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Stand der
Technik
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Die
Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum
Betreiben einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Es
sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
bekannt, bei denen eine Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine im
Hinblick auf das Überschreiten
eines zulässigen
Wertes überwacht
wird. Für
die Überwachung wird
ein Istwert der Ausgangsgröße in Abhängigkeit einer
Stellgröße für die Umsetzung
der Ausgangsgröße ermittelt.
Diese Stellgröße wird
bei Abweichungen von einem vorgegebenen Zusammenhang zwischen der
Einstellung der Stellgröße und der
daraus resultierenden Ausgangsgröße kalibriert.
Zur Kalibrierung wird mindestens ein Korrekturwert für die Einstellung
der Stellgröße ausgehend
von dem vorgegebenen Zusammenhang gebildet.
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So
ist es beispielsweise im Falle einer als Drehmoment ausgebildeten
Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine
und einer als Ansteuerdauer eines Kraftstoffeinspritzventils ausgebildeten
Stellgröße bekannt,
während
einer Schubabschaltung der Brennkraftmaschine eine so genannte Nullmengenkalibrierung
durchzuführen.
Dabei kann unter vorgegebenen Randbedingungen während der Schubabschaltung
die minimale Ansteuerdauer für
jedes verwendete Kraftstoffeinspritzventil ermittelt werden, die mindestens
erforderlich ist, um ein positives Drehmoment der Brennkraftmaschine,
im Folgenden auch als Ausgangsdrehmoment bezeichnet, herstellen
zu können.
Dabei wird die jeweilige Ansteuerdauer für die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile
für verschiedene
Druckwerte in der Kraftstoffzufuhr variiert, bis für jeden
der betrachteten Druck werte eine geeignete minimale Ansteuerdauer
gefunden wird. Für
die einzelnen betrachteten Druckwerte in der Kraftstoffzufuhr werden
dann Korrekturwerte bestimmt, die erforderlich sind, um die jeweilige
Ansteuerdauer der Kraftstoffeinspritzventile bei den entsprechenden Druckwerten
in der Kraftstoffzufuhr zu kalibrieren. Diese Korrekturwerte werden
dann in Abhängigkeit von
den Druckwerten in der Kraftstoffzufuhr und in Abhängigkeit
des zugeordneten Kraftstoffeinspritzventils in Korrekturkennfeldern
abgelegt. Wenn jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Kraftstoffeinspritzventil,
beispielsweise im Rahmen einer Benzindirekteinspritzung oder einer
Dieseldirekteinspritzung, zugeordnet ist, können die Korrekturwerte auch
zylinderspezifisch in Abhängigkeit
der Druckwerte in der Kraftstoffzufuhr in Korrekturkennfeldern abgelegt
werden. Im befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine werden dann
die Ansteuerdauern für die
einzelnen Kraftstoffeinspritzventile in Abhängigkeit des gerade herrschenden
Druckes in der Kraftstoffzufuhr mit Hilfe der zugeordneten Korrekturwerte aus
den Korrekturkennfeldern korrigiert.
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Wird
in einer Überwachungsebene
das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine überwacht, so ergibt sich bei
Nichtberücksichtigung
der Kalibrierung in der Überwachungsebene
ein anderes Ausgangsdrehmoment als das letztlich mittels Kalibrierung
eingestellte Ausgangsdrehmoment, so dass die Überwachung nicht sehr präzise ist.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben
demgegenüber
den Vorteil, dass der mindestens eine Korrekturwert der Überwachung
zugeführt
wird, dass der im Rahmen der Überwachung
ermittelte Istwert der Ausgangsgröße um den mindestens einen
Korrekturwert korrigiert wird und dass der so korrigierte Istwert
mit dem zulässigen
Wert verglichen wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass
die Kalibrierung bei der Überwachung
berücksichtigt
wird, sodass die Überwachung
zuverlässig
und präzise
durchgeführt
werden kann. Durch die Berücksichtigung
der Kalibrierung bei der Überwachung
wird es auch möglich,
einen Sollwert für
die Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine
mit einem geringeren Toleranzabstand vom zulässigen Wert vorzugeben, sodass
der Bereich der einzustellenden Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine vergrößert und
somit optimiert werden kann.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der mindestens eine Korrekturwert vor der Überwachung plausibilisiert
wird. Auf diese Weise können
fehlerhafte Kalibrierungen vermieden werden oder zumindest in ihrem
Ausmaß auf
ein erträgliches
Maß reduziert werden.
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Vorteilhaft
ist es dabei, wenn der mindestens eine Korrekturwert als plausibel
erkannt wird, wenn er in einem vorgegebenen Bereich liegt, wobei
der vorgegebene Bereich abhängig
von einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine
gewählt
wird. Auf diese Weise lässt
sich die Plausibilisierung des mindestens einen Korrekturwertes
differenziert dem jeweils aktuellen Wert der Betriebsgröße der Brennkraftmaschine
anpassen und damit optimieren. Als Betriebsgröße kann dabei beispielsweise
der Druck in einer Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine gewählt werden.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn im Falle eines nicht plausiblen
mindestens eine Korrekturwertes eine Fehlerreaktion eingeleitet
wird. Auf diese Weise können
negative Auswirkungen einer fehlerhaften Kalibrierung auf die Funktionsweise
der Brennkraftmaschine vermieden werden.
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Vorteilhaft
ist weiterhin, wenn die Stellgröße als Ansteuerdauer
eines Einspritzventils gewählt
wird und die Stellgröße dabei
als Ansteuerdauer für
mindestens eine Voreinspritzung vor einer Haupteinspritzung gewählt wird.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine Voreinspritzung,
deren Einspritzmenge wesentlich geringer als die Einspritzmenge
der Haupteinspritzung ist, nicht ungewollt beispielsweise aufgrund
von Alterungseinflüssen
oder Verschleiß des
entsprechenden Einspritzventils unterbleibt, sondern durch die Kalibrierung
unverändert aufrechterhalten
werden kann. Dadurch wird auch ein höheres Verbrennungsgeräusch vermieden.
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Für eine zuverlässige Überwachung
ist es von Vorteil, wenn die Stellgröße und der mindestens eine
Korrekturwert für
die Überwachung über mehrere
Kurbel- oder Nockenwellenumdrehungen gemittelt werden.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgen den Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
und 2 einen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens
und 3 einen zeitlichen Verlauf eines Ausgangsdrehmomentes.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In 1 kennzeichnet 1 eine
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die beispielsweise
in einer Steuereinheit software- und/oder hardwaremäßig implementiert
sein kann. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Verbrennungsmotor, der
beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein
kann. Dabei wird der Kraftstoff für den Betrieb der Brennkraftmaschine über ein
oder mehrere Einspritzventile in ein Saugrohr oder zylinderindividuell
eingespritzt. Dies soll im Folgenden anhand eines einzigen Einspritzventils
beispielhaft näher
betrachtet werden. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Sollwertvorgabeeinheit 40,
die einen Sollwert für eine
Ausgangsgröße der Brennkraftmaschine
vorgibt. Bei dieser Ausgangsgröße kann
es sich beispielsweise um ein Drehmoment, eine Leistung, eine Füllung der
Zylinder der Brennkraftmaschine oder um eine von einer oder mehreren
der genannten Größen abgeleitete
Größe handeln.
Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass es sich bei der
Ausgangsgröße um ein
Drehmoment, nämlich um
ein Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine handelt. Dieses wird
am Ausgang des Verbrennungsmotors als so genanntes inneres Moment
zur Verfügung
gestellt. Die Sollwertvorgabeeinheit 40 ermittelt in dem
Fachmann bekannter Weise beispielsweise auf der Grundlage der Betätigung eines
Fahrpedals oder auf Grund von Fahrzeugfunktionen, wie z. B. einem
Fahrgeschwindigkeitsregler, einer Antriebschlupfregelung, einem
Antiblockiersystem, einer Fahrdynamikregelung oder dergleichen,
im Falle, dass der Verbrennungsmotor ein Fahrzeug antreibt, ein
vom Verbrennungsmotor umzusetzendes inneres Moment als Sollmoment.
Das Sollmoment wird von der Sollwertvorgabeeinheit 40 einer
Ansteuerkennlinie 45 zugeführ, die beispielsweise auf
einem Prüfstand
in dem Fachmann bekannter Weise appliziert werden kann und dem Sollmoment
eine Stellgröße der Brennkraftmaschine
zuordnet. Bei dieser Stellgröße kann
es sich beispielsweise um die Ansteuerdauer des betrachteten Einspritzventils
handeln. Die Ansteuerkennlinie 45 bildet also in diesem
Ausführungsbeispiel
das Sollmoment auf die Ansteuerdauer des betrachteten Einspritzventils
ab. Diese Ansteuerdauer wird einem Additionsglied 50 zugeführt und dort
mit einem Korrekturwert addiert, der positiv oder negativ sein kann
und von einem Korrekturwertspeicher 20 gebildet wird. Am
Ausgang des Additionsgliedes 50 liegt somit eine korrigierte
Ansteuerdauer an, die über
einen ersten Schalter 55 einem Stellglied 60 zuführbar ist,
das das Einspritzventil gemäß der er mittelten
Ansteuerdauer zur Einspritzung von Kraftstoff ansteuert. Das Einspritzventil
spritzt dabei während
der ermittelten Ansteuerdauer Kraftstoff in der Saugrohr bzw. im
Falle einer Direkteinspritzung direkt in den entsprechenden Zylinder.
Durch die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemisches im Brennraum
des Verbrennungsmotors und den damit verbundenen Antrieb der Kurbelwelle
wird ein entsprechendes inneres Moment, hier das Ausgangsdrehmoment
der Brennkraftmaschine, bereitgestellt. Dieses wird in dem Fachmann
bekannter Weise durch eine Momentenerfassungseinheit 65 beispielsweise aus
Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine wie Motordrehzahl und Motorlast modelliert. Der
so erfasste Istwert des Ausgangsdrehmomentes wird einer Kalibrierungseinheit 15 zugeführt. Die
Kalibrierungseinheit 15 wird in Abhängigkeit des zugeführten Istwertes
des Ausgangsdrehmomentes, im Folgenden auch als Istmoment bezeichnet,
dazu veranlasst, eine sogenannte Nullmengenkalibrierung durchzuführen. Dies
geschieht beispielsweise dann, wenn die Kalibrierungseinheit 15 detektiert,
dass es sich bei dem von der Momentenerfassungseinheit 65 zugeführten Istmoment
um ein Schubmoment handelt, die Brennkraftmaschine also im Schubbetrieb
betrieben wird und damit Schubabschaltung herrscht. In diesem Fall
steuert die Kalibrierungseinheit 15 den ersten Schalter 55 derart
an, dass er einen Steuerausgang der Kalibrierungseinheit 15 mit
dem Eingang des Stellgliedes 60 verbindet. Die Kalibrierungseinheit 15 gibt
nun selbst eine Ansteuerdauer für
das Stellglied 60 vor und variiert diese so lange, bis
eine minimale Ansteuerdauer gefunden wird, bei der noch ein positives
Ausgangsdrehmoment erzeugt wird. Die minimale Ansteuerdauer ist
somit diejenige Ansteuerdauer, die mindestens erforderlich ist, damit
Kraftstoff vom Einspritzventil eingespritzt werden kann. Diese minimale
Ansteuerdauer hängt
vom Verschleiß und
von der Alterung das Einspritzventils ab. Dabei kann die minimal
erforderliche Ansteuerdauer für
verschiedene Druckwerte in einer Kraftstoffzufuhr, dem so genannten
Kraftstoffrail, von der Kalibrierungseinheit 15 ermittelt
werden, wobei von einem Drucksensor 100 in der Kraftstoffzufuhr
entsprechende Messwerte für
den Druck in der Kraftstoffzufuhr erfasst und der Kalibrierungseinheit 15 zugeführt werden
können.
Die Kalibrierungseinheit 15 bestimmt dann in Abhängigkeit
der verschiedenen Druckwerte in der Kraftstoffzufuhr und der jeweils
zugeordneten minimalen Ansteuerdauer für jeden dieser Druckwerte einen
Korrekturwert, mit dem die Ansteuerdauer für den entsprechenden Druckwert
korrigiert werden muss, um das geforderte Sollmoment trotz Alterung
und Verschleiß des
Einspritzventils umsetzen zu können.
Der Korrekturwert kann dabei für
jeden der betrachteten Druckwerte der zugeordneten minimalen Ansteuerdauer
entsprechen, die als Offset der aus der Ansteuerkennlinie 45 ermittelten Ansteuerdauer überlagert
werden muss, um das gewünschte
Sollmoment einzustellen. Die von der Kalibrierungseinheit 15 auf
diese Weise ermittelten Korrekturwerte werden dem Korrekturwertspeicher 20 zugeführt und
dort in Abhängigkeit
der zugeordneten Druckwerte in der Kraftstoffzufuhr ablegt. Auch
dem Korrekturwertspeicher 20 ist das Messsignal des Drucksensors 100 zugeführt, sodass
der Korrekturwertspeicher 20 in Abhängigkeit des gerade herrschenden
Druckes in der Kraftstoffzufuhr den zugeordneten Korrekturwert an
das Additionsglied 50 zur Überlagerung mit dem Ausgangssignal
der Ansteuerkennlinie 45 abgeben kann. Im befeuerten Betrieb der
Brennkraftmaschine detektiert die Kalibrierungseinheit 15 kein
Schubmoment, sondern ein Zugmoment und veranlasst daher den ersten
gesteuerten Schalter 55 zur Verbindung des Ausgangs des
Additionsgliedes 50 mit dem Eingang des Stellgliedes 60. In
diesem Fall, also im befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine,
findet somit keine Nullmengenkalibrierung statt.
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Erfindungsgemäß ist es
nun vorgesehen, dass dieser Korrekturwert außerdem an eine Überwachungseinheit 5 der
Vorrichtung 1 abgegeben wird. Dies kann bspw. auf direktem
Wege über
eine Schnittstelle 120 erfolgen oder wie in 1 dargestellt über eine
Korrekturwerterfassungseinheit 70, die den vom Korrekturwertspeicher 20 abgegebenen Korrekturwert
erfasst und einem Korrekturwertmittelwertbildner 80 zuführt. Dem
Korrekturwertmittelwertbildner 80 ist außerdem der
aktuelle Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors zugeführt, der
von einem Kurbelwinkelsensor 85 erfasst wird. Der Korrekturwertmittelwertbildner 80 mittelt
nun die während
einer vorgegebenen Anzahl von Kurbelwellen- bzw. Nockenwellenumdrehungen
von der Korrekturwerterfassungseinheit 70 empfangenen Korrekturwerte, sodass
ein Korrekturwertmittelwert gebildet wird. Dieser wird über die
Schnittstelle 120 der Überwachungseinheit 5 zugeführt. Dabei
ist der Korrekturwertmittelwert über
einen zweiten gesteuerten Schalter 115 einer Korrektureinheit 30 zuführbar. Die
von der Korrekturwerterfassungseinheit 70 erfassten Korrekturwerte
werden ohne Mittelwertbildung über
die Schnittstelle 120 auch einer Plausibilisierungseinheit 90 in
der Überwachungseinheit 5 zugeführt. Die
Plausibilisierungseinheit 90 geprüft, ob die einzelnen Korrekturwerte
innerhalb eines vorgegebenen Bereich liegen. Dieser vorgegebene
Bereich wird von einer Bereichsvorgabeeinheit 95 gebildet
und beispielsweise in Form eines Minimalwertes und eines Maximalwertes,
die die Bereichsgrenzen darstellen, der Plausibilisierungseinheit 90 zugeführt. Der
vorgegebene Bereich selbst wird dabei beispielsweise und wie in 1 dargestellt
abhängig
vom aktuellen Druck in der Kraftstoffzufuhr in der Bereichsvorgabeeinheit 95 gebildet,
wozu der Bereichsvorgabeeinheit 95 ebenfalls das Messsignal
des Drucksensors 100 zugeführt ist. Dabei ist die Bereichsvorgabeeinheit 95 gemäß dem Beispiel
nach 1 in der Überwachungseinheit 5 angeordnet,
sodass das Messsignal des Drucksensors 100 über die
Schnittstelle 120 an die Bereichsvorgabeeinheit 95 geleitet
wird. Je größer der
Druck in der Kraftstoffzufuhr ist, desto kleiner wird der vorgegebene
Bereich gewählt,
da sich bei er höhtem
Druck in der Kraftstoffzufuhr eine fehlerhafte Kalibrierung und
damit eine fehlerhafte Korrekturwertbildung stärker auswirkt als bei niedrigerem Druck.
Da nicht der Korrekturmittelwert in der Plausibilisierungseinheit 90 plausibilisiert
wird, sondern der dem aktuellen Druck in der Kraftstoffzufuhr zugeordnete
Korrekturwert, und der vorgegebene Bereich für den Korrekturwert ebenfalls
abhängig
vom aktuellen Druck in der Kraftstoffzufuhr in der Bereichsvorgabeeinheit 95 ermittelt
wird, erfolgt die Plausibilisierung des Korrekturwertes in der Plausibilisierungseinheit 90 hinsichtlich
der Druckverhältnisse
in der Kraftstoffzufuhr korrekt. Liegt der Korrekturwert innerhalb
des vorgegebenen Bereichs, so veranlasst die Plausibilisierungseinheit 90 ein
Schließen
des zweiten gesteuerten Schalters 115 und damit eine Verbindung
des Ausgangs des Korrekturwertmittelwertbildners 80 mit dem
Eingang der Korrektureinheit 30. Liegt der Korrekturwert
jedoch außerhalb
des vorgegebenen Bereichs, dann öffnet
die Plausibilisierungseinheit 90 den zweiten gesteuerten
Schalter 115 und unterbricht somit die Verbindung zwischen
dem Ausgang des Korrekturwertmittelwertbildners 80 und
dem Eingang der Korrektureinheit 30. Außerdem veranlasst die Plausibilisierungseinheit 90 in
diesem Fall die Aktivierung einer Fehlermaßnahmeneinheit 110.
Die Fehlermaßnahmeneinheit 110 kann
bei ihrer Aktivierung die Wiedergabe einer Warnmeldung und/oder das
Einleiten eines Notlaufbetriebs der Brennkraftmaschine mit gedrosselter
Leistung veranlassen, in letzter Konsequenz ein Abschalten der Brennkraftmaschine
zur Vermeidung von Schäden.
Ferner ist eine Ansteuerdauerermittlungseinheit 10 vorgesehen,
die das Eingangssignal des Stellgliedes 60 abtastet und
daraus die aktuellen Werte für
die Ansteuerdauer erfasst. Diese werden einem Ansteuerdauermittelwertbildner 75 zugeführt, der
wie der Korrekturwertmittelwertbildner 80 in Abhängigkeit
des vom Kurbelwinkelsensor 85 ermittelten Kurbelwinkels über die
gleiche Anzahl der Kurbelwellen- bzw. Nockenwellenumdrehungen wie
der Korrekturwertmittelwertbildner 80 einen Mittelwert über die
Ansteuerdauer ermittelt. Dieser Mittelwert der Ansteuerdauer wird über die
Schnittstelle 120 ebenfalls der Überwachungseinheit 5 und
dort der Korrektureinheit 30 zugeführt. Die Korrektureinheit 30 subtrahiert
von dem Mittelwert der Ansteuerdauer den Korrekturwertmittelwert
und erhält
auf diese Weise einen um den Korrekturwertmittelwert bereinigten
Mittelwert der Ansteuerdauer, der unabhängig von der Kalibrierung ist. Dieser
bereinigte Mittelwert der Ansteuerdauer wird von der Korrektureinheit 30 beispielsweise
mit Hilfe der zur Ansteuerkennlinie 45 inversen Kennlinie
in einen Mittelwert für
das Ausgangsdrehmoment umgewandelt und einem Vergleichsglied 35 zugeführ. Dem Vergleichsglied 35 wird
außerdem
von einer Sollwertbegrenzungseinheit 105 ein maximal zulässiges Ausgangsdrehmoment
zugeführt.
Dieses wird in dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise abhängig von
Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine und von der Fahrpedalstellung ermittelt. Das
Vergleichsglied 35 vergleicht den Mittelwert des Ausgangsdrehmoments
mit dem maximal zulässigen
Ausgangsdrehmoment. Überschreitet
dabei der Mittelwert des Ausgangsdrehmoments das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment,
so aktiviert das Vergleichsglied 35 die Fehlermaßnahmeneinheit 110,
die in der oben beschriebenen Weise bei ihrer Aktivierung die Wiedergabe
einer Warnmeldung und/oder das Einleiten eines Notlaufbetriebs der
Brennkraftmaschine mit gedrosselter Leistung veranlassen kann, in
letzter Konsequenz ein Abschalten der Brennkraftmaschine zur Vermeidung
von Schäden.
Die Sollwertbegrenzungseinheit 105 gibt das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment
auch an die Sollwertvorgabeeinheit 40 weiter, wobei die
Sollwertvorgabeeinheit 40 das an die Ansteuerkennlinie 45 weiterzugebende Sollmoment
bei Überschreiten
des maximal zulässigen
Ausgangsdrehmoments auf das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment begrenzt.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
wird also die Nullmengenkalibrierung bei der Berechnung des Mittelwertes
des Ausgangsdrehmoments berücksichtigt.
In 3 ist ein Verlauf des Ausgangsdrehmoments A über der
Zeit t dargestellt. Dabei kennzeichnet 125 den zeitlichen
Verlauf des von der Sollwertbegrenzungseinheit 105 vorgegebenen
maximal zulässigen Ausgangsdrehmoments.
Mit 130 ist der zeitliche Verlauf eines Ausgangsdrehmoments
dargestellt, der sich am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 nach
entsprechender Umrechnung mittels der zur Ansteuerkennlinie 45 inversen
Kennlinie ergeben würde,
wenn keine Nullmengenkalibrierung durchgeführt würde. Normalerweise ist der
von der Sollwertvorgabeeinheit 40 vorgegebene umzusetzende
Sollwert für
das Ausgangsdrehmoment um einen Fehlertoleranzbereich a kleiner
gewählt
als das von der Sollwertbegrenzungseinheit 105 vorgegebene
maximal zulässige
Ausgangsdrehmoment. Somit wird auch bei fehlerfreier Funktion der
Brennkraftmaschine und insbesondere der Vorrichtung 1 der
Mittelwert 130 des Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 ohne
Nullmengenkalibrierung um den Fehlertoleranzbereich a kleiner als
das maximal zulässige
Ausgangsdrehmoment 125 sein. 3 zeigt
jedoch eine Realisierung nach dem bekannten Stand der Technik. Dort
ist in der Überwachungseinheit 5 nicht
bekannt, ob eine Nullmengenkalibrierung stattgefunden hat oder nicht. Lediglich
der Einfluss einer maximalen Nullmengenkalibrierung und einer minimalen
Nullmengenkalibrierung ist in der Überwachungseinheit 5 gem.
Stand der Technik bekannt. Maximale Nullmengenkalibrierung bedeutet
eine maximale Erhöhung
der Ansteuerdauer des Einspritzventils, um die gewünschte Kraftstoffmenge
für den
Fall bereitzustellen, in dem die dafür vorgesehene ursprünglichen
Ansteuerdauer nicht mehr ausreicht, beispielsweise auf Grund einer
Verstopfung des Einspritzventils. Minimale Nullmen genkalibrierung
bedeutet eine maximale Absenkung der Ansteuerdauer des Einspritzventils,
um die gewünschte
Kraftstoffmenge für
den Fall bereitzustellen, in dem die dafür vorgesehene ursprüngliche Ansteuerdauer
zu groß ist,
beispielsweise auf Grund einer durch Alterung bedingten Aufweitung
des Öffnungsquerschnitts
des Einspritzventils. Im Falle des Standes der Technik muss sichergestellt
sein, das auch im Falle einer maximalen Nullmengenkalibrierung der
Fehlertoleranzbereich a eingehalten wird. Bei maximaler Nullmengenkalibrierung
ist aber der zeitliche Verlauf 135 des Mittelwertes des
Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 um
einen ersten Abstand b größer als der
zeitliche Verlauf des Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments am Ausgang
des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 ohne Nullmengenkalibrierung.
Da in der Überwachungseinheit 5 gem.
Stand der Technik nicht bekannt ist, ob eine Nullmengenkalibrierung stattgefunden
hat, muss sicherheitshalber der von der Sollwertvorgabeeinheit 40 vorgegebene
umzusetzende Sollwert für
das Ausgangsdrehmoment um den Fehlertoleranzbereich a zuzüglich des
ersten Abstandes b kleiner gewählt
sein als das maximal zulässige
Ausgangsdrehmoment. Dies ist in 3 dargestellt.
Bei minimaler Nullmengenkalibrierung ist aber der zeitliche Verlauf 140 des
Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 um
einen zweiten Abstand d kleiner als der zeitliche Verlauf des Mittelwertes
des Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 ohne
Nullmengenkalibrierung. Das bedeutet, dass der zeitliche Verlauf 140 des
Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments am Ausgang des Ansteuerdauermittelwertbildners 75 bei
minimaler Nullmengenkalibrierung um den Fehlertoleranzbereich a
zuzüglich
dem ersten Abstand b und dem zweiten Abstand d kleiner als der Mittelwert
des maximal zulässigen
Ausgangsdrehmoments ist. Das bedeutet, dass bei einem fehlerhaften
Ausgangsdrehmoment im Falle einer minimalen Nullmengenkalibrierung
zusätzlich
die Summe aus dem ersten Abstand b und dem zweiten Abstand d durchlaufen
werden muss, um zu einer Fehlerreaktion in der Überwachungseinheit zu führen. Dadurch steigt
die Fehlerreaktionszeit an. Der erste Abstand b und der zweite Abstand
d liegen beispielsweise in der Größenordnung von 60 bis 90 Nm.
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Dieser
Nachteil wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
dadurch behoben, dass die Nullmengenkalibrierung in der Überwachungseinheit 5 durch
die Korrektureinheit 30 berücksichtigt wird, sodass der
Vergleich des Mittelwertes des Ausgangsdrehmoments im Vergleichsglied 35 mit
dem maximal zulässigen Ausgangsdrehmoment
unter Berücksichtigung
der Nullmengenkalibrierung stattfindet. Deshalb kann die Sollwertvorgabeeinheit 40 den
vorgegebenen umzusetzenden Sollwert für das Ausgangsdrehmo ment im Extremfall
auch lediglich um den Fehlertoleranzbereich a gegenüber dem
maximal zulässigen
Ausgangsdrehmoment kleiner vorgegeben, sodass die Fehlerreaktionszeit
der Überwachungseinheit 5 verringert
wird. Außerdem
wird durch die Plausibilisierung der Korrekturwerte in der Überwachungseinheit 5 eine
unzulässig
hohe oder unzulässig
geringe Nullmengenkalibrierung außerhalb des vorgegebenen Bereichs
verhindert. Im schlechtesten Fall führt dies dazu, dass die Korrekturwerte
für die
Ansteuerdauer fehlerhaft ihren plausiblen Maximalwert annehmen und
die so korrigierte Ansteuerdauer umgesetzt wird. Die sich dann einstellende
fehlerhafte Erhöhung
des Ausgangsdrehmoments in Höhe
der maximal plausiblen Nullmengenkalibrierung liegt dann deutlich
unter derjenigen, die sich ohne explizite Überwachung beziehungsweise
Plausibilisierung der Korrekturwerte für die Nullmengenkalibrierung
einstellen würde. Durch
die Berücksichtigung
der Korrekturwerte bei der Überwachung
durch das Vergleichsglied 35 wird dabei außerdem sichergestellt,
dass das Ausgangsdrehmoment, auch wenn es durch die fehlerhafte Nullmengenkalibrierung
fälschlicherweise
erhöht wurde,
dennoch um mindestens den Fehlertoleranzbereich a vom maximal zulässigen Ausgangsdrehmoment
nach unten beabstandet ist.
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Es
kann nunmehr vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
einspritztypspezifisch umgesetzt werden. Unter einspritztypspezifisch
ist hier die Unterscheidung zwischen verschiedenen Einspritzungen
ein- und desselben Einspritzungsvorgangs gemeint. So kann sich die
Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens
und erfindungsgemäße Vorrichtung
auf die Haupteinspritzung eines Einspritzungsvorgangs beziehen.
Zusätzlich
oder alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
in der beschriebenen Weise auch auf eine oder mehrere Voreinspritzungen angewandt
werden. Sind mehrere Voreinspritzungen vorgesehen, so ist darauf
zu achten, dass die Nullmengenkalibrierung und ihre beschriebene
Berücksichtigung
bei der Überwachung
auch stets auf die gleiche Voreinspritzung angewandt wird. Sind
also z. B. drei Voreinspritzungen vorgesehen und wird für die erste
Voreinspritzung eine erste Nullmengenkalibrierung und für die zweite
Voreinspritzung eine zweite Nullmengenkalibrierung durchgeführt, so
muss bei der Überwachung
darauf geachtet werden, dass die erste Nullmengenkalibrierung bei
der ersten Voreinspritzung und die zweite Nullmengenkalibrierung
bei der zweiten Voreinspritzung in der Korrektureinheit 30 berücksichtigt
wird. Die beschriebene Korrektur der ermittelten Ansteuerdauer mit
dem ermittelten Korrekturwert in der Korrektureinheit 30 kann
also jeweils für
verschiedene Einspritzungen eines Einspritzungsvorgangs durchgeführt werden.
Der Vergleich durch das Vergleichsglied 35 ist dann jedoch
die Summe der durch die Ansteuerdauern der ver schiedenen Einspritzungen
des Einspritzungsvorgangs erzeugten Anteile des Ausgangsdrehmoments
mit dem maximal zulässigen
Ausgangsdrehmoment zu vergleichen. Der Vorteil bei der Nullmengenkalibrierung von
Voreinspritzungen gegenüber
der Nullmengenkalibrierung der Haupteinspritzung eines Einspritzungsvorgangs
besteht darin, dass sich die Nullmengenkalibrierung einer oder mehrerer
Voreinspritzungen auf Grund der in der Regel geringeren Ansteuerdauern
der Voreinspritzungen im Vergleich zur Haupteinspritzung stärker bemerkbar
macht und beispielsweise ein durch die Alterung des Einspritzventils
bedingtes höheres
Verbrennungsgeräusch
auf Grund der Voreinspritzungen reduzieren kann. Die Nullmengenkalibrierung
von zwei Voreinspritzungen wurde lediglich beispielhaft aufgeführt, es
können auch
mehr oder weniger als zwei Voreinspritzungen entsprechend kalibriert
werden. Es kann auch zusätzlich
oder alternativ die Haupteinspritzung in der beschriebenen Weise
kalibriert werden.
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Mit
Hilfe des in 2 dargestellten Ablaufplans
wird der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens nochmals beispielhaft
dargestellt. Nach dem Start des Programms gibt die Sollwertvorgabeeinheit 40 bei
einem Programmpunkt 200 den Sollwert für das Ausgangsdrehmoment vor,
der mindestens um den Fehlertoleranzbereich a kleiner als das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment
ist. Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 205 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 205 wird von der Ansteuerkennlinie 45 die
Ansteuerdauer des Einspritzventils zur Umsetzung des vorgegebenen
Sollwertes für
das Ausgangsdrehmoment ermittelt, wobei in diesem Beispiel von einer
einzigen Einspritzung pro Einspritzungsvorgang ausgegangen wird.
Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 210 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 210 wird die ermittelte Ansteuerdauer durch
das Additionsglied 50 mit dem aus dem Korrekturwertspeicher 20 gelieferten
Korrekturwert korrigiert. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 215 wird die dem Stellglied 60 zugeführte Ansteuerdauer
von der Ansteuerdauerermittlungseinheit 10 erfasst und
vom Ansteuerdauermittelwertbildner 75 in der beschriebenen Weise über die
vorgegebene Anzahl von Kurbelwelle- bzw. Nockenwellenumdrehungen
gemittelt. Anschließend
wird zu einem Programmpunkt 220 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 220 werden die zur Bildung der erfassten
Ansteuerdauer verwendeten Korrekturwerte von der Korrekturwertermittlungseinheit 70 erfasst
und ebenfalls über
die vorgege bene Anzahl von Kurbelwellen-b bzw. Nockenwellenumdrehungen
im Korrekturwertmittelwertbildner 80 gemittelt. Somit ist
der vom Korrekturwertmittelwertbildner 80 gebildete Korrekturwertmittelwert
auch gleich dem Korrekturanteil im vom Ansteuerdauermittelwertbildner 75 gebildeten
Ansteuerdauermittelwert. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 225 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 225 wird jeder von der Korrekturwertermittlungseinheit 70 erfasste
Korrekturwert in der Plausibilisierungseinheit 90 in der
beschriebenen Weise auf den vorgegebenen Bereich plausibilisiert.
Anschließend
wird zu einem Programmpunkt 230 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 230 prüft
die Plausibilisierungseinheit 90, ob jeder der Korrekturwerte
innerhalb des für
den dem entsprechenden Korrekturwert zugeordneten Druckwert in der
Kraftstoffzufuhr zugeordneten vorgegebenen Bereichs liegt. Ist dies der
Fall, so wird zu einem Programmpunkt 235 verzweigt, andernfalls
wird zu einem Programmpunkt 245 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 235 wurden alle Korrekturwerte als plausibel
erkannt und es findet in der Korrektureinheit 30 die beschriebene
Korrektur des Ansteuerdauermittelwertes mit dem Korrekturwertmittelwert
statt sowie die Umrechnung des korrigierten Ansteuerdauermittelwertes
in einen Mittelwert für das
Ausgangsdrehmoment statt. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 240 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 240 vergleicht das Vergleichsglied 35 den
Mittelwert des Ausgangsdrehmoments mit dem maximal zulässigen Ausgangsdrehmoment. Überschreitet
dabei der Mittelwert des Ausgangsdrehmoments das maximal zulässige Ausgangsdrehmoment,
so wird zu Programmpunkt 245 verzweigt, andernfalls wird
das Programm verlassen.
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Bei
Programmpunkt 245 veranlasst das Vergleichsglied 35 bzw.
die Plausibilisierungseinheit 90 die Fehlermaßnahmeneinheit 110 zur
Einleitung einer Fehlermaßnahme
in der beschriebenen Weise. Anschließend wird das Programm verlassen.
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Ist
der Druck in der Kraftstoffzuführ
während der Überwachung
konstant, so wird während
der Überwachung
immer der gleiche Korrekturwert vom Korrekturwertspeicher 20 ausgegeben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann sowohl während
der aktiven Kalibrierung, d. h. bei Ver bindung des Ausgangs der
Kalibrierungseinheit 15 über den ersten gesteuerten
Schalter 55 mit dem Eingang des Stellgliedes 60,
als auch während
ausgeschalteter Kalibrierung, d. h. bei Verbindung des Ausgangs
des Additionsgliedes 50 mit dem Eingang der Stellgliedes 60 durch
den ersten gesteuerten Schalter 55, durchgeführt werden.