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Verfahren
und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.
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An
Brennkraftmaschinen werden zunehmend hohe Anforderungen bezüglich deren
Leistung oder Wirkungsgrad gestellt. Gleichzeitig müssen aufgrund
strenger gesetzlicher Vorschriften auch die Schadstoff-Emissionen
gering sein.
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Brennkraftmaschinen
sind so regelmäßig mit Tankentlüftungsvorrichtungen
ausgestattet, durch die Kraftstoff-Verdunstungsemissionen eines Tanks eines
Fahrzeugs, in dem die Brennkraftmaschine anordenbar ist, in einem
Aktivkohlebehälter
zwischengespeichert werden. In regelmäßigen Abständen wird mittels eines Tankentlüftungsventils
der Aktivkohlefilter regeneriert. Dabei gibt das Tankentlüftungsventil eine
Verbindung zu dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine frei. Der in
dem Aktivkohlebehälter
gebundene Kraftstoff kann so in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine
einströmen
und in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine verbrannt
werden. Für
einen präzisen
und auch emissionsarmen Betrieb der Brennkraftmaschine ist ein genaues
Berücksichtigen
dieser so zusätzlich
eingebrachten Kraftstoffmenge wichtig. Ein entsprechendes Verfahren
zur Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses unter
Berücksichtigung
der zusätzlich
eingebrachten Kraftstoffmenge ist aus der
DE 699 18 914 T2 bekannt
geworden.
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Ferner
sind Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen in dem Ansaugtrakt ein
Kompressor angeordnet ist zum Verdichten der in dem Ansaugtrakt strömenden Luft
auf ihrem Weg hin zu dem jeweiligen Brennraum des jeweiligen Zylinders.
Durch derartige Kompressoren lassen sich insbesondere die Leistung
der Brenn kraftmaschine erhöhen
und so kann zum Einen insgesamt eine höhere Leistung erreicht werden
oder auch bei gleicher Leistung im Vergleich zu ohne einem entsprechenden
Kompressor der Hubraum und damit insgesamt das Gewicht der Brennkraftmaschine
verringert werden. Auf diese Weise kann ein so genanntes Downsizing
erreicht werden. Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus
DE 10 2004 021 387
A1 bekannt geworden.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu schaffen, das beziehungsweise die einen präzisen Betrieb einer Brennkraftmaschine
ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt,
der in mindestens einen Einlass mindestens eines Zylinders mündet. Der
Brennkraftmaschine ist ferner ein Tankentlüftungsventil zugeordnet, das
ausgebildet ist zum Steuern eines Einleitens eines Tankentlüftungsstroms
in den Ansaugtrakt an einer Einlassstelle stromaufwärts des
jeweiligen Einlasses des jeweiligen Zylinders. In dem Ansaugtrakt ist
ein Hauptpfad ausgebildet. Ferner ist in dem Ansaugtrakt ein Rezirkulationspfad
ausgebildet mit einem Rezirkulations-Stellglied, einem Rezirkulations-Einlass
von dem Hauptpfad in den Rezirkulationspfad und einem Rezirkulations-Auslass von dem Rezirkulationspfad
in den Hauptpfad. Der Rezirkulations-Auslass ist in dem Hauptpfad
stromaufwärts
zu dem Rezirkulations-Einlass angeordnet. Der Rezirkulationspfad
ist so angeordnet, dass während
des Betriebs der Brennkraftmaschine abhängig von einem Öffnungsgrad
des Rezirkulations-Stellgliedes Fluid
von dem Rezirkulations-Einlass hin zu dem Rezirkulations-Auslass
strömt.
Bevorzugt ist der Rezirkulationspfad beispielsweise als ein Bypass
zu einem Verdichter, insbesondere einem Kompressor ausgebildet.
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Eine
Zylinder-Tankentlüftungskraftstoffmasse
wird ermittelt, die während
des für
eine bevorstehende Kraftstoffzumessung maßgeblichen Arbeitsspiels des
jeweiligen Zylinders in diesen einströmt. Die Zylinder-Tankentlüftungskraftstoffmasse
wird abhängig
von einem Öffnungsgrad
des Tankentlüftungsventils
und einem Öffnungsgrad
des Rezirkulations-Stellgliedes ermittelt. Auf diese Weise wird
die Erkenntnis genutzt, dass bei sich änderndem Öffnungsgrad des Rezirkulations-Stellgliedes
eine nicht zu vernachlässigende
Beeinflussung der Zylinder-Tankentlüftungskraftstoffmasse
erfolgt und somit durch das Berücksichtigen
des Öffnungsgrades
des Rezirkulations-Stellgliedes
die Zylinder-Tankentlüftungskraftstoffmasse
sehr präzise
ermittelt werden kann. Auf diese Weise können somit dann unerwünschte Kohlenwasserstoffemissionen
vermieden werden.
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Zum
Ermitteln der Zylinder-Tankentlüftungskraftstoffmasse
wird ein dynamisches physikalisches Modell des Rezirkulationspfades
eingesetzt. Auf diese Weise kann die Zylinder-Tankentlüftungskraftstoffmasse besonders
präzise
auch sehr zeitnah zu Änderungen
des Öffnungsgrades
des Rezirkulations-Stellglieds
besonders präzise
ermittelt werden.
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Das
dynamische physikalische Modell des Rezirkulationspfades umfasst
einen Rezirkulations-Ringspeicher für Rezirkulations-Tankentlüftungswerte
einer Kenngröße, die
repräsentativ
ist für eine
Tankentlüftungskraftstoffmasse,
die jeweils während
einer vorgegebenen Periodenzeitdauer in den Rezirkulations-Ringspeicher einlassseitig
einströmt.
Die Rezirkulations-Tankentlüftungswerte
werden zum Speichern in den Rezirkulations-Ringspeicher abhängig von
zumindest dem Öffnungsgrad
des Rezirkulations-Stellglieds und abhängig von einem Ausgangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert
ermittelt, der repräsentativ
ist für
eine Tankentlüftungskraftstoffmasse,
die jeweils während
der vorgegebenen Periodenzeitdauer in dem Hauptpfad hin zu dem Rezirkulations-Einlass
strömt.
Ein durch den Rezirkulations-Auslass strömender Rezirkulations-Tankentlüftungswert
wird abhängig
von dem Öffnungsgrad
des Rezirkulations-Stellglieds
aus dem Rezirkulations-Ringspeicher ermittelt.
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Auf
diese Weise kann eine Totzeit des Rezirkulationspfades sehr einfach
und dennoch präzise berücksichtigt
werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,
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2 ein
Ablaufdiagramm eines ersten Programms, das in der Steuervorrichtung
abgearbeitet wird,
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3 ein
Ablaufdiagramm eines zweiten Programms, das in der Steuervorrichtung
abgearbeitet wird und
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4 ein
Ablaufdiagramm eines dritten Programms das in der Steuervorrichtung
abgearbeitet wird.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine
Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1,
einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen
Abgastrakt 4. In dem Ansaugtrakt 4 ist eine Drosselklappe 5 angeordnet
und ferner ist im Ansaugtrakt 1 auch ein als Kompressor 6 ausgebildeter
Verdichter angeordnet. Der Ansaugtrakt umfasst ferner einen Sammler 7 und
ein Saugrohr 8, das von dem Sammler 7 hin zu einem
jeweiligen Einlass eines jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 geführt ist.
Ein Hauptpfad 9 des Ansaugtraktes umfasst diejenigen Komponenten,
durch die Fluid von dem Tankentlüftungsventil 11 über den
Kompressor 6 zu dem Einlass des jeweiligen Zylinders strömt. Ferner umfasst
der Ansaugtrakt 1 auch einen Rezirkulationspfad 14,
der sich von einem Rezirkulations-Einlass 15 von dem Hauptpfad 9 bis
zu einem Rezirkulations-Auslass 16 in den Hauptpfad 9 erstreckt.
In dem Rezirkulationspfad 14 ist ein Rezirkulations-Stellglied 18 angeordnet,
abhängig
von dessen Öffnungsgrad
Fluid durch den Rezirkulationspfad 14 von dem Rezirkulations-Einlass 15 hin
zu dem Rezirkulations-Auslass 16 strömen kann.
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Das
jeweilige Saugrohr 8 ist hin zu dem Zylinder Z1 über den
Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt. Der Motorblock 2 umfasst
ferner eine Kurbelwelle 24, welche über eine Pleuelstange 26 mit
dem Kolben 28 des Zylinders Z1 gekoppelt ist. Der Zylinderkopf 3 umfasst
einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 30 und einem
Gasauslassventil 32 und jeweils zugeordneten Ventilantrieben.
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Der
Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 34 und
eine Zündkerze 35.
Alternativ kann das Einspritzventil 34 auch in dem Saugrohr 8 angeordnet
sein.
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Die
Tankentlüftungsvorrichtung 10 ist
dazu ausgebildet Kraftstoffdämpfe
aus einem Tanksystem der Brennkraftmaschine in einem Speicher zwischenzuspeichern,
der bevorzugt als Aktivkohlefilter ausgebildet ist, und dann den
Speicher in geeigneten Betriebssituationen der Brennkraftmaschine
wieder zu regenerieren. In einer Offenstellung des Tankentlüftungsventils 29 kann
ein mit Kraftstoff angereicherter Tankentlüftungsstrom von der Tankentlüftungsvorrichtung 10 über die
Einlassstelle 12 in den Ansaugtrakt 1 strömen. In
einer Schließstellung
des Tankentlüftungsventils
strömt
kein Tankentlüftungsstrom
in den Ansaugtrakt 1. In einer alternativen Ausführungsform
der Brennkraftmaschine kann beispielsweise auch keine Drosselklappe
vorhanden sein. In diesem Fall – aber
auch im Falle des Vorhandenseins der Drosselklappe 5, kann
die Einlassstelle 12 an einer beliebigen Stelle in den
Ansaugtrakt münden,
an der während
des Betriebs der Brennkraftmaschine ein geeigneter Druck herrscht
um ein Abströmen
des Tankentlüftungsstroms
in den Ansaugtrakt zu gewährleisten und
der in Hauptströmungsrichtung in
dem Hauptpfad stromaufwärts
des Auslasses 16 angeordnet ist. Beispielsweise kommt hierzu
auch ein Bereich nahe zu und stromabwärts eines Luftfilters in Frage.
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Ferner
ist eine Steuervorrichtung 36 vorgesehen, der Sensoren
zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den
Wert der Messgröße ermitteln.
Betriebsgrößen erfassen
die Messgrößen und
von diesen abgeleitete Größen. Die Steuervorrichtung 36 ermittelt
abhängig
von mindestens einer der Betriebsgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere
Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender
Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 36 kann
auch als Vorrichtung zum Betreiben oder zum Steuern der Brennkraftmaschine
bezeichnet werden.
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Die
Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 36, welcher eine
Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 38 erfasst, ein Luftmassensensor 40,
welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst,
ein Drosselklappenstellungssensor 42, welcher einen Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 erfasst, ein erster Temperatursensor 44,
welcher eine Ansaugluft-Temperatur
erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 46, welcher einen Saugrohrdruck
MAP in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 48, welcher
einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl zugeordnet
wird. Ein zweiter Temperatursensor 50 erfasst eine Kühlmitteltemperatur.
Ferner ist bevorzugt eine Abgassonde 54 vorgesehen, welche
einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal
charakteristisch ist für das
Luft-/Kraftstoff-Verhältnis
in dem Zylinder Z1. Darüber
hinaus kann ein weiterer Drucksensor 58 vorhanden sein,
welcher den Druck in dem Hauptpfad 9 stromabwärts der
Drosselklappe 5 und stromaufwärts des Kompressors 6 erfasst,
der auch als weiterer Saugrohrdruck bezeichnet sein kann. Ferner sind
bevorzugt Stellungssensoren 60, 62 zum Erfassen
des Öffnungsgrades
des Tankentlüftungsventils 11 bzw.
des Rezirkulationsstellglieds 18 vorhanden.
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Je
nach Ausführungsform
der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren
vorhanden sein oder es können
auch zusätzliche
Sensoren vorhanden sein.
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Beispielsweise
kann statt des Stellungssensors 60 zum Erfassen des Öffnungsgrades
des Tankentlüftungsventils 11 auch
der Öffnungsgrad
abhängig
von einem Stellsignal ermittelt werden, mit dem das Tankentlüftungsventil
beaufschlagt wird, ggf. unter Berücksichtigung mindestens einer
weiteren Betriebsgröße.
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Die
Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die
Gaseinlass- und Gasauslassventile 30, 32, das
Einspritzventil 34, die Zündkerze 35, das Tankentlüftungsventil 11 oder
das Rezirkulationsstellglied 18.
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Neben
dem Zylinder Z1 sind bevorzugt auch noch weitere Zylinder Z2 bis
Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder und ggf.
Sensoren zugeordnet sind.
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Das
Programm gemäß des Ablaufdiagramms
der 4 wird während
des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet. Mittels des Programms
der 2 ist ein dynamisches physikalisches Modell des
Hauptpfades der Brennkraftmaschine realisiert und zwar unter Einbeziehung
eines dynamischen physikalischen Modell des Rezirkulationspfades 14,
was anhand des Ablaufdiagramms der 4 weiter
unter näher
erläutert
ist.
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Ein
Hauptpfad-Ringspeicher BUF_1 ist vorgesehen. In einem Schritt S1
wird das Programm gestartet. In einem Schritt S2 werden Variablen
initialisiert. So wird in dem Schritt S2 ein erster Schreibzeiger
IDX_WR_TEV, ein zweiter Schreibzeiger IDX_WR_BP und der Speicherbereich
des Hauptpfad-Ringspeichers BUF_1 initialisiert, vorzugsweise mit
den Werten Null.
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In
einem Schritt S3 wird ein Eingangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert C_HC_TEV ermittelt
und zwar einer Kenngröße, die
repräsentativ
ist für
eine Tankentlüftungskraftstoffmasse,
die jeweils während der
vorgegebenen Periodenzeitdauer von dem Tankentlüftungsventil 11 in
den Hauptpfad 9 einströmt.
Bevorzugt ist die Kenngröße eine
Kraftstoffkonzentration bezogen auf die während der Periodenzeitdauer
eingeströmte
Luftmasse, die auch den Kraftstoff mit einschließt. Dies kann bevorzugt mittels eines
entsprechenden physikalischen Modells des Tankentlüftungssystems
ermittelt werden. Dazu kann beispielsweise eine in dem Tank befindliche
Konzentration an Kraftstoffdämpfen
als Schätzwert
ermittelt werden und dann abhängig
von dem Öffnungsgrad des
Tankentlüftungsventils 11 der
Eingangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert
C_HC_TEV ermittelt werden. In diesem Zusammenhang wird dann auch
die über
die Drosselklappe 5 einströmende Luftmasse berücksichtigt.
Die Kenngröße kann
auch direkt die absolute Tankentlüftungskraftstoffmasse sein.
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Entsprechendes
gilt auch für
die noch im Folgenden offenbarten Kenngrößen.
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In
dem Schritt S3 wird dann auch an derjenigen Speicherstelle des Hauptpfad-Ringspeichers BUF_1,
auf die der erste Schreibzeiger IDX_WR_TEV zeigt der Eingangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert
C_HC_TEV zwischengespeichert.
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In
einem Schritt S4 wird einem ersten Lesezeiger IDX_RD_1 der Wert
des ersten Schreibzeigers IDX_WR_TEV abzüglich eines Funktionswertes zugewiesen,
der mittels einer ersten Funktion f1 abhängig von
dem Luftmassenstrom MAF in den Ansaugtrakt 1 und dem Saugrohrdruck
MAP ermittelt wird. Die erste Funktion kann beispielsweise auch eine
oder mehrere Kennfelder umfassen und ist bevorzugt durch Versuche
oder Simulationen vorab so ermittelt, dass durch die Rechenvorschrift
des Schrittes S4 dem ersten Lesezeiger IDX_RD_1 ein geeigneter Wert
zugewiesen wird um einen Ausgangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert C_HC_1_OUT
der Kenngröße aus dem
Hauptpfad-Ringspeicher BUF_1 auszulesen, die repräsentativ
ist für
die Tankentlüftungskraftstoffmasse,
die jeweils während
der vorgegebenen Periodenzeitdauer stromaufwärts des Rezirkulations-Einlasses 15 und zwar
im Bereich des Rezirkulations-Einlasses 15 der Abzweigstelle
in dem Hauptpfad strömt.
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In
dem Schritt S4 wird dann der Ausgangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert C_HC_1_OUT abhängig von
der Position des ersten Lesezeigers IDX_RD_1 aus dem Hauptpfad-Ringspeicher
BUF_1 ermittelt.
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In
einem Schritt S6 wird dem zweiten Schreibzeiger IDX_WR_BP der Wert
des ersten Schreibzeigers IDX_WR_TEV abzüglich eines Wertes, der mittels
einer zweiten Funktion f2 abhängig von
dem Luftmassenstrom MAF in den Ansaugtrakt 1 und dem Saugrohrdruck
MAP ermittelt wird. Die zweite Funktion f2 ist
entsprechend durch Versuche an einem Motorprüfstand oder Simulationen so
ermittelt, dass sie eine Gaslaufzeit von dem Tankentlüftungsventil 11 bis
zu dem Rezirkulations-Auslass 16 in dem Hauptpfad 9 modelliert.
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Der
durch die Position des zweiten Schreibzeigers IDX_WR_BP in dem Hauptpfad-Ringspeicher
vorgegebenen Speicherstelle wird dann in dem Schritt S6 ein durch
den Rezirkulations-Auslass 16 während der
vorgegebenen Periodenzeitdauer strömender Rezirkulations-Tankentlüftungswert C_HC_BP_OUT
hinzu addiert, der mittels des Programms gemäß der 4 ermittelt
wird. Auf diese Weise erfolgt eine Kopplung des physikalischen Modells
des Rezirkulationspfades 14 mit dem physikalischen Modell
des Hauptpfades 9.
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In
einem Schritt S8 wird ein Zylinder-Tankentlüftungswert C_HC_CYL einer Kenngröße ermittelt,
die repräsentativ
ist für
eine Tankentlüftungskraftstoffmasse,
die jeweils während
der vorgegebenen Periodenzeitdauer in den jeweiligen Zylinder beziehungsweise
in den jeweiligen Brennraum des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 strömt. Dies
erfolgt durch Bilden der Differenz zwischen dem Ausgangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert C_HC_1_OUT
und einem Rezirkulations-Tankentlüftungswert C_HC_BP_IN einer
Kenngröße, die
repräsentativ
ist für
eine Tankentlüftungskraftstoffmasse, die
jeweils während
der vorgegebenen Periodenzeitdauer in den Rezirkulationspfad 14 einlassseitig
einströmt.
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Der
Rezirkulations-Tankentlüftungswert C_HC_BP_IN
wird mittels einer dritten Funktion f3 abhängig von
dem Ausgangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert
C_HC_1_OUT, dem Luftmassenstrom MAF, dem Saugrohrdruck MAP und dem Öffnungsgrad
BDK des Rezirkulations-Stellgliedes 18. Auch die dritte
Funktion f3 ist entsprechend mittels Versuchen
an einem Motorprüfstand
oder durch Simulationen ermittelt.
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In
einem Schritt S10 wird der erste Schreibzeiger IDX_WR_TEV inkrementiert,
bevorzugt mit dem Wert eins. Im Anschluss an den Schritt S10 wird die
Bearbeitung, gegebenenfalls nach einer vorgegebenen Wartezeitdauer
fortgesetzt. Die Wartezeitdauer ist insbesondere so vorgegeben,
dass die Schritte S3 bis S10 einmal pro der vorgegebenen Periodenzeitdauer
durchgeführt
werden, wobei für
diese Betrachtung die Erfassungszeitpunkte der jeweiligen Messgrößen relevant
sind.
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Ein
Programm gemäß der 3 wird
in einem Schritt S12 gestartet und zwar zeitnah zu einem Motorstart.
In einem Schritt S14 wird die Zylinder-Tankentlüftungskraftstoffmasse MFF_CP
abhängig
von den Zylinder-Tankentlüftungswert C_HC_CYL
und des Luftmassenstroms MAF_CYL in den Brennraum des jeweiligen
Zylinders Z1 bis Z4 ermittelt. Bevorzugt erfolgt diese Ermittlung
derart, wenn die Kenngröße eine
Tankentlüftungskraftstoffmassenkonzentration
ist. Der Luftmassenstrom MAF_CYL kann beispielsweise mittels eines
dem Fachmann für
diese Zwecke bekannten Saugrohrmodells abhängig von Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine ermittelt werden.
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Der
Zylinder-Tankentlüftungswert C_HC_CYL
kann direkt in dem Schritt S8 ermittelt werden. Alternativ kann
jedoch auch ein weiterer Ringspeicher vorgesehen sein mit entsprechenden Schreib-
und Lesezeigern, durch die im Falle, dass der Rezirkulations-Einlass 15 sich
nicht in unmittelbarer Nähe
zu dem Einlass in den Motorblock 2 des Zylinders Z1 bis
Z4 befindet, die Gaslaufzeit in den übrigen Komponenten des Ansaugtraktes 1 entsprechend
der Vorgehensweise der 2 modelliert. Derartige Komponenten
können
beispielsweise je nach Anordnung der Sammler 7 oder auch
ein Ladeluftkühler
sein.
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In
einem Schritt S16 wird eine abhängig
von der aktuellen Last der Brennkraftmaschine bereits durch eine
andere Funktionalität
der Steuervorrichtung 36 vorgegebene zuzumessende Kraftstoffmasse
MFF, die pro Zylindersegmentzeitdauer zugemessen werden soll, abhängig von
der aktuell relevanten Zylinder-Tankentlüftungskraftstoffmasse MFF_CPR geeignet
korrigiert und somit eine korrigierte zuzumessende Kraftstoffmasse
MFF_COR ermittelt. Dieses Korrigieren kann beispielsweise im Sinne
eines Vorgebens eines vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
in dem Brennraum vor der Verbrennung des Gemisches erfolgen.
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Unter
einer Zylindersegmentzeitdauer ist diejenige Zeitdauer zu verstehen,
die ein Arbeitsspiel benötigt,
dividiert durch die Anzahl der Zylinder Z1 bis Z4 der Brennkraftmaschine.
Bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine mit beispielsweise vier Zylindern
ergibt sich somit die Zylindersegmentzeitdauer aus dem Kehrwert
der halben Drehzahl dividiert durch die Anzahl der Zylinder der
Brennkraftmaschine.
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In
einem Schritt S18 wird abhängig
von der korrigierten zuzumessenden Kraftstoffmasse MFF_COR das entsprechende
Stellsignal SG_INJ zum Ansteuern des jeweiligen Einspritzventils 34 des jeweiligen
Zylinders Z1 bis Z4 ermittelt. Das jeweilige Einspritzventil 34 wird
dann entsprechend dem Stellsignal SG_INJ angesteuert. Anschließend wird
die Bearbeitung in dem Schritt S14 erneut fortgesetzt, gegebenenfalls
nach einer vorgebbaren Wartezeitdauer oder einem vorgebbaren Warte-Kurbelwellenwinkel.
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Ein
Programm, mittels dessen das dynamische physikalische Modell des
Rezirkulationspfades 14 realisiert ist, wird in einem Schritt
S20 (siehe 4) gestartet. In einem Schritt
S22 können
Variabeln initialisiert werden und so zum Beispiel ein dritter Schreibzeiger
IDX_WR_3 und ein Rezirkulations-Ringspeicher
BUF_2 initialisiert werden. Der Rezirkulations-Ringspeicher BUF_2 hat Speicherplätze zum
Speichern der Rezirkulations-Tankentlüftungswerte C_HC_BP_IN, die
dann als durch den Rezirkulations-Auslass strömende Rezirkulations-Tankentlüftungswerte
C_HC_BP_OUT wieder aus dem Rezirkulations-Ringspeicher BUF_2 ausgelesen
werden.
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In
einem Schritt S24 wird der Rezirkulations-Tankentlüftungswert C_HC_BP_IN der Kenngröße ermittelt,
die repräsentativ
ist für
die Tankentlüftungskraftstoffmasse,
die jeweils während
der vorgegebenen Periodenzeitdauer in den Rezirkulationspfad einlassseitig
einströmt.
Bevorzugt wird der Rezirkulations-Tankentlüftungswert C_HC_BP_IN mittels
einer dritten Funktion f3 abhängig von
dem Ausgangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert C_HC_1_OUT,
dem Luftmassenstrom MAF, dem Saugrohrdruck MAP und dem Öffnungsgrad
BDK des Rezirkulations-Stellgliedes 18 ermittelt. Die dritte Funktion
f3 ist dazu entsprechend geeignet vorab
mittels entsprechender Versuche an einem Motorprüfstand oder auch durch Simulationen
ermittelt und wie die anderen Funktionen f1 bis
f4 in einem Datenspeicher der Steuervorrichtung 36 gespeichert.
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In
einem Schritt S26 wird geprüft,
ob der Öffnungsgrad
BDK des Rezirkulations-Stellgliedes 18 größer als
Null ist, das heißt
das Rezirkulations-Stellglied 18 sich außerhalb
seiner Schließstellung
befindet und somit Fluid durch den Rezirkulationspfad von dem Rezirkulations-Einlass 15 hin
zu dem Rezirkulations-Auslass 16 und dort hinein in den
Hauptpfad 9 strömen
kann. Ist die Bedingung des Schrittes S26 nicht erfüllt, so
wird die Bearbeitung, gegebenenfalls nach einer vorgebbaren Wartezeitdauer
erneut in dem Schritt S24 fortgesetzt.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S26 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt
S28 einem zweiten Lesezeiger IDX_RD_2 der Wert des dritten Schreibzeigers
IDX_WR_3 abzüglich
eines Wertes zugeordnet, der mittels einer vierten Funktion f4 abhängig
von dem Luftmassenstrom MAF, dem Saugrohrdruck MAP und dem Öffnungsgrad
BDK des Rezirkulations-Stellglieds 18 ermittelt wird. Die
vierte Funktion ist ebenfalls durch Versuche an einem Motorprüfstand oder
Simulationen geeignet so ermittelt, dass der zweite Lesezeiger IDX_RD_2
jeweils auf eine Speicherstelle des Rezirkulations-Ringspeichers
BUF_2 zeigt, deren Speicherinhalt jeweils aktuell repräsentativ
ist für
die durch den Rezirkulations-Auslass strömenden Tankentlüftungskraftstoffmasse.
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In
dem Schritt S28 wird dann dem durch den Rezirkulations-Auslass strömenden Rezirkulations-Tankentlüftungswert
C_HC_BP_OUT der Inhalt des Rezirkulations-Ringspeichers BUF_2 an
der Position zugeordnet, auf die der zweite Lesezeiger IDX_RD_2
zeigt.
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Der
in dem Schritt S24 ermittelte Rezirkulations-Tankentlüftungswert C_HC_BP_IN wird
in den Rezirkulations-Ringspeicher
BUF_2 an einer Position gespeichert, die durch den dritten Schreibzeiger IDX_WR_3
vorgegeben ist.
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In
einem Schritt S30 wird der dritte Schreibzeiger IDX_WR_3 inkrementiert,
bevorzugt mit dem Wert eins. Im Anschluss an den Schritt S30 wird
die Bearbeitung erneut in einem Schritt S24 fortgesetzt und zwar
bevorzugt so, dass die Schritte S24 bis S30 insbesondere im Hinblick
auf das Erfassen der zugehörigen
Messwerte jeweils einmal pro der vorgegebenen Periodenzeitdauer
abgearbeitet werden.
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Alternativ
zu der Vorgehensweise bezüglich der
Hauptpfad-Ringspeicher
BUF_1, und des Rezirkulations-Ringspeichers BUF_2 können auch
entsprechende Kennlinien oder ein anderes physikalisches Modell
vorgesehen sein.
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Die
erste Funktion f1 kann auch alternativ abhängig sein
von dem Luftmassenstrom MAF in den Ansaugtrakt 1 und dem
weiteren Saugrohrdruck. Entsprechendes gilt auch für die zweite
Funktion f2.
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Die
dritte Funktion f3 kann auch alternativ statt
von dem Luftmassenstrom MAF von dem Luftmassenstrom MAF_CYL in den
jeweiligen Brennraum abhängen.
Die dritte Funktion f3 kann auch alternativ
statt von dem Saugrohrdruck MAP von dem weiteren Saugrohrdruck abhängen. Entsprechendes wie
für die
dritte Funktion f4 gilt auch für die vierte Funktion
f4. Darüber
hinaus ist bezüglich
der dritten und vierten Funktion auch eine Kombination der genannten
Betriebsgrößen möglich. Welche
Abhängigkeit
am günstigsten
ist kann abhängen
von der konkreten Anordnung des Rezirkulationsstellgliedes 18 innerhalb
des Rezirkulationspfades 14.
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- 1
- Ansaugtrakt
- 2
- Motorblock
- 3
- Zylinderkopf
- 4
- Abgastrakt
- 5
- Drosselklappe
- 6
- Kompressor
- 7
- Sammler
- 8
- Saugrohr
- 9
- Hauptpfad
- 10
- Tankentlüftungsvorrichtung
- 11
- Tankentlüftungsventil
- 12
- Einlassstelle
- 14
- Rezirkulationspfad
- 15
- Rezirkulations-Einlass
- 16
- Rezirkulations-Auslass
- 18
- Rezirkulations-Stellglied
- 24
- Kurbelwelle
- 26
- Pleuelstange
- 28
- Kolben
- 30
- Gaseinlassventil
- 32
- Gasauslassventil
- 34
- Einspritzventil
- 35
- Zündkerze
- 36
- Steuervorrichtung
- 37
- Pedalstellungsgeber
- 38
- Fahrpedal
- 40
- Luftmassensensor
- 42
- Drosselklappenstellungssensor
- 44
- erster
Temperatursensor
- 46
- Saugrohrdrucksensor
- 48
- Kurbelwellenwinkelsensor
- 50
- zweiter
Temperatursensor
- 54
- Abgassonde
- 56
- Rezirkulationsstellgliedsensor
- 58
- weiterer
Saugrohrdrucksensor
- N
- Drehzahl
- MAP
- Saugrohrdruck
- MAF
- Luftmassenstrom
in Ansaugtrakt
- MFF
- zuzumessende
Kraftstoffmasse
- MFF_CP
- Zylinder-Tankentlüftungskraftstoffmasse
- MFF_COR
- korrigierte
zuzumessende Kraftstoffmasse
- SG_INJ
- Stellsignal
für Einspritzventil
- IDX_WR_TEV
- erster
Schreibzeiger
- IDX_WR_BP
- zweiter
Schreibzeiger
- IDX_RD_1
- erster
Lesezeiger
- IDX_RD_2
- zweiter
Lesezeiger
- IDX_WR_3
- dritter
Schreibzeiger
- f1
- erste
Funktion
- f2
- zweite
Funktion
- f3
- dritte
Funktion
- f4
- vierte
Funktion
- BUF_1
- Hauptpfad-Ringspeicher
- BUF_2
- Rezirkulations-Ringspeicher
- C_HC_TEV
- Eingangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert
einer Kenngröße, die
repräsentativ
ist für
eine Tankentlüftungskraftstoffmasse,
die jeweils während
der vorgegebenen Periodenzeitdauer (TP) von dem Tankentlüftungsventil
in den Hauptpfad einströmt
- C_HC_1_OUT
- Ausgangs-Hauptpfad-Tankentlüftungswert
einer Kenngröße, die
repräsentativ
ist für
eine Tankentlüftungskraftstoffmasse,
die jeweils während
der vorgegebenen Periodenzeitdauer (TP) stromaufwärts des Rezirkulationsauslasses
in dem Hauptpfad strömt,
- C_HC_CYL
- Zylinder-Tankentlüftungswert einer
Kenngröße, die
repräsentativ
ist für
eine Tankentlüftungskraftstoffmasse,
die jeweils während
der vorgegebenen Periodenzeitdauer (TP) in den jeweiligen Zylinder
strömt,
- C_HC_BP_IN
- Rezirkulations-Tankentlüftungswert
einer Kenngröße, die
repräsentativ
ist für
eine Tankentlüftungskraftstoffmass,
die jeweils während
der vorgegebenen Periodenzeitdauer in den Rezirkulations-Ringspeicher
einlassseitig einströmt
- C_HC_BP_OUT
- durch
den Rezirkulationsauslass strömender
Rezirkulations-Tankentlüftungswert