which recognize a refueling operation. This refueling process is considered a disturbance variable, which may change the system behavior.
  • the second operating state is disabled.
  • the robust operating range is a torque output of 75 Nm at a speed of 2000 rpm.
  • the controller outside the robust core area automatically switches to the second operating state on a favorable occasion, cf. FIG. 7.
  • the engine control unit has a
  • an electrohydraulic valve lift changeover is used for this purpose.
  • a valve lift switching is known from the prior art.
  • a Locking element is actuated by means of oil pressure against a spring in a shift rod plunger or a shift rocker arm and so, according to the activation or deactivation state, can be switched between two different valve elevation curves.
  • a solenoid valve in the oil circuit is energized, which then opens.
  • the oil pressure builds up and the locking element moves against the spring until the locking process is completed.
  • the solenoid valve the oil pressure breaks down via a bypass line.
  • the locking element slides by spring force back to its original position.
  • control path behavior is monitored by sensors from the control unit.
  • the camshaft phase angle or the valve lift can be measured before and after the switching operation.
  • Other variables such as the cylinder pressure or the intake air mass, can also be used for detection. If a deviation from the desired control path behavior occurs, this is assigned to a cylinder as shown in FIG. 9B and stored as an error. Single, rarely occurring errors are ignored.
  • FIG. 9B shows two examples of an error frequency which requires intervention.
  • Example 1 errors were detected on the second cylinder during several switching operations. The switching of the other cylinders of the internal combustion engine, however, works without errors. From this it can be concluded that there is a cylinder-specific error.
  • example 2 according to FIG. 9B errors occur on all cylinders at different frequencies. From such a distribution function, the controller can close to a general error.
  • FIG. 9A shows a flow chart which illustrates the error handling in the control unit.
  • the severity of the error that has occurred is determined. In this case, either the time of the actual switchover can deviate from the desired time or the switchover can not take place. The case of failure to switch is considered a serious error. In this case, the stroke switching is completely disabled. The user may be notified of this error by a visual or audible signal.
  • the error can also be stored in a fault memory of the control unit, where it can be read by the service personnel.
  • this error is preferably included in an error statistic, as illustrated by way of example in FIG. 9B.
  • the so-called reference cylinder this is the cylinder on which a switching operation corresponding to the firing order of the internal combustion engine is performed first, be changed.
  • the control unit attempts to permanently avoid the switching errors. For this purpose, it must first be decided whether it is a cylinder-specific error or a general switching problem of the internal combustion engine. In the case of a cylinder-specific error, the affected cylinder is blocked as a reference cylinder. This has the advantage that the conspicuous cylinder has at least one segment more time to the switching process of a first Operating state to perform in a second operating state.
  • the electrical pulse may be given to switch to earlier.
  • the oil pressure can be raised or lowered at the next changeover to achieve a shorter or longer shift time.
  • a controllable oil pump can be controlled in order to deliver the desired outlet pressure.
  • the switchover can also be limited to operating areas in which a specific, specifiable oil pressure is available.
  • the error statistics are deleted and the action taken is checked at the next switchover. If the switching error is not resolved, further measures can be taken. For example, the switching time and / or the oil pressure can be further changed. In some cases, other parameters can also be adjusted.
  • the stroke switchover is disabled and the user is made aware of the malfunction, for example by an optical or acoustic signal. If the measures taken have sustainably improved the switching behavior, the new parameters are stored in the control unit, in which the corresponding data bits in the assigned characteristic field are overwritten with new values. In this way, unwanted switching errors can be reliably prevented by adapting fewer data bits.

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Abstract

The invention relates to a control device and a control method for an internal combustion engine which can be operated in at least two operating states, measurement variable detection means detecting at least one measurement variable and operating state prediction means being adapted to predict an operating state to be selected in the future, using the detected measurement variables. The invention further relates to a control device and a control method for an internal combustion engine which can be operated in at least two operating states. A measurement variable detection means detects at least one measurement variable and at least one characteristic matrix in which a plurality of values of at least one measurement variable is associated with a plurality of values for at least one parameter characterizing the operating state and the plurality of values for at least one parameter is modifiable depending on the output of the measurement detection means, using adaptation means.

Description

Beschreibungdescription
Steuergerät und Steuerverfahren sowie damit ausgestattete BrennkraftmaschineControl unit and control method and thus equipped internal combustion engine
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät und ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine, welche in mindestens zwei Betriebszuständen betreibar ist, wobei Messgrößen- erfassungsmittel vorgesehen sind, welche mindestens eine Messgröße erfassen. Bei den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine kann es sich beispielsweise um einen Betriebszustand mit stöchiometrischer Verbrennung, einen Betriebszustand mit magerem Schichtbetrieb, einem Betriebszustand mit Selbstzündung oder einem Betriebszustand mit Fremdzündung handeln. Brennkraftmaschinen mit einem Steuergerät der gattungsbildenden Art werden üblicherweise für mobile Anwendungen in Fahrzeugen eingesetzt.The invention relates to a control device and a control method for an internal combustion engine, which is operable in at least two operating states, wherein measured variable detection means are provided which detect at least one measured variable. The operating states of the internal combustion engine may be, for example, an operating state with stoichiometric combustion, an operating state with lean stratified operation, an operating state with auto-ignition or an operating state with spark ignition. Internal combustion engines with a control device of the generic type are usually used for mobile applications in vehicles.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine auszustatten, bei welcher im Volllastbetrieb das Kraftstoff-/Luftgemisch mittels einer Zündkerze fremdgezündet wird. Im Teillastbetrieb werden die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine geändert, sodass das Kraftstoff-/Luftgemisch aufgrund des bei der Kompression ent- stehenden Temperaturanstiegs selbst zündet.From the prior art it is known to equip a motor vehicle with an internal combustion engine, in which the fuel / air mixture is externally ignited by means of a spark plug in full load operation. In partial load operation, the operating parameters of the internal combustion engine are changed so that the fuel / air mixture ignites itself due to the rise in temperature resulting from the compression.
Zur Realisierung dieser unterschiedlichen Betriebsarten werden bestimmte Komponenten der Brennkraftmaschine angepasst. Beispiele für die anzupassenden Komponenten sind die Phasen- winkel der einlass- und auslassseitigen Nockenwellen, eineTo realize these different modes of operation, certain components of the internal combustion engine are adapted. Examples of the components to be adjusted are the phase angles of the intake and exhaust side camshafts, a
Gaswechselventilhubumschaltung, eine äußere Abgasrückführein- richtung oder Zeitpunkt und Menge der Kraftstoffeinspritzung. Bei jeder Umschaltung von einem Betriebszustand in den anderen Betriebszustand sind die Betriebsparameter einer Vielzahl dieser Komponenten in der richtigen Reihenfolge und zum richtigen Zeitpunkt anzupassen. Ziel des Betriebsartenwechsels ist es, bei jedem Betriebspunkt, d.h. bei jedem geforderten Drehmoment, die maximale Effizienz in Bezug auf Kraftstoff- verbrauch, Schadstoffausstoß, Leistungsentfaltung, Fahrbarkeit und Komfort zu erreichen. Nachteilig ist jedoch, dass für die Dauer des Umschaltprozesses selbst kein verbrauchs- und/oder emissionsoptimierter Motorbetrieb aufrecht erhalten werden kann. Bei einer Vielzahl von Umschaltvorgängen ist daher der Anteil der Betriebszeit mit einem Umschaltvorgang an der Gesamtbetriebszeit vergleichsweise hoch. Dadurch wird der angestrebte Vorteil, der sich dadurch ergibt, dass die Brennkraftmaschine permanent im günstigsten Betriebsmodus betrie- ben wird, wieder zunichte gemacht.Gas exchange valve lift, an external exhaust gas recirculation device or timing and amount of fuel injection. Each time a changeover from one operating state to the other operating state, the operating parameters of a plurality of these components have to be adapted in the correct sequence and at the right time. The aim of the mode change is, at each operating point, ie at each required torque, the maximum efficiency with respect to fuel consumption, pollutant emissions, power delivery, drivability and comfort. The disadvantage, however, is that no consumption- and / or emission-optimized engine operation can be maintained for the duration of the switching process itself. In a plurality of switching operations, therefore, the proportion of the operating time with a switching operation in the total operating time is comparatively high. As a result, the desired advantage, which results from the fact that the internal combustion engine is operated permanently in the most favorable operating mode, is canceled out again.
Weiterhin besteht bei der Anpassung einer Vielzahl von Motorkomponenten die Gefahr von Umschaltfehlern, welche aus Gründen des Komforts, der Emissionen und des Bauteilschutzes ver- mieden werden sollen.Furthermore, the adaptation of a large number of engine components involves the risk of switching errors, which should be avoided for reasons of comfort, emissions and component protection.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welcher eine übermäßig hohe Vielzahl von Umschaltvorgängen von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand verhindert werden soll. Weiterhin besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Anpassung der Ansteuerparameter anzugeben, welches Umschaltfehler erkennt und vermeidet und dadurch die Sicherheit beim Umschaltvorgang steigert und eine Beschädigung der Brennkraftmaschine vermeidet.The object of the present invention is therefore to specify a method and a device with which an excessively high number of switching operations from a first operating state to a second operating state is to be prevented. Furthermore, the object of the present invention is to provide a method for adjusting the control parameters, which detects switching errors and avoids and thereby increases the safety during the switching process and avoids damage to the internal combustion engine.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, welche in mindestens zwei Be- triebszuständen betreibbar ist, wobei Messgrößenerfassungs- mittel vorgesehen sind, welche mindestens eine Messgröße erfassen und Betriebszustandsvorhersagemittel dazu vorgesehen sind, aus den ermittelten Messgrößen einen zukünftig zu wählenden Betriebszustand vorauszusagen. Weiterhin besteht die Lösung der Aufgabe in einem Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, welche in mindestens zwei Betriebs- zuständen betreibbar ist, welches zumindest die folgenden Schritte enthält: Erfassen von mindestens einer Messgröße und Voraussagen eines zukünftig zu wählenden Betriebszustandes aus der ermittelten MessgrößeThe object is achieved according to the invention by a control unit for an internal combustion engine which is operable in at least two operating states, wherein measured quantity detection means are provided which detect at least one measured variable and operating state prediction means are provided to predict an operating state to be selected in the future from the determined measured variables , Furthermore, the solution of the object in a method for operating an internal combustion engine, which is operable in at least two operating states, which includes at least the following steps: detecting at least one measured variable and Predicting a future operating state to be selected from the determined measured variable
Darüber hinaus besteht die Lösung der Aufgabe in einem Steu- ergerät für eine Brennkraftmaschine, welche in mindestens zwei Betriebszuständen betreibbar ist, wobei Messgrößen- erfassungsmittel vorgesehen sind, welche mindestens eine Messgröße erfassen und mindestens eine Kennfeldmatrix vorgesehen ist, bei welcher einer Mehrzahl von Werten mindestens einer Messgröße eine Mehrzahl von Werten für mindestens einen Parameter, welcher den Betriebszustand kennzeichnet, zugeordnet ist und die Mehrzahl von Werten für mindestens einen Parameter in Abhängigkeit der Ausgabe der Messgrößenerfassungsmittel durch Adaptionsmittel änderbar ist. Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gelöst, welches zumindest die folgenden Schritte enthält: Zuordnen eines Wertes für mindestens einen Parameter, welcher den Betriebszustand kennzeichnet, aus einer Mehrzahl von gespeicherten Werten, Erfassen mindestens einer Messgröße und Ändern mindestens eines Wertes aus der Mehrzahl von gespeicherten Werten für mindestens einen Parameter in Abhängigkeit der Messgröße.In addition, the object is achieved in a control device for an internal combustion engine, which is operable in at least two operating states, whereby measured quantity detection means are provided which detect at least one measured variable and at least one map matrix is provided, in which a plurality of values at least a plurality of values for at least one parameter, which characterizes the operating state, and the plurality of values for at least one parameter can be changed as a function of the output of the measured variable detection means by means of adaptation means. Furthermore, this object is achieved by a method for operating an internal combustion engine, which comprises at least the following steps: assigning a value for at least one parameter, which characterizes the operating state, from a plurality of stored values, detecting at least one measured variable and changing at least one value the plurality of stored values for at least one parameter depending on the measurand.
Um eine Vielzahl von unnötigen Schaltvorgängen zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, aus Messgrößen, welche während des Betriebs der Brennkraftmaschine oder des die Brennkraftmaschine enthaltenden Fahrzeugs aufgenommen werden, einen zukünftig zu wählenden Betriebszustand vorauszusagen. Durch diese Vorhersage eines zukünftigen Betriebszustands kann eine überflüssige Umschaltung in einen mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht adäquaten Betriebszustand und zurück in den ursprünglichen Betriebszustand vermieden werden. Die Messgrößen, aus welchen ein zukünftig zu wählender Betriebszustand vorausgesagt werden kann, umfassen insbesondere eine gewählte Fahrstufe, den Beladungszustand, die Geschwindigkeit, das Fahrerverhalten, die Geländetopografie (Steigung und Gefälle) sowie weitere Informationen über die gewählte Fahrtroute (Fahrerinformationssystem) , die Temperatur von Mo- toröl und Kühlwasser, die Motordrehzahl, das abgegebene Drehmoment, das realisierbare Drehmoment, die Abgaszusammensetzung, die Betriebsstundenzahl und/oder die angesaugte Luftmasse. Fallweise kann auch eine Ableitung dieser Größen nach der Zeit erfasst werden. Die meisten dieser Messgrößen können dabei von Sensoren erfasst werden, welche ohnehin im Fahrzeug vorhanden sind, wie beispielsweise ABS-Sensoren, Temperatur- und Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren, Luftmassenmesser oder das Ausgangssignal einer Lambda-Sonde . Auch Daten eines Navigationssystems können hinzutreten, um beispielsweise eine behördliche Geschwindigkeitsbeschränkungen oder eine Straßenkategorie in die Betriebszustandsvorher- sage einfließen zu lassen, wie z.B. Autobahn, Landstraße oder Ortsstraße. Ebenso können mittels eines Ortungssystems und eines digitalen Geländemodells Steigungen oder Gefälle frühzeitig erkannt werden. Durch Speicherung der Betriebsbedingungen über einen längeren Zeitraum, beispielsweise einige Wochen bis einige Monate, kann ein Langzeitfahrprofil ermittelt werden, welches den typischen Einsatz der zu regelnden Brennkraftmaschine darstellt. Fallweise können aus gemessenen Daten auch weitere Kenngrößen berechnet werden. Beispielsweise kann aus dem Wartungsintervall auf die Ölqualität geschlossen werden.In order to avoid a large number of unnecessary switching operations, it is proposed according to the invention to predict a future operating state from measured variables which are recorded during operation of the internal combustion engine or of the vehicle containing the internal combustion engine. This prediction of a future operating state avoids unnecessary switching to a high-probability inadequate operating state and back to the original operating state. The measured variables, from which an operating state to be selected in the future can be predicted, include in particular a selected driving step, the loading state, the speed, the driver behavior, the terrain topography (incline and gradient) and further information about the selected driving route (driver information system), the temperature of Not a word- oil and cooling water, the engine speed, the torque output, the torque that can be achieved, the exhaust gas composition, the number of operating hours and / or the intake air mass. Occasionally, a derivation of these quantities can be recorded after the time. Most of these parameters can be detected by sensors that are already present in the vehicle, such as ABS sensors, temperature and acceleration sensors, rotation rate sensors, air mass meter or the output signal of a lambda probe. Data from a navigation system can also be added in order, for example, to incorporate an official speed limit or a street category into the operating state prediction, such as for example motorway, country road or local road. Likewise, by means of a positioning system and a digital terrain model, gradients or gradients can be detected early. By storing the operating conditions over a longer period of time, for example a few weeks to a few months, a long-term driving profile can be determined, which represents the typical use of the internal combustion engine to be controlled. In some cases, other parameters can also be calculated from measured data. For example, it can be concluded from the maintenance interval on the oil quality.
Zur Voraussage des zukünftigen Betriebszustands wird bevorzugt eine Mehrzahl der oben genannten Messgrößen bestimmt und zu einem Betriebszustand zusammengefasst . In einem Speicher im Steuergerät ist eine Mehrzahl von Betriebszuständen und deren übliche Abfolge abgelegt. Durch Vergleich des anliegen- den Betriebszustandes mit der gespeicherten Betriebs- zustandsfolge kann der voraussichtlich nächste Betriebszustand vorausgesagt werden.In order to predict the future operating state, a plurality of the above-mentioned measured variables is preferably determined and combined into an operating state. In a memory in the control unit, a plurality of operating states and their usual sequence is stored. By comparing the present operating state with the stored operating state sequence, the expected next operating state can be predicted.
Beispielsweise kann aus der Tatsache, dass ein Fahrzeug im ersten Gang mit großer Motorleistung beschleunigt, geschlossen werden, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit ein baldiger Fahrstufenwechsel in die zweite Gangstufe erfolgt und das Fahrzeug danach weiter beschleunigt. Mit geringerer Wahr- scheinlichkeit verzögert das Fahrzeug sofort wieder, beispielsweise wegen eines Verkehrsstaus oder eines Haltesignals. Bei diesem Szenario wird mit größerer Wahrscheinlichkeit weiterhin eine hohe Motorleistung benötigt und eine Umschaltung in einen Betriebszustand mit geringerer Leistungsabgabe würde unterbleiben. Somit kann in der überwiegenden Zahl der Fälle der zutreffende Betriebszustand gewählt werden und überflüssige Umschaltungen in einen weniger geeigneten Betriebszustand treten seltener auf.For example, it can be concluded from the fact that a vehicle accelerates in first gear with high engine power, that with high probability an early gear change in the second gear stage takes place and the vehicle then accelerates further. With lesser truth The vehicle delays immediately, for example because of a traffic jam or a stop signal. In this scenario, high engine power is more likely to be required and switching to a lower power mode of operation would be eliminated. Thus, in the vast majority of cases, the correct operating state can be selected and unnecessary switching to a less suitable operating state occur less frequently.
Zur Umschaltung von einem Betriebszustand in einen anderen Betriebszustand werden insbesondere folgende Parameter ange- passt: Stellung des Abgasrückführungsventils, Einlassventilhub, Auslassventilhub, Einlassventilphasenwinkel, Aus- lassventilphasenwinkel, Zündzeitpunkt, Zündenergie, Einspritzzeitpunkt, Einspritzmenge, Anzahl der Einspritzungen pro Motortakt, Kompression und/oder Drosselklappenstellung. Dem Fachmann ist selbstverständlich geläufig, dass diese Parameter nur beispielhaft genannt sind. Fallweise können wei- tere Stellglieder zur Beeinflussung der Kraftmaschine hinzutreten oder auch einige der oben genannten Stellgrößen konstant gehalten werden. Über die Verstellung des Einlass- und Auslassventilphasenwinkels kann insbesondere auch eine innere Abgasrückführung erreicht werden. Weiterhin kann durch die Anpassung von Einspritzzeitpunkt, Einspritzmenge und Anzahl der Einspritzungen auch im selbstzündenden Betriebszustand die effektive Zündenergie angepasst werden.For switching from one operating state to another operating state, in particular the following parameters are adapted: position of the exhaust gas recirculation valve, intake valve lift, exhaust valve lift, intake valve phase angle, exhaust valve phase angle, ignition timing, ignition energy, injection timing, injection quantity, number of injections per engine cycle, compression and / or throttle position , It will be understood by those skilled in the art that these parameters are given by way of example only. In some cases, further actuators may be added to influence the engine, or some of the above-mentioned manipulated variables may be kept constant. In particular, an internal exhaust gas recirculation can also be achieved via the adjustment of the intake and exhaust valve phase angle. Furthermore, by adjusting the injection time, injection quantity and number of injections, the effective ignition energy can also be adjusted in the self-igniting operating state.
Durch eine Beeinflussung der oben genannten Parameter kann weiterhin ein Wechsel von einem fremdgezündeten Betriebs- zustand mit hoher Leistungsabgabe zu einem selbstzündenden Betriebszustand mit niedriger Leistungsabgabe erfolgen.By influencing the parameters mentioned above, it is also possible to change from a spark-ignited operating state with a high power output to a self-igniting operating state with a low power output.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Steuergerät eine Kennfeldmatrix auf, bei welcher eine Mehrzahl von Werten mindestens einer Messgröße eine Mehrzahl von Werten für mindestens einen Parameter zugeordnet ist, wobei der Parameter zumindest zur Teilcharakterisierung eines Betriebszustandes dient. In diesem Fall kann über die Messgröße schnell auf diejenigen Werte zugegriffen werden, welche für den betreffenden Parameter im entsprechenden Betriebszustand in Frage kommen. Bei Kodierung der Werte mit einem Byte ergibt sich dabei eine Auswahl aus 256 möglichen Werten für jeden Parame- ter bei jedem Messwert. Bei höheren Anforderungen an den Wertebereich kann selbstverständlich auch eine Mehrzahl von Bits zum Einsatz kommen, beispielsweise erlauben 2 Byte die Kodierung von 65.536 Werten. Bei höheren Anforderungen an die Anzahl der Werte können auch noch mehr Bits zur Speicherung vorgesehen werden. Im Falle von mehreren Parametern und mehreren Messgrößen ergibt sich ein vieldimensionales Feld.In a preferred embodiment, the control unit has a map matrix, in which a plurality of values of at least one measured variable is assigned a plurality of values for at least one parameter, the parameter serving at least for partial characterization of an operating state. In this case, over the measurand can turn up quickly those values are accessed which are suitable for the relevant parameter in the corresponding operating state. When coding the values with one byte, this results in a selection of 256 possible values for each parameter for each measured value. For higher demands on the range of values, of course, a plurality of bits can also be used, for example 2 bytes allow the coding of 65,536 values. With higher demands on the number of values, even more bits can be provided for storage. In the case of several parameters and several measured variables results in a multi-dimensional field.
Zur Auswahl eines Wertes aus der Vielzahl von gespeicherten Werten für jeden Parameter und jeden Betriebszustand ist das Steuergerät dafür eingerichtet, eine ermittelte Wahrscheinlichkeit für einen zukünftig zu wählenden Betriebszustand in einer Mehrzahl von Maskierungsbits zu kodieren. Der für einen Parameter anzuwendende Wert wird dann aus dem Steuergerät ausgelesen, indem das Maskierungsbit mit den Werten der Kenn- feldmatrix logisch verknüpft wird. Als logische Verknüpfung eignet sich insbesondere eine „AND"-Verknüpfung.In order to select a value from the plurality of stored values for each parameter and each operating state, the controller is configured to encode a determined probability for a future operating state to be selected in a plurality of masking bits. The value to be applied to a parameter is then read out of the controller by logically linking the mask bit to the values of the array matrix. The logical link is in particular an "AND" link.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Codierung der ermittelten Wahrscheinlichkeit in eine Mehrzahl von Maskie- rungsbits ein weiteres Kennfeld im Steuergerät gespeichert, in welchem mögliche Werte für eine Mehrzahl von Maskierungsbits je eine Wahrscheinlichkeit für einen Wert eines Parameters, welcher einem Betriebszustand kennzeichnet, zugeordnet ist. In diesem Fall kann für jeden zu verändernden Parameter und jeden Betriebszustand eine Mehrzahl von Maskierungsbits ausgelesen werden, welche dann wiederum mittels einer logischen Verknüpfung der Wertebereiche einen konkreten Wert bestimmen. In besonders vorteilhafter weise kann dadurch eine unterschiedliche Wahrscheinlichkeit für eine Verstellung meh- rerer Parameter zum gleichen Zeitpunkt berücksichtigt werden. Weiterhin lassen sich Wahrscheinlichkeiten auf eine Mehrzahl von Maskierungsbits abbilden, welche keine Gleichverteilung aufweisen. Bevorzugt entspricht die Anzahl der Maskierungs- bits der Anzahl der Datenbits, also beispielsweise 8, 16 oder einer beliebigen anderen Zahl.In a preferred embodiment, another characteristic field is stored in the control unit for encoding the determined probability into a plurality of masking bits, in which possible values for a plurality of masking bits are each assigned a probability for a value of a parameter which characterizes an operating state. In this case, a plurality of masking bits can be read out for each parameter to be changed and each operating state, which in turn then determine a specific value by means of a logical combination of the value ranges. In a particularly advantageous manner, this allows a different probability for an adjustment of several parameters to be taken into account at the same time. Furthermore, probabilities can be mapped to a plurality of masking bits which have no uniform distribution. Preferably, the number of masking bits of the number of data bits, such as 8, 16, or any other number.
Zur Vermeidung von Schaltfehlern, welche Komfort, Emission und Lebensdauer der Brennkraftmaschine negativ beeinflussen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Mehrzahl von Werten für mindestens einen Parameter, welche im Steuergerät gespeichert sind, im Betrieb der Brennkraftmaschine mit neuen Werten zu überschreiben, sofern sich die alten, gespeicherten Werte als unzutreffend erwiesen haben. Hierzu wird vorgeschlagen, durch die Erfassung von Messgrößen die Umschaltung zu kontrollieren und je nach Schwere eines erkannten Fehlers unterschiedliche Maßnahmen zu treffen. Diese Maßnahmen können eine Sperrung eines Betriebszustandes in vorgebbaren Fällen umfassen.In order to avoid switching errors which adversely affect comfort, emission and service life of the internal combustion engine, the invention proposes to overwrite the plurality of values for at least one parameter stored in the control unit with new values during operation of the internal combustion engine, provided that the old, stored values have proved to be inaccurate. For this purpose, it is proposed to control the switching by detecting measured variables and to take different measures depending on the severity of a detected error. These measures may include a blocking of an operating state in predeterminable cases.
Falls unklar ist, ob ein bestimmter Betriebszustand bei bestimmten Messwerten zuverlässig einsetzbar ist, kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dieser Betriebs- zustand bei Anliegen der entsprechenden Messwerte vom Motorsteuergerät gezielt angefahren werden. Sofern sich ein fehlerfreier Betrieb ergibt, kann im Motorsteuergerät ein entsprechender Code abgelegt werden, der dem Betriebszustand bei diesen Messwerten temporär oder dauerhaft freigibt. Bei einer temporären Freigabe kann das Motorsteuergerät dazu eingerichtet sein, den Betriebszustand bei diesem Wert einer Messgröße wieder zu sperren, sofern eine Systemveränderung erkannt wurde. Diese Systemveränderung kann sich beispielsweise aus einer Änderung der Öltemperatur, des Öldrucks, der Ölqualität oder der Kraftstoffqualität ergeben. Eine Änderung der Kraftstoffqualität stellt sich dabei im Regelfall durch Nachtanken ein. Eine Änderung der Ölqualität kann sich durch einen Ölwechsel ergeben, aber auch durch Verdünnung des Öls mit Kraftstoff oder durch längeren Gebrauch des Öls. Ein fal- lender Öldruck kann beispielsweise durch einen verschmutzten Ölfilter, durch Ablagerungen in den Ölkanälen, durch Leckage oder Defekten an der Ölpumpe bedingt sein. Selbstverständlich ist diese Aufzählung möglicher Systemveränderungen unvoll- ständig. In Abhängigkeit des anzupassenden Parameters können weitere systemrelevante Größen hinzutreten.If it is unclear whether a certain operating state can be used reliably for certain measured values, in a preferred embodiment of the invention, this operating state can be targeted by the engine control unit if the corresponding measured values are applied. If a fault-free operation results, a corresponding code can be stored in the engine control unit, which temporarily or permanently releases the operating state for these measured values. In the case of a temporary release, the engine control unit can be set up to lock the operating state at this value of a measured variable, provided that a system change has been detected. This system change can result, for example, from a change in the oil temperature, the oil pressure, the oil quality or the fuel quality. A change in the fuel quality is usually a refueling. A change in oil quality may be due to an oil change, but also by diluting the oil with fuel or by prolonged use of the oil. A drop in oil pressure can be caused, for example, by a dirty oil filter, by deposits in the oil passages, by leaks or defects in the oil pump. Of course, this list of possible system changes is incomplete. constantly. Depending on the parameter to be adjusted, further system-relevant variables may be added.
Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, durch Überwachung des Umschaltvorganges von einem ersten Betriebszustand zu einem zweiten Betriebszustand das Stellstreckenverhalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand zu erkennen und neue Werte für die relevanten Parameter im Steuergerät zu speichern, wenn das Stellstreckenverhalten von einem vorgeb- baren Sollverhalten abweicht. Zur Korrektur des Stellstreckenverhaltens wird vorgeschlagen, das Systemversorgungs- energieniveau anzupassen. Bei einem ölhydraulischen System, beispielsweise einer elektrohydraulischen Ventilhubumschalt- ung, kann hierzu über eine regelbare Ölpumpe der Öldruck ver- ändert werden, um die Umschaltung in kürzerer oder längerer Zeit zu ermöglichen. Bei einer elektromagnetischen Umschaltung kann das Systemversorgungsenergieniveau und damit das Stellstreckenverhalten über eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Versorgungsspannung angepasst werden. Wird die Um- Schaltung von einem ersten Betriebszustand zu einem zweiten Betriebszustand zu früh oder zu spät ausgeführt, kann auch der Ansteuerzeitpunkt später oder früher erfolgen. Selbstverständlich sind auch diese Beispiele für adaptive Eingriffe nur als beispielhaft anzusehen. In Abhängigkeit der anzusteu- ernden Komponenten und den für die Anpassung relevanten Parametern wird der Fachmann weitere Größen anpassen, um die jeweilige Komponente zu beeinflussen.According to the invention, it is further proposed to detect the control path behavior between the first and the second operating state by monitoring the switching process from a first operating state to a second operating state and to store new values for the relevant parameters in the control device if the control path behavior deviates from a predefinable nominal behavior , To correct the control path behavior, it is proposed to adjust the system supply energy level. In the case of an oil-hydraulic system, for example an electrohydraulic valve lift changeover, the oil pressure can be changed by way of a controllable oil pump in order to enable the changeover in a shorter or longer time. In the case of an electromagnetic changeover, the system supply energy level and thus the control path behavior can be adjusted by increasing or decreasing the supply voltage. If the change-over from a first operating state to a second operating state is carried out too early or too late, the triggering time can also be later or earlier. Of course, these examples of adaptive interventions are to be regarded as exemplary only. Depending on the components to be controlled and the parameters relevant for the adaptation, the person skilled in the art will adapt further variables in order to influence the respective component.
Bevorzugt, jedoch nicht zwingend kann weiterhin eine Analyse- einrichtung vorgesehen sein, welche ein verändertes Stellstreckenverhalten nach Häufigkeit und/oder örtlichem Auftreten analysiert. Dabei kann beispielsweise erkannt werden, ob eine bestimmte Abweichung des Stellstreckenverhaltens bei einer Mehrzylindermaschine nur an einzelnen Zylindern auf- tritt. In diesem Fall können Maßnahmen ergriffen werden, welche nur die betroffenen Zylinder beeinflussen. Auch können Triggerschwellen eingeführt werden, sodass einzelne, selten auftretende Fehler ignoriert werden. Erst bei Häufung von Ab- weichungen des Stellstreckenverhaltens werden Maßnahmen gegen diese Abweichungen ergriffen. Hierdurch wird ein häufiges Ü- berschreiben der Werte in den Kennfeldmatrizen des Steuergerätes vermieden.Preferably, but not necessarily, an analysis device can also be provided, which analyzes a changed control path behavior according to frequency and / or local occurrence. In this case, it can be detected, for example, whether a certain deviation of the control path behavior occurs in a multi-cylinder engine only at individual cylinders. In this case, measures can be taken which only affect the cylinders concerned. Also, trigger thresholds can be introduced so that single, rare errors are ignored. Only when accumulation of waste Variations in the control path behavior, measures are taken against these deviations. This avoids frequent overwriting of the values in the map matrices of the control unit.
Sofern das Steuergerät schwere Abweichungen des Stellstreckenverhaltens erkennt, beispielsweise eine Umschaltung, welche gar nicht ausgeführt wird, so kann es weitere Umschaltvorgänge über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraft- maschine verhindern. Bevorzugt wird in diesem Fall auch der Benutzer informiert, beispielsweise über eine Kontrollleuchte. Weiterhin kann der erkannte Fehler in einem Fehlerspeicher abgelegt werden, wo er von Servicepersonal ausgelesen werden kann.If the control unit recognizes severe deviations of the control path behavior, for example a changeover, which is not executed at all, it can prevent further switchover operations over the entire operating range of the internal combustion engine. In this case, the user is also preferably informed, for example via a warning light. Furthermore, the detected error can be stored in a fault memory, where it can be read by service personnel.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments and figures without limiting the general concept of the invention.
Figur 1 zeigt ein Beispiel einer Zuordnung von 256 Werten eines Parameters, welcher zur Festlegung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine dient, in Abhängigkeit von 6 auswählbaren Fahrstufen.FIG. 1 shows an example of an assignment of 256 values of a parameter which serves to determine the operating state of the internal combustion engine as a function of 6 selectable driving steps.
Figur 2 zeigt die Zuordnung eines Wahrscheinlichkeitswertes zu einem Maskierungsbyte.FIG. 2 shows the assignment of a probability value to a masking byte.
Figur 3 zeigt die „AND"-Verknüpfumg von Daten- und Maskierungsbytes .Figure 3 shows the "AND" linking of data and mask bytes.
Figur 4 zeigt Datenbytes für verschiedene Parameter in Abhängigkeit vom Betriebsparameter.FIG. 4 shows data bytes for various parameters as a function of the operating parameter.
Figur 5 zeigt die Zuweisung von je einer Umschaltwahrschein- lichkeit zum Wert eines Maskierungsbytes für vier verschiedene Parameter. Figuren 6 bis 7 zeigen Beispiele für Kennfelder, welche einen selbstzündenden Betrieb der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von Drehmoment und Drehzahl freigeben oder sperren.FIG. 5 shows the assignment of one switching probability each time to the value of a masking byte for four different parameters. FIGS. 6 to 7 show examples of characteristic diagrams which enable or block self-igniting operation of the internal combustion engine as a function of torque and rotational speed.
Figur 9A zeigt ein Flussdiagramm einer Verfahrensführung, bei welcher Umschaltfehler zwischen einem ersten Betriebszustand und einem zweiten Betriebszustand erkannt und eliminiert werden .FIG. 9A shows a flow chart of a procedure in which switching errors between a first operating state and a second operating state are detected and eliminated.
Figur 9B zeigt Beispiele unterschiedlicher Fehlerstatistiken, welche zur Lokalisierung eines Umschaltfehlers herangezogen werden können.Figure 9B shows examples of different error statistics that can be used to locate a switching error.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Kraft- fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine betrachtet, welche einen ersten Betriebszustand mit Fremdzündung und vergleichsweise hoher Leistungsabgabe aufweist sowie einen zweiten Betriebszustand mit Selbstzündung und vergleichsweise niedriger Leistungsabgabe für den Teillastbetrieb. Beide Betriebszu- stände unterscheiden sich durch den Phasenwinkel der einlass- und auslassseitigen Nockenwelle, dem Ventilhub, der Einspritzmenge, dem Einspritzzeitpunkt, der Anzahl der Einspritzungen, der Kompression und weiteren Parametern.In one embodiment of the invention, a motor vehicle with an internal combustion engine is considered, which has a first operating state with spark ignition and comparatively high power output, and a second operating state with auto-ignition and comparatively low power output for the part-load operation. Both operating states differ by the phase angle of the intake and exhaust side camshaft, the valve lift, the injection quantity, the injection timing, the number of injections, the compression and other parameters.
Zur Umschaltung vom fremdgezündeten Betrieb mit vollem Ventilhub in den selbstzündenden Betrieb mit ein- und auslass- seitigem Teilhub der Ventile muss bei gleichzeitigem Öffnen der Drosselklappe der Zündwinkel vor der Umschaltung in Richtung einer späteren Zündung verstellt werden, um einen momen- tenneutralen und ruckfreien Übergang realisieren zu können. Für die Dauer des Umschaltprozesses kann also kein Verbrauchs- und emissionsoptimierter Betrieb der Brennkraftmaschine aufrechterhalten werden. Somit sind unnötige Umschaltvorgänge zu vermeiden, um den Anteil der ineffizienten Umschaltzeit an der Gesamtbetriebszeit der Brennkraftmaschine gering zu halten und dadurch die Brennkraftmaschine möglichst effizient zu betreiben. Zur Vorhersage eines zukünftig zu wählenden Betriebszustands werden mehrere Messgrößen aufgenommen. In Figur 1 wird das Konzept beispielhaft an einer Messgröße, nämlich der eingelegten Fahrstufe, erläutert. Auf der Abszisse in Figur 1 ist die jeweilige Messgröße, hier die gewählte Fahrstufe, aufgetragen. Oberhalb jeder Fahrstufe befindet sich ein Byte mit 256 verschiedenen Schaltzuständen. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 bedeutet 0, dass der derzeit anliegende Betriebszustand nicht umgeschaltet wird. 1 bedeutet hingegen eine Umschaltung des Betriebszustands. Selbstverständlich ist es dem Fachmann unbenommen, bei mehr als 256 Schaltzuständen mehr als acht Bit zur Kodierung dieser Zustände zu verwenden.To switch from spark-ignited operation with full valve lift to self-igniting operation with inlet and outlet partial lift of the valves, the ignition angle must be adjusted before switching to a later ignition when the throttle valve is opened at the same time in order to achieve a torque-neutral and smooth transition to be able to. For the duration of the switching process so no consumption and emission-optimized operation of the internal combustion engine can be maintained. Thus, unnecessary switching operations are to be avoided in order to keep the proportion of inefficient switching time to the total operating time of the internal combustion engine low and thereby operate the internal combustion engine as efficiently as possible. For the prediction of an operating state to be selected in the future, several measured quantities are recorded. In Figure 1, the concept is exemplified by a measured variable, namely the inserted gear, explained. On the abscissa in Figure 1, the respective measured variable, here the selected gear, plotted. Above each gear is a byte with 256 different switching states. In the embodiment of Figure 1 means 0 that the currently applied operating state is not switched. 1, however, means a changeover of the operating state. Of course, it is up to the skilled person to use more than eight bits for coding these states in the case of more than 256 switching states.
In einem Ausführungsbeispiel wird das Fahrzeug im Stadt- verkehr mit vereinzelten stop-and-go-Phasen bewegt. Der aktuelle Istzustand besteht darin, dass das Fahrzeug im ersten Gang stark beschleunigt. Für diese Beschleunigung ist eine vergleichsweise große Motorleistung notwendig, die Brennkraftmaschine befindet sich also im fremdgezündeten Betriebs- zustand mit vollem Ventilhub. Ausgehend von diesem Istzustand muss das Steuergerät entscheiden, ob dieser Betriebszustand beibehalten werden soll oder ob eine Umschaltung in den selbstzündenden Teillastbetrieb vorgenommen werden sollte. Hierzu sind folgende Szenarien im Steuergerät hinterlegt und abrufbar:In one embodiment, the vehicle is moved in urban traffic with isolated stop-and-go phases. The current status is that the vehicle accelerates sharply in first gear. For this acceleration, a comparatively large engine power is necessary, so the internal combustion engine is in the spark-ignited operating state with full valve lift. Based on this actual state, the control unit must decide whether this operating state should be retained or whether a switch to the self-igniting part-load operation should be made. The following scenarios are stored in the control unit and can be called up:
Variante 1 mit einer Eintreffwahrscheinlichkeit von ca. 90% findet ein baldiger Wechsel der Fahrstufe in die zweite Gangstufe mit anschließender, weiterer Beschleunigung statt.Variant 1 with an arrival probability of approx. 90%, a speedy change of the driving gear to the second gear with subsequent, further acceleration takes place.
Variante 2 mit einer Eintreffwahrscheinlichkeit von 10% wird das Fahrzeug wiederum verzögert, entweder wegen einer Verkehrsstörung oder einem Haltesignal.Variant 2 with a probability of arrival of 10%, the vehicle is in turn delayed, either because of a traffic jam or a stop signal.
Da mit größerer Wahrscheinlichkeit weiterhin mit dem Abruf eines hohen Drehmomentes zu rechnen ist, wird der anliegende Betriebszustand vorerst weiter beibehalten. Zur Abbildung dieser Entscheidung im Steuergerät dient das in Figur 1 dargestellte Kennfeld.Since it is more likely to continue to call for a high torque, the applied operating state is initially maintained for the time being. To the picture This decision in the control unit is the map shown in Figure 1.
Zur Auswahl eines Bits mit dem Schaltzustand 1 aus dem Byte über der Fahrstufe 1 wird die Wahrscheinlichkeit für das Eintreffen der vorgegebenen Prognose in einem Maskierungsbyte kodiert. Eine solche beispielhafte Zuordnung ist in Figur 2 dargestellt. Demnach wird eine Wahrscheinlichkeit zwischen 1,0 und 0,7 mit einer logischen 0 kodiert, Wahrscheinlich- keiten zwischen 0,5 bis 0,15 mit einer logischen 1. Zur Auswahl eines konkreten Wertes, beispielsweise aus Byte 1 in Figur 1, wird nun das Maskierungsbyte aus Figur 2 mit dem Datenbyte 1 aus Figur 1 durch eine logische „AND"-Verknüpfung verknüpft. Dadurch ergibt sich im Ausführungsbeispiel für ei- ne Wahrscheinlichkeit von 90% für Variante 1 eine logische 0, d. h. eine Umschaltung findet nicht statt. Diese logische Verknüpfung ist in Figur 3 dargestellt.To select a bit with the switching state 1 from the byte on the drive level 1, the probability of the arrival of the predetermined prediction is encoded in a masking byte. Such an exemplary assignment is shown in FIG. Accordingly, a probability between 1.0 and 0.7 is coded with a logical 0, probabilities between 0.5 and 0.15 with a logical 1. For selecting a specific value, for example from byte 1 in FIG The masking byte of FIGURE 2 is linked to the data byte 1 of FIGURE 1 by a logical "AND" linkage, thus resulting in a logical probability of 90% for variant 1 in the exemplary embodiment, ie, a switchover does not occur logical link is shown in FIG.
Sofern bei einem Wechsel von einem ersten Betriebsmodus in einem zweiten Betriebsmodus nicht nur ein Parameter, z.B. der Ventilhub, sondern gegebenenfalls weitere Parameter angepasst werden müssen, z.B. der Nockenwellenphasenwinkel, die Einspritzung oder die Zündung, wird über der Messgröße als x- Achse eine Mehrzahl von Parametern auf der y-Achse darge- stellt, vgl. Figur 4. In Figur 4 sind die jeweiligen Datenbytes als Dezimalwert dargestellt, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen. Das Kennfeld nach Figur 4 gibt somit für jede Fahrstufe an, welche Parameter bei einem Wechsel des Betriebszustands anzupassen sind und wie groß diese Anpassung ausfallen sollte. Die Abhängigkeit der Parameter von weiteren Messgrößen kann dabei in weiteren Kennfeldern der in Figur 4 gezeigten Art abgelegt werden. Nach dem Anpassen der Parameter ergeben sich möglicherweise geänderte Messgrößen, welche wiederum zu anderen Parameteranpassungen führen.When changing from a first operating mode to a second operating mode, not only one parameter, e.g. the valve lift, but if necessary other parameters must be adjusted, e.g. the camshaft phase angle, the injection or the ignition, a plurality of parameters on the y-axis is shown above the measured variable as the x-axis, cf. FIG. 4 shows the respective data bytes as a decimal value in FIG. 4 in order to increase the clarity. The map of Figure 4 thus indicates for each gear, which parameters are to be adjusted when changing the operating state and how large this adjustment should fail. The dependence of the parameters of further measured variables can be stored in further maps of the type shown in Figure 4. After adjusting the parameters, possibly changed measured values result, which in turn lead to other parameter adjustments.
Besonders bevorzugt eignet sich die in Figur 4 dargestellte Datenstruktur für adaptive Eingriffe. Bei Anpassungen ist im Idealfall lediglich ein einzelnes Bit zu überschreiben. Da- durch ergibt sich eine schnelle Anpassung, ein geringer Speicherplatzbedarf und eine kurze Zugriffszeit des Prozessors des Steuergerätes auf die hinterlegten Kennfelder.Particularly preferred is the data structure shown in Figure 4 for adaptive interventions. For adjustments, ideally only a single bit should be overwritten. There- by results in a fast adjustment, a small memory space requirement and a short access time of the processor of the controller to the stored maps.
Sofern eine Vielzahl von Parametern bei der Umschaltung ange- passt werden soll, wird zur Auswahl des anzuwendenden Wertes für jeden Parameter je ein Maskierungsbyte benötigt. Dieses kann bevorzugt aus einer Kennfeldmatrix gemäß Figur 5 erhalten werden. In Figur 5 sind acht verschiedene Werte eines Maskierungsbytes auf der x-Achse aufgetragen. Darüber befindet sich für jeden anzupassenden Parameter ein Wahrscheinlichkeitswert, welcher dem entsprechenden Maskierungsbyte zugeordnet ist. Dieser Wahrscheinlichkeitswert kann für eine Vielzahl von Parametern unterschiedlich sein. Somit kann die Zuordnung nach Figur 5 auch dann verwendet werden, wenn keine Gleichverteilung der Wahrscheinlichkeitswerte für verschiedenen Parameter vorhanden ist. Die Kennfeldmatrix nach Figur 5 erlaubt, komplexe Zuordnungen und Verknüpfungen mit nur wenigen Bytes abzubilden. Das Aufspannen speicherplatzintensiver Kennfelder ist nicht nötig. Die Einfachheit der Struktur sichert den schnellen Zugriff seitens des Prozessors. Darüber hinaus sind die Kennfelder nach Figur 4 und Figur 5 leicht an geänderte Betriebsbedingungen anzupassen. Ein Beispiel für eine solche Anpassung wird nachfolgend ausgeführt.If a large number of parameters are to be adapted during the switchover, a masking byte is required for each value to be selected for each parameter. This can preferably be obtained from a map matrix according to FIG. In Figure 5, eight different values of a masking byte are plotted on the x-axis. Above this there is a probability value for each parameter to be adapted, which is assigned to the corresponding masking byte. This probability value may be different for a variety of parameters. Thus, the assignment according to FIG. 5 can also be used if there is no uniform distribution of the probability values for different parameters. The map matrix of Figure 5 allows to map complex associations and links with only a few bytes. Spanning memory-intensive maps is not necessary. The simplicity of the structure ensures fast access on the part of the processor. In addition, the maps of Figure 4 and Figure 5 are easy to adapt to changing operating conditions. An example of such an adaptation is made below.
Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel soll in Abhängigkeit der Kraftstoffqualität FQ, der Motordrehzahl N und des Motordrehmomentes TQI der mögliche Betriebsbereich für einen Betriebszustand mit Teillast und Selbstzündung dargestellt werden. Die Besonderheit liegt darin, dass die Kraftstoffqualität direkt nach einem Betankungsvorgang nicht bekannt ist. Daher befinden sich Erfassungsmittel im Steuergerät, welche einen Betankungsvorgang erkennen. Dieser Betankungsvorgang wird als Störgröße angesehen, welcher das Systemverhalten möglicher- weise ändert. Somit werden durch Adaptionsschaltungen in der Motorsteuerung nur sehr robuste Betriebspunkte in einem Kernbereich für den fraglichen Betriebszustand freigegeben. Für die übrigen Betriebspunkte ist der zweite Betriebszustand gesperrt .In the following exemplary embodiment, depending on the fuel quality FQ, the engine speed N and the engine torque TQI, the possible operating range for an operating state with partial load and auto-ignition is to be represented. The special feature is that the fuel quality is not known directly after refueling. Therefore, there are detection means in the control unit, which recognize a refueling operation. This refueling process is considered a disturbance variable, which may change the system behavior. Thus, only very robust operating points in a core area for the operating state in question are released by adaptation circuits in the motor control. For the remaining operating points, the second operating state is disabled.
Dieser Sachverhalt ist in Figur 6 dargestellt. Beim robusten Betriebsbereich handelt es sich um eine Drehmomentabgabe von 75 Nm bei einer Drehzahl von 2000 U/min. Während des Betriebs des Fahrzeugs schaltet die Steuerung außerhalb des robusten Kernbereiches bei einer günstigen Gelegenheit selbsttätig in den zweiten Betriebszustand um, vgl. Figur 7. In der in Fi- gur 7 dargestellten Situation hat die Motorsteuerung einenThis situation is shown in FIG. The robust operating range is a torque output of 75 Nm at a speed of 2000 rpm. During operation of the vehicle, the controller outside the robust core area automatically switches to the second operating state on a favorable occasion, cf. FIG. 7. In the situation illustrated in FIG. 7, the engine control unit has a
Betriebszustand mit einer Drehmomentabgabe von 100 Nm bei einer Drehzahl von 1500 U/min gewählt, um vorübergehend den zweiten Betriebszustand zu schalten. Sofort nach der Um- schaltung werden Messgrößen kontrolliert, um den zuverlässig- en Betrieb im zweiten Betriebszustand an diesem Betriebspunkt zu überprüfen. Sofern diese Überprüfung positiv ausfällt, wird am entsprechenden Betriebspunkt ein Bit vom Wert 0 auf 1 gesetzt. Somit ist dieser Betriebspunkt bis zur nächsten Änderung des Systemverhaltens für den jederzeitigen Betrieb im zweiten Betriebszustand freigegeben.Operating condition selected with a torque output of 100 Nm at a speed of 1500 rev / min to temporarily switch to the second operating state. Immediately after the changeover, measured variables are checked in order to check the reliable operation in the second operating state at this operating point. If this check is positive, a bit is set from the value 0 to 1 at the corresponding operating point. Thus, this operating point is released until the next change in the system behavior for the continuous operation in the second operating state.
In Figur 8 wurden in gleicher Weise weitere Bits bei weiteren Betriebszuständen gesetzt. Somit ist bei der nun zur Verfügung stehenden Kraftstoffqualität der Betrieb im zweiten Be- triebszustand zwischen 50 und 125 Nm freigegeben, sofern die Motordrehzahl zwischen 1500 und 2500 U/min beträgt. Bei darüber- oder darunter liegenden Drehmomenten oder Drehzahlen hat sich kein zuverlässiger Betrieb ergeben. Somit kann das Fahrzeug zuverlässig im ersten oder zweiten Betriebszustand betrieben werden, bis sich das Systemverhalten, beispielsweise durch eine erneute Betankung, erneut ändert.In FIG. 8, additional bits have been set in the same way in further operating states. Thus, with the now available fuel quality, the operation in the second operating state is released between 50 and 125 Nm, provided that the engine speed is between 1500 and 2500 rpm. At above or below torques or speeds, no reliable operation has resulted. Thus, the vehicle can be operated reliably in the first or second operating state, until the system behavior, for example, by a refueling, changes again.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird dargelegt, wie Umschaltfehler erkannt und vermieden werden können. Beispiel- haft wird hierzu eine elektrohydraulische Ventilhubumschalt- ung herangezogen. Eine solche Ventilhubumschaltung ist aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise handelt es sich um ein zweistufiges Ventilhubumschaltsystem, bei welchem ein Verriegelungselement in einem Schalttassenstössel oder einem Schaltschlepphebel mittels Öldruck gegen eine Feder betätigt wird und so, entsprechend dem Aktivierungs- bzw. De- aktivierungszustand, zwischen zwei verschiedenen Ventil- erhebungskurven geschaltet werden kann. Zur Umschaltung wird ein im Ölkreislauf befindliches Magnetventil bestromt, das daraufhin öffnet. Der Öldruck baut sich auf und das Verriegelungselement bewegt sich gegen die Feder, bis der Verriegelungsvorgang vollzogen ist. Nach dem Schließen des Magnetven- tils baut sich der Öldruck über eine Bypassleitung ab. Dadurch gleitet das Verriegelungselement durch Federkraft in seine Ausgangsposition zurück.In a further embodiment it is explained how switching errors can be detected and avoided. By way of example, an electrohydraulic valve lift changeover is used for this purpose. Such a valve lift switching is known from the prior art. For example, it is a two-stage Ventilhubumschaltsystem, in which a Locking element is actuated by means of oil pressure against a spring in a shift rod plunger or a shift rocker arm and so, according to the activation or deactivation state, can be switched between two different valve elevation curves. For switching, a solenoid valve in the oil circuit is energized, which then opens. The oil pressure builds up and the locking element moves against the spring until the locking process is completed. After closing the solenoid valve, the oil pressure breaks down via a bypass line. As a result, the locking element slides by spring force back to its original position.
Bei solchen Systemen besteht die Gefahr von Schaltfehlern, welche insbesondere aus Gründen des Bauteilschutzes, jedoch auch aus Komfort- und Emissionsgründen vermieden werden sollen .In such systems there is a risk of switching errors, which should be avoided in particular for reasons of component protection, but also for reasons of comfort and emission.
Erfindungsgemäß wird das Stellstreckenverhalten durch Senso- ren vom Steuergerät überwacht. Beispielsweise kann der No- ckenwellenphasenwinkel oder der Ventilhub vor und nach dem Umschaltvorgang gemessen werden. Auch andere Größen, wie der Zylinderdruck oder die angesaugte Luftmasse können zur Detek- tion herangezogen werden. Sofern eine Abweichung vom ge- wünschten Stellstreckenverhalten auftritt, wird diese wie in Figur 9B ersichtlich einem Zylinder zugeordnet und als Fehler abgelegt. Einzelne, selten auftretende Fehler werden dabei nicht weiter beachtet.According to the invention, the control path behavior is monitored by sensors from the control unit. For example, the camshaft phase angle or the valve lift can be measured before and after the switching operation. Other variables, such as the cylinder pressure or the intake air mass, can also be used for detection. If a deviation from the desired control path behavior occurs, this is assigned to a cylinder as shown in FIG. 9B and stored as an error. Single, rarely occurring errors are ignored.
In Figur 9B sind zwei Beispiele für eine Fehlerhäufigkeit aufgeführt, welche ein Einschreiten erforderlich macht. In Beispiel 1 wurden bei mehreren Umschaltvorgängen jeweils Fehler am zweiten Zylinder detektiert. Die Umschaltung der übrigen Zylinder der Brennkraftmaschine funktioniert jedoch feh- lerfrei. Hieraus kann auf einen zylinderspezifischen Fehler geschlossen werden. In Beispiel 2 nach Figur 9B treten Fehler an sämtlichen Zylindern in unterschiedlicher Häufigkeit auf. Aus einer solchen Verteilungsfunktion kann das Steuergerät auf einen generellen Fehler schließen.FIG. 9B shows two examples of an error frequency which requires intervention. In Example 1, errors were detected on the second cylinder during several switching operations. The switching of the other cylinders of the internal combustion engine, however, works without errors. From this it can be concluded that there is a cylinder-specific error. In example 2 according to FIG. 9B, errors occur on all cylinders at different frequencies. From such a distribution function, the controller can close to a general error.
In Figur 9A ist ein Flussdiagramm dargestellt, welches die Fehlerbehandlung im Steuergerät illustriert. In einem ersten Verfahrensschritt wird die Schwere des aufgetretenen Fehlers bestimmt. Hierbei kann entweder der Zeitpunkt der tat- sächlichen Umschaltung vom gewünschten Zeitpunkt abweichen oder aber die Umschaltung nicht erfolgen. Der Fall einer nicht erfolgten Umschaltung wird als schwerer Fehler angesehen. In diesem Fall wird die Hubumschaltung vollständig gesperrt. Dem Benutzer kann dieser Fehler durch ein optisches oder akustisches Signal angezeigt werden. Fallweise kann der Fehler zusätzlich in einem Fehlerspeicher des Steuergerätes abgelegt werden, wo er vom Servicepersonal ausgelesen werden kann .FIG. 9A shows a flow chart which illustrates the error handling in the control unit. In a first method step, the severity of the error that has occurred is determined. In this case, either the time of the actual switchover can deviate from the desired time or the switchover can not take place. The case of failure to switch is considered a serious error. In this case, the stroke switching is completely disabled. The user may be notified of this error by a visual or audible signal. In some cases, the error can also be stored in a fault memory of the control unit, where it can be read by the service personnel.
Falls der tatsächliche Umschaltzeitpunkt vom geplanten Umschaltzeitpunkt abweicht, wird dieser Fehler bevorzugt in eine Fehlerstatistik aufgenommen, wie sie beispielhaft in Figur 9B dargestellt ist. Fallweise kann auch der so genannte Referenzzylinder, dies ist der Zylinder, an welchem ein Umschalt- Vorgang entsprechend der Zündreihenfolge der Brennkraftmaschine zuerst durchgeführt wird, gewechselt werden.If the actual switchover time deviates from the planned switchover time, this error is preferably included in an error statistic, as illustrated by way of example in FIG. 9B. In some cases, the so-called reference cylinder, this is the cylinder on which a switching operation corresponding to the firing order of the internal combustion engine is performed first, be changed.
Überschreitet die Häufigkeit der Fehler einen vorgebbaren Schwellenwert nicht, so werden vorerst keine weiteren Maß- nahmen ergriffen. Sofern der vorgebbare Schwellenwert überschritten ist, versucht das Steuergerät, die Umschaltfehler dauerhaft zu vermeiden. Hierzu muss zunächst entschieden werden, ob es sich um einen zylinderspezifischen Fehler oder um ein generelles Umschaltproblem der Brennkraftmaschine han- delt. Im Falle eines zylinderspezifischen Fehlers wird der betroffene Zylinder als Referenzzylinder gesperrt. Dies hat den Vorteil, dass der auffällige Zylinder mindestens ein Segment mehr Zeit hat um den Umschaltprozess von einem ersten Betriebzustand in einen zweiten Betriebszustand zu vollziehen .If the frequency of errors does not exceed a specifiable threshold, no further measures will be taken for the time being. If the predefinable threshold value is exceeded, the control unit attempts to permanently avoid the switching errors. For this purpose, it must first be decided whether it is a cylinder-specific error or a general switching problem of the internal combustion engine. In the case of a cylinder-specific error, the affected cylinder is blocked as a reference cylinder. This has the advantage that the conspicuous cylinder has at least one segment more time to the switching process of a first Operating state to perform in a second operating state.
Sofern die Fehler an sämtlichen Zylindern gleichermaßen auf- treten, wird versucht, die Schaltzeit generell anzupassen.If the errors occur equally on all cylinders, an attempt is made to generally adapt the switching time.
Bei einem elektrohydraulischen System kann beispielsweise der elektrische Impuls zur Umschaltung zu einem früheren Zeitpunkt gegeben werden. Alternativ kann der Öldruck bei der nächsten Umschaltung angehoben oder abgesenkt werden um so eine kürzere oder längere Schaltzeit zu erreichen. Zur Anpassung des Öldrucks kann beispielsweise eine regelbare Öl- pumpe angesteuert werden um so den gewünschten Ausgangsdruck zu liefern. Falls der Öldruck selbst nicht beeinflussbar ist, kann die Umschaltung auch auf Betriebsbereiche beschränkt werden, in denen ein bestimmter, vorgebbarer Öldruck zur Verfügung steht. Nachdem eine Maßnahme getroffen wurde, wird die Fehlerstatistik gelöscht und die getroffene Maßnahme bei der nächsten Umschaltung überprüft. Sofern der Umschaltfehler damit nicht behoben ist, können weitere Maßnahmen getroffen werden. Beispielsweise kann die Schaltzeit und/oder der Öldruck weiter verändert werden. Fallweise können auch andere Parameter angepasst werden.For example, in an electro-hydraulic system, the electrical pulse may be given to switch to earlier. Alternatively, the oil pressure can be raised or lowered at the next changeover to achieve a shorter or longer shift time. To adjust the oil pressure, for example, a controllable oil pump can be controlled in order to deliver the desired outlet pressure. If the oil pressure itself can not be influenced, the switchover can also be limited to operating areas in which a specific, specifiable oil pressure is available. After a measure has been taken, the error statistics are deleted and the action taken is checked at the next switchover. If the switching error is not resolved, further measures can be taken. For example, the switching time and / or the oil pressure can be further changed. In some cases, other parameters can also be adjusted.
Sofern mehrere Iterationszyklen keine dauerhafte Abhilfe ver- sprechen, wird die Hubumschaltung gesperrt und der Benutzer auf die Fehlfunktion aufmerksam gemacht, beispielsweise durch ein optisches oder akustisches Signal. Sofern die getroffenen Maßnahmen das Umschaltverhalten nachhaltig verbessert haben, werden die neuen Parameter im Steuergerät gespeichert, in dem die entsprechenden Datenbits im zugeordneten Kennfeld mit neuen Werten überschrieben werden. In dieser Weise können durch Adaption weniger Datenbits unerwünschte Schaltfehler zuverlässig verhindert werden. If several iteration cycles do not promise a permanent remedy, the stroke switchover is disabled and the user is made aware of the malfunction, for example by an optical or acoustic signal. If the measures taken have sustainably improved the switching behavior, the new parameters are stored in the control unit, in which the corresponding data bits in the assigned characteristic field are overwritten with new values. In this way, unwanted switching errors can be reliably prevented by adapting fewer data bits.

Claims

Patentansprüche claims
1. Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, welche in mindestens zwei Betriebszuständen betreibbar ist, wobei Mess- größenerfassungsmittel vorgesehen sind, welche mindestens eine Messgröße erfassen und Betriebszustandsvorhersage- mittel dazu vorgesehen sind, aus den ermittelten Messgrößen einen zukünftig zu wählenden Betriebszustand vorauszusagen .1. Control device for an internal combustion engine, which is operable in at least two operating states, wherein measured quantity detection means are provided which detect at least one measured variable and operating state prediction means are provided to predict from the determined measured variables an operating state to be selected in the future.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebszustand durch eine Mehrzahl von Parametern gekennzeichnet ist, welche insbesondere aus folgenden Einzelgrößen ausgewählt sind: Stellung des Abgasrückführungsventils und/oder Einlassventilhub und/oder Auslassventilhub und/oder Einlassventilphasenwinkel und/oder Auslass- ventilphasenwinkel und/oder Zündzeitpunkt und/oder Einspritzzeitpunkt und/oder Einspritzmenge und/oder Anzahl der Einspritzungen und/oder Drosselklappenstellung und/oder Kompression.2. Control device according to claim 1, characterized in that an operating state is characterized by a plurality of parameters which are selected in particular from the following individual variables: position of the exhaust gas recirculation valve and / or intake valve and / or Auslaßventilhub and / or intake valve phase angle and / or outlet valve phase angle and / or ignition timing and / or injection timing and / or injection quantity and / or number of injections and / or throttle position and / or compression.
3. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Messgrößenerfassungsmittel dazu eingerichtet sind, insbesondere eine gewählte Fahrstufe und/oder den Beladungszustand und/oder die Geschwindigkeit und/oder das Fahrerverhalten und/oder die Motortemperatur und/oder die Drehzahl und/oder das abgegebene Drehmoment und/oder das realisierbare Drehmoment und/oder die Abgaszusammensetzung und/oder die angesaugte Luftmasse und/oder die Geländetopographie und/oder Informationen über die gewählte Fahrtroute und/oder die Betriebsstundenzahl und/oder das Langzeitfahrprofil und/oder eine Änderung dieser Größen nach der Zeit zu erfassen. 3. Control device according to one of claims 1 or 2, character- ized in that the measured variable detection means are adapted to, in particular a selected driving position and / or the loading condition and / or the speed and / or the driver behavior and / or the engine temperature and / or the speed and / or the torque delivered and / or the torque and / or the exhaust gas composition and / or the ground air mass and / or the terrain topography and / or information about the selected route and / or the number of hours and / or the long-term driving profile and / or or to detect a change in these quantities over time.
4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustandsvorhersagemittel mindestens eine Kennfeldmatrix umfassen, bei welcher einer Mehrzahl von Werten mindestens einer Messgröße eine Mehr- zahl von Werten für mindestens einen Parameter, welcher den Betriebszustand kennzeichnet, zugeordnet sind.4. Control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the operating state prediction means comprise at least one map matrix in which a plurality of values of at least one measured quantity are assigned a plurality of values for at least one parameter, which characterizes the operating state.
5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustandsvorhersagemittel dazu eingerichtet sind, eine ermittelte Wahrscheinlichkeit für einen zukünf- tig zu wählenden Betriebszustand in einer Mehrzahl von Maskierungsbits zu codieren und der für einen Parameter anzuwendende Wert durch eine logische Verknüpfung der Maskierungsbits und der Kennfeldmatrix ermittelbar ist.5. Control device according to claim 4, characterized in that the operating state prediction means are adapted to code a determined probability for a future operating state to be selected in a plurality of masking bits and the value to be used for a parameter by a logical combination of the masking bits and the Map matrix can be determined.
6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustandsvorhersagemittel mindestens eine Kennfeldmatrix umfassen, in welcher möglichen Werten für eine Mehrzahl von Maskierungsbits je eine Wahrscheinlichkeit für einen Wert eines Parameters welcher einen Betriebszustand kennzeichnet, zugeordnet ist.6. Control device according to claim 5, characterized in that the operating state prediction means comprise at least one map matrix in which possible values for a plurality of masking bits each associated with a probability for a value of a parameter which characterizes an operating state.
7. Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, welche in mindestens zwei Betriebszuständen betreibbar ist, wobei Mess- größenerfassungsmittel vorgesehen sind, welche mindestens eine Messgröße erfassen und mindestens eine Kennfeldmatrix vorgesehen ist, bei welcher einer Mehrzahl von Werten min- destens einer Messgröße eine Mehrzahl von Werten für mindestens einen Parameter, welcher den Betriebszustand kennzeichnet, zugeordnet ist und die Mehrzahl von Werten für mindestens einen Parameter in Abhängigkeit der Ausgabe der Messgrößenerfassungsmittel durch Adaptionsmittel änderbar ist. 7. Control device for an internal combustion engine, which is operable in at least two operating states, wherein measured quantity detecting means are provided which detect at least one measured variable and at least one map matrix is provided, wherein a plurality of values of at least one measured variable a plurality of values at least one parameter, which characterizes the operating state, is assigned and the plurality of values for at least one parameter can be changed as a function of the output of the measured variable detection means by adaptation means.
8. Steuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsmittel dazu eingerichtet sind, einen vorgebbaren Betriebszustand anzufahren und diesen durch Änderung mindestens eines Wertes für mindestens einen Parameter bei mindestens einem Wert einer Messgröße freizugeben, sofern eine Prüfung einen fehlerfreien Betrieb in diesem Betriebszustand ergibt.8. Control device according to claim 7, characterized in that the adaptation means are adapted to approach a predetermined operating state and to release this by changing at least one value for at least one parameter at least one value of a measured variable, if a test results in a fault-free operation in this operating state ,
9. Steuergerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsmittel dazu eingerichtet sind, ei- nen vorgebbaren Betriebszustand bei mindestens einem Wert einer Messgröße zu sperren, sofern eine Systemveränderung erkannt wurde.9. Control device according to claim 7 or 8, characterized in that the adaptation means are adapted to lock a NEN presettable operating state at least one value of a measured variable, if a system change has been detected.
10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Erfassungsmittel vorgesehen sind, um ein verändertes Stellstreckenverhalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand zu erkennen und die Adaptionsmittel vorgesehen sind, um das Stellstreckenverhalten zu einem vorgebbaren Sollwert zu korrigieren.10. Control device according to one of claims 7 to 9, characterized in that detection means are provided to detect a changed Stellstreckenverhalten between the first and the second operating state and the adaptation means are provided to correct the Stellstreckenverhalten to a predetermined desired value.
11. Steuergerät nach einem der Ansprüche 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass weiterhin eine Analyseeinrichtung vorgesehen ist, welche ein verändertes Stellstreckenverhalten nach Häufigkeit und/oder örtlichem Auftreten analysiert.11. Control device according to one of claims 10, characterized in that further an analysis device is provided which analyzes a changed Stellstreckenverhalten after frequency and / or local occurrence.
12. Steuergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsmittel aktiviert werden, wenn die Anzahl der erkannten Abweichungen des Stellstreckenverhaltens vom Sollwert eine vorgebbare Grenze erreicht hat.12. Control device according to claim 11, characterized in that the adaptation means are activated when the number of detected deviations of the control path behavior has reached a predefinable limit from the desired value.
13. Steuergerät nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsmittel dafür eingerichtet sind, weitere Schaltvorgänge zu verhindern, wenn mindestens eine vorherige Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand nicht erfolgt ist. 13. Control device according to one of claims 11 or 12, characterized in that the adaptation means are adapted to prevent further switching operations, if at least one previous switching between the first and the second operating state has not occurred.
14. Steuergerät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsmittel dafür eingerichtet sind, den Zeitpunkt weiterer Schaltvorgänge zu verändern, wenn mindestens eine vorherige Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand nicht zum vorgegebenen Zeitpunkt erfolgt ist.14. Control device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the adaptation means are adapted to change the timing of further switching operations, if at least one previous switching between the first and the second operating state has not occurred at the predetermined time.
15. Steuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsmittel dafür eingerichtet sind, das Sys- temversorgungsenergieniveau und/oder den Referenzzylinder der Brennkraftmaschine und/oder den Ansteuerzeitpunkt der Umschaltvorrichtung anzupassen.15. Control device according to claim 14, characterized in that the adaptation means are adapted to adapt the system supply energy level and / or the reference cylinder of the internal combustion engine and / or the actuation time of the switching device.
16. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, welche in mindestens zwei Betriebszuständen betreibbar ist, welches die folgenden Schritte enthält: • Erfassen von mindestens einer Messgröße16. A method for operating an internal combustion engine, which is operable in at least two operating states, which includes the following steps: • Detecting at least one measured variable
• Voraussagen eines zukünftig zu wählenden Betriebszustandes aus der ermittelten Messgröße• Predicting a future operating state to be selected from the determined measured variable
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebszustand durch Anpassung mindestens eines Para- meters ausgewählt wird, nämlich der Ventilstellung der Abgasrückführung und/oder des Einlassventilhubs und/oder des Auslassventilhubs und/oder des Einlassventilphasenwinkels und/oder des Auslassventilphasenwinkels und/oder des Zündzeitpunktes und/oder die Zündenergie und/oder des Ein- spritzzeitpunktes und/oder der Einspritzmenge und/oder Anzahl der Einspritzungen und/oder der Drosselklappenstellung und/oder der Kompression.17. The method according to claim 16, characterized in that an operating state is selected by adjusting at least one parameter, namely the valve position of the exhaust gas recirculation and / or the intake valve lift and / or the exhaust valve lift and / or the intake valve phase angle and / or the exhaust valve phase angle and / or the ignition timing and / or the ignition energy and / or the injection timing and / or the injection quantity and / or the number of injections and / or the throttle position and / or the compression.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Messgröße ausge- wählt ist aus einer gewählten Fahrstufe und/oder dem Beladungszustand und/oder der Geschwindigkeit und/oder das Fahrerverhalten und/oder der Motortemperatur und/oder der Drehzahl und/oder das abgegebene Drehmoment und/oder das realisierbare Drehmoment und/oder die Betriebsstundenzahl und/oder das Langzeitfahrprofil und/oder das Wartungs- intervall und/oder die angesaugte Luftmasse und/oder die Abgaszusammensetzung und/oder die Geländetopographie und/oder Informationen über die gewählte Fahrtroute eine Änderung dieser Größen nach der Zeit.18. The method according to any one of claims 16 or 17, characterized in that the at least one measured variable is selected from a selected gear and / or the loading condition and / or the speed and / or the Driver behavior and / or the engine temperature and / or the rotational speed and / or the output torque and / or the torque and / or the operating hours and / or the long-term driving profile and / or the maintenance interval and / or the intake air mass and / or the Exhaust gas composition and / or the terrain topography and / or information on the selected route a change of these sizes over time.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Voraussagen eines zukünftig zu wählenden Betriebszustandes mindestens eine Kennfeldmatrix verwendet wird, bei welcher einer Mehrzahl von Werten mindestens einer Messgröße eine Mehrzahl von Werten für mindestens einen Parameter, welcher einen Betriebszustand kennzeichnet, zugeordnet ist.19. Method according to claim 16, characterized in that for predicting an operating state to be selected in the future, at least one map matrix is used, in which a plurality of values of at least one measured variable are a plurality of values for at least one parameter which characterizes an operating state , assigned.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen eines zukünftig zu wählenden Betriebszustandes eine ermittelte Wahrscheinlichkeit für den zukünftig zu wählenden Betriebszustand in einer Mehrzahl von Maskierungsbits codiert wird und der für einen Parameter anzuwendende Wert durch eine logische Verknüpfung der Maskierungsbits und der Kennfeldmatrix ermittelt wird.20. The method according to claim 16, wherein for setting an operating state to be selected in future, a determined probability for the operating state to be selected in the future is encoded in a plurality of masking bits, and the value to be used for a parameter is coded by a logical link Masking bits and the map matrix is determined.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zum Codieren einer Wahrscheinlichkeit in eine Mehrzahl von21. The method according to claim 20, characterized in that for coding a probability in a plurality of
Maskierungsbits eine Kennfeldmatrix verwendet wird, in welcher möglichen Werten für eine Mehrzahl von Maskierungsbits je eine Wahrscheinlichkeit für einen Wert eines Parameters welcher einen Betriebszustand kennzeichnet, zu- geordnet ist. Masking bits a map matrix is used, in which possible values for a plurality of masking bits each a probability for a value of a parameter which characterizes an operating state, is assigned.
22. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, welche in mindestens zwei Betriebszuständen betreibbar ist, welches die folgenden Schritte enthält:22. A method of operating an internal combustion engine which is operable in at least two operating states, comprising the following steps:
- Zuordnen eines Wertes für mindestens einen Parameter, welcher den Betriebszustand kennzeichnet, aus einerAssigning a value for at least one parameter, which characterizes the operating state, from a
Mehrzahl von gespeicherten WertenPlurality of stored values
- Erfassen mindestens einer Messgröße- Detecting at least one measured variable
- Ändern mindestens eines Wertes aus der Mehrzahl von gespeicherten Werten für mindestens einen Parameter in Ab- hängigkeit der Messgröße.- Changing at least one value from the plurality of stored values for at least one parameter as a function of the measured variable.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, ein vorgebbarer Betriebszustand angefahren wird und dieser durch Änderung mindestens eines Wertes für mindestens einen Parameter bei mindestens einem Wert einer Messgröße freigegeben wird, sofern eine Prüfung einen fehlerfreien Betrieb in diesem Betriebszustand ergibt.23. The method according to claim 22, characterized in that a specifiable operating state is approached and this is released by changing at least one value for at least one parameter at least one value of a measured variable, if a test results in a fault-free operation in this operating state.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass Systemveränderungen erkannt werden, welche zu einem veränderten Stellstreckenverhalten führen können.24. The method of claim 22 or 23, characterized in that system changes are detected, which can lead to a changed Stellstreckenverhalten.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein verändertes Stellstreckenverhalten bei Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand erkannt und das Stellstreckenverhalten zu einem vorgebbaren Sollwert korrigiert wird.25. The method according to any one of claims 22 to 24, characterized in that a changed Stellstreckenverhalten detected when switching between the first and the second operating state and the Stellstreckenverhalten is corrected to a predetermined target value.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein verändertes Stellstreckenverhalten nach Häufigkeit und/oder örtlichem Auftreten analysiert wird.26. The method according to claim 25, characterized in that a changed Stellstreckenverhalten is analyzed by frequency and / or local occurrence.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wert aus der Mehrzahl von gespeicherten Werten für mindestens einen Parameter geändert wird, wenn die Anzahl der erkannten Abweichungen des Stellstreckenverhaltens vom Sollwert eine vorgebbare Grenze erreicht hat.27. A method according to claim 26, characterized in that at least one of the plurality of stored values is changed for at least one parameter when the number of recognized deviations of the control path behavior from the setpoint has reached a predefinable limit.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Schaltvorgänge verhindert werden, wenn mindestens eine vorherige Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand nicht erfolgt ist.28. The method according to any one of claims 26 or 27, characterized in that further switching operations are prevented if at least one previous switching between the first and the second operating state has not occurred.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt weiterer Schaltvorgänge verändert wird, wenn mindestens eine vorherige Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand nicht zum vorgegebenen Zeitpunkt erfolgt ist.29. The method according to any one of claims 26 to 28, characterized in that the time of further switching operations is changed when at least one previous switching between the first and the second operating state has not occurred at the predetermined time.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemversorgungsenergieniveau und/oder der Referenzzylinder der Brennkraftmaschine und/oder der Ansteuerzeitpunkt der Umschaltvorrichtung angepasst wird.30. The method according to claim 29, characterized in that the system supply energy level and / or the reference cylinder of the internal combustion engine and / or the drive time of the switching device is adjusted.
31. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 bis 30 zur Umschaltung einer Brennkraftmaschine von einem fremdgezündeten Betrieb zu einem selbstzündenden Betrieb.31. Use of the method according to one of claims 16 to 30 for switching an internal combustion engine from a spark-ignited operation to a self-igniting operation.
32. Brennkraftmaschine mit einem Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15. 32. Internal combustion engine with a control device according to one of claims 1 to 15.
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