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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine,
bei dem in Abhängigkeit
gerade vorherrschender Betriebsbedingungen ein Schichtbetrieb oder
ein Homogenbetrieb gewählt
wird und zylinderindividuell eine eingespritzte Kraftstoffmenge
und/oder eine zugeführte
Luftmenge bewertet und in Abhängigkeit
von Vorgabewerten jeweilige Korrekturdaten gebildet werden.
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Ein
derartiges Verfahren ist in der
DE 198 28 279 A1 als bekannt ausgewiesen.
Bei diesem bekannten Verfahren geht es insbesondere um eine Gleichstellung
der Drehmomentenbeiträge
der einzelnen Zylinder (Zylinder-Gleichstellung) auf der Basis eines
zylinderindividuellen Laufunruhesignals, das beispielsweise aus
den jeweiligen Zylindern zugeordneten Segmentzeiten der Kurbelwelle
oder Nockenwelle ermittelt wird. Laufunruhewerte werden ohnehin
z.B. im Zusammenhang mit einer Verbrennungsaussetzererkennung in
einem Motor-Steuergerät
gebildet, wie beispielsweise die
DE 196 10 215 A1 zeigt. Mit den Laufunruhesignalen
werden zylinderindividuelle Korrektursignale gebildet, mit denen
auf die Einspritzventile der Zylinder eingewirkt wird, um die zylinderindividuellen
Drehmomentenbeiträge über die
jeweils eingespritzte Kraftstoffmenge gleichzustellen. Die Korrektursignale
bzw. Korrekturwerte oder Korrekturdaten sind in einem Kennfeld in
Abhängigkeit
von der Drehzahl (x-Richtung) und des Drehmoments (y-Richtung) zylinderindividuell
eingetragen und stellen z.B. Ausgangssignale eines zylinderindividuellen
PI-Reglers dar, mit dem die zylinderindividuelle Kraftstoffmenge
durch Einstellen der Einspritzzeit festgelegt wird. Die Zylindergleichstellung
erfolgt in einem Schichtbetrieb, der üblicherweise in unteren Drehzahlbereichen
und unteren Drehmomentbereichen vorliegt, während in einem ebenfalls genannten
homogenen Betrieb kein Regelvorgang der Regler erfolgt und die Zylindergleichstellungsfunktion
passiv ist. Die Mittelwerte der Korrekturwerte aus den zylinderindividuellen
Kennfeldern werden aber als Steuerwerte im homogenen Betrieb übernommen.
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In
der
DE 38 00 176 A1 ist
eine Einzelzylinder-Lambdaregelung angegeben, durch die für zylinderindividuelle
Einspritzventile die Einspritzzeiten so bestimmt werden, dass alle
Zylinder im Wesentlichen ein Abgas mit demselben Lambda-Wert liefern. Hierzu
werden für
jeden Zylinder die Lambda-Werte im Abgas ein zeln durch eine Lambdasonde
gemessen. Ähnlich
gibt auch die
DE 199
03 721 C1 ein Verfahren zur zylinderindividuellen Regelung
der Lambda-Werte an.
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Eine
Zylindergleichstellung ist auch in der
DE 100 00 871 A1 beschrieben,
während
zur Festlegung einer Laufunruheschwelle auch auf die
DE 100 00 871 A1 hingewiesen
wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass
die Einhaltung optimaler Betriebsbedingungen besser erkannt und/oder
unterstützt
wird.
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Vorteile der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei
ist vorgesehen, dass die Korrekturdaten des Schichtbetriebs und
des mit einer Einzelzylinder-Lambdaregelung ausgestatteten Homogenbetriebs
oder daraus jeweils hergeleitete Daten in Kombination miteinander
ausgewertet werden und Aussagedaten zur Bewertung und/oder Beeinflussung
des Betriebs der Brennkraftmaschine gewonnen werden.
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Die
Erfinder haben erkannt, dass durch die Kombination der Korrekturdaten
des Schichtbetriebs und der Korrekturdaten des Homogenbetriebs bzw. aus
den Korrekturdaten beider Betriebsarten hergeleiteter Daten genauere
Aussagen zur Einhaltung optimaler Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine
getroffen werden können,
wodurch u.a. Abweichungen bzw. Fehler schneller und genauer erkannt und
geeignete Gegenmaßnahmen
z.B. in der Motorsteuerung oder in einer Werkstatt vorgenommen werden
können.
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Eine
für den
Motorbetrieb vorteilhafte Maßnahme
besteht beispielsweise darin, dass die Korrekturdaten des Schichtbetriebs
oder die daraus hergeleiteten Daten Angaben für die zylinderindividuelle Kraftstoffmenge
in Abhängigkeit
von Drehmoment und Drehzahl umfassen und als adaptierte Vorsteuerwerte
in den Homogenbetrieb übernommen
werden und dass von den adaptierten Vorsteuerwerten ausgehend die
Korrekturdaten des Homogenbetriebs bestimmt werden, die in eine
zylinderindividuelle Einzellambdaregelung einbezogen werden.
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Wichtige
Aussagen zur Diagnose oder Beeinflussung des Motorbetriebs werden
dadurch erhalten, dass als Aussagedaten zylinderindividuelle Informationen
zur Kraftstoffzufuhr im Schichtbetrieb und/oder Homogenbetrieb,
zylinderindividuelle Informationen zur Luftmenge im Homogenbetrieb,
eine zur an sich im Schichtbetrieb vorhandenen Wirkungsüberwachung
zusätzliche
Wirkungsüberwachung
einer Zylindergleichstellungsregelung oder Bewertungsdaten einer
Gemischbildung im Schichtbetrieb oder eine Kombination mindestens
zweier dieser Aussagen ermittelt werden.
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Dabei
besteht eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens darin, dass
als Informationen zur Kraftstoffzufuhr und/oder zur Luftmenge Fehler
der Krafstoffzufuhr und der Luftmenge gegenüber einer vorgegebenen Normalfunktion
getrennt festgestellt werden, dass die Bewertungsdaten der Gemischbildung
Fehler einer unzureichenden Gemischbildung umfassen und dass zu
den Fehlern Fehlerdaten erzeugt und abgespeichert werden.
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Der
Motorbetrieb wird vorteilhaft in der Weise beeinflusst, dass aus
den Korrekturdaten des Schichtbetriebs und des Homogenbetriebs zylinderindividuell
multiplikative Faktoren gebildet werden, mit denen in der jeweiligen
Betriebsart die eingespritzte Kraftstoffmenge hinsichtlich einer
Zylindergleichstellung zum Erzielen gleicher Momentenbeiträge der einzelnen
Zylinder für
ein jeweiliges Soll-Drehmoment
im Schichtbetrieb und hinsichtlich einer Ausregelung zylinderindividueller
Unterschiede der Lambdawerte durch Einwirken auf eine die Kraftstoffmenge
bestimmende Funktion korrigiert wird.
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Zur
Einhaltung optimaler Betriebsbedingungen tragen ferner die Maßnahmen
bei, dass die Bewertung und/oder Beeinflussung des Betriebs der Brennkraftmaschine
auf der Grundlage der Aussagedaten in Abhängigkeit von dem Überschreiten
oder dem Unterschreiten einer Laufunruheschwelle vorgenommen wird.
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Beispielsweise
ergeben sich für
den Betrieb des Motors wichtige Aussagen dadurch, dass dann, wenn
die durch die Korrekturdaten im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb
bewirkten Eingriffe für
den jeweils selben Zylinder in den beiden Betriebsarten gleichgerichtet
sind, d.h. beide ein Anfetten oder beide ein Abmagern bewirken,
und zumindest ein Eingriff im Homogenbetrieb größer ist als er zum Ausgleichen
eines zylinderindividuell möglichen
Luftmengenfehlers erforderlich ist, auf ein Überschreiten der Laufunruheschwelle
im Schichtbetrieb geschlossen wird und der relativ große Eingriff
im Homogenbetrieb plausibilisiert wird. In diesem Falle ist wegen des Überschreitens
der Laufunruheschwelle die Funktion der Zylindergleichstellung also
noch nicht oder nicht mehr eingeschwungen. Die Korrekturdaten des
Schichtbetriebes müssen
(erneut) plausibilisiert werden oder weiter fortgeschrieben, bis
ein Unterschreiten der Laufunruheschwelle erreicht ist und sind
dann (erneut) in den Homogenbetrieb aufzunehmen, um die zuvor in
das Kennfeld des Homogenbetriebs eingeschriebenen Korrekturdaten
als Ausgangsbasis zu ersetzen.
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Eine
wichtige Diagnose ergibt sich auch dadurch, dass dann, wenn die
entsprechend den Korrekturdaten im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb
bewirkten Eingriffe für
den jeweils selben Zylinder in den beiden Betriebsarten gleichgerichtet
sind, die Laufunruheschwelle unterschritten ist und zumindest ein
Eingriff im Homogenbetrieb größer ist
als er zum Ausgleichen eines zylinderindividuell möglichen Luftmengenfehlers
erforderlich ist, auf einen zylinderindividuellen oder zylinderbankindividuellen
Leckluftfehler geschlossen wird.
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Für einen
möglichst
guten Motorbetrieb sind auch die Maßnahmen vorteilhaft, dass die
Korrekturdaten der Einzelzylinder-Lambdaregelung im Homogenbetrieb
in einem Kennfeld festgehalten werden, sobald die Laufunruheschwelle
im Schichtbetrieb stabil unterschritten worden ist. Eine stabile
Unterschreitung der Laufunruheschwelle liegt z.B. dann vor, wenn
die Laufunruheschwelle über
eine bestimmte Anzahl von Fahrzyklen oder Verbrennungen nicht überschritten
wird.
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Zur
Zuverlässigkeit
des Verfahrens tragen ferner die Maßnahmen bei, dass die Korrekturwerte in
beiden Betriebsarten in jeweiligen Kennfeldern plausibilisiert werden,
wenn über
eine bestimmte Anzahl von Verbrennungen oder Fahrzyklen die Laufunruheschwelle
in typischen Betriebspunkten des Schichtbetriebs nicht überschritten
wird und die Korrekturwerte des Schichtbetriebs und des Homogenbetriebs
eine definierte Aktualisierungsschwelle der jeweiligen Korrekturwerte
nicht überschritten
haben. Die Korrekturwerte sind dann eingeschwungen. Dabei gibt die
Aktualisierungsschwelle der Korrekturwerte z.B. eine praktisch vorgegebene,
akzeptierbare Schwankungsbreite der Korrekturwerte in einem jeweiligen
Betriebspunkt an.
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Eine
für den
Motorbetrieb weitere vorteilhafte Maßnahme besteht darin, dass
dann, wenn die definierte Aktualisierungsschwelle der plausibilisierten Korrekturwerte
des Schichtbetriebs wieder überschritten
wird, ohne dass die Laufunruheschwelle in den typischen Betriebspunkten
des Schichtbetriebs überschritten
wird, die Korrekturwerte des Schichtbetriebs und des Homogenbetriebs
bei Einhaltung entsprechender Aktualisierungsschwellen neu plausibilisiert
werden. Dies würde
z.B. bei einem langsamen Wegdriften eines Einspritzventils geschehen.
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Für den Betrieb
der Brennkraftmaschine sind weiterhin die Maßnahmen vorteilhaft, dass die
Plausibilisierung der Korrekturwerte in Abhängigkeit von einer in den beiden
Betriebsarten jeweils vorgesehenen Wirkungsüberwachung vorgenommen wird,
wobei die Plausibilisierung nur erfolgt, wenn ein Eingriffsanschlag
nicht überschritten
wird. Die Funktion der Wirkungsüberwachung
an sich ist ohnehin in der Motorsteuerung vorgesehen, wobei der
Eingriffsanschlag in der Wirkungsüberwachung bei der Einspritzventilentwicklung
vorgegeben ist.
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Eine
weitere wichtige Diagnosemöglichkeit ergibt
sich dadurch, dass dann, wenn die entsprechend den Korrekturdaten
im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb bewirkten Eingriffe für den jeweils selben
Zylinder ungleich gerichtet sind, die Laufunruheschwelle in den
typischen Betriebspunkten des Schichtbetriebs überschritten ist und der Eingriff
im Homogenbetrieb größer ist
als er zum Ausgleichen eines zylinderindividuell möglichen
Luftmengenfehlers erforderlich ist, die Aussage im Schichtbetrieb "mehr Kraftstoff ergibt
ein höheres
Drehmoment" als nicht
zutreffend festgestellt und auf einen Fehler der Gemischbildung
geschlossen wird, wie z.B. Verkokung des Einspritzventils.
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Ferner
besteht eine wichtige Diagnose und Möglichkeit, den Motorbetrieb
vorteilhaft zu beeinflussen darin, dass dann, wenn die entsprechend
den Korrekturdaten im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb bewirkten
Eingriffe für
den jeweils selben Zylinder ungleich gerichtet sind, die Laufunruheschwelle
in den typischen Betriebspunkten des Schichtbetriebs nicht überschritten
ist und der Eingriff im Homogenbetrieb größer ist als er zum Ausgleichen
eines zylinderindividuell möglichen
Luftmengenfehlers erforderlich ist, die Aussage im Schichtbetrieb "mehr Kraftstoff ergibt
ein höheres
Drehmoment" als
zutreffend festgestellt und der Korrekturwert des Homogenbetriebs
als nicht plausibel bewertet wird.
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Durch
die genannten Maßnahmen
des Anspruches 1 auch in Verbindung mit den Maßnahmen gemäß den Unteransprüchen werden
zylinderindividuelle Fehler erkannt und Abweichungen zwischen den
einzelnen Zylindern. Abweichungen des Mittelwertes im Schub- und
Homogenbetrieb werden durch die Gemischadaption korrigiert.
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Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein schematisches Ablaufdiagramm mit
wesentlichen Schritten eines Schichtbetriebs und eines Homogenbetriebs
und einer Kombination beider Betriebsarten,
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2 ein schematisches Blockdiagramm
mit einem Eingriff zur Gewinnung von Aussagedaten aus der Kombination
beider Betriebsarten und Weiterverwertung der Aussagedaten und
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3 eine Prinzipdarstellung
zur Korrektur einer Kraftstoffmenge in dem Homogenbetrieb und dem
Schichtbetrieb.
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Ausführungsbeispiel
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Wie
aus dem in
1 gezeigten
Ablaufdiagramm ersichtlich, kann eine hier zugrunde gelegte Brennkraftmaschine
mit mehreren Zylindern oder mehreren Zylinderbänken (Gruppen von Zylindern)
in Abhängigkeit
von an sich bekannten Motorbetriebsparametern (vgl. z.B. die eingangs
genannten Druckschriften) in zwei verschiedenen Betriebsarten, dem
Schichtbetrieb (Magerbetrieb) und dem Homogenbetrieb betrieben werden.
Der Schichtbetrieb liegt typischerweise in den niedrigeren Drehzahlbereichen
bis z.B. in etwa 3.000 Umdrehungen (x-Richtung eines Last/Drehzahl-Diagramms)
und in den niedrigeren Drehmomentbereichen z.B. bis zu etwa 35 %
des Drehmoments (y-Richtung des Last/Drehzahl-Diagramms) vor, während bei
höheren
Motordrehzahlen und Lasten der Homogenbetrieb gewählt ist,
wobei zwischen den beiden Betriebsarten auch ein Bereich eines Homogen-Mager-Betriebs
liegen kann. Es kann auch Fälle
geben, bei denen im Bereich des Schichtbetriebs beispielsweise in
Abhängigkeit
von Abgaswerten ein Homogenbetrieb gewählt ist. Der Schichtbetrieb
ist kraftstoffgeführt
und ergibt Lambda-Werte deutlich größer als 1, während im
Homogenbetrieb Luft und Kraftstoff im Zylinderraum im Wesentlichen
homogen durchmischt sind und auf einen Lambdawert von 1 geregelt
wird, wobei vorliegend eine zylinderindividuelle Regelung der Lambdawerte
vorgenommen wird. Die genannten Zusammenhänge sind an sich bekannt. Ebenfalls
in an sich bekannter Weise wird im Schichtbetrieb eine sogenannte
Zylindergleichstellung vorgenommen, wobei die Drehmomentenbeiträge der einzelnen
Zylinder durch Regeln der durch Direkteinspritzung eingespritzten
Kraftstoffmenge einander nach vorgegebenen Kriterien angepasst werden.
Wie z.B. in der eingangs genannten Druckschrift
DE 198 28 279 A1 erläutert, können die
zylinderindividuellen Drehmomentenbeiträge aufgrund zylinderindividueller
Laufunruhesignale ermittelt werden, die über Segmentzeiten erfasst werden,
in denen die Kurbel- oder Nockenwelle einen vorbestimmten Winkelbereich überstreicht.
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Ist
entsprechend 1 in einem
Schritt S1 in Abhängigkeit
bekannter Kriterien als optimale Betriebsart der Schichtbetrieb
BSCH gewählt,
wird in einem weiteren Schritt SM2 überprüft, ob die Einschaltbedingungen
für die
Funktion einer Zylindergleichstellung ZGST vorliegen. Sind die Einschaltbedingungen
nicht erfüllt,
wird in einem Schritt SM3 festgelegt, dass keine Zylindergleichstellung
ZGST erfolgt, während
dann, wenn die Einschaltbedigungen erfüllt sind, in einem Schritt
SM4 die Drehmomente der einzelnen Zylinder gleichgestellt werden.
In einem weiteren Schritt SM5 wird dann festgestellt, ob die Adaptionsbedingungen
der erhaltenen Korrekturwerte erreicht sind, die die Zylindergleichstellung
ergeben. Sind die Adaptionsbedingungen nicht erfüllt, werden die Schritte SM2
bis SM5 erneut durchlaufen, bis erkannt wird, dass die erzielten
Korrekturwerte für
die in den einzelnen Zylindern einzuspritzende Kraftstoffmenge zu
der gewünschten
Gleichstellung der Drehmomentbeiträge der einzelnen Zylinder führen. Diese Korrekturwerte
werden in einem Drehzahl/Drehmo ment-Kennfeld des Schichtbetriebs
festgehalten, wenn sie über
eine bestimmte Anzahl von Fahrzyklen oder Verbrennungen nicht zu
einer Überschreitung der
Laufunruheschwelle in den betreffenden Betriebspunkten des Schichtbetriebs
führen
(Schritt SM6). Ferner umfassen die Adaptionsbedingungen die Feststellung,
ob ein quasi stationärer
Betrieb vorliegt, keine Aussetzer erkannt werden, der Schichtbetrieb gewählt ist,
eine Aktualisierungsschwelle eingehalten wird, die angibt, dass
die Korrekturwerte eines betreffenden Betriebspunktes über eine
bestimmte Anzahl von Fahrzyklen oder Verbrennungen nicht voneinander
abweichen, und eine in der Motorsteuerung vorgesehene Wirkungsüberwachung
nicht aktiv ist, in der auch ein sogenannter Eingriffsanschlag definiert ist,
der für
die betreffenden Einspritzventile entwicklungsseitig vorgegeben
ist.
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Ist
in dem Schritt S1 aufgrund der entsprechenden Betriebskriterien
der Brennkraftmaschine als optimale Betriebsart der Homogenbetrieb
BH gewählt,
wird in einem Schritt SH2 überprüft, ob die
Einschaltbedingungen der zylinderindividuellen Gleichstellung der
Lambda-Werte vorliegen. Falls dies nicht der Fall ist, wird in einem
Schritt SH3 bestimmt, dass keine zylinderindividuelle Gleichstellung
der Lambda-Werte erfolgt. Sind die Einschaltbedingungen erfüllt, werden
die Einzellambdawerte in einem Schritt SH4 gleichgestellt und anschließend wird
in einem Schritt SH5 überprüft, ob die
betreffenden Adaptionsbedingungen erfüllt sind. Diese Feststellung
umfasst, ob die Zylindergleichstellung ZGST eingeschwungen ist,
dass die im Schichtbetrieb während
der Zylindergleichstellung ZGST erhaltenen, plausibilisierten Korrekturwerte
auch als Ausgangsdaten für
die Korrekturwerte im Homogenbetrieb übernommen werden sollen, dass
keine Aussetzer vorliegen, dass die Laufunruheschwelle unterschritten
ist, dass die Aktualisierungsschwelle der Korrekturwerte des Homogenbetriebs
nicht überschritten
ist und dass die Wirkungsüberwachung
nicht aktiv ist. Sind die Adaptionsbedingun gen nicht erfüllt, werden
die Schritte SH2 bis SH5 wiederholt durchgeführt. Sind die Adaptionsbedingungen
erfüllt,
werden die betreffenden Korrekturwerte in einem Schritt SH6 in einem
Kennfeld des Homogenbetriebs abgespeichert.
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Die
Korrekturwerte des Schichtbetriebs BSCH und des Homogenbetriebs
BH werden anschließend
in Kombination miteinander betrachtet, wobei in einem Schritt SM7
des Schichtbetriebs festgestellt wird, ob betreffende Aussagebedingungen erfüllt sind.
Sind die Aussagebedingungen erfüllt, wird
in einem Schritt SM8 eine Bewertung zylinderindividueller Kraftstoff-
und/oder Luftfehler durchgeführt
und es werden z.B. Diagnose- oder Steuerungsmaßnahmen ergriffen und anschließend wird über einen
Schritt SM9 zurück
zu dem Schritt SM2 oder zu dem Schritt SH2 gegangen und die nachfolgenden Schritte
werden entsprechend der jeweiligen Betriebsart erneut durchlaufen.
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Entsprechend
wird, ausgehend von dem Schritt SH6, im Homogenbetrieb eine kombinierte Auswertung
der Korrekturdaten des Schichtbetriebs und der Korrekturdaten des
Homogenbetriebs oder daraus jeweils hergeleiteter Daten durchgeführt und in
einem Schritt SH7 überprüft, ob betreffende
Aussagebedingungen erfüllt
sind. Falls dies der Fall ist, wird in einem anschließenden Schritt
SH8 eine Bewertung der zylinderindividuellen Kraftstoff- und Luftfehler
durchgeführt
und es werden geeignete Diagnose- und/oder Steuerungsmaßnahmen
ergriffen. Anschließend
wird in einem Schritt S9 zu dem Schritt SH2 oder SM2 entsprechend
der gewählten
Betriebsart übergegangen
und die anschließenden Schritte
werden erneut durchgeführt.
Sind die Aussagebedingungen in dem Schritt SH7 nicht erfüllt, so wird über den
Schritt S9 wieder zurück
an den Anfang der jeweiligen Betriebsart SH2 bzw. SM2 übergegangen
und die anschließenden
Schritte werden erneut durchlaufen.
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Die
in 1 im Schritt SM7
bzw. SH7 genannten Aussagebedingungen sind dann erfüllt, wenn
die Laufunruhe in den typischen Betriebspunkten des Schichtbetriebs
unterhalb der definierten Laufunruheschwelle liegt, die Aktualisierungsschwellen
der Korrekturwerte bzw. Eingriffe beider Funktionen (Verfahren)
nicht überschritten
sind, die Wirkungsüberwachung
nicht aktiv ist und diese Bedingungen für eine bestimmte Anzahl von
Fahrzyklen oder Verbrennungen eingehalten sind.
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Wie
in 2 gezeigt, werden
aus der kombinierten Auswertung der Zylindergleichstellung ZGST im
Schichtbetrieb und der Einzelzylinder-Lambdaregelung LRSEZ im Homogenbetrieb
verschiedene Aussagedaten gewonnen, mit denen einerseits z.B. ein
entsprechender Fehlereintrag FE in einem Diagnosesystem, eine Notlaufkoordination
NK oder ein multiplikativer Faktor MF erzeugt werden können, mit dem
auf eine die Kraftstoffmenge bestimmende Funktion FKM eingewirkt
wird, um eine korrigierte Größe KG bezüglich einer
Soll-Kraftstoffmenge SKM zu erzielen. Bei der kombinierten Auswertung
werden u.a. als Eingangsgrößen die
Laufruhe LR und Einzellambdawerte EZL bzw. entsprechende Werte, wie
z.B. Laufunruhewerte LUTS (vgl. 3)
einbezogen. Als Eingangsgröße werden
der Kraftstoffmenge bestimmenden Funktion FKM Daten zur Soll-Kraftstoffmenge
SKM zugeführt.
Die Summe der zylinderindividuellen Eingriffe ist immer Null und
verhält
sich somit neutral zum Betriebspunkt.
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Wie 3 zeigt, werden im Funktionsablauf des
Schichtbetriebs aus eingegebenen Laufunruhewerten LUTS in einer
Funktion der Zylindergleichstellung, d.h. in einem betreffenden
Drehzahl/Drehmoment-Kennfeld des Schichtbetriebs zu den jeweiligen Betriebspunkten
Kenngrößen eingetragen
und aus diesen zu den betreffenden Betriebspunkten zylinderindividuell
der multiplikative Faktor gebildet, um die Soll-Kraftstoffmenge
SKM bzw. die dieser entsprechende Einspritzzeit oder Ladung (bei
z.B. einem Piezo-Einspritzventil) in der Weise zu beaufschlagen, dass
die korrigierte Größe bzw.
korrigierte Kraftstoffmenge KG erhalten wird.
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Im
Homogenbetrieb wird vorab in entsprechender Weise wie in dem Schichtbetrieb
die Soll-Kraftstoffmenge mit einem multiplikativen Faktor MF1 beaufschlagt,
der aus den in dem Kennfeld der Zylindergleichstellungs-Funktion
%ZGST eingetragenen Korrekturdaten gebildet wird. Anschließend wird
aus den Korrekturwerten, die in der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ eingetragen sind, ein zweiter multiplikativer Faktor MF2
gebildet, mit dem die aus der Multiplikation mit dem ersten multiplikativen
Faktor MF1 erhaltene Kraftstoffmenge beaufschlagt wird, um die korrigierte
Größe KG bzw. Kraftstoffmenge
zu erhalten. Als Eingangsgröße des Kennfeldes
der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung werden die Einzellambdawerte
EZL zugeführt.
Mit einem Betriebsschalter SCH kann statt der Korrekturwerte des
Kennfeldes der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung %LRSEZ
der Wert Lambda = 1 zur Bildung des multiplikativen Faktors MF2
aufgeschaltet werden.
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Wie
sich aus den vorstehenden Ausführungen
ergibt, wird ein Verfahren zur Bewertung und Korrektur von zylinderindividuellen
Kraftstoff- und Luftfehlern erhalten, das mit Hilfe einer Kombination der
Zylindergleichstellung über
die Laufunruhe und der Einzellambdaregelung erreicht wird. Entsprechend 2 erfolgt dabei der strukturelle
Eingriff in die die Kraftstoffmenge bestimmende Funktion FKM. Der
multiplikative Faktor kann direkt in die Einspritzzeit oder die
Ansteuerspannung bzw. Ladung bei Piezo-Einspritzventilen eingerechnet
werden, wodurch in beiden Fällen
eine zylinderindividuelle Korrektur der Einspritzmenge erhalten
wird.
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Wird
z.B. gemäß der in
1 gezeigten Vorgehensweise
in typischen Betriebspunkten des Schichtbetriebs eine vordefinierte
Laufunruheschwelle unterschritten, so kann davon ausgegangen werden,
dass die zylinderindividuellen Kraftstofffehler behoben sind. Die
Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST ist dann eingeschwungen.
Die Laufunruheschwelle kann z.B. in der Weise festgelegt werden,
wie in der eingangs genannten
DE 100 00 871 A1 beschrieben.
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Sind
für die
Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST entsprechend der eingangs
genannten
DE 198 28
279 A1 zylinderindividuelle PI-Regler mit einem adaptiven
Vorsteuerkennfeld vorgesehen, so entspricht der Inhalt des adaptiven
Vorsteuerkennfeldes einem Mengenfehler der Hochdruck-Einspritzventile
und anderen Fehlern, welche ebenfalls Momentenunterschiede im Schichtbetrieb
verursachen. Dies gilt jedoch nur dann, wenn die Bedingung im Schichtbetrieb "mehr Kraft entspricht
einem höheren Moment" zutrifft und die
Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST eingeschwungen ist. Ab
diesem Zeitpunkt werden die Korrekturwerte der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ im Homogenbetrieb in dem zugehörigen Kennfeld festgehalten
und können
als zylinderindividuelle Luftfehler deklariert werden.
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Die
Korrekturwerte in beiden Kennfeldern, nämlich des Schichtbetriebs und
des Homogenbetriebs, werden plausibilisiert, wenn über eine
bestimmte Anzahl von Fahrzyklen oder Verbrennungen die Laufunruheschwelle
in den typischen Betriebspunkten des Schichtbetriebs nicht überschritten
wird und die Korrekturwerte der Funktionen der Zylindergleichstellung
%ZGST und der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ eine entsprechende definierte Aktualisierungsschwelle nicht überschritten
haben. Die beiden Funktionen bzw. Verfahren gelten dann als eingeschwungen.
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Wird
die Laufunruheschwelle in den typischen Betriebspunkten des Schichtbetriebs überschritten,
ist keine genaue Aussage über
Kraftstoff- oder Luftfehler (mehr) möglich. In einem vorausgehenden
Homogenbetrieb wurden gegebenenfalls aber die Kraftstofffehler in
das Kennfeld der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung %LRSEZ geschrieben. In
diesem Fall werden die Korrekturwerte im Kennfeld der Funktion der
Einzelzylinder-Lambdaregelung %LRSEZ verworfen bzw. rückgesetzt,
da der Kennfeldinhalt nicht mehr zuverlässig als zylinderindividueller
Luftfehler deklariert werden kann. Sobald beide Verfahren wieder
eingeschwungen sind, ist eine genaue Aussage wieder möglich.
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Wird
die vordefinierte Aktualisierungsschwelle der Korrekturwerte der
Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST, welche in den Homogenbetrieb übernommen
werden (z.B. durch langsames Wegdriften eines oder mehrerer Einspritzventile), überschritten,
ohne dass die Laufunruheschwelle in den typischen Betriebspunkten
des Schichtbetriebs für
eine bestimmte Anzahl von Fahrzyklen oder eine definierte Anzahl
von Verbrennungen überschritten ist,
so werden die Korrekturwerte der Funktion der Zylindergleichstellung
%ZGST und der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ neu plausibilisiert. Dabei darf keine der beiden Aktualisierungsschwellen
erneut überschritten
werden und weder die Eingriffsüberwachung
bzw. der Eingriffsanschlag der Funktion der Zylindergleichstellung
%ZGST noch die der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung %LRSEZ
dürfen
während
der entsprechenden Anzahl von Fahrzyklen oder Verbrennungen wirksam werden.
Dadurch ergibt sich auch bei Langzeitdrifts durch das Verfahren
eine zuverlässige
Aussage.
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Durch
Vergleichen der Korrekturwerte im Kennfeld der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ und den Korrekturwerten im adaptiven Vorsteuer kennfeld der
Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST, kann die Wirkung der
Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST zusätzlich schnell und zuverlässig überwacht
werden. Führen nämlich die
Korrekturwerte beider Funktionen (bzw. Verfahren der Zylindergleichstellung
und der Einzelzylinder-Lambdaregelung) zu einer größeren Kraftstoffmenge
bzw. sind sie alle größer oder
kleiner als 1, wobei größer als
1 Anfetten und kleiner als 1 Abmagern bedeuten, und ist der Eingriff
der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung %LRSEZ größer als
ein zylinderindividueller möglicher
Luftfehler, so ist lediglich der Kraftstofffehler noch nicht behoben. Die
Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST ist demnach noch nicht
eingeschwungen. Ist die Laufunruheschwelle in den typischen Betriebspunkten
des Schichtbetriebs noch überschritten,
so sind auch große,
gleichgerichtete Eingriffe durch die Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ plausibel.
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Sind
hingegen auch nach längerem
Unterschreiten der Laufunruheschwelle in den typischen Schichtbetriebspunkten
ein oder mehrere Korrektureingriffe der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ größer als
ein normaler zylinderindividueller Luftfehler sein kann, wobei z.B.
normale Füllungsunterschiede ± 3 bis
5 % betragen können, so
kann eine Aussage über
einen zylinderindividuellen oder bankindividuellen Leckluftfehler
gemacht werden.
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Sind
dagegen die Korrekturwerte am gleichen Zylinder beider Betriebsarten
bzw. Funktionen ungleich gerichtet, so sind weitere verschiedene
Aussagen möglich:
In einem ersten Fall sei bei einem Zylinder 1 der multiplikative
Faktor der Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST = 1,2 und der
Faktor der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung %LRSEZ = 0,8.
Die Laufunruheschwelle in den typischen Betriebspunkten des Schichtbetriebs
sei überschritten
und der Korrekturwert bzw. Eingriff der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ sei größer als
ein zylinderindividueller normaler Luftfehler. In diesem Fall trifft
die Aussage im Schichtbetrieb "mehr
Kraftstoff ergibt ein höheres
Moment" nicht mehr
zu. Somit ist eine Beurteilung des Brennverfahrens im Schichtbetrieb
möglich.
Der Fehler muss in der Gemischbildung (z.B. Mengenfehler des Einspritzventils
durch Verkokung, verändertes
Strahlbild, veränderte
Ladungsbewegung durch Fehlverhalten der Ladungsbewegungsklappen,
Verschmutzung im Brennraum) liegen. Dies wird erkannt, bevor unzulässig hohe
Abgasemissionen entstehen, da die klassische Wirkungsüberwachung
der Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST erst beim Erreichen der
Eingriffsgrenzen wirksam werden kann.
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In
einem zweiten Fall sei für
den Zylinder 1 der Faktor der Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST
= 1,2 und der Faktor der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ = 0,8. Die Laufunruheschwelle in den typischen Betriebspunkten des
Schichtbetriebs sei nicht überschritten
und der Eingriff der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ sei größer als
ein zylinderindividueller normaler Luftfehler. In diesem Fall trifft
die Aussage im Schichtbetrieb "mehr
Kraftstoff führt
zu einem höheren
Moment" noch zu.
Das Brennverfahren im Schichtbetrieb ist also nach wie vor stabil.
Bleibt der Korrekturwert der Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST
stabil und wird die Aktualisierungsschwelle für eine bestimmte Anzahl von
Fahrzyklen oder eine definierte Anzahl von Verbrennungen nicht überschritten
(d.h. die Funktion der Zylindergleichstellung %ZGST ist eingeschwungen
und stabil), so ist der Korrekturwert der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung
%LRSEZ nicht plausibel. Bei Leckluft am Zylinder 1 müsste der
Korrekturwert der Funktion der Einzelzylinder-Lambdaregelung %LRSEZ
nämlich größer als
1 sein (Anfetten).
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Eine
zusätzliche
Wirkungsüberwachung
der Einzelzylinder-Lambdaregelung %LRSEZ ist somit möglich.
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Da
nicht nur die Einspritzmenge im Schichtbetrieb sondern auch die
Einspritzstrahlform die Momentenbildung beeinflusst, kann eine Aussage über Verkokung
der Einspritzventile gemacht werden, bevor die Zylindergleichstellung
am Eingriffsanschlag ist. Dies erlaubt eine Fehlererkennung, bevor
durch unzureichende Gemischbildung eine Erhöhung der Abgasemissionen oder
der Laufunruhe bis hin zu Aussetzern entsteht. Ein Fehlereintrag
im Falle unzureichender Gemischbildung kann z.B. zum Verbot der
abgaskritischeren Betriebsart führen
oder zum Verbot der, vom Brennverfahren her gesehen, instabileren
Betriebsart. Eine Zuordnung der zylinderindividuellen Fehler zu
dem Kraftstoff- oder Luftpfad ist möglich. Mit den beschriebenen
Maßnahmen
kann auch eine schnellere Reglerstabilität und Reglerwirkung bei der
Zylindergleichstellung gewährleistet werden.
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Die
beschriebene kombinierte Auswertung der beiden Betriebsarten ermöglicht eine
genaue Feststellung der zylinderindividuellen Fehler, eine verbesserte
Wirkungsüberwachung
der Zylindergleichstellungsregelung und eine schnelle Aussage über die
Gemischbildung im Schichtbetrieb.