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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung sowohl
einer Adaption wie einer Diagnose bei emissionsrelevanten Steuereinrichtungen
in einem Fahrzeug, wie beispielsweise der Einspritzung von Kraftstoff
in die jeweiligen Zylinder.
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Auf
emissionsrelevanten Steuereinrichtungen im Automobil werden aus
gesetzlichen Gründen diverse
Verfahren zur Erkennung von Fehlern durchgeführt. Für verschiedene Strategien wird
vom Gesetz eine bestimmte Ausführungshäufigkeit
pro Fahrzyklus gefordert. Ein neuer Fahrzyklus beginnt dabei mit
dem Neustart des Motors (nach voherigem Abschalten des Zündschlüssels) und
endet mit dem Beginn des darauf folgenden Fahrzyklus. Der Fahrzyklus
besteht dabei in der Regel aus verschiedenen Fahrzuständen, von
denen manche für
Diagnose- und Adaptionszwecke mehr oder weniger geeignet sein können. Für die spezielle
Diagnose und Adaption ist die Schubabschaltung relevant. Je länger ein Fahrzyklus
dauert, desto länger
liegt üblicherweise auch
der benötigte
Fahrzustand vor.
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In
manchen Fällen
wird ein ähnliches
Verfahren sowohl zur Diagnose als auch zur Adaption des Systems
eingesetzt. Dabei kann aber die Fehlererkennung nicht gleichzeitig
mit der Adaption aktiviert bzw. durchgeführt werden, sondern nacheinander. Dadurch
wird jedoch entweder das System verlangsamt adaptiert oder es findet
nicht ausreichend oft eine Diagnose statt. Mit anderen Worten, im
Stand der Technik wird ein Verfahren verwendet, bei dem die Diagnose
und die Adaption zusammenhängend nacheinander
für alle
emissionsrelevanten Steuereinrichtungen ausgeführt wird. Dadurch, dass aber die
Diagnose und die Adaption ein in sich zusammenhängendes Verfahren bilden, das
entsprechend lange dauert bis alle Verfahrens schritte durchlaufen wurden,
hat dies zur Folge, dass bei einem eher kurzen Fahrzustand, der
in einem Fahrzyklus betrachtet wird, unter Umständen beispielsweise nur eine
Adaption durchgeführt
werden kann aber keine anschließende
Diagnose. Daher kann unter Umständen
die Diagnose nicht ausreichend häufig
in dem Fahrzyklus bei den darin betrachteten Fahrzuständen durchgeführt werden,
wie beispielsweise durch gesetzliche Vorgaben bestimmt ist. In der
Vergangenheit waren Diagnose-Verfahren schnell genug, um die Ausführungshäufigkeiten
einer Diagnose zu erfüllen.
Eine solche Adaption konnte direkt als Diagnose verwendet werden.
Erst durch neuere, insbesondere langsame Adaptionen, wird eine Trennung
von Adaption erforderlich, um für
die Diagnose die notwendige Ausführungshäufigkeit
zu gewährleisten.
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Aus
dem Stand der Technik ist bisher keine Strategie bekannt, die für eine Adaption
und Diagnose exklusiv aktiviert werden muss.
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Aus
der ISOR (initial statement of reasons) der CARS (California Air
Resource Board) ist des Weiteren eine Kraftstoffeinspritzqualitätsüberwachung
bekannt, die auf einer Drehzahlauswertung in der Schubabschaltphase
basiert, bei der Einspritzung definierter Kleinstmengen. Dabei ist
lediglich allgemein das Durchführen
einer Art Diagnose und Adaption beschrieben.
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Aus
der
DE 102 57 686
A1 ist des Weiteren ein Verfahren zum Anpassen einer Einspritzcharakteristik
bekannt. Dabei wird eine ein Referenzeinspritzverhalten wiedergebende
Einspritzventilcharakteristik eines angesteuerten Kraftstoff-Einspritzventils
an alterungsbedingte Änderungen
eines Ist-Einspritzverhaltens
angepasst. Hierbei wird, während
eines keine Kraftstoffeinspritzung erfordernden Betriebszustands,
das Einspritzventil intermittierend angesteuert. Dabei geht mindestens
ein Arbeitsspiel mit Ansteuerung einem Arbeitsspiel ohne Ansteuerung
des Einspritzventils voran. Dabei wird jeweils ein Drehzahlwert
der Brennkraftmaschine detektiert für das Arbeitsspiel mit Ansteuerung
und mindestens einer für
die Arbeitsspiele ohne Ansteuerung. Anhand der Differenz der detektieren
Werte wird dann eine Korrektur der Einspritzcharakteristik vorgenommen.
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Im
Dokument
DE 103 38
775 A1 ist eine Diagnosevorrichtung für einen Verbrennungsmotor offenbart,
bei der zunächst
Ansteuerwerte für
die Zylinder bestimmt bzw. der jeweilige Soll-Ansteuerwert für den entsprechenden Zylinder
berechnet werden. Anschließend
wird in einer Erstdiagnosephase bestimmt, ob der jeweilige so genannte
Ist-Ansteuerwert des Zylinders in einem Betriebszustand innerhalb
des Soll-Bereichs liegt. Es erfolgt somit eine Diagnose der Zylinder
und weitere Maßnahmen,
wenn festgestellt wird, dass ein Ansteuerwert von einem Sollwert
bzw. Sollbereich abweicht. Dadurch, dass aber die Diagnose und die
Adaption ein in sich zusammenhängendes
Verfahren bilden, das entsprechend lange dauert bis alle Verfahrensschritte
durchlaufen worden sind, hat dies zur Folge, dass bei einem eher
kurzen Fahrzustand, der in einem Fahrzyklus betrachtet wird, unter
Umständen
beispielsweise nur eine Adaption durchgeführt werden kann aber keine
anschließende
Diagnose. Daher kann unter Umständen
die Diagnose nicht ausreichend häufig
in dem Fahrzyklus bei den darin betrachteten Fahrzuständen durchgeführt werden,
wie beispielsweise durch gesetzliche Vorgaben bestimmt ist.
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In
der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 016 818 A1 ist des Weiteren ein
Verfahren zur Adaption der Verluste einer Antriebseinheit
1 offenbart.
Dabei ist eine Vorrichtung
15 vorgesehen, die ein Kennfeld
5 aufweist,
indem beispielsweise der vom Saugrohrdrucksensor
40 gemessene
Saugrohrdruck und die vom Drehzahlsensor
55 gemessene Motordrehzahl als
Eingangsgrößen zugeführt werden.
Der Saugrohrdruck stellt dabei eine die Motorlast kennzeichnende
Betriebsgröße der Antriebseinheit
1 dar.
Allein aus der Motordrehzahl und der Motorlast lässt sich nun mit Hilfe des
Kennfeldes
5 das gesamte Verlustmoment der Antriebseinheit
1 modellieren.
Es wird hier also ausschließlich
eine Art Adaption durchgeführt.
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Das
Problem, dass das Durchführen
einer Diagnose und einer Adaption in einem Fahrzyklus aufgrund der
häufig
kurzen Fahrzyklen nicht gewährleistet
werden kann wird dabei außer
acht gelassen.
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Auch
in der weiteren Offenlegungsschrift
DE 100 43 072 A1 ist ein Verfahren zur Gemischadaption bei
Verbrennungsmotoren offenbart. Wird hierbei über eine Diagnosefunktion ein
Fehler bestimmt, so erfolgt eine Gemischadaption. Wird dagegen kein Fehler über die
Diagnosefunktion bestimmt, so erfolgt für eine lange Zeit, beispielsweise
eine halbe Stunde, keine Gemischadaption. Hierbei wird eine Gemischadaption
in einem Fahrzyklus nur dann ausgeführt, wenn die Diagnosefunktion
einen Fehler oder Fehlerverdacht diagnostiziert. Wird kein Fehler oder
ein Fehlerverdacht durch die Diagnosefunktion diagnostiziert so
erfolgt für
lange Zeit keine Gemischadaption. In der Diagnosefunktion wird lediglich einen
Fehlerzustand diagnostiziert.
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In
der weiteren Offenlegungsschrift
DE 101 44 337 A1 ist ein Verfahren offenbart,
bei welchem fortlaufend bzw. ständig
und unabhängig
von dem Erreichen eines bestimmten Fahrzustandes, eine Diagnose
durchgeführt
wird. Im Anschluss an die Diagnose kann eine Adaption durchgeführt werden
oder auch nicht.
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Desweiteren
ist in der Offenlegungsschrift
DE 197 57 875 A1 ein Verfahren zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine offenbart. Dabei wird eine Rechnerauslastung
einer Steuerungseinrichtung mit verschiedenen Auslastungsschwellenwerten
verglichen. Ist die Rechnerauslastung größer als ein erster Auslastungsschwellenwert,
so wird keine Adaptionsfunktion durchgeführt. Ansonsten wird das Verfahren
an dieser Stelle beendet bzw. die Adaptionsfunktion durchgeführt. Es
wird kein Fahrzustand bestimmt über
eine Fahrzustandsbestimmungseinrichtung, sondern die Rechnerauslastung
eines Steuergeräts der
Brennkraftmaschine.
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Aufgabe
der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen,
bei der eine Durchführung
zumindest eines Teiles der Adaption und der Diagnose in einem jeweiligen
vorgegebenen Fahrzustand eines Fahrzyklus gewährleistete werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst, indem
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung zumindest eines Teils
einer Adaption und einer Diagnose bei emissionsrelevanten Steuereinrichtungen
eines Fahrzeugs bereitgestellt wird. Hierbei wird eine Diagnose
bei wenigstens einer der emissionsrelevanten Steuereinrichtungen
durchgeführt, wenn
festgestellt wird, dass das Fahrzeug einen bestimmten vorgegebenen
Fahrzustand erreicht hat, beispielsweise eine Schubabschaltphase
oder einen anderen für
eine Diagnose und Adaption geeigneten Fahrzustand. Bei der Diagnose
wird dabei wenigstens ein Parameter eines Betriebspunktes wenigstens
einer emissionsrelevanten Steuereinrichtung bestimmt und optimiert,
wenn dieser von einem Sollbereich bzw. Sollwert abweicht. Des Weiteren
wird wenigstens ein Adaptionsabschnitt bzw. ein Teil der Adaption
bei wenigstens einer der emissionsrelevanten Steuereinrichtungen
durchgeführt,
wobei in der Adaption wenigstens ein Parameter mehrerer Betriebspunkte
der emissionsrelevanten Steuereinrichtungen bestimmt und optimiert
wird, wenn dieser von einem Sollbereich bzw. Sollwert abweicht.
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Dies
hat den Vorteil, dass in einem normalen, vorgegebenen Fahrzustand
eines Fahrzyklus ein Teil der Diagnose und der Adaption bei emissionsrelevanten
Steuereinrichtung vorgenommen werden kann. Im Stand der Technik
sind die Adaption und die Diagnose zusammengefasst und werden als
eine Einheit in einem Fahrzustand eines Fahrzyklus ausgeführt. Bei
der Erfindung wird dagegen die Diagnose und die Adaption aufgeteilt.
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Dabei
wird in der Diagnose beispielsweise der Teil zusammengefasst, der
schnell durchgeführt werden
kann und eine erste grobe Anpassung erlaubt, hier die Optimierung
wenigstens eines Parameters eines Betriebspunktes einer emissionsrelevanten
Steuereinrichtung. Auf der anderen Seite wird in der Adaption der
Teil ausgeführt,
in der die Feinanpassung erfolgt, hier die Anpassung bzw. Adaption wenigstens
eines Parameters mehrere Betriebspunkte der emissionsrelevanten
Steuereinrichtungen. Da die Adaption eine längere Zeit bei der Durchführung für die jeweiligen
emissionsrelevanten Steuereinrichtungen benötigt, wird sie in Abschnitte
aufgeteilt, wobei wenigstens ein Abschnitt in dem vorgegebenen Fahrzustand
des Fahrzyklus durchgeführt wird.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass zumindest ein Teil
der Diagnose und Adaption in einem jeweiligen vorgegebenen Fahrzustand
eines Fahrzyklus durchgeführt
werden kann, im Gegensatz zum Stand der Technik.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird die Adaption in Adaptionsschritte unterteilt, in Abhängigkeit
von einem vorgegebenen Fahrzustand. Die Länge des Fahrzustands kann dabei
beispielsweise durch gesetzliche Vorgaben bestimmt sein oder durch
Annahmen, wie lange beispielsweise der durchschnittliche vorgegebene
Fahrzustand, wie beispielsweise eine Schubabschaltphase, andauert.
In einem Fahrzyklus können
dabei ein oder mehrere, darunter verschiedene Fahrzustände betrachtet
werden. Die Aufteilung der Adaption in einzelne Abschnitte in denen
Teile der Adaption durchgeführt
werden auf Basis eines solchen Fahrzustands hat den Vorteil, dass
die Adaption nicht komplett in einem ersten Fahrzustand durchgeführt werden
muss, sondern sehr einfach auf mehrere solcher Fahrzustände, beispielsweise
mehrere Schubabschaltphasen oder andere Fahrzustände, sinnvoll aufgeteilt werden
kann. Indem die Adaption anhand der Länge beispielsweise eines vorgeschriebenen Testzyklus
oder anhand eines durchschnittlichen Fahrzustands aufgeteilt wird,
kann sichergestellt werden, dass für diesen vorgegebenen Testzyklus
bzw. den durchschnittlichen Fahrzustand die vollständige Diagnose
durchge führt
wird (gesetzlich) gefordert. Außerdem
ist sichergestellt, dass immer auch ein Teil der Adaption stattfindet
und eben nicht nur entweder eine Diagnose oder eine Adaption wie
in Fällen
im Stand der Technik. Im normalen Betrieb (ohne Berücksichtigung
eines Testzyklus) ist sichergestellt, dass immer zumindest ein Teil
der Adaption und ein maximal möglicher
Anteil der Diagnose durchgeführt wird.
Dadurch ist sichergestellt, dass das System immer adaptierbar ist
und die Diagnose-Ausführungsrate
so hoch wie möglich
ist.
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Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäße Ausführungsform
wird die Adaption so aufgeteilt, dass wenigstens ein Adaptionsschritt
und eine Diagnose bei wenigstens einer emissionsrelevanten Steuereinrichtung
innerhalb eines vorgegebenen Fahrzustands durchgeführt werden
können.
Dadurch kann gewährleistet
werden, dass bei Fahrzuständen, die
nicht kürzer
als der beispielsweise gesetzlich vorgegebene Testzyklus sind, die
vollständige
Diagnose und die Adaption zumindest zum Teil durchgeführt werden
können.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird, wenn die Diagnose für
alle emissionsrelevanten Steuereinrichtungen bereits durchgeführt ist
und die Adaption noch nicht abgeschlossen ist, die Diagnose fortgesetzt,
bis die Adaption vollständig
durchgeführt
ist. Dies hat den Vorteil, dass die Ergebnisse der Diagnose aktualisiert
werden können,
bis die Adaption abgeschlossen ist.
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In
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist der vorgegebene Fahrzustand beispielsweise eine Schubabschaltphase.
Die Schubabschaltphase hat den Vorteil, dass in dieser Phase der Fahrer
vom Gas geht und das Gaspedal nicht mehr betätigt, so dass Einspritzungen
von Kleinstmengen an Kraftstoff unbeeinflusst vom Fahrer erfolgen.
Diese können
relativ genau den Zylindern zugeordnet werden und daher eine genauere
Anpassung eines Parameters wie der Kraftstoffeinspritzmenge erfolgen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung werden bei der Diagnose bzw. der Adaption als Parameter
beispielsweise die Öffnungszeiten
der Einspritzventile optimiert für
verschiedene Betriebspunkte abhängig
von der gewünschten
Kraftstoffmenge und des Raildrucks. Das heißt für eine vorgegebene Kraftstoffmenge
und einen vorgegebenen Raildruck wird die optimale Einspritzzeit
ermittelt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge hat beispielsweise
den Vorteil, dass sie besonders einfach optimiert werden kann, durch
ein entsprechendes Anpassen der Einspritzzeit.
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In
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird in der Diagnose bestimmt, ob ein Parameter in einem Sollbereich
liegt, wobei der Parameter in einem Anpassungszyklus der Diagnose
angepasst wird, wenn dieser außerhalb
des Sollbereichs liegt. Der Parameter wird dabei vorzugsweise einem
vorgegebenen Sollwert in dem Sollbereich angenähert. Hierdurch kann eine erste
grobe Anpassung erfolgen. Erreicht der Parameter nach dem ersten
Anpassungszyklus den Sollwert, so kann auf eine weitere Adaption
des Parameters auch verzichtet werden.
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In
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird in der Adaption bestimmt, ob ein Parameter in einem Sollbereich
liegt. Bei einer Abweichung von dem Sollwert wird der Parameter
für eine
Feinanpassung dabei in einem oder mehreren Anpassungszyklen soweit
als möglich
dem Sollwert angenähert.
Die Adaption hat hierbei den Vorteil, dass der Parameter weiter
optimiert werden kann gegenüber
der Diagnose.
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Gemäß einer
anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird ein Fehlerwert abgespeichert, wenn der Parameter nach Beendigung
der Diagnose bzw. der Adaption weiter außerhalb des Sollbereichs liegt.
Der Fehlerwert kann hierbei beispielsweise eine skalare Größe sein,
die in Korrelation zu der Abweichung von dem Sollwert gesetzt ist
und/oder ein Fehlercode, der angibt, dass die emissionsrelevante Steuereinrichtung
fehlerbehaftet ist. Dies hat den Vorteil, dass ein solcher Fehlerwert
später
abgerufen und daraus bestimmt werden kann, welche der emissionsrelevanten
Steuereinrichtungen fehlerbehaftet sind.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird aus den Fehlerwerten der emissionsrelevanten
Steuereinrichtungen ein Gesamtfehlerwert gebildet und mit einem
vorgegebenen Schwellenwert, beispielsweise einem Emissionsgrenzwert
verglichen. Übersteigt
der Gesamtfehlerwert beispielsweise den Emissionsgrenzwert, so kann
an den Fahrer eine Warnmeldung ausgegeben werden, durch Aufleuchten
einer Warnlampe, so dass dieser rechtzeitig eine Werkstatt aufsuchen
kann.
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Die
Erfindung wird nun anhand von verschiedenen Ausführungsformen in den beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Darin
zeigt:
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1 ein
Diagramm in welchem eine Diagnose von Zylindern eines Fahrzeugs
in einem Fahrzustand am Anfang des Fahrzustands durchgeführt wird,
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2 ein
Diagramm in welchem eine Diagnose und eine Adaption von Zylinder
eines Fahrzeugs in einem Fahrzustand gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung durchgeführt
werden, und
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3 ein
Diagramm in welchem eine Diagnose von Zylindern eines Motors während verschiedener
bzw. mehrerer Fahrzustände
durchgeführt
wird gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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In 1 ist
zunächst
ein Diagramm dargestellt, das die Durchführung einer Diagnose bzw. einer
ersten eher „groben" Anpassung von emissionsrelevanten
Steuereinrichtungen am Anfang des Fahrzustands zeigt. Dabei wird
in einem Fahrzustand, der die Länge
beispielsweise eines vorgegebenen Testzyklus von tTest =
20 min aufweist, eine Diagnose bei den einzelnen Zylindern eines
Fahrzeugmotors 1 bis 8 durchgeführt.
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Zusätzlich zu
der Diagnose aller Zylinder 1–8 kann
jedoch häufig
keine vollständige
Adaption bzw. Feinanpassung aller Zylinder 1–8 erfolgen, da hierfür der Fahrzustand,
wie beispielsweise eine Schubabschaltphase, gewöhnlich nicht ausreichend lang
ist. Im vorliegenden Fall, wie er in 1 gezeigt
ist, reicht die Testzykluszeit tTest beispielsweise
aus, um die Diagnose bzw. eine erste „grobe" Anpassung aller acht Zylinder 1–8 des Fahrzeugmotors
vorzunehmen. Jedoch ist die Testzykluszeit tTest nicht
mehr ausreichend, um auch noch eine Adaption der Zylinder 1–8 durchzuführen. Mit
anderen Worten, in dem vorliegenden Testzyklus konnte zwar eine
Diagnose aller Zylinder 1–8
durchgeführt
werden aber keine Adaption der Zylinder. Dieses führt bei
kurzen Fahrzyklen dazu, dass die Adaption gar nicht durchgeführt werden
kann, da die gesamte nutzbare Zeit in Schubphasen zur Ausführung der
Diagnose verwendet wird.
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Bei
der Adaption und Diagnose wird die emissionsrelevante Steuereinrichtung,
hier der jeweilige Zylinder, beispielsweise hinsichtlich seines
Emissionsverhaltens optimiert.
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Hierzu
wird bei der Diagnose wenigstens ein Parameter eines Betriebspunktes
betrachtet, der einen direkten und/oder indirekten Rückschluss
beispielsweise auf einen Emissionszuwachs zulässt. Ein Beispiel für einen
solchen Parameter eines Betriebspunktes ist die eingespritzte Kraftstoffmenge
in den jeweiligen Zylinder in einem vorgegebenen Fahrzustand bzw.
Betriebszustand. Neben der Kraftstoffmenge können aber auch andere Parameter
berücksichtigt
werden, die einen direkten und/oder indirekten Rückschluss auf ein Emissionsverhalten
zulassen. Im nachfolgenden wird ein Beispiel der Durchführung einer
Diagnose näher
erläutert.
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Die
Diagnose führt
normalerweise eine im Vergleich zur Adaption erste gröbere Anpassung
der emissionsrelevanten Steuereinrichtungen durch, wenn festgestellt
wird, dass ein Parameter von einem Sollbereich bzw. Sollwert abweicht.
Bei der Adaption erfolgt wiederum eine Feinanpassung der emissionsrelevanten
Steuereinrichtungen, beispielsweise von dem zuvor in der Diagnose
angepassten Parameter. So wird in der Adaption beispielsweise wenigstens ein
Parameter in mehreren oder im Wesentlichen allen Betriebspunkten
eines jeweiligen Zylinders betrachtet bzw. optimiert, wenn dieser
von einem Sollbereich bzw. Sollwert abweicht. Ein solcher Parameter
ist beispielsweise die Einspritzzeit, die optimiert wird, um eine
gewünschte
Kraftstoffeinspritzmenge zu erhalten. Die Kraftstoffeinspritzmenge
und der Raildruck sind dabei beispielsweise vorgegeben. Neben diesem
Parameter können
aber auch weitere Parameter oder Kombinationen von Parametern in
den jeweiligen Betriebspunkten optimiert werden. Für den Raildruck
werden dabei beispielsweise die Ansteuerwerte für die Aktuatoren, die die Raildrücke einstellen,
adaptiert. Ein anderes Beispiel ist die Adaption der Erfassung der
Position einer Luftregelklappe, insbesondere der Messwerte bei vollständig geöffneter oder
geschlossener Klappe. Die Adaption dauert dabei normalerweise länger als
die Diagnose. Der Grund hierfür
ist, dass die Diagnose für
beispielsweise genau eine gewünschte
Kraftstoffmenge und einen festgelegten Raildruck durchgeführt wird.
Die Adaption hingegen findet für
beispielsweise je vier Kraftstoffmengen und vier verschiedene Raildrücke (also
sechzehn verschiedene Betriebspunkte) statt. Außerdem wird die Adaption länger ausgeführt, um eine
bessere Statistik zu erhalten.
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Um
im Gegensatz zum Stand der Technik im Wesentlichen zu gewährleisten,
dass in einem vorbestimmten Fahrzustand zumindest ein Teil einer
vorgegebenen Adaptionen bzw. Diagnose durchgeführt wird, verfährt die
Erfindung wie folgt. Gemäß der Erfindung
erfolgt zunächst
eine Aufteilung der Adaption in mehrere Abschnitte, d. h. beispielsweise
wenigstens zwei oder mehr Abschnitte. Wird nun im Fahrbetrieb ein
vorbestimmter Fahrzustand festgestellt, wie beispielsweise eine
Schubabschaltphase, so beginnt die Erfindung zunächst mit einem ersten Adaptionsabschnitt
adapt.1. Als erste Adaptionsabschnitt adapt.1 kann zu Beginn des
Fahrzustands beispielsweise ein sehr kleiner Adaptionsschritt ausgeführt werden.
Daraufhin erfolgt die vollständig
Diagnose zumindest einiger oder aller emissionsrelevanter Steuereinrichtungen.
Wird hier bei beispielsweise festgestellt, dass der jeweilige Parameter
dieser emissionsrelevanten Steuereinrichtungen in einem Sollbereich liegt
oder einen vorgegeben Sollwert erreicht hat, so kann beispielsweise
festgelegt werden, dass die Adaption für diesen Parameter bei diesen
emissionsrelevanten Steuereinrichtungen nicht weiter fortgesetzt werden
muss, da er den Sollwert bereits erreicht ist. Ansonsten werden
im Anschluss an die Diagnose beispielsweise für den Rest des Fahrzustands
die Adaption bzw. die weiteren Adaptionsabschnitte aktiviert.
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Mit
anderen Worten, wird während
der Diagnose beispielsweise eine Abweichung der emissionsrelevanten
Steuereinrichtung vom Sollwert festgestellt, so wird die Adaption
im Anschluss an die Diagnose reaktiviert für einen weiteren Adaptionsabschnitt,
beispielsweise nach dem vollständigen
Ausführen
der Diagnose für
einen Teil oder alle emissionsrelevanten Steuereinrichtungen, oder
in einem nächsten
vorgegebenen Fahrzustand. Auf diese Weise kann durch die Aktivierungsstrategie
der Diagnose und der Adaption sichergestellt werden, dass die notwendige
Adaption ausgeführt
wird. Die Ausführungshäufigkeit
der Fehlererkennung bzw. die Erkennung der Abweichung vom Sollbereich
bzw. Sollwert kann dadurch maximiert werden. In dem Fall von in
der Diagnose erkannten Fehlern können
diese in der Adaption korrigiert werden. Eine Aktivierung der Adaption
ist damit nicht kontinuierlich erforderlich.
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In 1 wird
als Beispiel statt eines festgestellten Fahrzustands ein Testzyklus
mit einer Testzykluszeit tTest = 20 min
verwendet und daran das erfindungsgemäße Prinzip erläutert. Grundsätzlich werden
aber im normalen Fahrbetrieb vorbestimmte Fahrzustände bestimmt,
in denen eine Adaption und eine Diagnose durchgeführt werden.
Dabei ist die Erfindung so ausgelegt, dass gewährleistet werden kann, dass
zumindest ein Teil der Adaption und Diagnose durchgeführt werden
kann, wenn ein festgestellter, vorbestimmter Fahrzustand, wie beispielsweise
eine Schubabschaltphase, nicht kürzer
als eine vorgegebene Testzykluszeit tTest ist.
Die Testzykluszeit wird dabei, wie zuvor genannt, beispielsweise durch
gesetzliche Vorgaben bestimmt oder aufgrund von Erfahrungswerten,
wie lange ein bestimmter Fahrzustand durchschnittlich andauert.
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Zum
besseren Verständnis
wird die Erfindung im nachfolgenden anhand eines Testzyklus mit einer
Testzykluszeit tTest = 20 min erläutert, wobei
die Testzykluszeit tTest grundsätzlich auch
jede andere Zeitdauer mit umfassen kann, je nach Funktion, Einsatzzweck
oder gesetzlichen Vorgaben.
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Die
Unterteilung der Adaption in verschiedene Abschnitte adapt.1, adapt.2,
adapt.3 kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So kann
in den jeweiligen Adaptionsabschnitten adapt.1, adapt.2, adapt.3
ein Teil der Zylinder 1–8
geprüft
werden, wobei für
jeden der Zylinder eine vollständige
Adaption durchgeführt
wird.
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Alternativ
können
auch alle Zylinder 1–8
geprüft
werden, wobei die Adaption in einem ersten Adaptionsabschnitt adapt.1
nur einen vorbestimmten Teil an Adaptionsschritten für die Zylinder
1–8 durchführt und
in einem zweiten und dritten Adaptionsabschnitt adapt.2, adapt.3
jeweils die verbleibenden Adaptionsschritte für die Zylinder 1–8, bis
alle Adaptionsschritte der Adaption für alle Zylinder 1–8 durchlaufen
wurden.
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Grundsätzlich können aber
in den jeweiligen Adaptionsabschnitten adapt.1, adapt.2, adapt.3
beispielsweise immer nur für
einen Teil der Zylinder 1–8 auch
nur ein Teil der Adaptionsschritte durchgeführt werden, bis am Ende aller
Adaptionsabschnitte adapt.1, adapt.2, adapt.3 alle Zylinder 1–8 einer
vollständigen
Adaption unterzogen worden sind. Des Weiteren können die Adaptionsabschnitte
adapt.1, adapt.2, adapt.3 immer gleich aufgebaut oder unterschiedlich
aufgebaut sein, wobei beispielsweise die Adaptionsabschnitte der
vorgenannten Beispiele miteinander kombiniert werden können. Die
Aufteilung der Adaption in Adaptionsabschnitte lässt eine Vielzahl von Varianten
zu, um am Ende eine Adaption aller Zy linder zu erreichen. Dabei
kann die Adaption in beliebig viele Adaptionsabschnitte unterteilt
werden.
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Nachdem
der erste Adaptionsabschnitt adapt.1 in dem Fahrzustand in 2 abgeschlossen
ist erfolgt nun die Diagnose zumindest eines Teils oder aller Zylinder
1–8. Dabei
kann es möglich
sein, wie in 2 gezeigt ist, dass beispielsweise
in dem Testzyklus die Testzykluszeit tTest ausreicht,
um alle acht Zylinder t1–t8
einer Diagnose zu unterziehen. In der noch verbleibenden Zeit kann
im Anschluss an die Diagnose der Zylinder 1–8 mit dem zweiten Adaptionsabschnitt
adapt.2 begonnen werden, wenn beispielsweise festgestellt wird,
dass ein Parameter eines Zylinders von einem Sollwert abweicht.
Diese Abweichung kann dann beispielsweise durch die Adaptionsabschnitte
adapt.2 und adapt.3 korrigiert werden.
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Der
Adaptionsabschnitt adapt.2 kann in dem ersten Testzyklus während der
Testzykluszeit tTest beispielsweise jedoch
nicht ganz beendet werden und wird daher, sobald ein vorbestimmter
Fahrzustand erneut festgestellt wird, abgeschlossen. Daraufhin kann,
wie in 2 gezeigt ist, mit dem dritten Adaptionsabschnitt
adapt.3 begonnen werden. Auf den dritten Adaptionsabschnitt adapt.3
folgt dann wieder die Fortsetzung der Diagnose der Zylinder 1–8 (nicht dargestellt
in 2). Die Adaption wird abgeschlossen, wenn am Ende
alle Adaptionsabschnitte adapt.1, adapt.2, adapt.3 ausgeführt wurden
und somit alle Zylinder 1–8
einer Adaption unterzogen wurden, wenn diese beispielsweise von
einem Sollbereich bzw. Sollwert in der Diagnose abgewichen sind.
Entsprechend wurde auch die Diagnose für alle Zylinder 1–8 durchgeführt. Anschließend beginnt
die Adaption und Diagnose beispielsweise wieder von neuem.
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Können hierbei,
wie in 2 gezeigt ist, beispielsweise alle Zylinder 1–8 zuerst
einer vollständigen
Diagnose unterzogen werden, während
die Adaption noch nicht für
alle Zylinder 1–8
vollständig durchgeführt werden
konnte, so kann beispielsweise die Diagnose der Zylinder 1–8 entweder
beendet oder einfach von vorne fortgesetzt werden. Dieser zuletzt
genannte Fall wird im Folgenden noch näher mit Bezug auf 3 erläutert.
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Auf
diese Weise kann sichergestellt werden, dass in jedem vorbestimmten
Fahrzustand eine zumindest teilweise Diagnose und Adaption von Zylindern
1–8 durchgeführt werden
kann. Als Mindestdauer eines Fahrzustands wird dabei beispielsweise
eine Fahrzustandsdauer von tTest = 20 min
vorausgesetzt gemäß NEDC New
European Driving Cycle EURO 3, 4. Die Mindestdauer tTest kann
jedoch auch länger oder
kürzer
als 20 min gewählt
werden, je nach Funktion, Einsatzzweck oder gesetzlichen Vorgabe.
Abhängig
von der vorgegebenen Fahrzustandsdauer tTest kann
dann auch die Unterteilung der Adaptionsabschnitte adapt.1, adapt.2,
adapt.3 usw. der Adaption geeignet gewählt werden, um sicherzustellen, dass
zumindest ein Adaptionsabschnitt adapt.1 durchgeführt werden
kann und wenigstens einer, mehrere oder alle Zylinder 1–8 einer
Diagnose unterzogen werden können.
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In 3 ist
nun der Fall gezeigt, wenn beispielsweise die Diagnose aller Zylinder
1–8 während eines
Fahrzustands noch nicht abgeschlossen ist. Die Durchführung der
Adaption wurde dabei in dem Diagramm aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen.
In dem vorliegenden Fall kann während
der Dauer eines vorbestimmten Fahrzustands, beispielsweise einer
Schubabschaltphase, neben einem ersten Adaptionsabschnitt (nicht
dargestellt) eine Diagnose bzw. Diagnosezyklen t1–t5 für zumindest
fünf Zylinder
1–5 durchgeführt werden.
Beim erneuten Feststellen des vorgegebenen Fahrzustands wird beispielsweise
ein zweiter Adaptionsabschnitt (nicht dargestellt) durchgeführt und
des Weiteren eine Diagnose bzw. Diagnosezyklen t6–t8 beispielsweise
der nächsten
drei Zylinder 6–8.
Damit ist die Diagnose eigentlich für alle Zylinder 1–8 abgeschlossen
und könnte
an dieser Stelle beendet werden, während die Adaption fortgesetzt
wird, bis auch sie für
alle Zylinder 1–8
abgeschlossen ist. Um aber ein möglichst
genaues bzw. aktuelles Ergebnis bei der Adaption und Diagnose zu
erhalten, ist es in einem solchen Fall beispielsweise wünschenswert,
die Anpassung bzw. Adaption der Zylinder fortzusetzen, beginnend
beispielsweise mit dem Zylinder 1. In diesem Fall können beispielsweise
innerhalb der Zeit des vorbestimmten Fahrzustands neben den Zylindern
6–8 noch
die Zylinder 1–3
oder, wie in 3 beispielsweise gezeigt ist,
die Zylinder 1–5
angepasst werden.
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Auf
diese Weise kann in einem vorbestimmten Fahrzustand gleichzeitig
einmal zumindest ein Teil der Diagnose und ein Teil der Adaption
von emissionsrelevanten Steuereinrichtungen, wie beispielsweise
den Zylindern, erreicht werden und gleichzeitig auch ein möglichst
aktuelles Ergebnis der Diagnose.
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Im
folgenden soll kurz ein Beispiel für die Durchführung einer
Diagnose beispielsweise bei einem Zylinder erläutert werden, wie sie bei der
Erfindung durchgeführt
werden kann, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese Form der
Diagnose beschränkt ist.
Es ist für
den Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass es eine Vielzahl
von Variationsmöglichkeiten
gibt, um eine Diagnose durchzuführen,
insbesondere auch mit Blick auf die Art der emissionsrelevanten
Steuereinrichtung die einer Diagnose unterzogen wird und des Parameters
der optimiert werden soll.
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Die
Diagnose kann folgendermaßen
durchgeführt
werden. In einem Diagnosezyklus t1 für einen ersten Zylinder wird
beispielsweise zunächst
eine Kraftstoffmenge mit einer vorgegebenen Einspritzzeit in den
ersten Zylinder eingespritzt, wobei als Einspritzzeit beispielsweise
eine Einspritzzeit eingesetzt wird, die in einem vorhergehenden
Zyklus verwendet wurde. Dann wird festgestellt bzw. in einer ersten Schätzung abgeschätzt, ob
die Kraftstoffmenge in einem Sollbereich liegt oder außerhalb
des Sollbereichs. Weicht die Kraftstoffmenge von dem Sollbereich
oder auch einem Sollwert ab, so wird ein Anpassungszyklus gestartet.
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In
diesem Anpassungszyklus wird nun die Einspritzzeit entsprechend
der Kraftstoffmenge der ersten Schätzung angepasst, um eine verbesserte bzw.
optimale Kraftstoffverbrennung zu erzielen. Dabei wird die Einspritzzeit
derart angepasst, dass die Kraftstoffmenge nach Möglichkeit
einen vorgegebenen optimierten Sollwert erzielt bzw. diesem Sollwert angenähert wird.
Die Kraftstoffmenge wird dann im Anschluss an den Einspritzvorgang
mit der neuen Einspritzzeit erneut abgeschätzt. Liegt die Kraftstoffmenge
dabei innerhalb oder wieder innerhalb des Sollbereichs bzw. Toleranzbereichs,
so wird ein Fehlerwert von Null abgespeichert, da in diesem Fall
im Wesentlichen noch kein Emissionszuwachs durch diesen ersten Zylinder
verursacht wird. Des Weiteren kann wahlweise zusätzlich ein sog. Fehlercode
DTC (Diagnostic Trouble Code) abgespeichert werden, der angibt,
dass der erste Zylinder fehlerfrei ist.
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Liegt
die Kraftstoffmenge jedoch wieder außerhalb des Sollbereichs und
kann die Einspritzzeit nicht soweit angepasst werden, dass eine
optimale Kraftstoffverbrennung erzielt werden kann, da die hierfür notwendige
Einspritzzeit für
die abgeschätzte Kraftstoffmenge
beispielsweise eine maximale oder minimale Einspritzzeit überschreitet
bzw. unterschreitet, so wird als Fehlerwert (skalare Größe) ein Wert
ungleich Null bzw. größer Null
gesetzt, da in diesem Fall ein Emissionszuwachs an dem untersuchten
ersten Zylinder auftritt. Die Größe des Fehlerwerts
kann hierbei beispielsweise abhängig
von der Größe der Abweichung
von dem Sollwert oder dem Sollbereich festgelegt werden. Darüber hinaus
wird als Fehlercode DTC abgespeichert, dass der erste Zylinder fehlerbehaftet
ist.
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Der
festgestellte Emissionszuwachs bei dem ersten Zylinder, muss hierbei
nicht zwangsläufig
bereits so groß sein,
dass ein Emissionswert einen kritischen Wert, beispielsweise die
Emissionsgrenze, erreicht oder übersteigt.
Entscheidend ist, dass der erste Zylinder in seinem Einspritzverhalten
zu einem Emissionszuwachs beiträgt,
wobei eine Korrektur allein über einen
Anpassungszyklus beispielsweise mit Hilfe der Einspritzzeit nicht
möglich
ist.
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Die
Fehlerwerte der einzelnen Zylinder 1–8 werden am Ende zu einem
Gesamtfehlerwert addiert. Übersteigt
dieser beispielsweise einen vorgegebenen Schwellenwert, beispielsweise
einen Emissionsgrenzwert, so kann beispielsweise eine Fehlermeldung
an den Fahrer ausgegeben werden. Die Fehlercodes DTC für die einzelnen
Zylinder können dabei
beispielsweise in einer Werkstatt abgerufen werden und bestimmt
werden, welcher der Zylinder fehlerbehaftet ist.
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Eine
solche Diagnose hat den Vorteil, dass der Zylinder einer ersten „groben" Anpassung unterzogen
werden kann, wobei, wie zuvor beschrieben, eine Einspritzzeit in
einem Anpassungszyklus angepasst wird. Dies lässt sich verhältnismäßig schnell durchgeführen. Bei
der Adaption können
dagegen beispielsweise verschiedene Einspritzzeiten zum Einspritzen
von Kraftstoff in den Zylinder während des
vorgegebenen Fahrzustands verwendet werden und beispielsweise in
mehreren Anpassungszyklen soweit optimiert werden, dass sie einen
vorgegebenen, optimierten Sollwert erreichen oder diesem zumindest
soweit als möglich
angenähert
werden. Daneben können
in der Adaption nicht nur ein Betriebspunkt sondern eine Vielzahl
oder alle Betriebspunkte eines jeweiligen Zylinders optimiert werden.
In diesem Zusammenhang werden bei der Adaption ein oder mehrere
Parameter in den jeweiligen Betriebspunkten optimiert.
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Die
Schubabschaltphase als vorbestimmten Fahrzustand hat hierbei den
Vorteil, dass der Fahrer in diesem Zyklus vom Gas geht, so dass
Parameter wie die eingespritzte Kraftstoffmenge nicht durch die Betätigung des
Pedals beeinflusst werden.
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Neben
Parametern, wie der Einspritzzeit können in der Adaption wie in
der Diagnose weitere Parameter betrachtet und optimiert werden.
Solche Parameter umfassen beispielsweise auftretende Abweichungen
bei den Kraftstoffdrucksensoren bzw. FUP Sensoren, die Abgasrückführung, die
Turboaufladung, die Abgasnachbehandlung, die Ansteuerwerte für die Aktuatoren
die die Raildrücke
einstellen usw., um nur einige weitere Beispiele zu nennen. Des Weiteren
können
als Parameter auch das Fehlen von Vor- und/oder Nacheinspritzungen
berücksichtigt werden.
Darüber
hinaus können
neben einer Schubabschaltphase als vorbestimmten Fahrzustand auch
andere geeignete Fahrzustände
oder Kombinationen von Fahrzuständen
betrachtet werden.
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Des
Weiteren kann die Anzahl und Abfolge von Diagnose und Adaption bzw.
jeweiligem Adaptionsabschnitt in dem vorgegebenen Fahrzustand beliebig
variiert werden. Die Anzahl und Abfolge, wie sie in den 1–3 gezeigt
sind, sind lediglich beispielhaft. Die Erfindung ist nicht darauf
beschränkt.