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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Verfahren
zur Adaption eines Kraftstoff-Luft-Gemisches bei einem Verbrennungsmotor
und von einer elektronischen Steuereinrichtung nach der Gattung
der unabhängigen
Ansprüche
aus.
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Es ist bereits bekannt, bei der Regelung
des Kraftstoff/Luftverhältnisses
(Lambdawert) für
Verbrennungsmotoren eine Vorsteuerung mit einer Regelung zu überlagern.
Weiter ist bekannt, aus dem Verhalten der Regelstellgröße weitere
Korrekturgrößen abzuleiten
um Fehlanpassungen der Vorsteuerung an veränderte Betriebsbedingungen
zu kompensieren. Diese Kompensation wird auch als Adaption bezeichnet.
Die
US 4 584 982 beschreibt
beispielsweise eine Adaption mit unterschiedlichen Adaptionsgrößen in verschiedenen
Bereichen des Last/Drehzahlspektrums eines Verbrennungsmotors. Die
verschiedenen Adaptionsgrößen richten
sich auf die Kompensation unterschiedlicher Fehler. Nach Ursache
und Wirkung lassen sich drei Fehlerarten unterscheiden: Fehler eines
Heißfilmluftmassenmessers
wirken sich multiplikativ auf die Kraftstoffzumessung aus. Lecklufteinflüsse wirken
additiv pro Zeiteinheit und Fehler bei der Kompensation der Anzugsverzögerung der
Einspritzventile wirken additiv pro Einspritzung. Diese systematischen
Fehler werden von der Gemischadaption korrigiert. Die Gemischabweichungen
werden in dem Last-Drehzahl-Bereich adaptiert, in dem sie sich stark
auswirken. Berechnete Korrekturen werden dann im gesamten Last/Drehzahlbereich
verwendet. Additive Gemischabweichungen werden im unteren Last-Drehzahlbereich
adaptiert, multiplikative Abweichungen im mittleren Last-Drehzahlbereich.
Nach gesetzlichen Vorschriften sollen abgasrelevante Fehler mit
On Board Mitteln erkannt werden und gegebenenfalls soll eine Fehlerlampe
aktiviert werden. Die Gemischadaption wird auch zur Fehlerdiagnose
genutzt. Ist beispielsweise der Korrektureingriff der Adaption zu
groß, deutet
dies auf einen Fehler hin. Um ein sicheres Zusammenwirken der verschiedenen
Motorsteuerungs- und Diagnosefunktionen zu gewährleisten, wird die Gemischadaption
phasenweise mittels einer Zeit- und/oder Ereignissteuerung freigegeben.
Wenn der Verbrennungsprozess während
einer Gemischadaptionsphase in einem der Adaptionsbereiche betrieben
wird, erfolgt in diesem Bereich eine Gemischadaption (ein Lernvorgang).
Erst am Ende der Adaptionsphase und beim Verlassen des Adaptionsbereiches
wird die Adaption wieder deaktiviert.
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Über
der Lebensdauer, der Exemplarstreuung und bei nichtgeregelter Sondenheizung
weicht der gemessene Lambdawert vom physikalisch vorhandenen Lambdawert
bei Motoren mit Benzindirekteinspritzung hauptsächlich im Schichtbetrieb ab,
wobei der Verbrennungsmotor mit Luftüberschuss betrieben wird. Da
die Gemischadaption eine Stellgröße, die
auf dem gemessenen Lambda für
das Lernen des Fehlers beruht, in Betracht zieht, ist die Adaption im
Schichtbetrieb nicht zielführend.
Für die
Adaption wird daher in den Homogenbetrieb umgeschaltet und die Gemischadaption
aktiviert.
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Aus der
DE
198 50 586 ist ein Motorsteuerungsprogramm bekannt, das
die Umschaltung zwischen Schichtbetrieb und Homogenbetrieb steuert.
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Im Schichtbetrieb wird der Motor
mit einer stark geschichteten Zylinderladung und hohem Luftüberschuss
betrieben, um einen möglichst
niedrigen Kraftstoffverbrauch zu erreichen. Die geschichtete Ladung
wird durch eine späte
Kraftstoffeinspritzung erreicht, die im Idealfall zur Aufteilung
des Brennraums in zwei Zonen führt:
Die erste Zone enthält eine
brennfähige
Luft-Kraftstoff-Gemischwolke an der Zündkerze. Sie wird von der zweiten
Zone umgeben, die aus einer isolierenden Schicht aus Luft und Restgas
besteht. Das Potential zur Verbrauchsoptimierung ergibt sich aus
der Möglichkeit,
den Motor unter Vermeidung von Ladungswechselverlusten weitgehend
ungedrosselt zu betreiben. Der Schichtbetrieb wird bei vergleichsweise
niedriger Last bevorzugt.
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Bei höherer Last, wenn die Leistungsoptimierung
im Vordergrund steht, wird der Motor mit homogener Zylinderfüllung betrieben.
Die homogene Zylinderfüllung
ergibt sich aus einer frühen
Kraftstoffeinspritzung während
des Ansaugvorganges. Als Folge steht bis zur Verbrennung eine größere Zeit
zur Gemischbildung zur Verfügung.
Das Potential dieser Betriebsart zur Leistungsoptimierung ergibt
sich zum Beispiel aus der Ausnutzung des gesamten Brennraumvolumens
zur Füllung
mit brennfähigem
Gemisch.
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Hinsichtlich der Adaption existieren
mehrere Einschaltbedingungen:
So muss beispielsweise die Motortemperatur
die Einschalttemperaturschwelle erreicht haben und die Lambdasonde
muss betriebsbereit sein. Weiter müssen die aktuellen Werte von
Last und Drehzahl in bestimmten Bereichen liegen, in denen jeweils
gelernt wird. Dies ist beispielsweise aus der
US 4 584 982 bekannt. Weiterhin muss
Homogenbetrieb vorliegen. Nach dem bekannten Programm wird die Gemischadaption
in festen Zeitbereichen aktiviert.
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Dabei können sich Zielkonflikte mit
anderen Steuerungsfunktionen, beispielsweise mit der Steuerung der
Tankentlüftung
ergeben.
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Vor diesem Hintergrund zielt die
Erfindung darauf, den Zeitraum, in dem der Motor verbrauchsoptimal
im Schichtbetrieb gefahren werden kann, zu vergrößern. Die Beibehaltung des
Homogenbetriebs zur Adaption verringert den Verbrauchsvorteil der Benzindirekteinspritzung,
da der Homogenbetrieb verbrauchsungünstiger ist als der Schichtbetrieb. Weiter
wird, sowohl bei Benzindirekteinspritzverfahren als auch bei Saugrohreinspritzungen
eine Tankentlüftung
während
der Gemischadaption unterbrochen, was unerwünscht ist.
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Vor diesem Hintergrund besteht die
Aufgabe der Erfindung darin, die zeitliche Steuerung von Zeitabschnitten
mit und ohne Adaption zu optimieren.
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Damit wird die Anforderung des Homogenbetriebes
für die
Gemischadaption so optimiert, dass die gesetzlichen Anforderungen
erfüllt
werden.
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Die Erfindung richtet sich auch auf
eine elektronische Steuereinrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.
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Vorteile der
Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Adaption eines
Kraftstoff-Luft-Gemisches bei einem Verbrennungsmotor mit den Merkmalen
des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass während oder nach der Adaption
einer ersten Art von Gemischabweichung der Einfluss der ersten Art
von Gemischabweichung auf eine zuvor erfolgte Adaption einer zweiten
Art von Gemischabweichung geschätzt
wird und dass die Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung
in Abhängigkeit
dieser Schätzung
korrigiert wird. Auf diese Weise kann der Einfluss der ersten Art
von Gemischabweichung auf die zuvor erfolgte Adaption der zweiten
Art von Gemischabweichung weitgehend kompensiert werden, ohne dass
eine weitere Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung erforderlich
ist. Dadurch kann die Gemischadaptionszeit verringert werden. Somit
steht mehr Zeit für
andere Funktionen, wie zum Beispiel andere Diagnosefunktionen oder
Tankentlüftung
zur Verfügung.
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Bei Fahrzeugen mit Benzindirekteinspritzung ergibt
sich außerdem
ein Verbrauchsvorteil, da die Gemischadaption in der Regel nur im
Homogenbetrieb durchgeführt
wird. Geringere Gemischadaptionszeiten führen zumindest im Leerlauf- und im Teillastbereich
zu weniger Homogenbetrieb und somit zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch.
Dies ermöglicht
im zeitlichen Mittel eine Vergrößerung der Zeitabschnitte,
in denen das Fahrzeug in verbrauchsgünstigem Schichtbetrieb betrieben
werden kann.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
die Schätzung
in Abhängigkeit
der Stabilität
der Adaption der ersten Art von Gemischabweichung durchgeführt wird.
Auf diese Weise kann eine Überkompensation des
Einflusses der ersten Art von Gemischabweichung auf die zuvor erfolgte
Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung verhindert werden.
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Dies insbesondere dann, wenn für den Fall einer
instabilen Adaption der ersten Art von Gemischabweichung die Korrektur
der Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung auf eine Änderung der
Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung begrenzt wird. Die
Kompensation des Einflusses der ersten Art von Gemischabweichung
auf die zuvor erfolgte Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung
geht dann nicht über
die Änderung dieser
zuvor erfolgten Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung hinaus.
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Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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Es zeigen
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1 ein
Blockschaltbild einer elektronischen Steuereinrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
und
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2 ein
Beispiel für
einen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In 1 kennzeichnet
5 eine Motorsteuerung eines Verbrennungsmotors. Der Motorsteuerung 5 ist
von Drehzahlerfassungsmitteln 10 eine Drehzahl n des Verbrennungsmotors
und von Lasterfassungsmitteln 15 ein die Motorlast repräsentierendes
Signal zugeführt.
Die Motorlast kann beispielsweise anhand der relativen Luftfüllung r1
des Verbrennungsmotors ermittelt werden. Die Motorsteuerung 5 steuert
eine Kraftstoffzumessvorrichtung 20, beispielsweise ein
Einspritzventil, an. Ferner steuert die Motorsteuerung 5 einen
Schalter 50 an. Über
den Schalter 50 sind Gemischerfassungsmittel 25,
beispielsweise eine Lambdasonde, entweder mit der Motorsteuerung 5 oder
mit ersten Adaptionsmitteln 30 oder mit zweiten Adaptionsmitteln 35 verbindbar. Die
ersten Adaptionsmittel 30 und die zweiten Adaptionsmittel 35 fuhren
der Motorsteuerung 5 jeweils einen Adaptionswert zu. Ferner
sind die ersten Adaptionsmittel 30 mit ersten Mitteln 40 zur
Rückrechnung und
die zweiten Adaptionsmittel 35 mit zweiten Mitteln 45 zur
Rückrechnung
verbunden. Die Mittel 40, 45 zur Rückrechnung
sind dabei jeweils von der Motorsteuerung 5 angesteuert.
Die ersten Mittel 40 zur Rückrechnung sind mit den zweiten
Adaptionsmitteln 35 verbunden, um den von den zweiten Adaptionsmitteln 35 gebildeten
Adaptionswert zu korrigieren. Die zweiten Mittel 45 zur
Rückrechnung
sind mit den ersten Adaptionsmitteln 30 verbunden, um einen
von den ersten Adaptionsmitteln 30 gebildeten Adaptionswert
zu korrigieren.
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Systematische Fehler in der Zusammensetzung
des Kraftstoff-Luft-Gemisches werden mit Hilfe der von den Adaptionsmitteln 30, 35 gebildeten
Adaptionswerten korrigiert. Dabei werden grundsätzlich verschiedene Arten von
systematischen Gemischabweichungen unterschieden. Im Folgenden soll
zwischen einer ersten Art von Gemischabweichung und einer zweiten
Art von Gemischabweichung unterschieden werden. Die ersten Adaptionsmittel 30 sollen
in diesem Beispiel zur Bildung eines Adaptionswertes für die erste
Art von Gemischabweichung und die zweiten Adaptionsmittel 35 zur
Bildung eines Adaptionswertes für
die zweite Art von Gemischabweichung vorgesehen sein. Bei den beiden
verschiedenen Arten von Gemischabweichungen kann es sich einerseits
um additive Gemischabweichungen handeln, die beispielsweise auf
Lecklufteinflüsse
oder Einspritzventilverzugszeiten zurück zu führen sind und andererseits
auf multiplikative Gemischabweichungen, die beispielsweise auf eine
Kennliniendrift eines Heißfilm-Luftmassenmessers
zurück
zu führen sind.
Additive Gemischabweichungen werden in einem unteren Last-Drehzahl-Bereich adaptiert,
wohingegegen multiplikative Gemischabweichungen in einem mittleren
Last-Drehzahl-Bereich adaptiert werden. Da sich die Adaptionswerte
gegenseitig beeinflussen, kann die Gemischadaption erst dann als
abgeschlossen betrachtet werden, wenn die Adaptionswerte hinreichend
stabil sind. Dies kann in der Motorsteuerung 5 anhand der
von den Adaptionsmitteln 30, 35 zugeführten Adaptionswerte
festgestellt werden. Ist beispielsweise die Änderungsgeschwindigkeit der
einzelnen Adaptionswerte jeweils kleiner als eine vorgegebene Schwelle,
so wird die Adaption der zugehörigen
Art von Gemischabweichung als stabil betrachtet. Sind die Adaptionswerte
beider Adaptionsmittel 30, 35 auf diese Weise
von der Motorsteuerung 5 als stabil detektiert worden,
so gilt die Gemischadaption als eingeschwungen. Die Motorsteuerung 5 kann
dann den Schalter 50 veranlassen, die Gemischerfassungsmittel 25 mit
der Motorsteuerung 5 zu verbinden. Die Motorsteuerung 5 kann
dann zusätzlich
die von den Gemischerfassungsmitteln 25 ermittelte Abweichung
des Kraftstoff-Luft-Gemisches von
einem vorgegebenen Neutralwert, beispielsweise 1, ermitteln und
in Abhängigkeit
dieser Abweichung prüfen,
ob die Gemischadaption eingeschwungen ist. Überschreitet diese Abweichung
beispielsweise einen vorgegebenen Wert, so wird die Gemischadaption
von der Motorsteuerung 5 nicht als eingeschwungen detektiert
und die Motorsteuerung 5, veranlasst den Schalter 50 zur
Verbindung der Gemischerfassungsmittel 25 mit den ersten
Adaptionsmitteln 30 oder den zweiten Adaptionsmitteln 35 für eine Nachadaption.
Andernfalls, d.h. wenn die Abweichung des Kraftstoff-Luft-Gemisches
weniger als der vorgegebene Wert vom Neutralwert abweicht, bestätigt sich
die Detektion der eingeschwungenen Gemischadaption und die Schalterstellung
des Schalters 50 wird nicht verändert.
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Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein,
dass die Gemischadaption erst dann als abgeschlossen betrachtet
wird, wenn zunächst
die Adaption der multiplikativen Gemischabweichung und dann die
Adaption der additiven Gemischabweichung erfolgt bzw. stabil ist.
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Die Ansteuerung des Schalters 50 zur
Verbindung der Gemischerfassungsmittel 25 mit den ersten
Adaptionsmitteln 30 oder mit den zweiten Adaptionsmitteln 35 erfolgt
von der Motorsteuerung 5 in Abhängigkeit der Motordrehzahl
n und der Motorlast, die in diesem Beispiel durch die relative Luftfüllung r1 repräsentiert
ist.
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Für
den Fall, dass ein multiplikativer Fehler in der Gemischzusammensetzung
vorliegt und auf Grund des Fahrprofils zunächst im unteren Last-Drehzahl-Bereich
adaptiert wird, so wird der multiplikative Fehler fälschlicher
Weise bei der additiven Adaption berücksichtigt. Somit beeinflusst
der multiplikative Fehler fälschlicher
Weise die Adaption der additiven Gemischabweichung. Erst durch die Adaption
im mittleren Last-Drehzahl-Bereich
wird der multiplikative Fehler in den ihm zugeordneten multiplikativen
Adaptionswert übernommen.
Die fälschlicherweise
durchgeführte
Berücksichtigung
des multiplikativen Fehlers der Gemischzusammensetzung bei der Adaption
der additiven Gemischabweichung muss dann beim nächsten Wechsel in den unteren Last-Drehzahl-Bereich durch eine
Rückadaption
des additiven Adaptionswertes kompensiert werden. Dies erhöht die erforderliche
Gemischadaptionszeit.
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Entsprechendes gilt, wenn ein additiver
Fehler in der Gemischzusammensetzung zunächst bei der Adaption einer
multiplikativen Gemischabweichung fälschlicher Weise berücksichtigt
wird, so dass eine Rückadaption
des multiplikativen Adaptionswertes notwendig ist.
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Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, während oder
nach der Adaption der ersten Art von Gemischabweichung den Einfluss
der ersten Art von Gemischabweichung auf eine zuvor erfolgte Adaption
der zweiten Art von Gemischabweichung zu schätzen und die Adaption der zweiten
Art von Gemischabweichung in Abhängigkeit
dieser Schätzung
zu korrigieren. Je besser die Schätzung des Einflusses der ersten
Art von Gemischabweichung auf die zuvor erfolgte Adaption der zweiten
Art von Gemischabweichung ist, desto geringer wird die für die Rückadaption
der zweiten Art von Gemischabweichung erforderliche Zeit, sofern
nicht sogar ganz auf eine solche Rückadaption verzichtet werden
kann. Wenn auf eine solche Rückadaption
ganz verzichtet wird ist lediglich eine kurze Überprüfung des Erfolges der Korrektur der
Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung empfehlenswert. Dazu
kann die Motorsteuerung 5 den Schalter 50 derart
ansteuern, dass er die Gemischerfassungsmittel 25 mit der
Motorsteuerung 5 verbindet. Die Motorsteuerung 5 vergleicht
in der beschriebenen Weise das Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit
dem vorgegebenen neutralen Wert und veranlasst eine Nachadaption,
wenn die Abweichung den vorgegebenen Wert überschreitet.
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Beispielhaft soll im Folgenden die
Funktionsweise der elektronischen Steuereinrichtung 1 gemäß 1 beschrieben werden. In
Abhängigkeit
der Motordrehzahl n und der relativen Luftfüllung r1 ermittelt die Motorsteuerung 5 den
aktuellen Last-Drehzahl-Bereich.
In einem ersten Last-Drehzahl-Bereich veranlasst die Motorsteuerung 5 den
Schalter 50 zur Verbindung der Gemischerfassungsmittel 25 mit
den ersten Adaptionsmitteln 30. In einem zweiten Last-Drehzahl-Bereich,
der vom ersten Last-Drehzahl-Bereich
verschieden ist, veranlasst die Motorsteuerung 5 den Schalter 50 zur
Verbindung der Gemischerfassungsmittel 25 mit den zweiten
Adaptionsmitteln 35. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen
werden, dass die Motorsteuerung den zweiten Last-Drehzahl-Bereich
detektiert und den Schalter 50 zur Verbindung der Gemischerfassungsmittel 25 mit den
zweiten Adaptionsmitteln 35 veranlasst. Es findet dann
eine Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung statt. Durch
diese Adaption wird die Abweichung des von den Gemischerfassungsmitteln 25 erfassten
Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses vom
vorgegebenen neutralen Wert kompensiert. Dabei kann es sich bei
dem von den Gemischerfassungsmitteln 25 erfassten Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis um
einen über
eine vorgegebene Zeit gebildeten Mittelwert handeln, um den systematischen Fehler
der zweiten Art von Gemischabweichung zu detektieren und kurzfristige
Störabweichungen
vom vorgegebenen neutralen Wert weitgehend zu eliminieren. Für die Kompensation
dieses systematischen Fehlers der zweiten Art von Gemischabweichung
bilden die zweiten Adaptionsmittel 35 einen entsprechenden Adaptionswert,
der der Motorsteuerung 5 zugeführt wird. Dabei wird die Adaption
der zweiten Art von Gemischabweichung und der entsprechende gebildete
Adaptionswert auch von einem systematischen Fehler der ersten Art
von Gemischabweichung beeinflusst und ist somit diesbezüglich fehlerhaft. Wenn
die Motorsteuerung 5 einen Wechsel in den ersten Last-Drehzahl-Bereich
detektiert, veranlasst sie den Schalter 50 zur Verbindung
der Gemischerfassungsmittel 25 mit den ersten Adaptionsmitteln 30.
Aus der Abweichung des in der beschriebenen Weise ermittelten Mittelwertes
des von den Gemischerfassungsmitteln 25 erfassten Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses
gegenüber
dem vorgegebenen neutralen Wert bilden die ersten Adaptionsmittel 30 ebenfalls
einen Adaptionswert, um den der Abweichung zu Grunde liegenden systematischen
Fehler der ersten Art von Gemischabweichung zu kompensieren. Dabei
kann diese Adaption natürlich
auch vom verbliebenen systematischen Fehler der zweiten Art von
Gemischabweichung beeinflusst sein. Der gebildete Adaptionswert
wird ebenfalls der Motorsteuerung 5 zugeführt.
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Erfindungsgemäß sind nun die Mittel 40, 45 zur
Rückrechung
vorgesehen. Durch die ersten Mittel 40 zur Rückrechnung
wird der Einfluss des systematischen Fehlers der ersten Art von
Gemischabweichung auf die zuvor erfolgte Adaption der zweiten Art von
Gemischabweichung geschätzt.
Ein in Abhängigkeit
dieser Schätzung
gebildeter Korrekturwert wird von den ersten Mitteln 40 der
Rückrechnung
den zweiten Adaptionsmitteln 35 zugeführt. Die zweiten Adaptionsmittel 35 korrigieren
dann ihren Adaptionswert anhand dieses Korrekturwertes und führen den korrigierten
Adaptionswert der Motorsteuerung 5 zu. Entsprechend können die
zweiten Mittel 45 den Einfluss des systematischen Fehlers
der zweiten Art von Gemischabweichung auf eine zuvor erfolgte Adaption
der ersten Art von Gemischabweichung abschätzen und einen entsprechenden
Korrekturwert bilden, der den ersten Adaptionsmitteln 30 zugeführt wird. Die
ersten Adaptionsmittel 30 können dann ihren Adaptionswert
anhand des von den zweiten Mitteln 45 zugeführten Korrekturwertes
korrigieren und den korrigierten Adaptionswert der Motorsteuerung 5 zuführen.
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Die Rückrechnung bzw. Korrektur anhand der
Mittel 40, 45 erfordert keinen weiteren Adaptionsschritt
und spart deshalb Gemischadaptionszeit ein. Die Korrektur des Adaptionswertes
der zweiten Adaptionsmittel durch die ersten Mittel 40 kann
während oder
nach der Adaption des systematischen Fehlers der ersten Art von
Gemischabweichung durch die ersten Adaptionsmittel 30 erfolgen.
Die Korrektur des Adaptionswertes der ersten Adaptionsmittel 30 durch die
zweiten Mittel 45 kann während oder nach der Adaption
des systematischen Fehlers der zweiten Art von Gemischabweichung
durch die zweiten Adaptionsmittel 35 erfolgen.
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Die von den Mitteln 40, 45 durchgeführte Schätzung bzw.
Ermittlung der entsprechenden Korrekturwerte kann auf eine im Leerlauf
des Verbrennungsmotors eingespritzte Kraftstoffmasse bezogen sein.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Schätzung bzw. die Bildung des
Korrekturwertes durch die ersten Mittel 40 in Abhängigkeit
der Stabilität
der in den ersten Adaptionsmitteln 30 durchgeführten Adaption
der ersten Art von Gemischabweichung durchgeführt wird. Entsprechend kann
es vorgesehen sein, dass die Schätzung
bzw. Bildung des Korrekturwertes der zweiten Mittel 45 in
Abhängigkeit der
Stabilität
der von den zweiten Adaptionsmitteln 35 durchgeführten Adaption
der zweiten Art von Gemischabweichung durchgeführt wird. Die Stabilität der Adaption
lässt sich
für die
Adaptionswerte der beiden Adaptionsmittel 30, 35 in
der Motorsteuerung 5 in der zuvor beschriebenen Weise ermitteln,
indem beispielsweise geprüft
wird, ob die Änderungsgeschwindigkeit
des jeweiligen Adaptionswertes kleiner als die vorgegebene Schwelle
ist, was für
eine stabile Adaption spricht. Zusätzlich kann die Motorsteuerung 5 prüfen, ob
das Kraftstoff-Luft-Verhältnis,
das von den Gemischerfassungsmitteln 25 erfasst wird, nicht mehr
als den vorgegebenen Wert vom Neutralwert abweicht. Der entsprechende
Adaptionswert der ersten Adaptionsmittel 30 bzw. der zweiten
Adaptionsmittel 35 wird in diesem Beispiel nur dann als
stabil betrachtet, wenn diese Abweichung kleiner als der vorgegebene
Wert ist. Andernfalls gilt der entsprechende Adaptionswert als instabil.
Zu diesem Zweck können
die Gemischerfassungsmittel 25 auch durch eine feste Verbindung
mit der Motorsteuerung 5 unabhängig von der Schalterstellung
des Schalters 50 verbunden sein, um die Stabilitätsprüfung auch
dann durchzuführen,
wenn die Adaption noch aktiv ist. Dies ist in 1 gestrichelt dargestellt.
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Für
den Fall einer stabilen Adaption der ersten Art von Gemischabweichung
kann es vorgesehen sein, dass eine Änderung dieser Adaption vollständig bei
der Korrektur der Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung
berücksichtigt
wird. Bei der Änderung
der Adaption kann es sich um die Differenz zwischen dem von den
ersten Adaptionsmitteln 30 aktuell gebildeten Adaptionswert
und einem zuvor gültigen
Adaptionswert für
die Adaption der ersten Art von Gemischabweichung handeln. Entsprechend
kann für
den Fall einer stabilen Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung
eine Änderung
dieser Adaption vollständig
bei der Korrektur der Adaption der ersten Art von Gemischabweichung
berücksichtigt
werden.
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Für
den Fall einer instabilen Adaption der ersten Art von Gemischabweichung
kann die Korrektur der Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung
auf eine Änderung
der Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung begrenzt werden.
Bei der Änderung
der Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung kann es sich
dabei beispielsweise um die Differenz zwischen dem aktuellen Adaptionswert
der zweiten Adaptionsmittel 35 und einem vorherigen Adaptionswert
der zweiten Adaptionsmittel 35 handeln. Entsprechend kann
für den
Fall einer instabilen Adaption der zweiten Art von Gemischabweichung
die Korrektur der Adaption der ersten Art von Gemischabweichung
auf eine Änderung
der Adaption der ersten Art von Gemischabweichung begrenzt werden.
Auf diese Weise wird eine Überkompensation
der Adaptionswerte bei der Korrektur verhindert.
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Die beschriebene Bildung der Korrekturwerte
in Abhängigkeit
der Stabilität
der Adaption kann in den Mitteln 40, 45 zur Rückrechnung
in Abhängigkeit jeweils
eines Steuersignals von der Motorsteuerung 5 erfolgen,
die wie beschrieben die Stabilität
der jeweiligen Adaption bezüglich
des Adaptionswertes in den jeweiligen Adaptionsmitteln 30, 35 überprüft.
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In Abhängigkeit der gebildeten Adaptionswerte
bildet die Motorsteuerung 5 ein Kraftstoffzumess-Signal
zur Ansteuerung der Kraftstoffzumessvorrichtung 20, um
das Kraftstoff-Luft-Gemisch entsprechend den Adaptionswerten zu
adaptieren. Dazu kann das Kraftstoffzumess-Signal die Einspritzzeit und/oder
die Einspritzmenge des oder der Einspritzventile des Verbrennungsmotors
entsprechend beeinflussen oder verändern. Zu diesem Zweck können auch
mehrere Kraftstoffzumess-Signale von der Motorsteuerung 5 gebildet
werden. Die Kraftstoffzumessvorrichtung 20 umfasst ein
oder mehrere Einspritzventile des Verbrennungsmotors.
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Das Ausführungsbeispiel wurde bislang
allgemein anhand einer ersten Art von Gemischabweichung und einer
zweiten Art von Gemischabweichung beschrieben. Bei der ersten Art
von Gemischabweichung kann es sich beispielsweise um eine additive
Gemischabweichung und bei der zweiten Art von Gemischabweichung
um eine multiplikative Gemischabweichung handeln. Alternativ kann
es sich umgekehrt bei der ersten Art von Gemischabweichung um eine
multiplikative Gemischabweichung und bei der zweiten Art von Gemischabweichung
um eine additive Gemischabweichung handeln.
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Anhand des Ablaufplans nach 2 wird im Folgenden ein
konkretes Beispiel für
das erfindungsgemäße Verfahren
angegeben. Dabei soll es sich beispielhaft bei der ersten Art von
Gemischabweichung um die multiplikative Gemischabweichung und bei
der zweiten Art von Gemischabweichung um die additive Gemischabweichung
handeln. Das Programm startet während
oder nach der Adaption der multiplikativen Gemischabweichung. Bei
einem Programmpunkt 100 wird die Adaption der multiplikativen
Gemischabweichung in den ersten Adaptionsmitteln 30 durchgeführt und
der dabei gebildete Adaptionswert, der im Folgenden auch als multiplikativer
Adaptionswert bezeichnet wird, an die Motorsteuerung 5 übertragen
und dort zwischengespeichert. Der Schalter 50 ist dabei
derart angesteuert, dass er die Gemischerfassungsmittel 25 mit
den ersten Adaptionsmitteln 30 verbindet. Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 105 verzweigt. Bei Programmpunkt 105 prüft die Motorsteuerung 5,
ob der Adaptionswert der zweiten Adaptionsmittel 35, der
im Folgenden auch als additiver Adaptionswert bezeichnet wird und
in einer vorausgegangenen Adaption der additiven Gemischabweichung
ermittelt wurde, stabil ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem
Programmpunkt 110 verzweigt, andernfalls wird zu einem
Programmpunkt 120 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 110 prüft die Motorsteuerung 5,
ob die Adaption der multiplikativen Gemischabweichung beendet ist,
d.h. ob der multiplikative Adaptionswert stabil ist. Ist dies der
Fall, so wird zu einem Programmpunkt 115 verzweigt, andernfalls wird
zu Programmpunkt 100 zurück verzweigt und die Adaption
der multiplikativen Gemischabweichung fortgesetzt. Bei Programmpunkt 115 wird
in den Mitteln 40 der Korrekturwert für die Adaption der additiven
Gemischabweichung wie folgt gebildet: KORR1 = (frai_b – fraistrt_b)·ORAMX/RKLLMX (1)
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Dabei ist
frai_b der zwischengespeicherte
aktuelle multiplikative Adaptionswert, der den Mitteln 40 von
der Motorsteuerung 5 oder den ersten Adaptionsmitteln 30 zugeführt ist.
fraistrt_b
der zu Beginn der Adaption der multiplikativen Gemischabweichung
zwischengespeicherte multiplikative Adaptionswert, der den Mitteln 40 ebenfalls
von der Motorsteuerung 5 zugeführt sein kann.
ORAMX ein
vorgegebener maximaler additiver Adaptionswert
RKLLMX die relative
eingespritzte Kraftstoffmasse in Bezug auf die Gesamtmasse des Kraftstoff-Luft-Gemisches
bei einer maximal auftretenden Gemischabweichung vom vorgegebenen
Neutralwert im Leerlauf.
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Anschließend wird der Korrekturwert
KORR1 der ersten Mittel 40 den zweiten Adaptionsmitteln 35 zugeführt. Dort
wird ein neuer additiver Adaptionswert oraneu_w aus der Differenz
zwischen einem in einer zuvor erfolgten Adaption der additiven Gemischabweichung
gebildeten additiven Adaptionswert ora_w und dem Korrekturwert KORR1
der ersten Mittel 40 gebildet. Somit ergibt sich der neue
additive Adaptionswert oraneu_w wie folgt: oraneu_w = ora_w – KORR1 (2)
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Dieser neue additive Adaptionswert oraneu_w
wird dann der Motorsteuerung 5 zugeführt. Anschließend wird
das Programm verlassen. Bei Programmpunkt 120 wird in der
Motorsteuerung 5 ein Maximalwert berechnet, um den der
aus der zuvor erfolgten Adaption der additiven Gemischabweichung gebildete
additive Adaptionswert ora_w korrigiert werden darf. Dieser Maximalwert
wird dorarrmx_w bezeichnet und wie folgt berechnet: dorarrmx_w = ora_w – oralt_w (3)
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Dabei ist
oralt_w der additive
Adaptionswert zu Beginn der Fahrt, also der zu Beginn der additiven
Adaption in der Motorsteuerung 5 zwischengespeicherte additive Adaptionswert.
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Anschließend wird zu einem Programmpunkt 125 verzweigt.
Bei Programmpunkt 125 prüft die Motorsteuerung 5 in
der beschriebenen Weise, ob die Adaption der multiplikativen Gemischabweichung
beendet ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 130 verzweigt,
andernfalls wird zu Programmpunkt 100 zurück verzweigt
und die Adaption der multiplikativen Gemischabweichung fortgesetzt.
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Bei Programmpunkt 130 wird
ein zweiter Korrekturwert KORR2 von den ersten Mitteln 40 zur Rückrechnung
wie folgt gebildet: KORR2
= min{(frai_w – fraistrt_w)·ORAMX/RKLLMX; dorarrmx_w} (4)
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Auf diese Weise wird der zweite Korrekturwert
KORR2 auf den Maximalwert dorarrmx_w begrenzt, um den der bei der
zuvor erfolgten Adaption der additiven Gemischabweichung gebildete
additive Adaptionswert ora_w korrigiert werden darf. Somit wird
sichergestellt, dass es nicht zu einer Überkompensation des Einflusses
der multiplikativen Gemischabweichung auf die zuvor erfolgte Adaption
der additiven Gemischabweichung bei einem instabilen additiven Adaptionswert
kommt. Auch der zweite Korrekturwert KORR2 wird den zweiten Adaptionsmitteln 35 zugeführt, die
dann in der beschriebenen Weise den neuen additiven Adaptionswert
oraneu_w gemäß Gleichung
(3) bilden und diesen neuen additiven Adaptionswert oraneu_w der
Motorsteuerung 5 zuführen.
Anschließend
wird das Programm ebenfalls verlassen.
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Wenn also bei Programmpunkt 105 festgestellt
wurde, dass der additive Adaptionswert ora_w vor Beginn der Adaption
der multiplikativen Gemischabweichung einen stabilen Wert erreicht
hat, ist davon auszugehen, dass der gesamte multiplikative Fehler
fälschlicher
Weise in den additiven Adaptionswert ora_w übernommen wurde. Somit kann
gemäß Programmpunkt 115 die
gesamte Änderung
des multiplikativen Adaptionswertes, also die Differenz frai_w – fraistrt_w
zur Rückrechnung
und Korrektur des additiven Adaptionswertes herangezogen werden. Wenn
bei Programmpunkt 105 festgestellt wurde, dass der additive
Adaptionswert ora_w vor Beginn der Adaption der multiplikativen
Gemischabweichung keinen stabilen Wert erreicht hat, so muss die
Rückrechnung
des additiven Adaptionswertes bei Programmpunkt 130 auf
den Anteil begrenzt werden, den sowohl die Adaption der additiven
Gemischabweichung, als auch die Adaption der multiplikativen Gemischabweichung
in die gleiche Richtung adaptiert haben. Dieser Anteil wird durch
den zweiten Korrekturwert KORR2 gemäß Gleichung (4) repräsentiert.
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Anhand eines Zahlenbeispiels wird
das erfindungsgemäße Verfahren
weiter verdeutlicht. Dabei sei angenommen, dass der zu Beginn der
Adaption der multiplikativen Gemischabweichung zwischengespeicherte
multiplikative Adaptionswert fraistrt_w = 1 und der additive Adaptionswert
oralt_w zu Beginn der Adaption der additiven Gemischabweichung =
0 ist. Es sei weiterhin angenommen, dass ein systematischer multiplikativer
Fehler in der Gemischzusammensetzung vorliegt, der zu einer Gemischzusammensetzung
führt,
die um 25% zu mager ist. Weiterhin sei angenommen, dass zunächst der
untere Last-Drehzahl-Bereich vorliegt und von der Motorsteuerung 5 detektiert
wird. Dies führt
zur Verbindung der Gemischerfassungsmittel 25 über den
Schalter 50 mit den zweiten Adaptionsmitteln 35 und
zunächst einer
Adaption der additiven Gemischabweichung. Bei dieser Adaption wird
von den zweiten Adaptionsmitteln 35 der additive Adaptionswert
ora_w = 6,0 gebildet. In diesen additiven Adaptionswert ora_w fließt dabei
fälschlicherweise
auch der systematische multiplikative Gemischfehler mit ein. Weiterhin
sei angenommen, dass der gebildete additive Adaptionswert ora_w
nach Abschluss der Adaption der additiven Gemischabweichung stabil
auf dem Wert 6,0 bleibt. Anschließend wird von der Motorsteuerung 5,
in diesem Beispiel der mittlere Last-Drehzahl-Bereich detektiert
und der Schalter 50 zur Verbindung der Gemischerfassungsmittel 25 mit
den ersten Adaptionsmitteln 30 durch die Motorsteuerung 5 angesteuert.
Es erfolgt somit die Adaption der multiplikativen Gemischabweichung.
Diese führt
zur Kompensation des multiplikativen systematischen Gemischfehlers
durch Bildung des multiplikativen Adaptionswertes fra_w = 1,25.
Nach Abschluss der Adaption der multiplikativen Gemischabweichung
wird gemäß Programmpunkt 115 aufgrund
der vorangegangenen stabilen Adaption der additiven Gemischabweichung
der erste Korrekturwert KORR1 gebildet, der sich gerundet zu 5,42
ergibt. Dabei sei angenommen, dass als Erfahrungswerte für ORAMX
der Wert 6,5 und für RKLLMX
der Wert 0,3 verwendet wird. Somit ergibt sich bei Programmpunkt 115 für den neuen
additiven Adaptionswert oraneu_w mit ora_w = 6,0 und KORR1 = 5,42
der Wert 0,58.
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Da nur ein multiplikativer systematischer
Gemischfehler und kein additiver systematischer Gemischfehler vorausgesetzt
wurde, wurde für
den additiven Adaptionswert nach der Korrektur der Wert Null erwartet.
Die sich ergebende Abweichung kann durch eine Rückadaption der additiven Gemischabweichung
mit geringerem Zeitaufwand realisiert werden, als dies beim nicht
korrigierten additiven Adaptionswert von 6,0 der Fall wäre. Die
sich ergebende Abweichung ist dabei auf die Ungenauigkeit der relativen
Kraftstoffmasse RKLLMX zurück
zu führen. Eine
genaure Ermittlung dieses Wertes, beispielsweise während der
Adaption der additiven Gemischabweichung kann zu einer Reduktion
der genannten Abweichung und damit gegebenenfalls zum Entfallen der
Rückadaption
führen.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren
wird eine Verringerung der Gemischadaptionszeit bei gleichbleibender
Diagnosesicherheit für
das Gemischsystem erreicht.