DE10102003A1

DE10102003A1 - Verfahren zum Ermitteln und Lernen von verbrennungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE10102003A1
Application number: DE10102003A
Authority: DE
Inventors: Juergen Schwabe; Peter Wiltsch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2002-07-25

Abstract

Das Verfahren dient zum Ermitteln und Lernen von verbrennungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten eines Verbrennungsmotors (10) eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe (14) innerhalb eines definierten Motordrehzahlbereichs. Hierbei ist vorgesehen, dass bei einer jeweils vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit mittels Einstellung eines vorgebbaren, geeigneten Getriebeübersetzungsverhältnisses ein innerhalb des definierten Motordrehzahlbereichs liegender Motorbetriebsdrehzahlwert eingestellt wird, bei welchem die verbrennungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten mittels einer Steuereinheit (16) ermittelt und gegebenenfalls in anderen Motordrehzahlbereichen zu einer weiteren Betriebsdatenadaption herangezogen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln und Lernen von verbrennungsaussetzerrelevanten Be triebsdaten eines Verbrennungsmotors eines Fahr zeugs mit Automatikgetriebe innerhalb eines defi nierten Motordrehzahlbereichs, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Verfahren der hier angesprochenen Art sind bereits bekannt. Dabei ist die Ermittlung von verbrennungs aussetzerrelevanten Betriebsdaten eines Verbren nungsmotors beispielsweise in den USA und in Europa bereits gesetzlich gefordert, insbesondere uni Ab gaseinflüsse und/oder Schäden an einem entsprechen den Katalysator eines Fahrzeugs aufgrund von Ver brennungsaussetzern zu erkennen und dem Fahrzeugbe nutzer zu melden. Eine derartige Erkennung von Ver brennungsaussetzern ist an sich bekannt und erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer Adaptionsmethode (Lernmethode) einer Steuereinheit des Fahrzeugs. Mittels der Adaptionsmethode werden vor allem bei verhältnismäßig hohen Motordrehzahlen des Fahrzeugs zuverlässige und verhältnismäßig genaue Informatio nen hinsichtlich der Erkennung von Verbrennungsaus setzern im Verbrennungsmotor erhalten. Zur Gewähr leistung einer korrekten Adaption ist das Betreiben des Verbrennungsmotors in einem definierten Motor drehzahlbereich notwendig. Die gegebenenfalls er mittelten Lernwerte werden nach Abstellen des Ver brennungsmotors in der Steuereinheit gespeichert. Ein erneutes Lernen von Motorbetriebswerten ist in der Regel lediglich nach einem Austausch der Steu ereinheit und insbesondere der Motorsteuereinheit, nach Abklemmen der Fahrzeugbatterie, nach Austausch für zu erlernende Fahrzeugeigenschaften relevanten Bauteilen und/oder nach Verwerfen von erlernten Be triebsdaten mittels einer internen Logik (Plausibi lisierung) notwendig. Jedoch ist in der Regel davon auszugehen, dass lediglich unmittelbar nach Produk tion des entsprechenden Fahrzeugs und/oder nach ge gebenenfalls erforderlichen Reparaturarbeiten am Fahrzeug ein erneutes Lernen von Fahrzeugbetriebs daten notwendig wird. Eine Lernphase mittels der Steuereinheit kommt somit lediglich ein- bis zwei mal innerhalb eines Fahrzeuglebens in Betracht, wo bei sie zwingend zum ersten Mal bei erster Inbe triebnahme des Fahrzeugs zur Erkennung von Verbren nungsaussetzern genutzt wird.

Insbesondere bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe höherer Leistung, sowohl in Form eines traditionel len Schaltgetriebes, als auch eines kontinuier lichen Getriebes (CVT-Getriebe), ist das Lernen von verbrennungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten le diglich bei verhältnismäßig hohen Motordrehzahlen und somit entsprechend hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten, beispielsweise größer 120 km/h, in zuver lässiger Weise erreichbar, da das Fahrzeug üb licherweise nur bei erhöhten Fahrzeuggeschwindig keiten für eine bestimmte Mindestbetriebsdauer mit einer entsprechend hohen Motordrehzahl konstant ge fahren wird. Dabei kann es insbesondere bei konti nuierlichen und somit stufenlosen Automatikgetrie ben vorkommen, dass derartige, vom Fahrprofil des jeweiligen Fahrzeugbenutzers abhängige Betriebs punkte während des Fahrzeugbetriebs nicht erreicht werden. Ferner ist die Ermittlung und Adaption von verbrennungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten eines Verbrennungsmotors entsprechend genormter, von zu ständigen Behörden festgelegten Tests nachzuweisen, wobei beispielsweise in Europa ein derartiger ge normter Test lediglich bei Fahrzeuggeschwindigkei ten unterhalb 120 km/h erfolgen darf. Eine zuver lässige und anerkannte Verbrennungsaussetzererken nung ist somit nicht beziehungsweise nicht immer zufriedenstellend möglich.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekenn zeichnet, dass bei einer jeweils vorliegenden Fahr zeuggeschwindigkeit mittels Einstellung eines vor gebbaren, geeigneten Getriebeübersetzungsverhält nisses ein innerhalb des definierten Motordrehzahl bereichs liegender Motorbetriebsdrehzahlwert einge stellt wird, bei welchem die verbrennungsaussetzer relevanten Betriebsdaten mittels einer Steuerein heit ermittelt und gegebenenfalls in anderen Motor drehzahlbereichen zu einer weiteren Betriebsdaten adaption herangezogen werden. In dieser Weise kann eine zuverlässige und normgerechte Ermittlung und Adaption (Lernen) von Verbrennungsaussetzerrelevan ten Betriebsdaten eines Verbrennungsmotors auch in verhältnismäßig hohen Motordrehzahlbereichen erfol gen, wobei dies im Wesentlichen unabhängig von der jeweils vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit statt finden kann. Somit wird eine betriebsgünstige und nahezu jederzeit realisierbare Erkennung von Ver brennungsaussetzern während des Betriebs des Fahr zeugs ermöglicht. Das Fahrzeug erreicht dabei die gewünschten Betriebsbereiche (definierter Motor drehzahlbereich) auch bei verhältnismäßig geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten. Somit wird das Fahrzeug im Vergleich zum Stand der Technik früher oder in Abhängigkeit des fahrerspezifischen Fahrprofils überhaupt erst in möglichen Lernbetriebsbereichen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben, so dass vorteilhafter Weise eine bessere bezie hungsweise überhaupt erst mögliche Erkennung von Verbrennungsaussetzern bei verhältnismäßig hohen Motordrehzahlen möglich ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen:

- Feststellen eines Erkennungsbedarfs an verbren nungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten, insbeson dere mittels der Steuereinheit;
- Festlegen mittels der Steuereinheit des geeigne ten Getriebeübersetzungsverhältnisses zur Ein stellung des innerhalb des Motordrehzahlbereichs liegenden Motorbetriebsdrehzahlwerts bei einer jeweils vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit;
- Einstellen des festgelegten Getriebeübersetzungs verhältnisses mittels der Steuereinheit;
- Ermitteln und Lernen von verbrennungsaussetzerre levanten Betriebsdaten des Verbrennungsmotors mittels der Steuereinheit;
- Zurückführen des Motorbetriebsdrehzahlwerts auf einen betriebsüblichen Wert mittels der Steuer einheit.

Dieses Verfahren ermöglicht, dass in Abhängigkeit des Lernfortschritts ein Erkennungsbedarf an ver brennungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten bei spielsweise mittels der Steuereinheit festgestellt und ein an die jeweils vorliegenden Fahrzeugbe triebsbedingungen (insbesondere Fahrzeuggeschwin digkeit) angepasstes, geeignetes Getriebeüberset zungsverhältnis am Automatikgetriebe des Fahrzeugs eingestellt werden kann. Die Einstellung von Fahr zeugbetriebsparametern sowie die Erkennung von Verbrennungsaussetzern erfolgt somit in kontrol lierter und automatisierter Weise.

Mit Vorteil erfolgt das Feststellen eines Erken nungsbedarfs an verbrennungsaussetzerrelevanten Be triebsdaten und das Ermitteln und Lernen derselben mittels einer Motorsteuereinheit sowie das Festle gen und Einstellen des geeigneten Getriebeüberset zungsverhältnisses mittels einer Getriebesteuerein heit, wobei die Motorsteuereinheit und die Getrie besteuereinheit miteinander in operativer Wirkver bindung stehen. Moderne Fahrzeuge enthalten in der Regel bereits eine Motorsteuereinheit und eine von dieser separate Getriebesteuereinheit, welche der art miteinander operativ wirkverbunden sind, dass mittels eines Datenaustauschsystems beispielsweise in Form eines CAN-Bus-Systems entsprechende Infor mationen beziehungsweise Daten ausgetauscht werden können. In einem solchen Fall ist das vorteilhafte Verfahren ohne apparativen Mehraufwand (Hardware) in einem entsprechenden Fahrzeug durchführbar. Es ist lediglich eine zusätzliche Funktionalität in der Getriebesteuereinheit und in der Motorsteuer einheit mittels eines geeigneten Programms (Soft ware) zu gewährleisten.

Vorzugsweise erfolgt im Falle eines Automatik schaltgetriebes zur Herstellung des geeigneten Ge triebeübersetzungsverhältnisses ein verzögertes Schalten in einen höheren Gang bei einer verhält nismäßig hohen Motordrehzahl und/oder bei einer verhältnismäßig kleinen Motorlast oder wird ein Schalten in einen höheren Gang verhindert. In die ser Weise wird das geeignete Getriebeübersetzungs verhältnis mittels einer an die jeweils vorliegende Fahrzeuggeschwindigkeit angepassten Wahl der Fahr stufe (Gang) eingestellt und somit die Vorausset zung für ein Lernen von Betriebsdaten im Zusammen hang mit Verbrennungsaussetzern ermöglicht. Eine derartige Schaltstrategie des Automatikschaltge triebes ist mittels einer entsprechenden Steuerein heit (Getriebesteuereinheit) in verhältnismäßig einfacher Weise realisierbar.

Vorteilhafterweise erfolgt die Festlegung und Ein stellung des geeigneten Getriebeübersetzungsver hältnisses sowie das Zurückführen des Motorbe triebsdrehzahlwerts auf einen betriebsüblichen Wert entsprechend einer vorgebbaren Schaltstrategie, in welcher Fahrzeugbetriebsrandbedingungen berücksich tigt sind. Bei den Fahrzeugbetriebsrandbedingungen kann es sich beispielsweise um in Bezug auf einen Schaltvorgang priorisierte Getriebeschutz- und/oder Warmlaufprogramme des Fahrzeugs handeln. Die Schaltstrategie kann dabei derart programmiert sein, dass das Einstellen des festgelegten Getrie beübersetzungsverhältnisses und das Zurückführen des Motorbetriebsdrehzahlwerts auf einen betriebs üblichen Wert mittels der Steuereinheit in geeignet angepassten Zwischenschritten oder gegebenenfalls auch stufenlos erfolgt. Die Schaltstrategie kann in der Motorsteuereinheit und/oder in der Getriebe steuereinheit gespeichert und aktivierbar sein. Da bei ist es möglich, dass die Schaltstrategie ver schiedene, an die jeweiligen Fahrzeugbetriebsbedin gungen (beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit) an gepasste Schaltprogramme enthält.

Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante wird der Erkennungsbedarf an verbrennungsaussetzerrele vanten Betriebsdaten mittels Anforderung einer fahrzeugexternen Testeinheit insbesondere im Rahmen der Fahrzeugproduktion oder einer Fahrzeugreparatur ausgelöst. Bei der Erstinbetriebnahme des herge stellten Fahrzeugs und gegebenenfalls nach einer Fahrzeugreparatur liegt in der Regel ein Erken nungsbedarf an verbrennungsaussetzerrelevanten Be triebsdaten vor. Wenn die Lerndauer von derartigen Betriebsdaten des Fahrzeugs während dessen Produk tion beziehungsweise dessen Reparatur ausreichend lang ist, ergeben sich während des anschließenden Fahrzeugbetriebs für den Fahrzeugbenutzer keine be merkbare ungewohnte Schaltänderungen zur Einstellung eines geeigneten Motorbetriebsdrehzahlwerts im Rahmen einer Verbrennungsaussetzererkennung bezie hungsweise einer entsprechenden Adaption, da sel bige bereits während der Produktion beziehungsweise Reparatur des Fahrzeugs abgeschlossen wurde.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Steuer einheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens sowie auf ein Fahrzeug mit einer entspre chenden Steuereinheit. Mittels einer derartigen Steuereinheit beziehungsweise Fahrzeugs lassen sich die in Bezug auf das Verfahren vorerwähnten Vor teile erzielen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausfüh rungsbeispiel anhand einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. In einer einzigen Figur ist eine erfindungsgemäße, mit einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs wirkverbundene Steuereinheit in Form eines Blockschaltbildes dargestellt.

Beschreibung der Erfindung

Die Figur zeigt einen Verbrennungsmotor 10 eines Fahrzeugs (nicht dargestellt), der mittels einer Motorwelle 11 mit einer Kupplungseinheit 12 wirk verbunden ist, welche mittels einer Antriebswelle 13 mit einer Getriebeeinheit 14 in Wirkverbindung steht, von welcher eine Abtriebswelle 15 wegführt.

Diese Konstruktionseinheiten 10 bis 15 bilden in an sich bekannter Weise einen Antriebsstrang 24. Eine allgemein mit 16 bezeichnete und gestrichelt darge stellte Steuereinheit ist mit dem Antriebsstrang 24 operativ wirkverbunden. Die Steuereinheit 16 weist eine Motorsteuereinheit 17 und eine Getriebesteuer einheit 18 auf, die mittels einer als Doppelpfeil dargestellten Datenübertragungsleitung 21, bei spielsweise unter Ausbildung eines CAN-Bus-Systems, in ebenfalls an sich bekannter Weise operativ mit einander wirkverbunden sind. Die Motorsteuereinheit 17 ist mittels einer als Doppelpfeil 19 dargestell ten Steuerleitung mit dem Verbrennungsmotor 10 ver bunden, während die Getriebesteuereinheit 18 mit tels einer als Doppelpfeil 20 dargestellten Steuer leitung mit der Getriebeeinheit 14 in Verbindung steht. Sowohl die Motorsteuereinheit 17 als auch die Steuereinheit 16 können mittels zugehöriger, als Doppelpfeile 22, 23 dargestellter Datenübertra gungsleitungen mit weiteren Funktionseinheiten des Fahrzeugs beziehungsweise mit fahrzeugexternen Funktionseinheiten (nicht dargestellt) gegebenen falls nur zeitweise wirkverbunden sein.

Die Steuereinheit 16 dient unter anderem zum Ermit teln und Lernen von verbrennungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten des Verbrennungsmotors 10 des Fahr zeugs (mit Getriebe 14 in Form eines Automatikge triebes) innerhalb eines definierten Motordrehzahl bereichs. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einer jeweils vorliegenden Fahrzeugge schwindigkeit mittels Einstellung eines vorgebba ren, geeigneten Getriebeübersetzungsverhältnisses am Automatikgetriebe 14 ein innerhalb des definierten Motordrehzahlbereichs liegender Motorbetriebs drehzahlwert mittels der Steuereinheit 16 einge stellt wird, so dass die Steuereinheit 16 in der Lage ist, in zuverlässiger und betriebsgünstiger Weise Verbrennungsaussetzerrelevante Betriebsdaten des Verbrennungsmotors 10 zu ermitteln und zu ler nen (adaptieren). Dabei wird mittels der Motorsteu ereinheit 17 ein Erkennungsbedarf an verbren nungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten festgestellt beziehungsweise registriert. Anschließend werden entsprechende Aktivierungsdaten mittels der Daten übertragungsleitung (Doppelpfeil 21) an die Getrie besteuereinheit 18 übermittelt, welche ein geeigne tes Getriebeübersetzungsverhältnis zur Einstellung des innerhalb des Motordrehzahlbereichs liegenden Motorbetriebsdrehzahlwerts (verhältnismäßig hoher Motorbetriebsdrehzahlwert) bei einer jeweils vor liegenden Fahrzeuggeschwindigkeit festlegt und mit tels der Steuerleitung (Doppelpfeil 20) am Automa tikgetriebe 14 einstellt. Nun sind die Vorausset zungen für ein korrektes, zuverlässiges und normge rechtes Ermitteln und Lernen von verbrennungsaus setzerrelevanten Betriebsdaten des Verbrennungsmo tors 10 mittels der Motorsteuereinheit 17 geschaf fen. Nach Beendigung einer derartigen adaptiven Verbrennungsaussetzerüberwachung erfolgt ein kon trolliertes Zurückführen des Motorbetriebsdrehzahl werts auf einen betriebsüblichen Wert (ver hältnismäßig kleiner Wert) durch eine entsprechende Einstellung des Automatikgetriebes 14 mittels der Getriebesteuereinheit 18.

Die Festlegung und Einstellung des geeigneten Ge triebeübersetzungsverhältnisses sowie das Zurückführen des Motorbetriebsdrehzahlwerts auf einen be triebsüblichen Wert erfolgen entsprechend einer vorgebbaren Schaltstrategie, in welcher gegebenen falls zusätzliche Fahrzeugbetriebsrandbedingungen berücksichtigt sind. Nach Feststellen eines Er kennungsbedarfs an verbrennungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten mittels der Motorsteuereinheit 17 kann die Schaltstrategie beispielsweise derart sein, dass eine Schaltung im Automatikgetriebe 14 in einen höheren Gang erst ab einer Motordrehzahl erfolgt, die größer ist als eine erste Mindestdreh zahl n1. Bei einem nicht vorliegenden Erkennungsbe darf an verbrennungsaussetzerrelevanten Betriebsda ten erfolgt dagegen eine Schaltung im Automatikge triebe 14 bereits ab einer Mindestmotordrehzahl n2 in einen höheren Gang gemäß einer neuen Schaltstra tegie, wobei n2 kleiner als n1 ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhaf ter Weise in Fahrzeugen sowohl mit Stufenautomatik getrieben als auch mit kontinuierlichen, stufenlo sen Automatikgetrieben zum Einsatz kommen.

Aufgrund der in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindig keit variablen Einstellbarbeit des notwendigen Mo torbetriebsdrehzahlwerts kann in betriebsgünstiger Weise einer gegebenenfalls einzuhaltenden Adap tionsreihenfolge gefolgt werden, gemäß welcher zu nächst bei verhältnismäßig niedrigen Fahrzeugge schwindigkeiten und anschließend bei entsprechend höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten eine sukzessive Adaption stattfindet.

Claims

1. Verfahren zum Ermitteln und Lernen von verbren nungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten eines Ver brennungsmotors eines Fahrzeugs mit Automatikge triebe innerhalb eines definierten Motordrehzahlbe reichs, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer je weils vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit mittels Einstellung eines vorgebbaren, geeigneten Getriebe übersetzungsverhältnisses ein innerhalb des defi nierten Motordrehzahlbereichs liegender Motorbe triebsdrehzahlwert eingestellt wird, bei welchem die verbrennungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten mittels einer Steuereinheit (16) ermittelt und ge gebenenfalls in anderen Motordrehzahlbereichen zu einer weiteren Betriebsdatenadaption herangezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Feststellen eines Erkennungsbedarfs an verbren nungsaussetzerrelevanten Betriebsdaten, insbeson dere mittels der Steuereinheit (16);
- Festlegen mittels der Steuereinheit (16) des ge eigneten Getriebeübersetzungsverhältnisses zur Einstellung des innerhalb des Motordrehzahlbe reichs liegenden Motorbetriebsdrehzahlwerts bei einer jeweils vorliegenden Fahrzeuggeschwindig keit;
- Einstellen des festgelegten Getriebeübersetzungs verhältnisses mittels der Steuereinheit (16);
- Ermitteln und Lernen von verbrennungsaussetzerre levanten Betriebsdaten des Verbrennungsmotors (10) mittels der Steuereinheit (16);
- Zurückführen des Motorbetriebsdrehzahlwerts auf einen betriebsüblichen Wert mittels der Steuer einheit (16).

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Feststellen eines Erkennungsbedarfs an verbrennungsaussetzerre levanten Betriebsdaten und das Ermitteln und Lernen derselben mittels einer Motorsteuereinheit (17) so wie das Festlegen und Einstellen des geeigneten Ge triebeübersetzungsverhältnisses mittels einer Ge triebesteuereinheit (18) erfolgt, wobei die Mo torsteuereinheit (17) und die Getriebesteuereinheit (18) miteinander in operativer Wirkverbindung ste hen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Automatikschaltgetriebes (14) zur Herstellung des geeigneten Getriebeübersetzungsverhältnisses ein verzögertes Schalten in einen höheren Gang bei einer verhältnismäßig hohen Motordrehzahl und/oder bei einer verhältnismäßig kleinen Motorlast erfolgt oder dass ein Schalten in einen höheren Gang ver hindert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung und Einstellung des geeigneten Getriebeübersetzungsverhältnisses sowie das Zurückführen des Mo torbetriebsdrehzahlwerts auf einen betriebsüblichen Wert entsprechend einer vorgebbaren Schaltstrategie erfolgt, in welcher Fahrzeugbetriebsrandbedingungen berücksichtigt sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der Erkennungsbe darf an verbrennungsaussetzerrelevanten Betriebsda ten mittels Anforderung einer fahrzeugexternen Testeinheit (22) insbesondere im Rahmen der Fahr zeugproduktion oder einer Fahrzeugreparatur ausge löst wird.

7. Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

8. Fahrzeug mit einer Steuereinheit zur Durchfüh rung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.