DE10011690C2 - Verfahren zur Zylindergleichstellung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zylindergleichstel
lung einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die phasenweise
stöchiometrisch, Lambda-1-geregelt und mager betrieben wird.
Um den Kraftstoffverbrauch von Otto-Brennkraftmaschinen wei
ter zu reduzieren, kommen Brennkraftmaschinen mit magerer
Verbrennung immer häufiger zum Einsatz. Bei einer solchen ma
geren Betriebsweise wird zwischen zwei grundlegenden Be
triebsarten unterschieden.
In einem unteren Lastbereich wird die Brennkraftmaschine mit
einer stark geschichteten Zylinderbeladung und hohem Luft
überschuss betrieben (im folgenden als geschichtet-magerer
Betrieb bezeichnet). Dies wird u. a. durch eine späte Ein
spritzung in den Verdichtungshub kurz vor dem Zündzeitpunkt
erreicht. Die Brennkraftmaschine wird dabei unter Vermeidung
von Drosselverlusten weitgehend bei geöffneter Drosselklappe
betrieben.
In einem oberen Lastbereich wird die Brennkraftmaschine mager
und mit homogener Zylinderladung betrieben (im folgenden als
homogen-magerer Betrieb bezeichnet). Die Einspritzung erfolgt
bereits während des Ansaugtaktes, um eine gute Durchmischung
von Kraftstoff und Luft zu erhalten. Die angesaugte Luftmasse
wird entsprechend dem angeforderten Drehmoment, das bei
spielsweise von, einem Fahrer an einem Fahrpedal abgefordert
wird, über eine Drosselklappe eingestellt,
Schließlich kann die Brennkraftmaschine auch mit stöchio
metrischem Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben werden (im fol
genden als stöchiometrischer Betrieb bezeichnet). Dabei wird
auf bekannte Weise die benötigte Kraftstoffmenge aus der an
gesaugten Verbrennungsluftmasse unter Berücksichtigung der
Drehzahl berechnet und gegebenenfalls über eine Lambda-Rege
lung korrigiert.
Der homogen-magere Betrieb und der stöchiometrische Betrieb
werden nachfolgend unter dem Begriff "homogener Betrieb" zu
sammengefasst.
Kraftstoff-Einspritzventile weisen naturgemäß eine gewisse
Abweichung ihres Ist-Verhaltens vom spezifizierten Soll-Ver
halten auf. Diese Abweichung kann fertigungstoleranzenbedingt
sein, oder sich durch Veränderungen im Betrieb ergeben, bei
spielsweise durch Ablagerungen. Es ist deshalb bekannt, im
stöchiometrischen Betrieb eine sogenannte Zylinder-Gleich
stellung durchzuführen, in der zylinderindividuelle Unter
schiede der Einspritzventile adaptiv ausgeglichen werden. Da
bei wird durch Korrektur der Ansteuerung der jeweiligen Ein
spritzventile dafür gesorgt, dass jeder Zylinder exakt im
stöchiometrischen Betrieb mit Lambda-1-Regelung läuft. Je
nach toleranz- oder altersbedingter Abweichung, die das je
weilige Einspritzventil zeigt, kann diese Gleichstellung eine
Mehr- oder Mindermenge an Kraftstoff bedeuten, die beim Be
trieb des jeweiligen Einspritzventils als Korrektur zugrunde
gelegt werden muss.
Diese Zylindergleichstellung ist bei direkt einspritzenden
Brennkraftmaschinen besonders von Bedeutung, da deren Ein
spritzventile direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine
ragen und mithin besonders stark Alterungseinflüssen unter
worfen sind.
Verfahren zur Zylindergleichstellung bei direkt einspritzen
den fremdgezündeten Brennkraftmaschinen sind bekannt. So of
fenbart beispielsweise die DE 41 22 139 A1 ein Verfahren zur
Zylindergleichstellung bezüglich der Kraftstoff-Einspritzmen
gen, bei dem die Drehbeschleunigung jedes einzelnen Zylinders
erfasst wird, die einzelnen Messwerte der Drehbeschleunigung
miteinander verglichen werden und bei Abweichungen zwischen
den einzelnen Messwerten Kraftstoffeinspritzmengen der ein
zelnen Zylinder so verändert werden, dass schließlich Abwei
chungen vermieden und damit Drehungleichförmigkeiten der
Brennkraftmaschine eliminiert werden.
Aus der DE 198 12 305 A1 ist ein Verfahren zur Zylinder
gleichstellung bekannt, bei dem aus dem Drehzahlsignal der
Kurbelwelle im quasi-stationären Betrieb die Änderung der ki
netischen Energie der Kurbelwelle im Expansionsintervall ei
nes Zylinders berechnet und auf die maximale zuführbare
Kraftstoffmenge in diesem Intervall bezogen wird. Aus den
daraus errechneten Residuen, die jeweils für den betrachten
den Zylinder ein Maß für zu viel oder zu wenig eingespritzten
Kraftstoff darstellen, werden dann Korrekturterme für die
Einspritzzeiten der einzelnen Zylinder abgeleitet.
Ein ähnliches Verfahren zur Zylindergleichstellung ist aus
der DE 198 14 155 A1 bekannt, bei dem die Drehzahlwerte der
Kurbelwelle mittels eines akausalen Mittelwertfilters korri
giert werden, aus den dynamisch korrigierten Drehzahlwerten
die Änderung der kinetischen Energie der Kurbelwelle im Ex
pansionsintervall berechnet und auf die maximal zuführbare
Kraftstoffmenge in diesem Intervall bezogen werden. Hierauf
werden wiederum aus den berechneten Residuen Korrekturterme
für die Einspritzzeiten der einzelnen Zylinder abgeleitet.
Die DE 198 28 279 A1 schließlich offenbart ein Verfahren zur
Zylindergleichstellung, bei dem Laufunruhesignale jedes Zy
linders je einem Regler für jeden Zylinder zugeführt werden,
der dann ein zylinderindividuelles Korrektursignal in Abhän
gigkeit hiervon ausgibt. Die zylinderindividuellen Korrektur
signale werden dann gemeinsam so bearbeitet, dass einer zy
linderindividuellen Störung durch Korrektureingriffe in allen
Zylindern entgegengewirkt wird, wobei die Betriebspunktver
schiebung in den problembehafteten Zylindern durch eine ge
genläufig wirkende, alle Zylinder global erfassende weitere
Korrektur kompensiert wird.
Bei all diesen Verfahren wird kein Unterschied zwischen einem
homogenen Betrieb und einem Schichtbetrieb der Brennkraftma
schine gemacht. Tatsächlich haben diese Betriebsarten jedoch
unterschiedliche Auswirkungen auf die Gleichstellung der Zy
linder.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur
Zylindergleichstellung bei einer direkt einspritzenden fremd
gezündeten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine anzugeben, welche
sowohl im homogenen Betrieb wie auch im Schichtbetrieb gefah
ren werden kann, wobei Unterschiede der Einspritzventile so
wohl in stöchiometrischen und/oder homogen-mageren Betriebs
phasen wie auch in geschichtet-mageren Betriebsphasen ausge
glichen werden.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete
Erfindung gelöst.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass im geschich
tet-mageren Betrieb für das Verhalten der Brennkraftmaschine
im wesentlichen die Strahlcharakteristik des von einem Ein
spritzventil abgegebenen Strahles bestimmend ist. Dabei sind
individuelle Veränderungen der Einspritzventilcharakteristik
im geschichtet-mageren Betrieb vorwiegend drehmomentrelevant,
wogegen sie im homogenen Betrieb (sowohl homogen-mager als
auch stöchiometrisch) der Brennkraftmaschine hauptsächlich e
missionsrelevant sind. Erfindungsgemäß wird deshalb eine be
kannte λ-Gleichstellung im homogenen Betrieb der Brennkraft
maschine durchgeführt, ein erster Korrekturfaktor zur Verän
derung vorgegebener Einspritzgrundwerte für jedes Einspritz
ventil ermittelt und abgespeichert. Mit diesem ersten Korrek
turfaktor ist erreicht, dass die jeweiligen Einspritzventile
alle das gleiche Istverhalten zeigen; toleranz- oder alte
rungsbedingte Abweichungen der abgegebenen Kraftstoffmasse
sind ausgeglichen.
Wechselt die Brennkraftmaschine nun in den geschichtet-
mageren Betrieb, so wird hier ebenfalls eine Gleichstellung
durchgeführt, wobei nun nicht mehr ein stöchiometrisches oder
homogen-mageres Gemisch für die einzelnen Zylinder zielfüh
rend ist, sondern das vom jeweiligen Zylinder abgegebene
Drehmoment; man spricht deshalb von Drehmoment-
Gleichstellung. Zur Ermittlung der zylinderindividuellen Kor
rekturfaktoren der Drehmoment-Gleichstellung wird dabei vom
jeweiligen zuletzt abgespeicherten ersten Korrekturfaktor der
vorherigen homogenen Betriebsphase ausgegangen, d. h. der ers
te Korrekturfaktor wird nun für den geschichtet-mageren Be
trieb verwendet, wobei zusätzlich eine Ermittlung oder Adap
tion eines zweiten Korrekturfaktors erfolgt, der spezifisch
für den geschichtet-mageren Betrieb ist und zusammen mit dem
ersten Korrekturfaktor verwendet wird. Ausgehend von diesen
Werten erfolgt dann mit einem eigenständigen Verfahren die A
daption des zweiten Korrekturfaktors im mageren Betrieb.
Da im homogenen Betrieb in erster Linie die injizierte Kraft
stoffmasse, im geschichtet-mageren Betrieb aber im wesentli
chen die Strahlcharakteristik bestimmend für das Verhalten
der Brennkraftmaschine ist, kann der zweite Korrekturfaktor,
der in der Adaption einer geschichtet-mageren Betriebsphase
ermittelt wurde, schwerlich auf die λ-Gleichstellung im homo
genen Betrieb verwendet werden. Deshalb wird vorzugsweise die
λ-Gleichstellung im homogenen Betrieb bei einem Wechsel des
Betriebsmodus von geschichtet-magerem Betrieb nach homogenem
Betrieb wieder mit dem in dem Adaptionsalgorithmus des ge
schichtet-mageren Betriebes unveränderten ersten Korrektur
faktor, der als Ergebnis der Adaption in der vorherigen homo
genen Betriebsphase erhalten wurde, fortgefahren und der
letzte Wert des zweiten Korrekturfaktors bei der homogenen
Betriebsphase nicht verwendet. Es laufen also zwei Adaptions
algorithmen unabhängig, einer für den homogenen Betrieb und
einer für den geschichtet-mageren Betrieb.
Als Zielgröße für die Drehmoment-Gleichstellung im geschich
tet-mageren Betrieb kann vorzugsweise die Laufruhe der Brenn
kraftmaschine dienen. Dazu kann man beispielsweise mittels
eines Klopfsensors die Laufruhe zylinderselektiv erfassen und
Einspritzdauer und/oder Einspritzbeginn für die einzelnen
Einspritzventile geeignet so verändern, dass die Laufruhe
steigt. Kann man in geschichtet-mageren Betriebsphasen in ge
wissen Betriebszuständen die Laufruhe nicht erfassen, wie es
beispielsweise bei starker Dynamik der Brennkraftmaschine der
Fall sein kann, ist es möglich, die Adaption des zweiten Kor
rekturfaktors auszusetzen.
Natürlich muss die Abweichung des Istverhaltens eines Ein
spritzventils von seinem Sollverhalten nicht in jeder Phase
der Brennkraftmaschine gleich sein. Beispielsweise ist denk
bar, dass die Abweichung vom Kraftstoffdruck abhängt. Es ist
deshalb in einer weiteren Ausbildung möglich, die zylinderin
dividuellen Korrekturfaktoren der λ- und/oder der Drehmoment-
Gleichstellung betriebsparameterabhängig zu gestalten. Statt
jeweils pro Zylinder einen einzelnen ersten und zweiten Kor
rekturfaktor zu speichern, wird man dann für eine gegebene
Betriebsparametereinteilung entsprechend mehrere erste und
zweite Korrekturfaktoren ablegen, beispielsweise in geeigne
ten Kennfeldern.
Die getrennten ersten und zweiten Korrekturfaktoren haben
weiter den Vorteil, dass die auf sie wirkenden Adaptionsalgo
rithmen im homogenen und in geschichtet-magerem Betrieb lang
sam ausgelegt werden können. Im homogenen Betrieb wirkt nur
der erste Korrekturfaktor, und nur dieser wird adaptiert, in
geschichtet-magerem Betrieb wirken erster und zweiter Korrek
turfaktor, aber nur der zweite Korrekturfaktor wird durch A
daption verändert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraft
maschine mit Direkteinspritzung und
Fig. 2 einen Ablaufplan eines Verfahrens zur Adaption
der Ansteuerung von Einspritzventilen der Brenn
kraftmaschine der Fig. 1.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Brennkraftma
schine mit Benzin-Direkteinspritzung, die sowohl mit stöchio
metrischem als auch mit magerem Kraftstoff-Luft-Gemisch
betreibbar ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur
diejenigen Bestandteile der Brennkraftmaschine eingezeichnet,
die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind; insbe
sondere ist nur ein Zylinder einer mehrzylindrigen Brenn
kraftmaschine dargestellt.
Die Brennkraftmaschine weist einen Kolben 10 auf, der in ei
nem Zylinder 11 einen Verbrennungsraum 12 begrenzt. In den
Verbrennungsraum 12 mündet ein Ansaugkanal 13 an einem Ein
lassventil 14, durch das die Verbrennungsluft in den Verbren
nungsraum 12 strömt. Ein Auslassventil 15 verbindet den
Verbrennungsraum 12 mit einem Abgastrakt 16, in dessen weite
ren Verlauf ein Sauerstoffsensor in Form einer breitbandigen
Lambda-Sonde 17 sowie ein NOx-Speicherkatalysator 18 mit
nicht dargestelltem Drei-Wege-Vorkatalysator liegen.
Unter Rückgriff auf das Signal der Lambda-Sonde 17 wird von
einem Steuergerät 21 das Kraftstoff-Luft-Gemisch entsprechend
den Sollvorgaben in verschiedenen Betriebsmodi der Brenn
kraftmaschine geregelt/gesteuert. Beispielsweise erfolgt im
stöchiometrischen Betrieb eine bekannte Lambda-Regelung.
Für eine solche Lambda-Regelung befindet sich stromab des
NOx-Speicherkatalysators 18 eine weitere Lambda-Sonde 32, die
für eine Führungs- und Sollwertregelung verwendet wird. Die
Sauerstoffsonde ist in diesem Falle eine binäre Lambda-Sonde
32 (Zweipunkt-Lambda-Sonde), die bei einem Lambdawert von λ =
1 Sprungcharakteristik zeigt. Anstelle der Lambda-Sonde 32
kann auch ein NOx-Messaufnehmer verwendet werden. Weiter be
findet sich im Abgastrakt in der Regel noch ein Temperatur
fühler 33.
Der NOx-Speicherkatalysator 18 dient dazu, um bei magerem Be
trieb der Brennkraftmaschine geforderte Abgasgrenzwerte be
züglich NOx-Verbindungen einhalten zu können. Er adsorbiert
aufgrund seiner Beschichtung die bei magerer Verbrennung er
zeugten NOx-Verbindungen im Abgas.
Um die speziell bei Brennkraftmaschinen mit Direkteinsprit
zung im geschichtet-mageren Betrieb auftretenden NOx-
Emissionen zu verringern, ist eine Abgasrückführung vorgese
hen. Dabei wird durch Zumischen von Abgas zu angesaugter
Frischluft die Temperatur der Verbrennung gesenkt, womit
zugleich die NOx-Emissionen reduziert werden. Deshalb ist vom
Abgastrakt 16 stromauf des NOx-Speicherkatalysators 18 eine
Abgasrückführleitung 19 zum Ansaugkanal 13 geführt, die zwi
schen einer Drosselklappe 20 und dem Einlassventil 14 in den
Ansaugkanal mündet. In die Abgasrückführleitung 19 ist ein
steuerbares Ventil 22 geschaltet, das üblicherweise als Ab
gasrückführventil bezeichnet wird. Durch Ansteuerung des Ven
tils 22 kann die Menge an rückgeführtem Abgas eingestellt
werden.
Die Verbrennungsluft für den Zylinder 11 strömt über einen
Luftmassenmesser 23 in den Ansaugkanal 13. Die darin angeord
nete Drosselklappe 20 ist ein elektromotorisch angesteuertes
Drosselorgan (E-Gas-System), dessen Öffnungsquerschnitt neben
der Betätigung durch einen Fahrer (Fahrerpedalstellung) auch
vom Steuergerät 21 beeinflusst werden kann. Damit lassen sich
beispielsweise störende Lastwechselreaktionen reduzieren.
Darüber hinaus wird die Drosselklappe 20 vom Steuergerät 21
im geschichtet-mageren Betrieb nahezu vollständig geöffnet.
Weiter sorgt das Steuergerät 21 durch entsprechenden Eingriff
an der Drosselklappe 20 für einen weichen Übergang von stö
chiometrischem zu homogen-magerem und von dort zum geschich
tet-mageren Betrieb.
Schließlich befindet sich im Ansaugkanal 13 noch ein Tempera
tursensor 24, der an das Steuergerät 21 angeschlossen ist.
Natürlich kann der Temperatursensor 24 auch in den Luftmas
senmesser 23 integriert sein.
Im Verbrennungsraum 12 ragen eine Zündkerze 25 sowie ein Ein
spritzventil 26, das zur Einspritzung mit Kraftstoff aus ei
nem Hochdruckspeicher 27 gespeist wird, der Teil einer bekannten
Kraftstoffversorgung zur Benzin-Direkteinspritzung
ist. Das Steuergerät 21 ist schließlich noch mit einem Klopf
sensor 28 verbunden, der mechanische Schwingungen am Gehäuse
der Brennkraftmaschine erfasst und ein entsprechendes Signal
abgibt. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine wird über einen
die Kurbelwelle bzw. ein daran befestigtes Geberrad abtasten
den Fühler 29 erfasst. Weitere zum Betrieb der Brennkraftma
schine nötige Steuerparameter, beispielsweise Fahrpedalstel
lung, Signale von Temperatursensoren usw. werden dem Steuer
gerät 21 ebenfalls zugeführt und sind in der Fig. 1 allgemein
mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichnet.
Im Steuergerät 21 ist schließlich ein Block 31 zur Drehmo
mentermittlung und -überwachung vorgesehen, dessen Funktion
später erläutert wird.
Ferner ist das Steuergerät 21 mit einem Speicher 34 verbun
den, in dem verschiedene Schwellenwerte TQI_SW1, TQI_SW2 so
wie mindestens die Kennfelder KF1 und KF2 gespeichert sind,
auf deren Bedeutung noch eingegangen wird.
Das Steuergerät 21 legt betriebsabhängig fest, ob die Brenn
kraftmaschine stöchiometrisch, homogen-mager oder geschich
tet-mager betrieben werden soll.
In jedem Betriebsmodus bestimmt das Steuergerät 21 ständig
die Ansteuerdaten für das Einspritzventil 26, also den Ein
spritzbeginn sowie die Einspritzdauer bzw. das Einspritzende.
Dabei wird der Einspritzbeginn auf die Kurbelwellenstellung
bezogen, die mittels des Fühlers 29 dem Steuergerät 21 be
kannt ist. Um alterungs- und produktionstoleranzbedingte in
dividuelle Abweichungen der einzelnen Einspritzventile 26 bei
einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine auszugleichen, wird vom
Steuergerät 21 ein Adaptionsverfahren durchgeführt, dessen
Flussdiagramm in Fig. 2 dargestellt ist, in der die mit S be
ginnenden Bezugszeichen Schritte des Verfahrensablaufes be
zeichnen.
In einem Schritt S1 werden zuerst entsprechende Größen initi
alisiert. Insbesondere wird das Kennfeld KF1 entweder mit
Standardwerten vorbelegt, oder mit bei der letzten Ausführung
des Adaptionsverfahrens ermittelten Werten beschrieben.
Anschließend wird in einem Schritt S2 abgefragt, ob die
Brennkraftmaschine sich im homogenen Betriebsmodus befindet
(λ = 1). Ist dies der Fall, wird in der mit einem "+"-Zeichen
bezeichneten Verzweigung weitergefahren. Befindet sich die
Brennkraftmaschine nicht im homogenen Betriebsmodus, wird mit
dem mit einem "-"-Zeichen bezeichneten Ast fortgefahren. Die
se Abfrage ist dann nötig, wenn das Adaptionsverfahren als
unabhängiger Prozess im Steuergerät 21 abläuft. Ist es dage
gen in die Betriebsmodussteuerung eingebunden, kann die Ab
frage in Schritt S2 entfallen, da dann immer bekannt ist,
welcher Betriebsmodus vorliegt.
Im Falle des homogenen Betriebes wird in einem Schritt S4 das
Signal der Lambda-Sonde 32 zylinderindividuell erfasst. Diese
zylinderindividuelle Erfassung ermöglicht es, zu beurteilen,
welches Gemisch jeder Zylinder im Mittel erhält. Dabei wird
die Brennkraftmaschine mit den derzeit gültigen Ansteuerwer
ten für die Einspritzung betrieben. Die derzeit gültigen An
steuerwerte setzen sich aus einem Ansteuergrundwert und einem
aktuellen Wert eines noch zu beschreibenden ersten Korrektur
faktors aus dem Kennfeld KF1 zusammen. Anschließend wird in
Schritt S5 abgefragt, ob zwischenzeitlich ein Wechsel des Be
triebsmodus erfolgte. Ist dies der Fall, wird vor Schritt S2
zurückgesprungen, ansonsten wird im mit "-" bezeichneten Ast
fortgefahren.
Dann wird im Schritt S6 als nächstes überprüft, ob sich aus
der zylinderindividuellen Erfassung in Schritt S4 erkennen
lässt, dass alle Zylinder mit dem Soll-Gemisch, bei stöchio
metrischem Betrieb also im Mittel mit λ = 1 betrieben wurden.
Ist dies der Fall, wird in einer Schleife vor Schritt S4 zu
rückgesprungen.
Zeigt sich in der Abfrage des Schrittes S6, dass einzelne Zy
linder nicht im Mittel mit Soll-Gemisch durch ihre Einspritz
ventile 26 versorgt wurden, wird in Schritt S7 zylinderselek
tiv eine Kraftstoffmengenkorrektur berechnet. Dabei wird die
den Zylindern über ihre Einspritzventile 26 zuzumessende
Kraftstoffmenge auf das Soll-Gemisch hin korrigiert. Für Zy
linder, die mit zu fettem Gemisch betrieben wurden, wird also
eine Kraftstoffmindermenge errechnet; für Zylinder, die mit
zu magerem Gemisch betrieben wurden, eine Kraftstoffmehrmen
ge.
Diese Kraftstoffmengenkorrektur ist der oben erwähnte erste
Korrekturfaktor. Er wird in Schritt S8 im Kennfeld KF1 abge
legt.
Anschließend wird vor Schritt S4 zurückgesprungen. In Schritt
S4 wird dann das Steuergerät 21 angewiesen, bei der Ansteue
rung der Einspritzventile 26 die entsprechenden Kraftstoff
mengenkorrekturen des Kennfeldes KF1 zu berücksichtigen. Dies
wird in der Regel dadurch geschehen, dass die Einspritzdauer
entsprechend reduziert oder verlängert wird. Durch die Abfol
ge dieser Schritte wird eine Zylinder-Gleichstellung er
reicht. Aus der Schleife wird wie erwähnt nur dann in Schritt
S5 herausgesprungen, wenn ein Betriebsmoduswechsel vorliegt.
Läuft die Brennkraftmaschine im geschichtet-mageren Betrieb
so kann die Gleichstellung durch Adaption der Einspritzventi
le 26 nicht mit den Schritten S4 bis S8 erfolgen, da dann
nicht mehr die eingespritzte Kraftstoffmasse vorwiegend be
stimmend für das Verhalten der Brennkraftmaschine ist, son
dern auch die Strahlcharakteristik wesentlich zu berücksich
tigen ist. Deshalb kann der erste Korrekturfaktor, d. h. die
Kraftstoffmehr- und -mindermenge des Kennfeldes KF1 nicht
mehr alleine verwendet werden. Vielmehr ist eine eigenständige,
zusätzliche Adaption zur Drehmoment-Gleichstellung im ge
schichtet-mageren Betrieb der Brennkraftmaschine nötig. Des
halb wird im mageren Betrieb der Brennkraftmaschine im
Schritt S9 zuerst auf ein weiteres Kennfeld KF2 mit einem
zweiten Korrekturfaktor zugegriffen. Zur Drehmoment-
Gleichstellung erfolgt die Einspritzung mit zwei Korrektur
werten, dem ersten Korrekturwert, der während der geschich
tet-mageren Betriebsweise unverändert bleibt, und dem zweiten
Korrekturfaktor, der durch Adaption verändert wird.
Anschließend wird die Einspritzung mit derzeit gültigen An
steuerwerten vorgenommen. Diese setzen sich aus einem Ansteu
ergrundwert, dem ersten Korrekturfaktor und dem aktuellen
Wert des zweiten Korrekturfaktors aus dem Kennfeld KF2 zusam
men.
Dann wird in Schritt S10 die Laufruhe zylinderselektiv er
fasst. Dies erfolgt im oben erwähnten Block 31 des Steuerge
rätes 21 durch geeignete Auswertung des Signales des Klopf
sensors 28, um das von jedem Zylinder abgegebene Drehmoment
zu erfassen. Dieser Block 31 kann beispielsweise auch auf die
Signale eines (in Fig. 1 nicht dargestellten) Drehmomentsen
sors Rückgriff nehmen.
Die Erfassung in Schritt S10 liefert die Differenz der von
den einzelnen Zylindern abgegebenen Drehmomente.
Anschließend wird in Schritt S11 wiederum abgefragt, ob ein
Betriebsmoduswechsel vorliegt. Ist dies der Fall, wird vor
Schritt S2 zurückgesprungen, ansonsten wird mit Schritt S12
fortgefahren.
Dieser Schritt S12 überprüft, ob die Differenz der von den
Zylindern abgegebenen Drehmomente unter einem Schwellwert
liegt. Dabei kann es sich je nach Betriebsmodus um den
Schwellwert TQI_SW1 für den Fall des homogen-mageren Betrie
bes oder den Schwellwert TQI_SW2 für den Fall geschichtet-
mageren Betriebes handeln. Unterschreitet die Differenz den
Schwellenwert für alle Zylinder, wird vor Schritt S10 zurück
gesprungen, ansonsten mit Schritt S13 fortgefahren.
In Schritt S13 wird zylinderselektiv der zweite Korrekturfak
tor für die Berücksichtigung der Strahlcharakteristik des
Einspritzventils 26 fortgeschrieben. Diese Adaption des zwei
ten Korrekturfaktors erfolgt auf eine Drehmoment-
Gleichstellung der Zylinder 11 hin. Der so adaptierte bzw.
veränderte zweite Korrekturfaktor wird für jeden Zylinder in
das Kennfeld KF2 eingetragen.
Nun erfolgt die Einspritzung mit korrigierten Werten. Bei der
Einspritzkorrektur kann es sich um eine Einspritzdauerände
rung handeln, es ist aber auch eine Einspritzbeginnkorrektur
oder eine Kombination der beiden möglich. Zur Korrektur wer
den beide Korrekturfaktoren eingesetzt. Dabei wird in Schritt
S14 das Steuergerät 21 angewiesen, den zweiten Korrekturfak
tor des Kennfeldes KF2 zusammen mit dem unveränderten ersten
Korrekturfaktor aus dem Kennfeld KF1 bei der Ansteuerung der
Einspritzventile 26 zu berücksichtigen. Dann wird vor Schritt
S10 zurückgesprungen.
Die Adaption der Ansteuerung der Einspritzventile 26 verwen
det somit im geschichtet-mageren Betrieb der Brennkraftma
schine den ersten Korrekturfaktor aus der λ-Gleichstellung,
jedoch nicht den zweiten Korrekturfaktor im homogenen Be
trieb. Dies hat seinen Hintergrund darin, dass die Ergebnisse
der λ-Gleichstellung für den homogenen Betrieb auf die Dreh
moment-Gleichstellung für den geschichtet-mageren Betrieb an
gewendet werden können, weil bei der λ-Gleichstellung im ho
mogenen Betrieb Unterschiede der eingespritzten Kraftstoff
masse berücksichtigt werden, die sowohl dort als auch im ge
schichtet-mageren Betrieb der Brennkraftmaschine Gültigkeit
besitzen. Der zweite Korrekturfaktor, der bei der Drehmoment-
Gleichstellung im geschichtet-mageren Betrieb adaptiert wird,
gleicht eine Änderung der Strahlcharakteristik der Einspritzventile
26, bedingt beispielsweise durch Verkokung, aus. Die
se Unterschiede der Strahlcharakteristik der Einspritzventile
26 sind jedoch im homogenen Betrieb der Brennkraftmaschine
nicht oder nur kaum relevant, weshalb die Ergebnisse der
Drehmoment-Gleichstellung beim Adaptionsverfahren im ge
schichtet-mageren Betrieb der Brennkraftmaschine nicht den
ersten Korrekturfaktor der λ-Gleichstellung beim Adaptions
verfahren im homogenen Betrieb der Brennkraftmaschine rück
wirken dürfen.
Claims (6)
1. Verfahren zur Zylindergleichstellung bei einer direkt
einspritzenden fremdgezündeten Mehrzylinder-
Brennkraftmaschine, die phasenweise stöchiometrisch und mager
betrieben wird, welches Verfahren in folgenden Stufen durch
geführt wird:
- a) in stöchiometrischen und/oder homogen-mageren Betriebs phasen wird fortlaufend für jeden Zylinder die Steuerung der Einspritzung so bewirkt, dass jeder Zylinder im Mittel mit stöchiometrischem oder gewünschtem homogen-magerem Gemisch betrieben wird, wobei für Einspritzgrundwerte ein erster Kor rekturfaktor fortlaufend ermittelt und gespeichert wird, der die Abweichung einer Isteinspritzung von der Solleinspritzung wiedergibt, und
- b) in geschichtet-mageren Betriebsphasen wird fortlaufend für jeden Zylinder die Steuerung der Einspritzung so bewirkt, dass jeder Zylinder ein vorgegebenes Drehmoment erzeugt oder dass die Laufruhe der Brennkraftmaschine maximal wird, wobei eine Korrektur von Einspritzgrundwerten erfolgt, bei der der in Stufe a) zuletzt gespeicherte erste Korrekturfaktor ver wendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass in Stufe b) ein zweiter Korrekturfaktor
gewonnen wird, der zusammen mit dem in Stufe a) zuletzt ge
speicherten ersten Korrekturfaktor verwendet wird und der die
Abweichung der Isteinspritzung von der Solleinspritzung für
den geschichtet-mageren Betrieb wiedergibt.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass nach einem Ü
bergang von einer geschichtet-mageren Betriebsphase zu einer
stöchiometrischen oder homogen-mageren Betriebsphase bei der
Steuerung der Einspritzung in Stufe a) mit dem zuletzt ge
speicherten Wert des ersten Korrekturfaktors fortgefahren
wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass in Stufe a) der
erste Korrekturfaktor die Abweichung der eingespritzten
Kraftstoffmasse wiedergibt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass in Stufe b) der zweite Korrekturfaktor
adaptiert wird, der erste Korrekturfaktor jedoch unverändert
bleibt.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass der erste
und/oder zweite Korrekturfaktor betriebsparameterabhängig ge
wählt wird und in einem betriebsparameterabhängigen Kennfeld
abgelegt wird.
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