DE102006006552B3

DE102006006552B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006006552B3
Application number: DE102006006552A
Authority: DE
Inventors: Paul Rodatz; Gerald Rieder
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Audi AG; Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2026-02-14
Also published as: EP1987243A1; US20090030591A1; CN101454556A; US8027779B2; CN101454556B; DE102006006552B8; KR20090004872A; KR101355545B1; WO2007093537A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, der ein Lambda-Regler zugeordnet ist, wird abhängig von mindestens einer Betriebsgröße ein Betriebszustand (STATE) der Brennkraftmaschine ermittelt. Der Betriebszustand (STATE) umfasst einen Kaltbetrieb (STATE_COLD) und einen Warmbetrieb (STATE_WARM) der Brennkraftmaschine. Bei aktiven Lambda-Regler (LAM_ACT), bei Kaltbetrieb (STATE_COLD) und beim Vorliegen einer vorgegebenen ersten Bedingung wird ein aktueller Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_AV) ermittelt und der aktuelle Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_AV) einem geltenden Kalt-Adaptionswert (AD_COLD-VLD) zugeordnet. Bei aktiven Lambda-Regler (LAM_ACT), bei Warmbetrieb (STATE_WARM) und beim Vorliegen einer vorgegebenen zweiten Bedingung wird ein aktueller Warm-Adaptionswert (AD_WARM-AV) ermittelt und einem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) zugeordnet. Ferner wird der geltende Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_VLD) beim Vorliegen einer vorgegebenen dritten Bedingung angepasst abhängig von einem Unterschied (AD_WARM_DELTA) zwischen dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) und dem aktuellen Warm-Adaptionswert (AD_WARM_AV).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Der Brennkraftmaschine ist ein Lambda-Regler zugeordnet. Der Lambda-Regler ist ausgebildet zum Erzeugen eines Reglerstellsignals in Form eines Korrekturbeitrags abhängig von einem Istwert eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Brennraum der Brennkraftmaschine und einem vorgegebenen Sollwert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt und einen Abgastrakt. Der Ansaugtrakt und der Abgastrakt kommunizieren abhängig von einer Schaltstellung mindestens eines Gaseinlassventils bzw. mindestens eines Gasauslassventils mit dem Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine hat je ein Einspritzventil pro Zylinder zum Zumessen einer Kraftstoffmasse in den Brennraum des entsprechenden Zylinders. Die Kraftstoffmasse wird zugemessen abhängig von einem Stellsignal, das abhängig von dem Korrekturbeitrag ermittelt wird.

Aus der DE 103 07 004 B3 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einer Lambdaregelung bekannt. Es wird abhängig von einer Temperatur der Brennkraftmaschine ein Adaptionswert für die erforderliche Kraftstoffmasse einer Kennlinie entnommen. Bei laufender Lambdaregelung wird überprüft, ob vorbestimmte Adaptionsbedingungen vorliegen. Falls die vorbestimmten Adaptionsbedingungen vorliegen, wird aus den Reglerparametern des Lambda-Reglers ein Adaptionswert bestimmt und die Kennlinie abhängig von dem neu bestimmten A daptionswert und der Temperatur der Brennkraftmaschine angepasst.

In der DE 10 2005 009 101 B3 derselben Anmelderin ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Korrekturwertes zur Beeinflussung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vorgeschlagen worden. Diese Brennkraftmaschine weist mehrere Zylinder auf, den Zylindern zugeordnete Einspritzventile, die Kraftstoff zumessen und eine Abgassonde, die in einem Abgastrakt angeordnet ist und deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder. Zu einem vorgegebenen Abtast-Kurbelwellenwinkel, bezogen auf eine Bezugsposition des Kolbens des jeweiligen Zylinders wird das Messsignal erfasst und dem jeweiligen Zylinder zugeordnet. Mittels jeweils eines Reglers wird ein Reglerwert zum Beeinflussen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem jeweiligen Zylinder abhängig von dem für den jeweiligen Zylinder erfassten Messsignal ermittelt. Bei einem Erfülltsein vorgegebener erster Bedingungen, die einen vorgegebenen ersten Temperaturbereich einer Temperatur einschließen, die repräsentativ ist für eine Temperatur des jeweiligen Einspritzventils, wird ein erster Adaptionswert abhängig von dem Reglerwert ermittelt. Bei einem Erfülltsein vorgegebener zweiter Bedingungen, die einen zweiten Temperaturbereich der Temperatur einschließen, die repräsentativ ist für die Temperatur des jeweiligen Einspritzventils wird ein zweiter Adaptionswert abhängig von dem Reglerwert ermittelt. Der Korrekturwert zum Beeinflussen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem jeweiligen Zylinder wird abhängig von dem ersten und/oder zweiten Adaptionswert abhängig von der Temperatur ermittelt, die repräsentativ ist für die Temperatur des jeweiligen Einspritzventils.

Aus der DE 197 39 901 A1 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine abhängig von Betriebskenngrößen, wie Last, Drehzahl beschrieben, wobei für die Steuerung ein korrigierter Wert der Ansauglufttemperatur Verwendung findet, der sich zusammensetzt aus einem rechnerisch ermittelten oder gemessenen Wert der brennkraftmaschinenfernen Ansauglufttemperatur und einem Wert der mittleren Temperatur des Ansaugrohres und einem Wichtungsfaktor, der im Bereich zwischen 0 und 1 liegt.

Aus der DE 196 12 453 C2 ist ein Verfahren zum Bestimmen der in das Saugrohr oder in den Zylinder einer Brennkraftmaschine einzubringenden Kraftstoffmasse über die Vorgabe des Verbrennungsluftverhältnisses auf der Grundlage einer vorgegebenen, zur Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Zylinder notwendigen Frischluftmasse zum Erzielen eines gewünschten Solldrehmomentes der Brennkraftmaschine beschrieben. In Abhängigkeit der Luftmasse im Zylinder und der Drehzahl der Brennkraftmaschine wird eine Basiseinspritzzeit ermittelt. Die Basiseinspritzzeit wird über die Vorgabe eines Lambda-Sollwertes vorgesteuert. Der Lambda-Sollwert wird durch eine koordinierte Berechnung aus einer Vielzahl unterschiedlicher, von den verschiedensten Betriebszuständen der rennkraftmaschine abgeleiteten Lambdaanforderungen ermittelt. Die koordinierte Berechnung des Lambdasollwertes durch Minimal- und Maximalauswahlen erfolgt aus den verschiedenen Lambdaanforderungen. Den Lambdaanforderungen sind unterschiedliche Prioritäten zugeordnet und jeweils nur diejenige Lambdaanforderung wird zur weiteren Verarbeitung weitergegeben, welche die höhere Priorität besitzt. Die mit dem Lambdasollwert vorgesteuerte Einspritzzeit wird mit weiteren additiven und/oder multiplikativen Korrekturfaktoren beaufschlagt, so dass beliebi ge Korrekturen des Verbrennungsluftverhältnisses gegenüber einemm Referenzwert vorgenommen werden können.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das bzw. die ein präzises Betreiben der Brennkraftmaschine ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Der Brennkraftmaschine ist ein Lambda-Regler zugeordnet. Der Lambda-Regler ist ausgebildet zum Erzeugen eines Reglerstellsignals in Form eines Korrekturbeitrags abhängig von einem Istwert eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Brennraum der Brennkraftmaschine und einem vorgegebenen Sollwert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt und einen Abgastrakt, die abhängig von einer Schaltstellung mindestens eines Gaseinlassventils bzw. mindestens eines Gasauslassventils mit dem Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine kommunizieren. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine je ein Einspritzventil pro Zylinder zum Zumessen einer Kraftstoffmasse in den Brennraum des entsprechenden Zylinders. Das Einspritzventil wird abhängig von einem Stellsignal angesteuert, das abhängig von dem Korrekturbeitrag ermittelt wird. Es wird ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine ermittelt abhängig von mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine. Der Betriebszustand umfasst einen Kaltbetrieb und einen Warmbetrieb der Brennkraftmaschine. Bei aktivem Lambda-Regler, Kaltbetrieb und beim Vorliegen einer vorgegebenen ersten Bedingung wird ein aktueller Kalt-Adaptionswert ermittelt abhängig von zumindest einem Anteil des Reglersignals, einem geltenden Kalt-Adaptionswert und einem geltenden Warm-Adaptionswert. Der aktuelle Kalt-Adaptionswert wird dem geltenden Kalt-Adaptionswert zugeordnet. Bei aktivem Lambda-Regler, Warmbetrieb und beim Vorliegen einer vorgegebenen zweiten Bedingung wird ein aktueller Warm-Adaptionswert ermittelt abhängig von zumindest dem Anteil des Reglerstellsignals und dem geltenden Warm-Adaptionswert. Der geltende Kalt-Adaptionswert wird beim Vorliegen einer vorgegebenen dritten Bedingung angepasst abhängig von einem Unterschied zwischen dem geltenden Warm-Adaptionswert und dem aktuellen Warm-Adaptionswert. Der aktuelle Warm-Adaptionswert wird dem geltenden Warm-Adaptionswert zugeordnet. Bei Kaltbetrieb wird das Stellsignal abhängig von dem geltenden Kalt-Adaptionswert und dem geltenden Warm-Adaptionswert ermittelt. Bei Warmbetrieb wird das Stellsignal abhängig von dem geltenden Warm-Adaptionswert ermittelt.

Das Anpassen des geltenden Kalt-Adaptionswerts abhängig von dem Unterschied zwischen dem geltenden und dem aktuellen Warm-Adaptionswert ermöglicht schon bei einem zweiten Kaltstart nach einer extremen Veränderung des Kalt- und Warm-Adaptionswerts ein präzises Betreiben der Brennkraftmaschine unabhängig von eventuellen Systemtoleranzen der Brennkraftmaschine. Die extreme Veränderung kann beispielsweise hervorgerufen werden durch ein Löschen des geltenden Kalt- und Warm-Adaptionswerts bei einer Abgasuntersuchung und/oder durch einen Transport der ausgeschalteten Brennkraftmaschine an einen Ort, dessen Höhe von der Höhe des Ortes vor dem Transport stark abweicht, und/oder bei einer von einem auf den anderen Fahrzyklus veränderten Kraftstoffqualität, beispielsweise nach einem Tanken von Kraftstoff im Ausland und/oder wechselndem Gebrauch von Normalbenzin und Superbenzin.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der geltende Kalt-Adaptionswert nur dann abhängig von dem Unterschied zwischen dem geltenden Warm-Adaptionswert und dem aktuellen Warm-Adaptionswert angepasst, wenn der Unterschied größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Dies trägt dazu bei, ein unnötiges Anpassen des geltenden Kalt-Adaptionswerts zu vermeiden (Patentanspruch 2)

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird bei aktivem Lambda-Regler der aktuelle Kalt- und/oder Warm-Adaptionswert der Betriebsgröße zugeordnet. Der geltende Kalt- bzw. Warm-Adaptionswert wird abhängig von der Betriebsgröße ermittelt. Dies trägt zu einem besonders präzisen Betreiben der Brennkraftmaschine bei (Patentanspruch 3)

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird abhängig von der Betriebsgröße eine Grundkraftstoffmasse ermittelt. Bei Kaltbetrieb wird die Kraftstoffmasse ermittelt abhängig von der Grundkraftstoffmasse, dem geltenden Kalt- und Warm-Adaptionswert und, bei aktivem Lambda-Regler, abhängig von dem Korrekturbeitrag. Bei Warmbetrieb wird die Kraftstoffmasse ermittelt abhängig von der Grundkraftstoffmasse, dem geltenden Warm-Adaptionswert und, bei aktivem Lambda-Regler, abhängig von dem Korrekturbeitrag. Abhängig von der ermittelten Kraftstoffmasse wird das Stellsignal zum Ansteuern des Einspritzventils ermittelt. Dies ermöglicht ein präzises Regeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum (Patentanspruch 4)

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Lambda-Regler abhängig von der erfassten Betriebsgröße und/oder einer Dauer seit Beginn des Fahrzyklus aktiviert und/oder deaktiviert. Dies ermöglicht abhängig von dem Betriebszustand zwischen einem Steuern und einem Regeln der Brennkraftmaschine zu wechseln (Patentanspruch 5).

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Sollwert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum abhängig von der Betriebsgröße ermittelt. Dies trägt zu einem besonders präzisen Betreiben der Brennkraftmaschine bei (Patentanspruch 6).

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine abhängig von einer Temperatur und/oder einer Lastgröße und/oder einer Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt. Dies trägt zu einem besonders präzisen Ermitteln des Betriebszustands bei (Patentanspruch 7).

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die vorgegebene erste und/oder zweite Bedingung abhängig von der Temperatur und/oder der Lastgröße und/oder der Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt. Dies trägt dazu bei nur geeignete aktuelle Kalt- und/oder Warm-Adaptionswerte zu ermitteln (Patentanspruch 8).

Die vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens können ohne weiteres auf die entsprechende Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens übertragen werden.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung
2 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine,
3 eine erste Fortsetzung des Programms,
4 eine zweite Fortsetzung des Programms,
5 eine dritte Fortsetzung des Programms,
6 eine vierte Fortsetzung des Programms,
7 eine fünfte Fortsetzung des Programms.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, die über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit mindestens einem Gaseinlassventil 12, mindestens einem Gasauslassventil 13 und Ventilantrieben 14, 15. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 22 und eine Zündkerze 23. Alterna tiv kann das Einspritzventil 22 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein.
Eine Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen die Messgrößen und von diesen abgeleitete Größen der Brennkraftmaschine. Betriebsgrößen können repräsentativ sein für einen Betriebszustand STATE der Brennkraftmaschine. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen mindestens eine Stellgröße, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.
Der Betriebszustand STATE kann beispielsweise ein Kaltbetrieb STATE_COLD und/oder ein Warmbetrieb STATE_WARM sein. Ferner können die Betriebszustände STATE weiter unterteilt sein, beispielsweise in einen Warmbetrieb STATE_WARM im Leerlauf und/oder in einen Warmbetrieb STATE_WARM im Teillastbereich und/oder in einen Warmbetrieb STATE_WARM im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine. Ferner kann auch der Kaltbetrieb STATE_COLD weiter unterteilt sein. Wenn sich die Brennkraftmaschine nicht im Warmbetrieb STATE_WARM befindet, befindet sich die Brennkraftmaschine im Kaltbetrieb STATE_COLD. Der Warmbetrieb STATE_WARM kann beispielsweise dadurch charakterisiert sein, dass eine Temperatur der Brennkraftmaschine über 70° Celsius liegt.
Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Dros selklappe 5 erfasst, ein Drosselklappenstellungssensor 30, welcher einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 erfasst, ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird. Ein zweiter Temperatursensor 38 erfasst eine Kühlwassertemperatur. Es kann auch ein dritter Temperatursensor vorgesehen sein zum Erfassen einer Öltemperatur der Brennkraftmaschine. Ferner ist in dem Abgastrakt bevorzugt eine Abgassonde 40 angeordnet, deren Messsignal repräsentativ ist für ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum 9. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Einspritzventil 22 und/oder die Zündkerze 23.
Neben dem Zylinder Z1 sind bevorzugt auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder zugeordnet sind. Es können aber auch weitere Zylinder vorgesehen sein.
Ein Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine (2) ist vorzugsweise in der Steuervorrichtung 25 gespeichert. Das Programm dient dazu, systembedingte Schwankungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 beim Betrieb der Brennkraftmaschine auszugleichen. Bei dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum 9 handelt es sich um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum 9 der Brennkraftmaschine nach dem Einströmen des Luftmassenstroms aus dem Ansaugtrakt 1 in den Brennraum 9, dem Zumessen einer Kraftstoffmasse MFF und vor dem Verbrennen des Luft/Kraftstoff-Gemischs. Die systembedingten Schwankungen werden so ausgeglichen, dass ein vorzugsweise optimales Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum 9 beim Betrieb der Brennkraftmaschine eingestellt wird schon bei einem zweiten Kaltstart der Brennkraftmaschine nach einem Löschen aller Adaptionswerte AD_COLD_VLD, AD_WARM_VLD und/oder nach einem Transport der Brennkraftmaschine an einen Ort, dessen Höhe von der Höhe des Ortes vor dem Transport stark abweicht, und/oder nach einem Verändern der Kraftstoffqualität, beispielsweise nach einem Tanken von Kraftstoff im Ausland und/oder nach einem Wechsel von Normalbenzin und Superbenzin. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum kann auch von dem optimalen Luft/Kraftstoffverhältnis abweichen.
Die systembedingten Schwankungen entstehen beispielsweise durch Fertigungstoleranzen der Bauteile der Brennkraftmaschine. Die Systemtoleranzen können beispielsweise Systemtoleranzen des Einspritzventils 22 sein, insbesondere unterschiedlich große Einspritzlöcher und/oder unterschiedlich reagierende Aktoren der Einspritzventile 22. Die Systemtoleranzen können sich ferner auf den Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 und/oder eine Stellung des Gaseinlassventils 12 beziehen.
Das Programm wird vorzugsweise zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine in einem Schritt S1 gestartet. In dem Schritt S1 werden gegebenenfalls Variablen initialisiert.
In einem Schritt S2 wird eine Temperatur TEMP_AV und vorzugsweise eine Lastgröße LOAD und eine Drehzahl N der Brennkraftmaschine erfasst. Die Lastgröße LORD kann beispielsweise der Luftmassenstrom in den Brennraum 9 sein. Der Luftmassenstrom in den Brennraum 9 kann mit einem Luftmassensensor in dem Saugrohr 7 erfasst werden oder anhand eines Saugrohrmodells abhängig von mindestens einer der Messgrößen ermittelt werden.
In einem Schritt S3 wird vorzugsweise abhängig von der erfassten Temperatur TEMP_AV ein Sollwert LAMB_SP des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 ermittelt. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Sollwert LAMB_SP ein konstanter Wert sein.
In einem Schritt S4 wird geprüft ob der Lambda-Regler aktiv ist. Der Lambda-Regler kann beispielsweise aktiviert werden nach einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine und/oder bei einer vorgegebenen Temperatur der Brennkraftmaschine. Die vorgegebene Zeitdauer DUR kann beispielsweise 20 Sekunden sein. Die vorgegebene Temperatur kann beispielsweise 20° Celsius sein. Ist der Lambda-Regler aktiv (LAM_ACT), wird die Bearbeitung in einem Schritt S5 fortgesetzt. Ist der Lambda-Regler nicht aktiv so wird die Bearbeitung in einem Schritt S10 fortgesetzt. Ist der Lambda-Regler aktiv (LAM_ACT), so erzeugt er abhängig von dem ermittelten Sollwert LAMB_SP des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 und einem Istwert LAMB_AV des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 ein Reglerstellsignal in Form eines Korrekturbeitrags LAM_COR, von dem abhängig das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum 9 korrigiert wird. Die Korrektur des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 erfolgt vorzugsweise über eine Korrektur der Kraftstoffmasse MFF. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Korrektur des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 auch durch eine Korrektur des Luftmassenstroms in den Brennraum 9 korrigiert werden.
In dem Schritt S5 wird geprüft, ob sich die Brennkraftmaschine in dem Warmbetrieb STATE_WARM befindet. Ist die Bedingung in dem Schritt S5 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S12 (3) fortgesetzt. Ist die Bedingung in dem Schritt S5 nicht erfüllt so wird die Bearbeitung in einem Schritt S6 fortgesetzt.
In dem Schritt S6 wird der Istwert LAMB_AV des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 ermittelt.
In einem Schritt S7 wird abhängig von dem Istwert LAMB_AV des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 und dem ermittelten Sollwert LAMB_SP des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 der Korrekturbeitrag LAM_COR ermittelt. Der Korrekturbeitrag LAM_COR wird bevorzugt als Prozentzahl ausgedrückt, die angibt, wie viel Prozent mehr oder weniger Kraftstoff zu einer Grundkraftstoffmasse MFF_BAS eingespritzt werden muss, damit das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum 9 an den Sollwert LAMB_SP des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 angepasst wird. Bevorzugt wird der Korrekturbeitrag LAM_COR aus einem Reglerstellsignal und/oder einem Anteil des Reglerstellsignals des Lambda-Reglers gewonnen. Der Anteil des Reglerstellsignals kann beispielsweise ein Integralanteil des Reglerstellsignals des Lambda-Reglers sein. Der Integralanteil des Reglerstellsignals ist repräsentativ für eine mittlere Verschiebung der Grundkraftstoffmasse MFF_BAS.
In einem Schritt S8 wird die Kraftstoffmasse MFF abhängig von der Grundkraftstoffmasse MFF_BAS, dem Korrekturbeitrag LAM_COR, einem geltenden Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD und einem geltenden Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD ermittelt, vorzugsweise unter der in dem Schritt S8 angegebenen Berechnungsvorschrift. Im Kaltbetrieb STATE_COLD wird die Kraftstoffmasse MFF abhängig von dem geltenden Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD und dem geltenden Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD ermittelt, damit eine Änderung von Umgebungsbedingungen, beispielsweise der Höhenlage, und/oder eine Änderung der systembedingten Toleranzen die im Warmbetrieb STATE_WARM erkannt werden, schon nach dem nächsten Start der Brennkraftmaschine im Kaltbetrieb STATE_COLD berücksichtigt wird.
In einem Schritt S9 wird das Einspritzventil 22 angesteuert zum Einspritzen INJ der Kraftstoffmasse MFF. Dazu wird abhängig von der Kraftstoffmasse MFF ein Stellsignal zum Ansteuern des Einspritzventils 22 ermittelt.
In dem Schritt S12 (3) wird der Istwert LAMB_AV des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum 9 ermittelt.
In einem Schritt S13 wird entsprechend dem Schritt S7 der Korrekturbeitrag LAM_COR ermittelt.
In einem Schritt S14 wird die Kraftstoffmasse MFF ermittelt abhängig von der Grundkraftstoffmasse MFF_BAS, dem Korrekturbeitrag LAM_COR und dem geltenden Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD und unabhängig von dem geltenden Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD, vorzugsweise nach der in dem Schritt S14 angegebenen Berechnungsvorschrift.
In einem Schritt S15 wird entsprechend dem Schritt S9 abhängig von der Kraftstoffmasse MFF das Einspritzventil 22 angesteuert.
In dem Schritt S10 (2) wird entsprechend dem Schritt S5 geprüft, ob sich die Brennkraftmaschine im Warmbetrieb STATE_WARM befindet. Ist die Bedingung in dem Schritt S10 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S17 (4) fortgesetzt. Ist die Bedingung in dem Schritt S10 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S20 (5) fortgesetzt.
In dem Schritt S17 wird der geltende Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD vorzugsweise abhängig von mindestens einer der Messgrößen ermittelt, vorzugsweise abhängig von der Lastgröße LOAD und der Drehzahl N. Der geltende Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD kann beispielsweise in einem Kennfeld abgelegt sein, das als Eingangsgrößen die Lastgröße LOAD und/oder die Drehzahl N der Brennkraftmaschine hat. Vorzugsweise werden lediglich drei geltende Warm-Adaptionswerte AD_WARM_VLD abhängig von der Lastgröße LOAD und der Drehzahl N abgespeichert. Diese sind ein geltender Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD bei Leerlauf der Brennkraftmaschine, ein geltender Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD für den Teillastbereich der Brennkraftmaschine und ein geltender Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD für den oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine. Das Kennfeld kann beispielsweise an einem Motorprüfstandermittelt werden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD ein konstanter Wert sein.
In einem Schritt S18 wird die Kraftstoffmasse MFF ermittelt abhängig von der Grundkraftstoffmasse MFF_BAS und, da der Lambda-Regler nicht aktiv ist und der Warmbetrieb STATE_WARM vorliegt, lediglich abhängig von dem geltenden Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD, vorzugsweise unter der in dem Schritt S18 angegebenen Berechnungsvorschrift.
In einem Schritt S19 wird entsprechend dem Schritt S9 und dem Schritt S15 das Einspritzventil 22 angesteuert zum Einspritzen der Kraftstoffmasse MFF.
In dem Schritt S20 (5) wird der geltende Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD vorzugsweise abhängig von der erfassten Temperatur TEMP_AV ermittelt. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der geltende Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD auch ein konstanter Wert sein.
In einem Schritt S21 wird die Kraftstoffmasse MFF ermittelt abhängig von der Grundkraftstoffmasse MFF_BAS, dem geltenden Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD und dem geltenden Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD, vorzugsweise nach der in dem Schritt S21 angegebenen Berechnungsvorschrift: Der Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD, der zum Ermitteln der Kraftstoffmasse MFF im Kaltbetrieb STATE_COLD verwendet wird ist bei der Unterteilung des Warmbetriebs STATE_WARM vorzugsweise der Warm-Adaptionswert im Teillastbereich der Brennkraftmaschine.
In einem Schritt S22 wird entsprechend dem Schritt S9 das Einspritzventil 22 angesteuert zum Einspritzen der Kraftstoffmasse MFF.
In dem Schritt S23 (6) wird geprüft, ob eine erste Bedingung AD_1 vorliegt. Die erste Bedingung kann beispielsweise durch den Betrieb der Brennkraftmaschine im Leerlauf charakterisiert sein. Die erste Bedingung AD_1 ist erfüllt, wenn ein Wert der Lastgröße LOAD im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine liegt. Ist die Bedingung in dem Schritt S23 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung vorzugsweise in dem Schritt S2 (2) fortgesetzt. Ist die Bedingung in dem Schritt S23 erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S24 fortgesetzt.
In dem Schritt S24 wird ein aktueller Kalt-Adaptionswert AD_COLD_AV ermittelt abhängig von dem geltenden Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD und dem Korrekturbeitrag LAM_COR, vorzugsweise unter der in dem Schritt S24 angegebenen Berechnungsvorschrift.
In einem Schritt S25 wird der aktuelle Kalt-Adaptionswert AD_COLD_AV dem geltenden Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD zugeordnet. Das heißt, dass der geltende Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD durch den aktuellen Kalt-Adaptionswert AD_COLD_AV ersetzt wird und so der aktuelle Kalt-Adaptionswert AD_COLD_AV zu dem geltenden Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD wird. Anschließend wird die Bearbeitung vorzugsweise in dem Schritt S2 (2) fortgesetzt.
In einem Schritt S26 (7) wird geprüft, ob eine zweite Bedingung AD_2 vorliegt. Die zweite Bedingung AD_2 kann beispielsweise durch den Betrieb der Brennkraftmaschine im Leerlauf, im Teillastbereich und/oder im oberen Lastbereich charakterisiert sein. Die zweite Bedingung AD_2 ist erfüllt, wenn der Wert der Lastgröße LORD im unteren Lastbereich bzw. im Teillastbereich bzw. im oberen Lastbereich liegt. Ist die Bedingung in dem Schritt S26 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S27 fortgesetzt. Ist die Bedingung in dem Schritt S26 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung vorzugsweise in dem Schritt S2 (2) fortgesetzt.
In dem Schritt S27 wird der aktuelle Warm-Adaptionswert AD_WARM_AV ermittelt abhängig von dem geltenden Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD und dem Korrekturbeitrag LAM_COR, vorzugsweise unter der in dem Schritt S27 angegebenen Berechnungsvorschrift.
In einem Schritt S28 wird ein Unterschied AD_WARM_DELTA zwischen dem aktuellen Warm-Adaptionswert AD_WARM_AV und dem geltenden Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD abhängig von dem aktuellen Warm-Adaptionswert AD_WARM_AV und dem geltenden Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD ermittelt, vorzugsweise nach der in dem Schritt S28 angegebenen Berechnungsvorschrift.
In einem Schritt S29 wird, entsprechend dem Schritt S25, dem geltenden Warm-Adaptionswert AD_WARM_VLD der aktuelle Warm-Adaptionswert AD_WARM_AV zugeordnet.
In einem Schritt S30 und in einem Schritt S31 wird geprüft, ob eine dritte Bedingung vorliegt. Die dritte Bedingung ist vorzugsweise dadurch charakterisiert, dass der Unterschied AT_WARM_DELTA größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert THD und dass in demselben Fahrzyklus DC der geltende Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD an den aktuellen Kalt-Adaptionswert AD_COLD_AV angepasst wurde AD_COLD_IN_DC.
In dem Schritt S30 wird geprüft ob der Unterschied AT_WARM_DELTA größer ist als der vorgegebene Schwellenwert THD. Ist die Bedingung in dem Schritt S30 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung vorzugsweise in dem Schritt S2 fortgesetzt. Ist die Bedingung in dem Schritt S30 jedoch erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S31 fortgesetzt.
In dem Schritt S31 wird geprüft, ob während demselben Fahrzyklus DC im Kaltbetrieb STATE_COLD eine Adaption des geltenden Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD durchgeführt wurde. Der Fahrzyklus DC erstreckt sich von einem Kaltstart der Brenn kraftmaschine über den Warmbetrieb STATE_WARM bis hin zum Ausschalten der Brennkraftmaschine. Ist die Bedingung in dem Schritt S31 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung vorzugsweise in dem Schritt S2 fortgesetzt. Ist die Bedingung in dem Schritt S31 jedoch erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S32 fortgesetzt.
In dem Schritt S32 wird der geltende Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD abhängig von dem Unterschied AD_WARM_DELTA angepasst, vorzugsweise nach der in dem Schritt S32 angegebenen Berechnungsvorschrift. Das Anpassen des geltenden Kalt-Adaptionswert AD_COLD_VLD abhängig von dem Unterschied AT_WARM_DELTA bewirkt jedoch, dass schon bei dem zweiten Kaltstart nach dem Löschen der Adaptionswerte AD_WARM_VLD, AD_COLD_VLD und/oder nach dem Transport der Brennkraftmaschine das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum 9 vorzugsweise optimal ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da nach den heutigen gesetzlichen Bestimmungen für eine Abgasuntersuchung alle Adaptionswerte gelöscht werden müssen und die Abgasuntersuchung nach dem ersten Fahrzyklus DC bei dem zweiten Kaltstart durchgeführt wird. Anschließend wird die Bearbeitung vorzugsweise in dem Schritt S2 fortgesetzt.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, der ein Lambda-Regler zugeordnet ist, wobei der Lambda-Regler ausgebildet ist zum Erzeugen eines Reglerstellsignals in Form eines Korrekturbeitrags (LAM_COR) abhängig von einem Istwert (LAMB_AV) eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Brennraum (9) und einem vorgegebenen Sollwert (LAMB_SP) des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum (9), und die einen Ansaugtrakt (1) und einen Abgastrakt (4) umfasst, die abhängig von einer Schaltstellung mindestens eines Gaseinlassventils (14) bzw. mindestens eines Gasauslassventils (15) mit dem Brennraum (9) eines Zylinders (Z1-Z4) kommunizieren, und die je ein Einspritzventil (22) pro Zylinder (Z1-Z4) umfasst zum Zumessen einer Kraftstoffmasse (MFF) in den Brennraum (9) des entsprechenden Zylinders (Z1-Z4), abhängig von einem Stellsignal, das abhängig von dem Korrekturbeitrag (LAM_COR) ermittelt wird, bei dem: – abhängig von mindestens einer Betriebsgröße ein Betriebszustand (STATE) der Brennkraftmaschine ermittelt wird, der einen Kaltbetrieb (STATE_COLD) und einen Warmbetrieb (STATE_WARM) der Brennkraftmaschine umfasst, und – bei aktiven Lambda-Regler (LAM_ACT), – bei Kaltbetrieb (STATE_COLD) und beim Vorliegen einer vorgegebenen ersten Bedingung – ein aktueller Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_AV) ermittelt wird abhängig von zumindest einem Anteil des Reglerstellsignals, einem geltenden Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_VLD) und einem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD), – der aktuelle Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_AV) dem geltenden Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_VLD) zugeordnet wird, – bei Warmbetrieb (STATE_WARM) und beim Vorliegen einer vorgegebenen zweiten Bedingung – ein aktueller Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) ermittelt wird abhängig von zumindest dem Anteil des Reglerstellsignals und dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD), – der geltende Kalt-Adaptionswert (AD_COLD) beim Vorliegen einer vorgegebenen dritten Bedingung angepasst wird abhängig von einem Unterschied (AD_WARM_DELTA) zwischen dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) und dem aktuellen Warm-Adaptionswert (AD_WARM_AV), – der aktuelle Warm-Adaptionswert (AD_WARM_AV) dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) zugeordnet wird, und – bei Kaltbetrieb (STATE_COLD) das Stellsignal abhängig von dem geltenden Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_VLD) und dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) und bei Warmbetrieb (STATE_WARM) das Stellsignal abhängig von dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der geltende Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_VLD_AV) nur dann abhängig von dem Unterschied (AD_WARM_DELTA) zwischen dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) und dem aktuellen Warm-Adaptionswert (AD_WARM_AV) angepasst wird, wenn der Unterschied (AD_WARM_DELTA) größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert (THD).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem bei aktivem Lambda-Regler (LAM_ACT) der aktuelle Kalt- und/oder Warm-Adaptionswert (AD_COLD_AV, AD_WARM_AV) der Betriebsgröße zugeordnet wird und bei dem bei der geltende Kalt- bzw. Warm-Adaptionswert (AD_COLD_VLD, AD_WARM_VLD) abhängig von der Betriebsgröße ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem abhängig von der Betriebsgröße eine Grundkraftstoffmasse (MFF_BAS) ermittelt wird und bei dem – bei Kaltbetrieb (SATE_COLD) abhängig von der Grundkraftstoffmasse (MFF_BAS), dem geltenden Kalt- und Warm-Adaptionswert (AD_COLD_VLD, AD_WARM_VLD) und, bei aktivem Lambda-Regler (LAM_ACT), abhängig von dem Korrekturbeitrag (LAM_COR) die Kraftstoffmasse (MFF) ermittelt wird, – bei Warmbetrieb (SATE_WARM) abhängig von der Grundkraftstoffmasse (MFF_BAS), dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) und, bei aktivem Lambda-Regler (LAM_ACT), abhängig von dem Korrekturbeitrag (LAM_COR) die Kraftstoffmasse (MFF) ermittelt wird, und bei dem abhängig von der ermittelten Kraftstoffmasse (MFF) das Stellsignal zum Ansteuern des Einspritzventils (22) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Lambda-Regler abhängig von der erfassten Betriebsgröße und/oder einer Dauer (DUR) seit Beginn des Fahrzyklus (DC) aktiviert und/oder deaktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Sollwert (LAMB_SP) des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum (9) abhängig von der Betriebsgröße ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Betriebszustand (STATE) der Brennkraftmaschine abhängig von einer Temperatur (TEMP) und/oder einer Lastgröße (LOAD) und/oder einer Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die vorgegebene erste und/oder zweite Bedingung abhängig von einer Temperatur (TEMP) und/oder einer Lastgröße (LOAD) und/oder einer Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, der ein Lambda-Regler zugeordnet ist, wobei der Lambda-Regler ausgebildet ist zum Erzeugen eines Reglerstellsignals in Form eines Korrekturbeitrags (LAM_COR) abhängig von einem Istwert (LAMB_AV) des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Brennraum (9) und einem vorgegebenen Sollwert (LAMB_SP) des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem Brennraum (9), und die einen Ansaugtrakt (1) und einen Abgastrakt (4) umfasst, die abhängig von einer Schaltstellung mindestens eines Gaseinlassventils (14) bzw. mindestens eines Gasauslassventils (15) mit dem Brennraum (9) eines Zylinders (Z1-Z4) kommunizieren, und die je ein Einspritzventil (22) pro Zylinder (Z1-Z4) umfasst zum Zumessen einer Kraftstoffmasse (MFF) in den Brennraum (9) des entsprechenden Zylinders (Z1-Z4), abhängig von einem Stellsignal, das abhängig von dem Korrekturbeitrag (LAM_COR) ermittelt wird, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist: – zum Ermitteln eines Betriebszustands (STATE) der Brennkraftmaschine, der einen Kaltbetrieb (STATE_COLD) und einen Warmbetrieb (STATE_WARM) der Brennkraftmaschine umfasst, abhängig von mindestens einer Betriebsgröße und – bei aktiven Lambda-Regler (LAM_ACT), – bei Kaltbetrieb (STATE_COLD) und beim Vorliegen einer vorgegebenen ersten Bedingung – zum Ermitteln eines aktuellen Kalt-Adaptionswerts (AD_COLD_AV) abhängig von zumindest einem Anteil des Regler stellsignals, einem geltenden Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_VLD) und einem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_COLD_VLD), – zum Zuordnen des aktuellen Kalt-Adaptionswerts (AD_COLD_AV) zu dem geltenden Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_VLD), – bei Warmbetrieb (STATE_WARM) und beim Vorliegen einer vorgegebenen zweiten Bedingung – zum Ermitteln eines aktuellen Warm-Adaptionswerts (AD_WARM_VLD) abhängig von zumindest dem Anteil des Reglerstellsignals und dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD), – zum Anpassen des geltenden Kalt-Adaptionswerts (AD_COLD) beim Vorliegen einer vorgegebenen dritten Bedingung abhängig von einem Unterschied (AD_WARM_DELTA) zwischen dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) und dem aktuellen Warm-Adaptionswert (AD_WARM_AV), – zum Zuordnen des aktuellen Warm-Adaptionswerts (AD_WARM_AV) zu dem geltenden Warm-Adaptionswert, und – bei Kaltbetrieb (STATE_COLD) zum Ermitteln des Stellsignals abhängig von dem geltenden Kalt-Adaptionswert (AD_COLD_VLD) und dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD) und bei Warmbetrieb (STATE_WARM) zum Ermitteln des Stellsignals abhängig von dem geltenden Warm-Adaptionswert (AD_WARM_VLD).