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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, denen jeweils ein Direkt-Einspritzventil zugeordnet ist, das zum Zumessen von Kraftstoff direkt in den jeweiligen Zylinder angeordnet ist, und denen jeweils ein Indirekt-Einspritzventil zugeordnet ist, das zum Zumessen von Kraftstoff in ein jeweiliges Ansaugrohr angeordnet ist, das dem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist. Im Hinblick auf immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, ist es erforderlich, eine geringe Toleranz im Luft-/Kraftstoff-Verhältnis zwischen den einzelnen Zylindern zuzulassen. Im Falle einer großen Ungleichverteilung zwischen den Zylindern und Verzicht auf eine Kompensation durch eine geeignete Funktion kann dies zu einer Verschlechterung des Emissionsverhaltens und gegebenenfalls zu spürbaren Fahrbarkeitsproblemen führen.
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So wird beispielsweise in den USA gesetzlich vorgeschrieben, die zylinderselektive Ungleichverteilung im Luft-/Kraftstoff-Verhältnis, die zu Überschreitung vorgegebener Emissionsgrenzwerte führt, in 25% der zum Modelljahr 2011 gehörenden Fahrzeuge zu detektieren. Diese Anforderung wird in den nachfolgenden Jahren schrittweise um 25% erhöht, so dass in allen zu dem Modelljahr 2014 gehörenden Fahrzeugen eine zylinderselektive Ungleichverteilung im Luft-/Kraftstoff-Verhältnis mindestens zu diagnostizieren ist.
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Aus der
DE 10 2005 009 101 B3 ist es bekannt, im Rahmen einer zylinderindividuellen Lambdaregelung Adaptionswerte abhängig von jeweiligen Reglerwerten zu ermitteln und zwar für unterschiedliche Temperaturbereiche und diese dann zum Beeinflussen des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses in den jeweiligen Zylindern einzusetzen.
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Aus der
DE 10 2008 058 008 B3 ist eine zylinderindividuelle Lambdaregelung im Zusammenhang mit einer als Sprungsonde ausgebildeten Lambdasonde bekannt.
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Aus der
US 2005/0257771 A1 ist ein Hybridfahrzeug bekannt, das eine Doppeleinspritzbrennkraftmaschine aufweist, die einen Injektor zum direkten Zumessen von Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder und einen Injektor zum Zumessen von Kraftstoff in einen Luftpfad aufweist. Zum Steuern des Lernens eines Lernwertes des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses der Brennkraftmaschine wird die Brennkraftmaschine in einem stationären Betriebszustand betrieben und nur einer der Injektoren wird betrieben, dass Kraftstoff zugemessen wird, während des Steuerns des Lernvorgangs. Nach Abschluss dieses Lernvorgangs wird der jeweilige andere Injektor allein zum Zumessen von Kraftstoff angesteuert und wiederum ein Lernvorgang durchgeführt.
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Aus der
DE 10 2010 038 625 A1 ist ein Verfahren zur Kalibrierung der Einspritzmenge mindestens eines ersten Saugrohreinspritzventils eines ersten Zylinders einer ersten Abgasbank einer Brennkraftmaschine bekannt. Der erste Zylinder hat mindestens ein erstes Direkteinspritzventil und mindestens ein erstes Saugrohreinspritzventil. In einem Direkteinspritzlambdamessschritt, in dem Kraftstoff in den ersten Zylinder nur direkt eingespritzt wird, wird ein Direkteinspritzungslambdasignal des ersten Zylinders ermittelt. In einem Saugrohrlambdamessschritt, in dem Kraftstoff in den ersten Zylinder mit einem vorgebbaren Aufteilungsverhältnis zwischen erstem Saugrohreinspritzventil und erstem Direkteinspritzventil eingespritzt wird, wird ein Saugrohreinspritzungslambdasignal des ersten Zylinders ermittelt. In einem Lambdavergleichsschritt wird der Wert des Direkteinspritzungslambdasignals mit dem Wert des Saugrohrlambdaeinspritzungssignals verglichen.
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Aus der
DE 10 2009 031 583 A1 ist ein Verfahren zum Adaptieren einer Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors bekannt. Der Verbrennungsmotor wird in einer Referenzbetriebsweise betrieben. Währenddessen erfolgt ein Einstellen des ersten und Ändern in ein zweites Verhältnis zwischen einer mittels eines ersten Injektors der Vorrichtung in dem Brennraum einbringbaren ersten Kraftstoffmenge und einer mittels eines zweiten Injektors der Vorrichtung in dem Brennraum einbrennbaren zweiten Kraftstoffmenge. Ferner erfolgt währenddessen ein Ermitteln eines zum Regeln eines Lambdawerts eines den Brennraum verlassenden Abgasstroms erforderlichen Reglerausgangssignals eines Lambdareglers zum Regeln des Lambdawerts. Ferner erfolgt ein Adaptieren des Saugrohrinjektors und/oder des Brennrauminjektors mittels des Reglerausgangssignals.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen Beitrag leistet zu geringen Schadstoffemissionen.
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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 gemäß einem ersten Aspekt aus durch eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, denen jeweils ein Direkt-Einspritzventil zugeordnet ist, das zum Zumessen von Kraftstoff direkt in den jeweiligen Zylinder angeordnet ist, und denen jeweils ein Indirekt-Einspritzventil zugeordnet ist, das zum Zumessen von Kraftstoff in ein jeweiliges Ansaugrohr angeordnet ist, das dem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist. Ferner weist die Brennkraftmaschine einen Abgastrakt auf, der einen Abgaskatalysator und eine stromaufwärts oder in dem Abgaskatalysator angeordnete Lambdasonde umfasst. Eine Zuordnungseinheit ist vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, abhängig von dem Messsignal der Lambdasonde zylinderindividuelle Lambdasignale zu ermitteln und abhängig von den zylinderindividuellen Lambdasignalen Lambdaabweichungssignale für die jeweiligen Zylinder zu ermitteln und zwar bezogen auf ein über die zylinderindividuellen Lambdasignale gemitteltes Lambdasignal.
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Eine Reglereinheit ist vorgesehen, die zylinderindividuelle Lambdaregler aufweist, deren jeweilige Eingangsgröße abhängt von dem jeweiligen Lambdaabweichungssignal des jeweiligen Zylinders und die ausgangsseitig jeweilige Reglerstellsignale bereitstellen.
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Ferner ist eine Adaptionseinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, in einem ersten Betriebsmodus mit aktiviertem Direkt-Einspritzventil und deaktiviertem Indirekt-Einspritzventil bei Vorliegen eines vorgegebenen quasi-stationären Betriebszustandes jeweilige Direkt-Adaptionswerte, die den jeweiligen Zylindern zugeordnet sind, anzupassen, abhängig von jeweiligen zugeordneten Reglerstellsignalen.
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Die Adaptionseinheit ist ferner dazu ausgebildet, in einem zweiten Betriebsmodus mit deaktiviertem Direkt-Einspritzventil und aktiviertem Indirekt-Einspritzventil bei Vorliegen eines vorgegebenen quasi-stationären Betriebszustands jeweilige Indirekt-Adaptionswerte, die den jeweiligen Zylindern zugeordnet sind, anzupassen abhängig von jeweiligen Reglerstellsignalen.
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Ferner ist gemäß dem ersten Aspekt eine Stellsignaleinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, in einem jeweiligen Betriebsmodus mit aktiviertem Direkt-Einspritzventil ein jeweiliges Stellsignal des jeweiligen Direkt-Einspritzventils zu ermitteln, abhängig von dem jeweiligen Direkt-Adaptionswert, der dem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist. Die Stellsignaleinheit ist ferner dazu ausgebildet, in einem jeweiligen Betriebsmodus mit aktiviertem Indirekt-Einspritzventil ein jeweiliges Stellsignal des jeweiligen Indirekt-Einspritzventils zu ermitteln, abhängig von dem jeweiligen Indirekt-Adaptionswert, der dem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist.
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Auf diese Weise kann so in dem jeweiligen Betriebsmodus, der grundsätzlich neben dem ersten oder zweiten Betriebsmodus auch einen weiteren Betriebsmodus umfassen kann, in dem beispielsweise sowohl die Direkt-Einspritzventile als auch die Indirekt-Einspritzventile aktiviert sind, ein besonders präzises Zumessen der jeweiligen gewünschten Kraftstoffmasse erfolgen und zwar in allen Zylindern. Darüber hinaus kann so ein Beitrag geleistet werden, dass ein verändertes Verhalten beispielsweise eines Direkt-Einspritzventils fälschlicherweise dem dem gleichen Zylinder zugeordneten Indirekt-Einspritzventil zugeordnet wird und so insbesondere bei einem Betrieb, in dem maßgeblich die Kraftstoffzumessung mittels des Indirekt-Einspritzventils erfolgt eine sehr unpräzise Zumessung des gewünschten Kraftstoffs erfolgt. Entsprechendes gilt auch umgekehrt bezüglich des Indirekt-Einspritzventils und des Direkt-Einspritzventils in entsprechenden komplementären Betriebsmodi.
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Ferner ist die Adaptionseinheit dazu ausgebildet, in einem dritten Betriebsmodus mit aktiviertem Direkt-Einspritzventil und aktiviertem Indirekt-Einspritzventil bei Vorliegen eines vorgegebenen quasi-stationären Betriebszustands abhängig von jeweiligen Direkt-Adaptionswerten und jeweiligen Reglerstellsignalen, die den jeweiligen Zylindern zugeordnet sind, ein Umschalten in den ersten Betriebsmodus zu veranlassen. Auf diese Weise kann einfach ein gegebenenfalls erforderliches präzises Anpassen des jeweiligen Direkt-Adaptionswertes erfolgen.
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Ferner ist alternativ oder zusätzlich die Adaptionseinheit dazu ausgebildet, in dem dritten Betriebsmodus bei Vorliegen des vorgegebenen quasi-stationären Betriebszustands das Umschalten in den ersten Betriebsmodus zu veranlassen abhängig von einem jeweiligen Anteil des jeweiligen Reglerstellsignals, der repräsentativ ist für das Verhältnis aus der durch das jeweilige Direkt-Einspritzventil zuzumessenden Kraftstoffmasse und der gesamten zuzumessenden Kraftstoffmasse bezogen auf den jeweiligen Zylinder pro Arbeitsspiel. Auf diese Weise kann eine besonders sichere Zuordnung des erforderlichen Betriebsmodus erfolgen, zum Anpassen des jeweiligen Adaptionswertes.
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Gemäß dem zweiten Aspekt sind ebenfalls die Zuordnungseinheit, die Reglereinheit und die Adaptionseinheit vorgesehen. Ferner ist jedoch eine Diagnoseeinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, einen jeweiligen Diagnosekennwert des jeweiligen Direkt-Einspritzventils zu ermitteln, abhängig von dem jeweiligen Direkt-Adaptionswert, der dem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist.
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Die Diagnoseeinheit ist ferner dazu ausgebildet, einen jeweiligen Diagnosekennwert des jeweiligen Indirekt-Einspritzventils zu ermitteln, abhängig von dem jeweiligen Indirekt-Adaptionswert, der dem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist. Der jeweilige Diagnosekennwert ist charakteristisch für ein Vorliegen beziehungsweise ein Nichtvorliegen eines Fehlers des jeweiligen Einspritzventils. Auf diese Weise kann ein gewichtiger Beitrag geleistet werden, auch im Falle des Vorhandenseins sowohl der Direkt-Einspritzventile als auch der Indirekt-Einspritzventile bezogen auf den jeweiligen Zylinder eine zuverlässige Erkennung von Fehlern bei den jeweiligen Einspritzventilen zu gewährleisten. Auf diese Weise wird so ein Beitrag geleistet, dass insbesondere bei einer sich gegensätzlich verändernden Charakteristik der jeweiligen Einspritzventile, also des jeweiligen Direkt-Einspritzventils und des jeweiligen dem gleichen Zylinder zugeordneten Indirekt-Einspritzventils ein Kompensierungseffekt hinsichtlich der Adaptionswerte auftritt, der dann einer Fehlererkennung abträglich ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Adaptionseinheit dazu ausgebildet, in dem dritten Betriebsmodus mit aktiviertem Direkt-Einspritzventil und aktiviertem Indirekt-Einspritzventil bei Vorliegen des vorgegebenen quasi-stationären Betriebszustands abhängig von jeweiligen Indirekt-Adaptionswerten und jeweiligen Reglerstellsignalen, die den jeweiligen Zylindern zugeordnet sind, ein Umschalten in den zweiten Betriebsmodus zu veranlassen. Auf diese Weise kann einfach ein gegebenenfalls erforderliches präzises Anpassen des jeweiligen Indirekt-Adaptionswertes erfolgen.
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In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Adaptionseinheit dazu ausgebildet ist, in dem dritten Betriebsmodus bei Vorliegen des vorgegebenen quasi-stationären Betriebszustand das Umschalten in den zweiten Betriebsmodus zu veranlassen, abhängig von einem jeweiligen Anteil des jeweiligen Reglerstellsignals, der repräsentativ ist für das Verhältnis aus der durch das jeweilige Indirekt-Einspritzventil zuzumessenden Kraftstoffmasse und der gesamten zuzumessenden Kraftstoffmasse bezogen auf den jeweiligen Zylinder pro Arbeitsspiel. Auf diese Weise kann eine besonders sichere Zuordnung des erforderlichen Betriebsmodus erfolgen, zum Anpassen des jeweiligen Adaptionswertes.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,
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2 ein Blockschaltbild der Steuervorrichtung und
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3 ein Ablaufdiagramm eines 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 ein Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und je Zylinder Z1 bis Z4 ein Ansaugrohr 7, das hin zu dem jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.
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Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 12 und einem Gasauslassventil 13. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Direkt-Einspritzventil 18 und eine Zündkerze 19, die dem jeweiligen Zylinder Z1 zugeordnet sind. Zusätzlich ist jeweils ein Indirekt-Einspritzventil 20 in dem Ansaugrohr 7 angeordnet. Es kann somit je nach Betriebsmodus der Brennkraftmaschine entweder nur mittels des Direkt-Einspritzventils 18 oder nur mittels des Indirekt-Einspritzventils 20 oder mittels einer Kombination aus beiden Kraftstoff für die jeweilige Verbrennung in dem jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 der Brennkraftmaschine zugemessen werden.
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In dem Abgastrakt 4 ist ein Abgaskatalysator 21 angeordnet, der als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist. Ferner ist in dem Abgastrakt 4 beispielsweise ein weiterer Abgaskatalysator 22 angeordnet, der beispielsweise als NOX-Katalysator ausgebildet sein kann. Eine Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Die Steuervorrichtung 25 ist dazu ausgebildet, abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen zu ermitteln, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.
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Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, welcher eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdruck-Sensor 34, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird. Ferner ist ein zweiter Temperatursensor 38 vorgesehen, welcher eine Kühlmitteltemperatur TCO erfasst.
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Ferner ist eine Lambdasonde 42 vorgesehen, die stromaufwärts des Abgaskatalysators 21 oder in dem Abgaskatalysator 21 angeordnet ist und die einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal MS1 charakteristisch ist für das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders und stromaufwärts der Lambdasonde 42 vor der Oxidation des Kraftstoffs, im Folgenden bezeichnet als das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder Z1. Die Lambdasonde 42 kann so in dem Abgaskatalysator angeordnet sein, dass sich ein Teil des Katalysatorvolumens stromaufwärts der Lambdasonde 42 befindet. Die Lambdasonde 42 ist insbesondere als Breitbandsonde ausgebildet, die auch als lineare Lambdasonde bezeichnet wird. Grundsätzlich kann die Lambdasonde 42 auch als Sprungsonde ausgebildet sein, die auch als binäre Lambdasonde bezeichnet wird.
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Ferner kann auch eine weitere Lambdasonde 43 vorgesehen sein, die stromabwärts des Abgaskatalysators 21 angeordnet ist und die einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal MS2 charakteristisch ist für das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des Zylinders Z1 und stromaufwärts der zweiten Abgassonde 43 vor der Oxidation des Kraftstoffs, im Folgenden bezeichnet als das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis stromabwärts des Abgaskatalysators 21. Die weitere Lambdasonde ist bevorzugt eine Sprungsonde.
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Je nach Ausgestaltung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzlich Sensoren vorhanden sein.
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Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Direkt-Einspritzventil 18, das Indirekt-Einspritzventil 20 oder die Zündkerze 19.
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Neben dem Zylinder Z1 sind auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder und gegebenenfalls Sensoren zugeordnet sind.
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Anhand des Blockschaltbilds der 2 sind einige relevante Blöcke der Steuervorrichtung 25 dargestellt. Ein Block B1 entspricht der Brennkraftmaschine selbst. Einem Block B2 wird das von der Lambdasonde 42 abgegebene Messsignal MS1 zugeleitet. Zu jeweils ermitteltem Abtast-Kurbelwellenwinkel CRK_SAMP bezogen auf eine Bezugsposition des jeweiligen Kolbens 11 des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 erfolgt in dem Block B2 eine Zuordnung des in diesem Zeitpunkt aktuellen Messsignals MS1 der Lambdasonde 42 zu einem jeweiligen zylinderindividuellen Lambdasignal LAM_I. In diesem Zusammenhang bezeichnet ”I” jeweils einen Platzhalter für den jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4. Dies gilt generell auch bei noch nachfolgend eingeführten Bezugszeichen.
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Die Bezugsposition des jeweiligen Kolbens 11 ist bevorzugt sein oberer Totpunkt.
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In einem Block B3 wird ein gemitteltes Lambdasignal LAM_MW mittels Mittelwertbildung aller zylinderindividuellen Lambdasignale LAM_I ermittelt. Ferner wird abhängig von dem jeweiligen zylinderindividuellen Lambdasignal LAM_I und dem gemittelten Lambdasignal LAM_MW ein jeweiliges zylinderindividuelles Lambdaabweichungssignal D_LAM_I ermittelt.
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Die Blöcke B2 und B3 bilden so eine Zuordnungseinheit.
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Darüber hinaus können im Rahmen der Zuordnungseinheit die jeweiligen zylinderindividuellen Lambdaabweichungssignale D_LAM_I auch noch korrigiert werden mittels einer Beobachtergröße, die mittels eines Beobachters ermittelt wird, der ein Sensormodell der jeweiligen Lambdasonde 42 umfasst und auch systemspezifisch, also insbesondere auf die jeweilige Brennkraftmaschine hin ausgebildet ist und dem auch nachfolgend noch erläuterte Reglerstellsignale RW_I zugeführt sein können.
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Das jeweilige zylinderindividuelle Lambdaabweichungssignal D_LAM_I, das gegebenenfalls entsprechend korrigiert ist, ist einem Block B4 zugeführt, der eine Reglereinheit bildet, die zylinderindividuelle Lambdaregler aufweist, deren jeweilige Eingangsgröße abhängt von dem jeweiligen Lambdaabweichungssignal D_LAM_I des jeweiligen Zylinders Z1 bis Z4 und die ausgangsseitig jeweilige Reglerstellsignale RW_I bereitstellt. Die zylinderindividuellen Lambdaregler umfassen insbesondere einen Integralanteil, sie können jedoch beispielsweise auch einen so genannten I2-Anteil und/oder Proportionalanteil umfassen.
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In einem Block B5 ist eine Adaptionseinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, in einem ersten Betriebsmodus BM1 mit aktiviertem Direkt-Einspritzventil 18 und deaktiviertem Indirekt-Einspritzventil 20 jeweilige Direkt-Adaptionswerte ADD_I, die den jeweiligen Zylindern Z1 bis Z4 zugeordnet sind, anzupassen abhängig von jeweiligen zugeordneten Reglerstellsignalen RW_I. Die Adaptionseinheit ist ferner dazu ausgebildet, in einem zweiten Betriebsmodus BM2 mit deaktiviertem Direkt-Einspritzventil 18 und aktiviertem Indirekt-Einspritzventil 20 jeweilige Indirekt-Adaptionswerte ADID_I, die den jeweiligen Zylindern Z1 bis Z4 zugeordnet sind, anzupassen abhängig von jeweiligen zugeordneten Reglerstellsignalen RW_I. Dies ist weiter unten anhand des Ablaufdiagramms der 3 noch näher erläutert.
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Ferner ist ein Block B6 vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, einen Korrekturwert LAM_FAC_I von seinen Eingangswerten zu ermitteln. So ist der Block 6 beispielsweise dazu ausgebildet, den jeweiligen Korrekturwert LAM_FAC_I für eine mittels des jeweiligen Direkt-Einspritzventils 18 zuzumessende Kraftstoffmenge abhängig von dem jeweiligen Direkt-Adaptionswert ADD_I und gegebenenfalls abhängig von dem jeweiligen Reglerstellsignal RW_I zu ermitteln, wobei dies je nach Betriebszustand und/oder Betriebsmodus unterschiedlich erfolgen kann. Entsprechendes gilt für das Ermitteln des Korrekturwertes LAM_FAC_I für das jeweilige Indirekt-Einspritzventil 20, wobei hierzu insbesondere dann der jeweilige Indirekt-Adaptionswert ADID_I berücksichtigt wird.
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In einem Block B8 ist ein Lambdaregler vorgesehen, dessen Führungsgröße ein für alle Zylinder Z1 bis Z4 der Brennkraftmaschine vorgegebenes Luft-/Kraftstoff-Verhältnis ist, das als Sollwert LAM_SP des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses bezeichnet wird. Die Regelgröße des Lambdareglers ist insbesondere das gemittelte Lambdasignal LAM_MW. Die Stellgröße des Lambdareglers ist ein Lambdaregelfaktor LAM_FAC_ALL. Der Lambdaregler hat somit die Aufgabe, dass betrachtet über alle Zylinder Z1 bis Z4 der Brennkraftmaschine das vorgegebene Luft-/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird.
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In einem Block B9 wird eine zuzumessende Kraftstoffmasse MFF abhängig von einem Luftmassenstrom MAF in den jeweiligen Zylinder Z1 bis Z4 und gegebenenfalls der Drehzahl N und dem für alle Zylinder vorgegebenen Sollwert LAM_SP des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses ermittelt.
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In der Multiplizierstelle M1 wird eine korrigierte zuzumessende Kraftstoffmasse MFF_COR durch Multiplizieren der zuzumessenden Kraftstoffmasse MFF, des Lambdaregelfaktors LAM_FAC_ALL und des Korrekturwertes LAM_FAC_I bezogen auf den jeweiligen Zylinder und das jeweilige Einspritzventil ermittelt.
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In einem Block B11 wird anschließend abhängig von der jeweiligen korrigierten zuzumessenden Kraftstoffmasse ein jeweiliges Stellsignal S_SIG_D_I für das Direkt-Einspritzventil 18 oder ein Stellsignal S_SIG_ID_I für das jeweilige Indirekt-Einspritzventil 20 ermittelt und dieses mit diesem dann angesteuert. Neben der in dem Blockschaltbild der 2 dargestellten Struktur sind für jeden weiteren Zylinder Z1 bis Z4 entsprechende Strukturen B_Z2 bis B_Z4 für die jeweiligen weiteren Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen.
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Eine Stellsignaleinheit umfasst insbesondere die Blöcke B6, B8, B9 und B11.
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Ein Block B12 repräsentiert insbesondere eine Diagnoseeinheit. Die Diagnoseeinheit ist dazu ausgebildet, einen jeweiligen Diagnosekennwert DIAG_D_I des jeweiligen Direkt-Einspritzventils 18 zu ermitteln abhängig von dem jeweiligen Direkt-Adaptionswert ADD_I, der dem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist. Sie ist ferner dazu ausgebildet einen jeweiligen Diagnosewert DIAG_ID_I des jeweiligen Indirekt-Einspritzventils 20 zu ermitteln abhängig von dem jeweiligen Indirekt-Adaptionswert ADID_I, der dem jeweiligen Zylinder Z1–Z4 zugeordnet ist. Der jeweilige Diagnosekennwert DIAG_D_I, DIAG_ID_I ist charakteristisch für ein Vorliegen beziehungsweise Nichtvorliegen eines Fehlers des jeweiligen Einspritzventils. Sein Wert wird beispielsweise entsprechend eingestellt abhängig von einem Überschreiten oder Nichtüberschreiten des jeweiligen Adaptionswertes eines oder mehrerer vorgegebener Schwellenwerte. Der jeweilige Diagnosekennwert kann dann eingesetzt werden für einen möglichen Fehlereintrag in einem Fehlerspeicher der Steuervorrichtung und/oder auch zum gegebenenfalls Aktivieren einer Warnanzeige, die beispielsweise auch MIL (Mal Function Indicator Lamp) bezeichnet wird.
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Ein Programm (3), das insbesondere dem Block B5 zuzuordnen ist wird in einem Schritt S1 gestartet. In dem Schritt S1 werden gegebenenfalls Variablen initialisiert.
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In einem Schritt S3 wird geprüft ob ein vorgegebener quasi-stationärer Betriebszustand QSBZ vorliegt. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise überprüft, ob eine vorgegebene begrenzte Dynamik vorliegt. Dies kann beispielsweise abhängig von einer Auswertung der Drehzahl N und/oder einer Lastgröße, wie beispielsweise dem Luft- und/oder- Kraftstoffmassenstrom erfolgen aber auch beispielsweise einer Stellung einer Abgasklappe. Falls der quasi-stationäre Betriebszustand QSBZ nicht vorliegt, so wird die Bearbeitung, gegebenenfalls nach einer vorgegebenen Wartezeitdauer, erneut in dem Schritt S3 fortgesetzt.
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Andernfalls wird die Bearbeitung in einem Schritt S5 fortgesetzt, in dem geprüft wird, ob ein erster Betriebsmodus BM1 vorliegt. In dem ersten Betriebsmodus BM1 sind die jeweiligen Direkt-Einspritzventile 18 aktiviert und die jeweiligen Indirekt-Einspritzventile 20 deaktiviert. Der jeweilige Betriebsmodus kann von einer anderen Einheit innerhalb der Steuervorrichtung vorgegeben werden. Er kann jedoch auch, wie weiter unten erläutert ist, insbesondere auch getriggert durch die Adaptionseinheit verändert werden.
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Falls das Vorliegen des ersten Betriebsmodus BM1 in dem Schritt S5 erkannt wurde, erfolgt nachfolgend in einem Schritt S7 ein Anpassen jeweiliger Direkt-Adaptionswerte ADD_I abhängig von den jeweiligen zugeordneten Reglerstellsignalen RW_I. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise ein vorgegebener Anteil des jeweiligen Reglerstellsignals RW_I zum Anpassen des jeweiligen Direkt-Adaptionswertes ADD_I eingesetzt und dann bevorzugt das jeweilige Reglerstellsignal RW_I auch um diesen Anteil angepasst, so dass beispielsweise die Summe aus dem Reglerstellsignal RW_I und dem jeweiligen Direkt-Adaptionswert ADD_I gleich bleibt.
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Nachfolgend wird dann die Bearbeitung, gegebenenfalls nach der vorgegebenen Wartezeitdauer, erneut in dem Schritt S3 fortgesetzt.
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Falls in dem Schritt S5 nicht das Vorliegen des ersten Betriebsmodus BM1 erkannt wurde, wird die Bearbeitung in einem Schritt S9 fortgesetzt, in dem geprüft wird, ob ein zweiter Betriebsmodus BM2 vorliegt, in dem die Direkt-Einspritzventile 18 deaktiviert sind und die Indirekt-Einspritzventile 20 aktiviert sind. Falls in dem Schritt S9 der zweite Betriebsmodus erkannt wurde, so erfolgt ein Anpassen der jeweiligen Indirekt-Adaptionswerte ADID_I entsprechend des Vorgehens, dass anhand des Schrittes S7 bezüglich der Direkt-Adaptionswerte ADD_I erläutert wurde. Im Anschluss an die Bearbeitung des Schrittes S11 wird die Bearbeitung, gegebenenfalls nach der vorgegebenen Wartezeitdauer, erneut in dem Schritt S3 fortgesetzt.
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Falls der zweite Betriebsmodus BM2 in dem Schritt S9 nicht erkannt wurde, so kann die Bearbeitung, gegebenenfalls nach der vorgegebenen Wartezeitdauer, erneut in dem Schritt S3 fortgesetzt werden. Alternativ kann die Bearbeitung jedoch in diesem Fall auch in einem Schritt S13 fortgesetzt werden, in dem geprüft wird, ob ein dritter Betriebsmodus BM3 vorliegt mit aktivierten Direkt-Einspritzventilen und ebenfalls aktivierten Indirekt-Einspritzventilen 20. Falls dies in dem Schritt S13 nicht erkannt wird, so wird die Bearbeitung erneut, gegebenenfalls nach der vorgegebenen Wartezeitdauer, in dem Schritt S3 fortgesetzt. Falls in dem Schritt S13 hingegen der dritte Betriebsmodus BM3 erkannt wurde, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S15 fortgesetzt.
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In einem Schritt S15 wird geprüft, ob eine jeweilige Summe aus einem jeweiligen Zylinder zugeordneten Reglerstellsignal und einem dem gleichen Zylinder zugeordneten Direkt-Adaptionswert einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Falls dies der Fall ist, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S17 fortgesetzt. Ferner kann in dem Schritt S15 geprüft werden, ob eine jeweilige Summe eines jeweiligen Reglerstellsignals, dass einem jeweiligen Zylinder zugeordnet ist, und einem dem gleichen Zylinder zugeordneten Indirekt-Adaptionswert ADID_I größer als der vorgegebene Schwellenwert. Falls dies der Fall ist, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S19 fortgesetzt. Falls keine der Bedingungen erfüllt ist, so wird die Bearbeitung gegebenenfalls in dem Schritt S3, und zwar gegebenenfalls nach Ablauf der vorgegebenen Wartezeitdauer fortgesetzt.
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Ferner kann zusätzlich oder alternativ in dem Schritt S15 auch ein jeweiliger Anteil des jeweiligen Reglerstellsignals ermittelt werden, der repräsentativ ist für das Verhältnis aus der durch das jeweilige Direkt-Einspritzventil zuzumessenden Kraftstoffmasse und der gesamten zuzumessenden Kraftstoffmasse bezogen auf den jeweiligen Zylinder pro Arbeitsspiel, und dieser jeweilige Anteil mit dem jeweils zugeordneten Direkt-Adaptionswert ADD_I summiert werden und dann, wenn diese Summe größer ist als der vorgegebene Schwellenwert die Bearbeitung in dem Schritt S17 fortgesetzt werden. Ferner kann auch in dem Schritt S15 der jeweilige Anteil des jeweiligen Reglerstellsignals RW_I, ermittelt werden, der repräsentativ ist für das Verhältnis aus der durch das jeweilige Indirekt-Einspritzventil 20 zuzumessenden Kraftstoffmasse und der gesamten zuzumessen Kraftstoffmasse MFF bezogen auf den jeweiligen Zylinder Z1–Z4 pro Arbeitsspiel. Dieser Anteil wird dann summiert mit dem jeweiligen zugeordneten Indirekt-Adaptionswert ADID_I und dahingehend überprüft, ob die Summe größer ist als der vorgegebene Schwellenwert. In diesem Fall wird die Bearbeitung dann in dem Schritt S19 fortgesetzt. Andernfalls wird die Bearbeitung in dem Schritt S3 fortgesetzt.
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Grundsätzlich kann in dem Schritt S15 auch bei Überschreiten des Schwellenwertes die Bearbeitung in denjenigen der Schritte S17 beziehungsweise S19 fortgesetzt werden, abhängig davon welche Art von Einspritzventil maßgeblich an der Zumessung von Kraftstoff pro Arbeitsspiel beteiligt ist, das heißt welche Art von Einspritzventil den höchsten Beitrag zur gesamten zuzumessenden Kraftstoffmasse MFF bezogen auf den jeweiligen Zylinder Z1–Z4 pro Arbeitsspiel beiträgt. Insofern wird dann, wenn das jeweilige Direkt-Einspritzventil 18 den höchsten Beitrag leistet, eine weitere Bearbeitung in dem Schritt S17 gemacht.
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In dem Schritt S17 wird ein Umschalten in den ersten Betriebsmodus veranlasst. In dem Schritt S19 wird ein Umschalten in den zweiten Betriebsmodus veranlasst. Auf diese Weise können dann die jeweiligen Adaptionswerte geeignet angepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ansaugtrakt
- 2
- Motorblock
- 3
- Zylinderkopf
- 4
- Abgastrakt
- 5
- Drosselklappe
- 6
- Sammler
- 7
- Saugrohr
- 8
- Kurbelwelle
- 10
- Pleuelstange
- 11
- Kolben
- 12
- Gaseinlassventil
- 13
- Gasauslassventil
- 18
- Direkt-Einspritzventil
- 20
- Indirekt-Einspritzventil
- 19
- Zündkerze
- 21
- Abgaskatalysator
- 23
- weiterer Abgaskatalysator
- 25
- Steuereinrichtung
- 26
- Pedalstellungsgeber
- 27
- Fahrpedal
- 28
- Luftmassensensor
- 30
- Drosselklappenstellungssensor
- 32
- erster Temperatursensor
- 34
- Saugrohrdrucksensor
- 36
- Kurbelwellenwinkelsensor
- 38
- zweiter Temperatursensor
- 42
- Lambdasonde
- 43
- weitere Lambdasonde
- MS1
- Messsignal Lambdasonde
- MS2
- Messsignal weitere Lambdasonde
- LAM_MW
- gemitteltes Lambdasignal
- LAM_I
- zylinderindividuelle Lambdasignale
- D_LAM_I
- zylinderindividuelle Lambdaabweichungssignale
- RW_I
- Reglerstellsignal
- ADD_I
- Direkt-Adaptionswert
- ADID_I
- Indirekt-Adaptionswert
- BM1
- erster Betriebsmodus
- BM2
- zweiter Betriebsmodus
- BM3
- dritter Betriebsmodus
- QSBZ
- quasi-stationärer Betriebszustand
- S_SIGD_I, S_SIGID_I
- Stellsignal Direkt-Einspritzventil/Indirekt-Einspritzventil
- LAM_FAC_I
- Korrekturwert
- LAM_FAC_ALL
- Lambdaregelfaktor
- CRK_SAMP
- Abtast-Kurbelwellenwinkel
- LAM_SP
- Sollwert des L/K-Verhältnisses
- MAF
- Luftmassenstrom in den jeweiligen Zylinder
- N
- Drehzahl
- MFF
- Zuzumessende Kraftstoffmasse
- MFF_COR
- Korrigierte zuzumessende Kraftstoffmasse
- B1–B12
- Block
- M1
- Multiplizierstelle
- DIAG_D_I, DIAG_ID_I
- Diagnosewert Direkt-Einspritzventil/Indirekt-Einspritzventil
