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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, bei denen eine Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine im Hinblick auf das Überschreiten eines zulässigen Wertes überwacht wird. Für die Überwachung wird ein Istwert der Ausgangsgröße in Abhängigkeit einer Stellgröße für die Umsetzung der Ausgangsgröße ermittelt. Unabhängig von einer Kalibrierung dieser Stellgröße bei Abweichungen von einem vorgegebenen Zusammenhang zwischen der Einstellung der Stellgröße und der daraus resultierenden Ausgangsgröße wird mindestens ein Korrekturwert für die Einstellung der Stellgröße gebildet. Diese Stellgröße wird beispielsweise abhängig von einem Sollwert für die Ausgangsgröße eingestellt. Abhängig von einer Abweichung des Istwertes der Ausgangsgröße von ihrem Sollwert wird, insbesondere mittels einer Regelung, mindestens ein Korrekturwert für die Einstellung der Stellgröße gebildet.
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So ist es beispielsweise im Falle einer als Drehmoment ausgebildeten Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine und einer als Ansteuerdauer eines Kraftstoffeinspritzventils ausgebildeten Stellgröße im Falle eines Dieselmotors bekannt, dass eine Motorsteuerung die Ansteuerdauer auf Basis eines gewünschten indizierten Drehmomentes des Dieselmotors, im Folgenden auch als Sollmoment bezeichnet, im Rahmen einer Drehmomentensteuerung berechnet. Ferner ist ein Drehmomentenregler vorgesehen, der abhängig von der Abweichung des Istmomentes vom Sollmoment eine Korrekturansteuerdauer ermittelt, die der berechneten Ansteuerdauer überlagert wird. Auf diese Weise wird eine Drehmomentenregelung mit Vorsteuerung realisiert.
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Wird in einer Überwachungsebene das indizierte Drehmoment, das im Folgenden auch als Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine bezeichnet wird, überwacht, so ergibt sich bei Nichtberücksichtigung der Drehmomentenregelung in der Überwachungsebene ein anderes Ausgangsdrehmoment als das letztlich mittels Drehmomentenregelung eingestellte Ausgangsdrehmoment, so dass die Überwachung nicht sehr präzise ist.
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In der nicht vorveröffentlichten
DE 103 59 306 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine beschrieben, die eine verbesserte Überwachung einer Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine ermöglichen. Dabei wird die Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine im Hinblick auf das Überschreiten eines zulässigen Wertes überwacht, wobei für die Überwachung ein Istwert der Ausgangsgröße in Abhängigkeit einer Stellgröße für die Umsetzung der Ausgangsgröße ermittelt wird. Diese Stellgröße wird bei Abweichungen von einem vorgegebenen Zusammenhang zwischen der Einstellung der Stellgröße und der daraus resultierenden Ausgangsgröße kalibriert. Zur Kalibrierung wird mindestens ein Korrekturwert für die Einstellung der Stellgröße ausgehend von dem vorgegebenen Zusammenhang gebildet. Der mindestens eine Korrekturwert wird der Überwachung zugeführt. Der im Rahmen der Überwachung ermittelte Istwert der Ausgangsgröße wird um den mindestens einen Korrekturwert korrigiert. Der so korrigierte Istwert wird mit dem zulässigen Wert verglichen.
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Aus der
DE 103 15 410 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einer Drehmomentenüberwachung bekannt. Dabei wird das tatasächliche Drehmoment des Verbrennungsmotors in Hinblick auf das Überschreiten eines maximal zulässigen Drehmoments überwacht. Für die Überwachung wird ein Istwert des tatsächlischen Drehmoments in Abhängigkeit einer Stellgröße für die Umsetzung des Drehmoments ermittelt. Unabhängig von einer Kalilbrierung der Stellgröße wird bei Abweichungen von einem vorgegebenen Zusammenhang zwischen der Einstellung der Stellgröße und dem daraus resultierenden Drehmoment ein Korrekturwert der Stellgröße gebildet und einer Überwachung zugeführt.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass der mindestens eine Korrekturwert der Überwachung zugeführt wird, dass der im Rahmen der Überwachung ermittelte Istwert der Ausgangsgröße um den mindestens einen Korrekturwert korrigiert wird und dass der so korrigierte Istwert mit dem zulässigen Wert verglichen wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der gebildete mindestens eine Korrekturwert bei der Überwachung berücksichtigt wird, sodass die Überwachung zuverlässig und präzise durchgeführt werden kann. Durch die Berücksichtigung des mindestens einen Korrekturwertes bei der Überwachung wird es auch möglich, einen Sollwert für die Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine mit einem geringeren Toleranzabstand vom zulässigen Wert vorzugeben, sodass der Bereich der einzustellenden Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine vergrößert und somit optimiert werden kann. Die Qualität auch einer kontinuierlichen Überwachung wird erhöht, ungewollte Fahrzeugreaktionen im Falle des Antriebs eines Fahrzeugs durch die Brennkraftmaschine, wie beispielsweise eine ungewollte Fahrzeugbeschleunigung, im Fehlerfall der Überwachung werden somit weitestgehend vermieden. Der Bedarf an Steuergeräteressourcen für die erfindungsgemäße Überwachung, insbesondere der erforderliche Speicher- und Laufzeitbedarf fällt gegenüber herkömmlichen Lösungen nicht ins Gewicht.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass der mindestens eine Korrekturwert vor der Überwachung plausibilisiert wird. Auf diese Weise können fehlerhafte Kalibrierungen vermieden werden oder zumindest in ihrem Ausmaß auf ein erträgliches Maß reduziert werden.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
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Vorteilhaft ist es dabei, wenn der mindestens eine Korrekturwert als plausibel erkannt wird, wenn er in einem vorgegebenen Bereich liegt, wobei der vorgegebene Bereich abhängig von einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine gewählt wird. Auf diese Weise lässt sich die Plausibilisierung des mindestens einen Korrekturwertes differenziert dem jeweils aktuellen Wert der Betriebsgröße der Brennkraftmaschine anpassen und damit optimieren. Als Betriebsgröße kann dabei beispielsweise der Druck in einer Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine gewählt werden.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn im Falle eines nicht plausiblen mindestens eine Korrekturwertes eine Fehlerreaktion eingeleitet wird. Auf diese Weise können negative Auswirkungen einer fehlerhaften Kalibrierung auf die Funktionsweise der Brennkraftmaschine vermieden werden.
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Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die Stellgröße als Ansteuerdauer eines Einspritzventils gewählt wird und die Stellgröße dabei als Ansteuerdauer für mindestens eine Voreinspritzung vor einer Haupteinspritzung gewählt wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine Voreinspritzung, deren Einspritzmenge wesentlich geringer als die Einspritzmenge der Haupteinspritzung ist, nicht ungewollt beispielsweise aufgrund von Alterungseinflüssen oder Verschleiß des entsprechenden Einspritzventils unterbleibt, sondern durch die Kalibrierung unverändert aufrechterhalten werden kann. Dadurch wird auch ein höheres Verbrennungsgeräusch vermieden.
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Für eine zuverlässige Überwachung ist es von Vorteil, wenn die Stellgröße und der mindestens eine Korrekturwert für die Überwachung über mehrere Kurbel- oder Nockenwellenumdrehungen gemittelt werden.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Stellgröße abhängig von einem Sollwert für die Ausgangsgröße eingestellt wird und wenn abhängig von einer Abweichung des Istwertes der Ausgangsgröße von ihrem Sollwert, insbesondere mittels einer Regelung, der mindestens eine Korrekturwert für die Einstellung der Stellgröße gebildet wird. Auf diese Weise lässt sich die genannte Abweichung, insbesondere die Regelung, bei der Überwachung des Istwertes berücksichtigen, so dass die Überwachung zuverlässiger und präziser wird.
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Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und 2 einen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens und 3 einen zeitlichen Verlauf eines Ausgangsdrehmomentes.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 kennzeichnet 1 eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die beispielsweise in einer Steuereinheit software- und/oder hardwaremäßig implementiert sein kann. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Verbrennungsmotor, der beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein kann. Dabei wird der Kraftstoff für den Betrieb der Brennkraftmaschine über ein oder mehrere Einspritzventile in ein Saugrohr oder zylinderindividuell eingespritzt. Dies soll im Folgenden anhand eines einzigen Einspritzventils beispielhaft näher betrachtet werden. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Sollwertvorgabeeinheit 40, die einen Sollwert für eine Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine vorgibt. Bei dieser Ausgangsgröße kann es sich beispielsweise um ein Drehmoment, eine Leistung, eine Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine oder um eine von einer oder mehreren der genannten Größen abgeleitete Größe handeln. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass es sich bei der Ausgangsgröße um ein Drehmoment, nämlich um ein Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine handelt. Dieses wird am Ausgang des Verbrennungsmotors als so genanntes inneres oder indiziertes Moment zur Verfügung gestellt. Die Sollwertvorgabeeinheit 40 ermittelt in dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise auf der Grundlage der Betätigung eines Fahrpedals oder auf Grund von Fahrzeugfunktionen, wie z. B. einem Fahrgeschwindigkeitsregler, einer Antriebschlupfregelung, einem Antiblockiersystem, einer Fahrdynamikregelung oder dergleichen, im Falle, dass der Verbrennungsmotor ein Fahrzeug antreibt, ein vom Verbrennungsmotor umzusetzendes inneres Moment als Sollmoment. Das Sollmoment wird von der Sollwertvorgabeeinheit 40 einer Ansteuerkennlinie 45 zugeführt, die beispielsweise auf einem Prüfstand in dem Fachmann bekannter Weise appliziert werden kann und dem Sollmoment eine Stellgröße der Brennkraftmaschine zuordnet. Bei dieser Stellgröße kann es sich beispielsweise um die Ansteuerdauer des betrachteten Einspritzventils handeln. Die Ansteuerkennlinie 45 bildet also in diesem Ausführungsbeispiel das Sollmoment auf die Ansteuerdauer des betrachteten Einspritzventils ab. Diese Ansteuerdauer wird einem Additionsglied 50 zugeführt und dort mit einem Korrekturwert addiert, der positiv oder negativ sein kann und von einem Korrekturwertspeicher 20 gebildet wird. Am Ausgang des Additionsgliedes 50 liegt somit eine korrigierte Ansteuerdauer an, die einem Stellglied 60 zuführbar ist, das das Einspritzventil gemäß der ermittelten Ansteuerdauer zur Einspritzung von Kraftstoff ansteuert. Das Einspritzventil spritzt dabei während der ermittelten Ansteuerdauer Kraftstoff in das Saugrohr bzw. im Falle einer Direkteinspritzung direkt in den entsprechenden Zylinder. Durch die Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Brennraum des Verbrennungsmotors und den damit verbundenen Antrieb der Kurbelwelle wird ein entsprechendes inneres Moment, hier das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine, bereitgestellt. Dieses wird in dem Fachmann bekannter Weise durch eine Momentenerfassungseinheit 65 beispielsweise aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine wie Motordrehzahl und Motorlast modelliert. Der so erfasste Istwert des Ausgangsdrehmomentes wird einer Drehmomentenregelungseinheit 15 zugeführt. Der Drehmomentenregelungseinheit 15 wird außerdem von der Sollwertvorgabeeinheit 40 das ermittelte Sollmoment zugeführt. Die Drehmomentenregelungseinheit 15 ermittelt die Differenz zwischen dem zugeführten Wert für das Istmoment und dem zugeführten Wert für das Sollmoment und bildet in dem Fachmann bekannter Weise aus dieser Differenz einen Korrekturwert, mit dem die Ansteuerdauer korrigiert werden muss, um das geforderte Sollmoment umsetzen zu können. Der Korrekturwert wird an das Additionsglied 50 zur Überlagerung mit dem Ausgangssignal der Ansteuerkennlinie 45 abgegeben.
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Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass dieser Korrekturwert außerdem an eine Überwachungseinheit 5 der Vorrichtung 1 abgegeben wird. Dies kann bspw. auf direktem Wege über eine Schnittstelle 120 erfolgen oder wie in 1 dargestellt über eine Korrekturwerterfassungseinheit 70, die den von der Drehmomentenregelungseinheit 15 abgegebenen Korrekturwert erfasst und einem Korrekturwertmittelwertbildner 80 zuführt. Dem Korrekturwertmittelwertbildner 80 ist außerdem der aktuelle Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors zugeführt, der von einem Kurbelwinkelsensor 85 erfasst wird. Der Korrekturwertmittelwertbildner 80 mittelt nun die während einer vorgegebenen Anzahl von Kurbelwellen- bzw. Nockenwellenumdrehungen von der Korrekturwerterfassungseinheit 70 empfangenen Korrekturwerte, sodass ein Korrekturwertmittelwert gebildet wird. Dieser wird über die Schnittstelle 120 der Überwachungseinheit 5 zugeführt. Dabei ist der Korrekturwertmittelwert über einen zweiten gesteuerten Schalter 115 einer Korrektureinheit 30 zuführbar. Die von der Korrekturwerterfassungseinheit 70 erfassten Korrekturwerte werden ohne Mittelwertbildung über die Schnittstelle 120 auch einer Plausibilisierungseinheit 90 in der Überwachungseinheit 5 zugeführt. Die Plausibilisierungseinheit 90 prüft, ob die einzelnen Korrekturwerte innerhalb eines vorgegebenen Bereich liegen. Dieser vorgegebene Bereich wird von einer Bereichsvorgabeeinheit 95 gebildet und beispielsweise in Form eines Minimalwertes und eines Maximalwertes, die die Bereichsgrenzen darstellen, der Plausibilisierungseinheit 90 zugeführt. Der vorgegebene Bereich selbst wird dabei beispielsweise und wie in 1 dargestellt abhängig vom aktuellen Druck in der Kraftstoffzufuhr in der Bereichsvorgabeeinheit 95 gebildet, wozu der Bereichsvorgabeeinheit 95 ebenfalls das Messsignal des Drucksensors 100 zugeführt ist. Dabei ist die Bereichsvorgabeeinheit 95 gemäß dem Beispiel nach 1 in der Überwachungseinheit 5 angeordnet, sodass das Messsignal des Drucksensors 100 über die Schnittstelle 120 an die Bereichsvorgabeeinheit 95 geleitet wird. Je größer der Druck in der Kraftstoffzufuhr ist, desto kleiner wird der vorgegebene Bereich gewählt, da sich bei erhöhtem Druck in der Kraftstoffzufuhr eine fehlerhafte Drehmomentenregelung und damit eine fehlerhafte Korrekturwertbildung stärker auswirkt als bei niedrigerem Druck. Da nicht der Korrekturmittelwert in der Plausibilisierungseinheit 90 plausibilisiert wird, sondern der dem aktuellen Druck in der Kraftstoffzufuhr zugeordnete Korrekturwert, und der vorgegebene Bereich für den Korrekturwert ebenfalls abhängig vom aktuellen Druck in der Kraftstoffzufuhr in der Bereichsvorgabeeinheit 95 ermittelt wird, erfolgt die Plausibilisierung des Korrekturwertes in der Plausibilisierungseinheit 90 hinsichtlich der Druckverhältnisse in der Kraftstoffzufuhr korrekt. Liegt der Korrekturwert innerhalb des vorgegebenen Bereichs, so veranlasst die Plausibilisierungseinheit 90 ein Schließen des zweiten gesteuerten Schalters 115 und damit eine Verbindung des Ausgangs des Korrekturwertmittelwertbildners 80 mit dem Eingang der Korrektureinheit 30. Liegt der Korrekturwert jedoch außerhalb des vorgegebenen Bereichs, dann öffnet die Plausibilisierungseinheit 90 den zweiten gesteuerten Schalter 115 und unterbricht somit die Verbindung zwischen dem Ausgang des Korrekturwertmittelwertbildners 80 und dem Eingang der Korrektureinheit 30. Außerdem veranlasst die Plausibilisierungseinheit 90 in diesem Fall die Aktivierung einer Fehlermaßnahmeneinheit 110. Die Fehlermaßnahmeneinheit 110 kann bei ihrer Aktivierung die Wiedergabe einer Warnmeldung und/oder das Einleiten eines Notlaufbetriebs der Brennkraftmaschine mit gedrosselter Leistung veranlassen, in letzter Konsequenz ein Abschalten der Brennkraftmaschine zur Vermeidung von Schäden. Ferner ist eine Ansteuerdauerermittlungseinheit 10 vorgesehen, die das Eingangssignal des Stellgliedes 60 abtastet und daraus die aktuellen Werte für die Ansteuerdauer erfasst. Diese werden einem Ansteuerdauermittelwertbildner 75 zugeführt, der wie der Korrekturwertmittelwertbildner 80 in Abhängigkeit des vom Kurbelwinkelsensor 85 ermittelten Kurbelwinkels über die gleiche Anzahl der Kurbelwellen- bzw. Nockenwellenumdrehungen wie der Korrekturwertmittelwertbildner 80 einen Mittelwert über die Ansteuerdauer ermittelt. Dieser Mittelwert der Ansteuerdauer wird über die Schnittstelle 120 ebenfalls der Überwachungseinheit 5 und dort der Korrektureinheit 30 zugeführt. Die Korrektureinheit 30 subtrahiert von dem Mittelwert der Ansteuerdauer den Korrekturwertmittelwert und erhält auf diese Weise einen um den Korrekturwertmittelwert bereinigten Mittelwert der Ansteuerdauer, der unabhängig von der Drehmomentenregelung ist. Dieser bereinigte Mittelwert der Ansteuerdauer wird von der Korrektureinheit 30 beispielsweise mit Hilfe der zur Ansteuerkennlinie 45 inversen Kennlinie in einen Mittelwert für das Ausgangsdrehmoment umgewandelt und einem Vergleichsglied 35 zugeführt. Dem Vergleichsglied 35 wird außerdem von einer Sollwertbegrenzungseinheit 105 ein maximal zulässiges Ausgangsdrehmoment zugeführt. Dieses wird in dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise abhängig von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und von der Fahrpedalstellung ermittelt. Das Vergleichsglied 35 vergleicht den Mittelwert des Ausgangsdrehmoments mit dem maximal zulässigen Ausgangsdrehmoment. Überschreitet dabei der Mittelwert des Ausgangsdrehmoments das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment, so aktiviert das Vergleichsglied 35 die Fehlermaßnahmeneinheit 110, die in der oben beschriebenen Weise bei ihrer Aktivierung die Wiedergabe einer Warnmeldung und/oder das Einleiten eines Notlaufbetriebs der Brennkraftmaschine mit gedrosselter Leistung veranlassen kann, in letzter Konsequenz ein Abschalten der Brennkraftmaschine zur Vermeidung von Schäden. Die Sollwertbegrenzungseinheit 105 gibt das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment auch an die Sollwertvorgabeeinheit 40 weiter, wobei die Sollwertvorgabeeinheit 40 das an die Ansteuerkennlinie 45 weiterzugebende Sollmoment bei Überschreiten des maximal zulässigen Ausgangsdrehmoments auf das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment begrenzt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung wird also die Drehmomentenregelung bei der Berechnung des Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments berücksichtigt. In 3 ist ein Verlauf des Ausgangsdrehmoments A über der Zeit t dargestellt. Dabei kennzeichnet 125 den zeitlichen Verlauf des von der Sollwertbegrenzungseinheit 105 vorgegebenen maximal zulässigen Ausgangsdrehmoments. Mit 130 ist der zeitliche Verlauf eines Ausgangsdrehmoments dargestellt, der sich am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 nach entsprechender Umrechnung mittels der zur Ansteuerkennlinie 45 inversen Kennlinie ergeben würde, wenn keine Drehmomentenregelung durchgeführt würde. Normalerweise ist der von der Sollwertvorgabeeinheit 40 vorgegebene umzusetzende Sollwert für das Ausgangsdrehmoment um einen Fehlertoleranzbereich a kleiner gewählt als das von der Sollwertbegrenzungseinheit 105 vorgegebene maximal zulässige Ausgangsdrehmoment. Somit wird auch bei fehlerfreier Funktion der Brennkraftmaschine und insbesondere der Vorrichtung 1 der Mittelwert 130 des Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 ohne Drehmomentenregelung um den Fehlertoleranzbereich a kleiner als das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment 125 sein. 3 zeigt jedoch eine Realisierung nach dem bekannten Stand der Technik. Dort ist in der Überwachungseinheit 5 nicht bekannt, ob eine Drehmomentenregelung stattgefunden hat oder nicht. Lediglich der Einfluss einer maximalen Drehmomentenregelung und einer minimalen Drehmomentenregelung ist in der Überwachungseinheit 5 gem. Stand der Technik bekannt. Maximale Drehmomentenregelung bedeutet eine maximale Erhöhung der Ansteuerdauer des Einspritzventils, um die gewünschte Kraftstoffmenge für den Fall bereitzustellen, in dem die dafür vorgesehene ursprüngliche Ansteuerdauer nicht mehr ausreicht, beispielsweise auf Grund einer Verstopfung des Einspritzventils. Minimale Drehmomentenregelung bedeutet eine maximale Absenkung der Ansteuerdauer des Einspritzventils, um die gewünschte Kraftstoffmenge für den Fall bereitzustellen, in dem die dafür vorgesehene ursprüngliche Ansteuerdauer zu groß ist, beispielsweise auf Grund einer durch Alterung bedingten Aufweitung des Öffnungsquerschnitts des Einspritzventils. Im Falle des Standes der Technik muss sichergestellt sein, das auch im Falle einer maximalen Drehmomentenregelung der Fehlertoleranzbereich a eingehalten wird. Bei maximaler Drehmomentenregelung ist aber der zeitliche Verlauf 135 des Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 um einen ersten Abstand b größer als der zeitliche Verlauf des Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 ohne Drehmomentenregelung. Da in der Überwachungseinheit 5 gem. Stand der Technik nicht bekannt ist, ob eine Drehmomentenregelung stattgefunden hat, muss sicherheitshalber der von der Sollwertvorgabeeinheit 40 vorgegebene umzusetzende Sollwert für das Ausgangsdrehmoment um den Fehlertoleranzbereich a zuzüglich des ersten Abstandes b kleiner gewählt sein als das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment. Dies ist in 3 dargestellt. Bei minimaler Drehmomentenregelung ist aber der zeitliche Verlauf 140 des Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 um einen zweiten Abstand d kleiner als der zeitliche Verlauf des Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 ohne Drehmomentenregelung. Das bedeutet, dass der zeitliche Verlauf 140 des Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 bei minimaler Drehmomentenregelung um den Fehlertoleranzbereich a zuzüglich dem ersten Abstand b und dem zweiten Abstand d kleiner als der Mittelwert des maximal zulässigen Ausgangsdrehmoments ist. Das bedeutet, dass bei einem fehlerhaften Ausgangsdrehmoment im Falle einer minimalen Drehmomentenregelung zusätzlich die Summe aus dem ersten Abstand b und dem zweiten Abstand d durchlaufen werden muss, um zu einer Fehlerreaktion in der Überwachungseinheit zu führen. Dadurch steigt die Fehlerreaktionszeit an. Der erste Abstand b und der zweite Abstand d liegen beispielsweise in der Größenordnung von 60 bis 90 Nm.
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Dieser Nachteil wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch behoben, dass die Drehmomentenregelung in der Überwachungseinheit 5 durch die Korrektureinheit 30 berücksichtigt wird, sodass der Vergleich des Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments im Vergleichsglied 35 mit dem maximal zulässigen Ausgangsdrehmoment unter Berücksichtigung der Drehmomentenregelung stattfindet. Deshalb kann die Sollwertvorgabeeinheit 40 den vorgegebenen umzusetzenden Sollwert für das Ausgangsdrehmoment im Extremfall auch lediglich um den Fehlertoleranzbereich a gegenüber dem maximal zulässigen Ausgangsdrehmoment kleiner vorgegeben, sodass die Fehlerreaktionszeit der Überwachungseinheit 5 verringert wird. Außerdem wird durch die Plausibilisierung der Korrekturwerte in der Überwachungseinheit 5 eine unzulässig hohe oder unzulässig geringe Drehmomentenregelung außerhalb des vorgegebenen Bereichs verhindert. Im schlechtesten Fall führt dies dazu, dass die Korrekturwerte für die Ansteuerdauer fehlerhaft ihren plausiblen Maximalwert annehmen und die so korrigierte Ansteuerdauer umgesetzt wird. Die sich dann einstellende fehlerhafte Erhöhung des Ausgangsdrehmoments in Höhe der maximal plausiblen Drehmomentenregelung liegt dann deutlich unter derjenigen, die sich ohne explizite Überwachung beziehungsweise Plausibilisierung der Korrekturwerte für die Drehmomentenregelung einstellen würde. Durch die Berücksichtigung der Korrekturwerte bei der Überwachung durch das Vergleichsglied 35 wird dabei außerdem sichergestellt, dass das Ausgangsdrehmoment, auch wenn es durch die fehlerhafte Drehmomentenregelung fälschlicherweise erhöht wurde, dennoch um mindestens den Fehlertoleranzbereich a vom maximal zulässigen Ausgangsdrehmoment nach unten beabstandet ist.
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Es kann nunmehr vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung einspritztypspezifisch umgesetzt werden. Unter einspritztypspezifisch ist hier die Unterscheidung zwischen verschiedenen Einspritzungen ein- und desselben Einspritzungsvorgangs gemeint. So kann sich die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens und erfindungsgemäße Vorrichtung auf die Haupteinspritzung eines Einspritzungsvorgangs beziehen. Zusätzlich oder alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung in der beschriebenen Weise auch auf eine oder mehrere Voreinspritzungen angewandt werden. Sind mehrere Voreinspritzungen vorgesehen, so ist darauf zu achten, dass die Drehmomentenregelung und ihre beschriebene Berücksichtigung bei der Überwachung auch stets auf die gleiche Voreinspritzung angewandt wird. Sind also z. B. drei Voreinspritzungen vorgesehen und wird für die erste Voreinspritzung eine erste Drehmomentenregelung und für die zweite Voreinspritzung eine zweite Drehmomentenregelung durchgeführt, so muss bei der Überwachung darauf geachtet werden, dass die erste Drehmomentenregelung bei der ersten Voreinspritzung und die zweite Drehmomentenregelung bei der zweiten Voreinspritzung in der Korrektureinheit 30 berücksichtigt wird. Die beschriebene Korrektur der ermittelten Ansteuerdauer mit dem ermittelten Korrekturwert in der Korrektureinheit 30 kann also jeweils für verschiedene Einspritzungen eines Einspritzungsvorgangs durchgeführt werden. Der Vergleich durch das Vergleichsglied 35 ist dann jedoch die Summe der durch die Ansteuerdauern der verschiedenen Einspritzungen des Einspritzungsvorgangs erzeugten Anteile des Ausgangsdrehmoments mit dem maximal zulässigen Ausgangsdrehmoment zu vergleichen. Der Vorteil bei der Drehmomentenregelung von Voreinspritzungen gegenüber der Drehmomentenregelung der Haupteinspritzung eines Einspritzungsvorgangs besteht darin, dass sich die Drehmomentenregelung einer oder mehrerer Voreinspritzungen auf Grund der in der Regel geringeren Ansteuerdauern der Voreinspritzungen im Vergleich zur Haupteinspritzung stärker bemerkbar macht und beispielsweise ein durch die Alterung des Einspritzventils bedingtes höheres Verbrennungsgeräusch auf Grund der Voreinspritzungen reduzieren kann. Die Drehmomentenregelung von zwei Voreinspritzungen wurde lediglich beispielhaft aufgeführt, es können auch mehr oder weniger als zwei Voreinspritzungen entsprechend geregelt werden. Es kann auch zusätzlich oder alternativ die Haupteinspritzung in der beschriebenen Weise geregelt werden.
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Mit Hilfe des in 2 dargestellten Ablaufplans wird der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens nochmals beispielhaft dargestellt. Nach dem Start des Programms gibt die Sollwertvorgabeeinheit 40 bei einem Programmpunkt 200 den Sollwert für das Ausgangsdrehmoment vor, der mindestens um den Fehlertoleranzbereich a kleiner als das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment ist. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 205 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 205 wird von der Ansteuerkennlinie 45 die Ansteuerdauer des Einspritzventils zur Umsetzung des vorgegebenen Sollwertes für das Ausgangsdrehmoment ermittelt, wobei in diesem Beispiel von einer einzigen Einspritzung pro Einspritzungsvorgang ausgegangen wird. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 210 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 210 wird die ermittelte Ansteuerdauer durch das Additionsglied 50 mit dem von der Drehmomentenregelungseinheit 15 gelieferten Korrekturwert korrigiert. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 215 wird die dem Stellglied 60 zugeführte Ansteuerdauer von der Ansteuerdauerermittlungseinheit 10 erfasst und vom Ansteuerdauermittelwertbildner 75 in der beschriebenen Weise über die vorgegebene Anzahl von Kurbelwelle- bzw. Nockenwellenumdrehungen gemittelt. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 220 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 220 werden die zur Bildung der erfassten Ansteuerdauer verwendeten Korrekturwerte von der Korrekturwertermittlungseinheit 70 erfasst und ebenfalls über die vorgegebene Anzahl von Kurbelwellen-b bzw. Nockenwellenumdrehungen im Korrekturwertmittelwertbildner 80 gemittelt. Somit ist der vom Korrekturwertmittelwertbildner 80 gebildete Korrekturwertmittelwert auch gleich dem Korrekturanteil im vom Ansteuerdauermittelwertbildner 75 gebildeten Ansteuerdauermittelwert. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 225 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 225 wird jeder von der Korrekturwertermittlungseinheit 70 erfasste Korrekturwert in der Plausibilisierungseinheit 90 in der beschriebenen Weise auf den vorgegebenen Bereich plausibilisiert. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 230 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 230 prüft die Plausibilisierungseinheit 90, ob jeder der Korrekturwerte innerhalb des für den dem entsprechenden Korrekturwert zugeordneten Druckwert in der Kraftstoffzufuhr zugeordneten vorgegebenen Bereichs liegt. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 235 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 245 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 235 wurden alle Korrekturwerte als plausibel erkannt und es findet in der Korrektureinheit 30 die beschriebene Korrektur des Ansteuerdauermittelwertes mit dem Korrekturwertmittelwert statt sowie die Umrechnung des korrigierten Ansteuerdauermittelwertes in einen Mittelwert für das Ausgangsdrehmoment statt. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 240 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 240 vergleicht das Vergleichsglied 35 den Mittelwert des Ausgangsdrehmoments mit dem maximal zulässigen Ausgangsdrehmoment. Überschreitet dabei der Mittelwert des Ausgangsdrehmoments das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment, so wird zu Programmpunkt 245 verzweigt, andernfalls wird das Programm verlassen.
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Bei Programmpunkt 245 veranlasst das Vergleichsglied 35 bzw. die Plausibilisierungseinheit 90 die Fehlermaßnahmeneinheit 110 zur Einleitung einer Fehlermaßnahme in der beschriebenen Weise. Anschließend wird das Programm verlassen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt es nicht darauf an, wie der mindestens eine Korrekturwert gebildet wird. Dies kann durch die beispielhaft beschriebene Drehmomentenregelung geschehen, aber auch durch jeden beliebigen anderen Korrekturvorgang, beispielsweise auch im Rahmen einer adaptiven Korrekturwertbildung in Abhängigkeit beispielsweise einer Alterung oder Betriebszeit der Brennkraftmaschine. Das Modul 15 in 1 ist dann nicht als Drehmomentenregelungseinheit, sondern allgemein als entsprechende Korrekturwertbildungseinheit oder -mittel ausgebildet. Der Korrekturwertbildungseinheit 15 kann dann je nach Anwendung zusätzlich oder alternativ zu den im obigen Ausführungsbeispiel genannten Betriebsgrößen des Sollmomentes und/oder des Istmomentes auch mindestens eine weitere Betriebsgröße der Brennkraftmaschine zugeführt sein, beispielsweise eine die Alterung der Brennkraftmaschine charakterisierende Größe wie die Betriebsdauer der Brennkraftmaschine, um die oben beschriebene alterungsabhängige Korrektur des erfassten Istmomentes durchzuführen. In diesem Falle sind der Korrekturwertbildungseinheit 15 zumindest das von der Momentenerfassungseinheit 65 erfasste Istmoment und die die Alterung der Brennkraftmaschine charakterisierende Größe zuzuführen.
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Das Verfahren ist anwendbar für unterschiedliche Arten der Erfassung bzw. Ermittlung des Istmomentes durch die Momentenerfassungseinheit 65. Das bedeutet, dass die Momentenerfassungseinheit 65 das Istmoment z. B. mit Hilfe des Signals eines oder mehrerer Zylinderinnendrucksensoren in dem Fachmann bekannter Weise ermitteln kann. Alternativ kann das Signal eines oder mehrerer Sensoren für die Ermittlung des Istmomentes, beispielsweise das Signal des oder der Zylinderinnendrucksensoren auch zur Plausibilisierung der verwendeten Stellgröße durch die Plausibilisierungseinheit 90 herangezogen werden. Die Plausibilisierung findet dann statt wie oben beschrieben auf der Grundlage des Druckes in der Kraftstoffzufuhr auf der Grundlage des Signals des oder der Sensoren für die Ermittlung des Istmomentes, also beispielsweise auf der Grundlage des oder der Zylinderinnendrucksensoren in entsprechender Weise wie für den Druck in der Kraftstoffzufuhr beschrieben statt.
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Alternativ und entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren kann als Stellgröße der Drehmomentregelungseinheit 15 statt der Ansteuerdauer auch z. B. eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Kraftstoffförderdauer, ein Kraftstoffeinspritzvolumen, ein Ansteuerbeginn, ein Kraftstoffförderbeginn oder auch zugeführte Luftmenge oder ottomotorspezifische Größen, wie z. B. Zündwinkel, usw. gewählt werden. Die Kennlinie 45 bildet in diesem Fall das Sollmoment auf die entsprechend als Stellgröße gewählte Größe ab. Das Stellglied 60 setzt die am Ausgang des Additionsgliedes 50 liegende korrigierte Stellgröße um. Anstelle des Additionsgliedes 50 kann allgemein ein Korrekturglied verwendet werden, das beispielsweise auch als Multiplikations-, Divisions- oder Subtraktionsglied ausgebildet sein könnte, je nachdem, wie der Korrekturwert der Korrekturwertbildungseinheit 15 auf die Stellgröße am Ausgang der Kennlinie 45 eingerechnet werden soll. Als Stellgröße kann auch das Sollmoment selbst verwendet werden. In diesem Fall ist die Kennlinie 45 nicht erforderlich, sondern im Stellglied 60 zur Umwandlung des vom Korrekturglied 50 korrigierten Sollmomentes in eine der oben beschriebenen Stellgrößen angeordnet. Die Korrekturwertbildungseinheit 15 bildet dann einen Korrekturwert für das Sollmoment. Auch dies kann beispielsweise alterungsabhängig geschehen.
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Aufgrund der genannten nicht vorveröffentlichten
DE 103 59 306 A1 ist lediglich die Bildung des mindestens einen Korrekturwertes durch Kalibrierung der Stellgröße bei Abweichungen von einem vorgegebenen Zusammenhang zwischen der Einstellung der Stellgröße und der daraus resultierenden Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine von der hier beanspruchten Erfindung ausgenommen.
