DE4323244B4 - Elektronisches Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Elektronisches Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE4323244B4
DE4323244B4 DE19934323244 DE4323244A DE4323244B4 DE 4323244 B4 DE4323244 B4 DE 4323244B4 DE 19934323244 DE19934323244 DE 19934323244 DE 4323244 A DE4323244 A DE 4323244A DE 4323244 B4 DE4323244 B4 DE 4323244B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
control system
electronic control
load
tuk
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19934323244
Other languages
English (en)
Other versions
DE4323244A1 (de
Inventor
Rolf-Hermann Dipl.-Ing. Mergenthaler
Lutz Dipl.-Phys. Reuschenbach
Hans Dipl.-Ing. Veil
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19934323244 priority Critical patent/DE4323244B4/de
Priority to JP15553794A priority patent/JPH07139391A/ja
Publication of DE4323244A1 publication Critical patent/DE4323244A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4323244B4 publication Critical patent/DE4323244B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1406Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method with use of a optimisation method, e.g. iteration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1402Adaptive control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1404Fuzzy logic control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Elektronisches Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine (100), wobei
– ein Signal (te) für eine Grundeinspritzzeit und in Abhängigkeit von Betriebsgrößen ein Signal (TUK) zur Übergangskompensation bereitgestellt werden,
– das Signal (TUK) zur Übergangskompensation mittels eines adaptiven Korrekturfaktors (FKorr) korrigiert wird,
– das korrigierte Signal (TUK') zur Übergangskompensation mit dem Grundeinspritzsignal (te) zu einem Signal (ti) für die einzuspritzende Kraftstoffmenge verknüpft wird und
– der adaptive Korrekturfaktor (FKorr) von einer Fuzzy-Logik (212) in Abhängigkeit von Kenngrößen für die Güte der Übergangskompensation bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges Steuersystem ist aus der DE 41 15 211 A1 bekannt. Dort wird ein Lastsignal mit einem Signal zur Übergangskompensation additiv überlagert und aus dem Summensignal wird ein Einspritzsignal zur Steuerung eines Einspritzventils ermittelt. Das Signal zur Übergangskompensation wird mit Hilfe eines Kennfeldes für die Wandfilm-Menge und verschiedener, zum Teil adaptiver Korrekturfaktoren ermittelt.
  • Aus der DE 42 13 425 A1 ist ein lernendes Regelverfahren bekannt, bei dem die Treibstoffeinspritzung in Abhängigkeit vom Wandfilm geregelt wird. Bei diesem Regelverfahren werden die Parameter eines mathematischen Modells für den Wandfilm mittels einer Fuzzy-Logik korrigiert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem elektronischen Steuersystem der eingangs genannten Art eine optimale Kraftstoffzumessung sicherzustellen. Insbesondere soll bei nichtstationären Betriebsbedingungen eine im Hinblick auf die Abgasemission möglichst optimale Übergangskompensation der Kraftstoffmenge durchgeführt werden.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung (nach der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1) hat den Vorteil, daß sie eine optimale Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine insbesondere auch bei Last- und Drehzahländerungen ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Signal te für eine Grundeinspritzmenge und ein Signal tUK zur Übergangskompensation bei nichtstationären Betriebsbedingungen zu einem Signal ti für die einzuspritzende Kraftstoffmenge verknüpft werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß das Signal tUK zuvor mit einem adaptiven Korrekturfaktor FKorr korrigiert wird, wobei die genaue Vorgehensweise bei der Ermittlung des Signals tUK für die Bestimmung des adaptiven Korrekturfaktors FKorr unerheblich ist. Der adaptive Korrekturfaktor FKorr wird mit Hilfe einer Fuzzy-Logik fortlaufend an die aktuellen Gegebenheiten angepaßt. Durch den adaptiven Korrekturfaktor FKorr wird eine über die gesamte Lebensdauer der Brennkraftmaschine gleichbleibend gute Übergangskompensation sichergestellt, die sich automatisch an beispielsweise verschmutzungsbedingte oder kraftstoffbedingte Änderungen anpaßt. Außerdem verringert sich der Aufwand für die Anpassung an eine bestimmte Brennkraftmaschine bzw. an ein bestimmtes Kraftfahrzeug durch Einsatz des adaptiven Korrekturfaktors FKorr und insbesondere dadurch, daß der adaptive Korrekturfaktor FKorr mit einer Fuzzy-Logik ermittelt wird. Mit der Fuzzy-Logik wird die üblicherweise empirische Anpassung automatisiert. Ein weiterer Vorteil der Fuzzy-Logik besteht darin, daß sie das System insgesamt fehlertoleranter und robuster macht.
  • Die Anpassung des adaptiven Korrekturfaktors FKorr erfolgt vorteilhafterweise durch Anwendung von Fuzzy-Regeln auf Kenngrößen (s. Anspruch 2) für Güte der Übergangskompensation, die bei nichtstationären Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
  • Weiterhin zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 3 bis 19 angegeben.
  • Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit wesentlichen Komponenten zur Steuerung der Kraftstoffzumessung,
  • 2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Steuersystems,
  • 3 charakteristische Funktionen verschiedener unscharfer Aussagen für den λ-Mittelwert λM und die Lastrampe dL/dt,
  • 4 charakteristische Funktionen verschiedener unscharfer Aussagen für das Inkrement dFKorr,
  • 5 eine 3 × 3-Matrix, die 9 Fuzzy-Regeln repräsentiert und
  • 6 das Ergebnis der Anwendung der Fuzzy-Regeln aus 5 für den Fall, daß der λ-Mittelwert λM 1.08 beträgt und die Lastrampe dL/dt 10 ms/s.
  • 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 100 und wesentliche Komponenten zur Steuerung der Kraftstoffzumessung. Über einen Ansaugtrakt 102 wird der Brennkraftmaschine 100 Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt und die Abgase werden in einen Abgaskanal 104 abge geben. Im Ansaugtrakt 102 sind – in Stromrichtung der angesaugten Luft gesehen – ein Luftmengenmesser oder Luftmassenmesser 106, beispielsweise ein Heißfilm-Luftmassenmesser, ein Temperaturfühler 108 zur Erfassung der Ansauglufttemperatur, eine Drosselklappe 110 mit einem Sensor 111 zur Erfassung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 110, ein Drucksensor 112 und eine oder mehrere Einspritzdüsen 114 angebracht. In der Regel sind der Lufmengenmesser oder Lufmassenmesser 106 und der Drucksensor 112 alternativ vorhanden. Im Abgaskanal 104 ist eine Sauerstoffsonde 116 angebracht. An der Brennkraftmaschine 100 sind ein Drehzahlsensor 118 und ein Sensor 119 zur Erfassung der Temperatur der Brennkraftmaschine 100 angebracht. Weiterhin besitzt die Brennkraftmaschine 100 zur Zündung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern beispielsweise vier Zündkerzen 120.
  • Die Ausgangssignale der beschriebenen Sensoren werden einem zentralen Steuergerät 122 übermittelt. Im einzelnen handelt es sich dabei um folgende Signale: Ein Signal m des Luftmengenmessers oder Luftmassenmessers 106, ein Signal T des Temperatursensors 108 zur Erfassung der Ansauglufttemperatur, ein Signal α des Sensors 111 zur Erfassung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 110, ein Signal P des Drucksensors 112, ein Signal λ des Sauerstoffsensors 116, ein Signal n des Drehzahlsensors 118 und ein Signal TMot des Sensors 119 zur Erfassung der Temperatur der Brennkraftmaschine 100. Das Steuergerät 122 wertet die Sensorsignale aus und steuert die Einspritzdüse bzw. Einspritzdüsen 114 und die Zündkerzen 120 an. Das erfindungsgemäße Steuersystem für die Kraftstoffzumessung ist im Steuergerät 122 realisiert.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Steuersystems für die Kraftstoffzumessung. In einen Block 200 zur Ermittlung eines Grundeinspritzsignals te werden ein Lastsignal L, ein Signal TMot für die Temperatur der Brennkraftmaschine 100 und Signale K1 und K2 zur Korrektur von additiven und multiplikativen Abweichungen von einer gewünschten Luftzahl λ eingespeist. Als Lastsignal L kann der Saugrohrdruck p, eine Kombination aus der von der Brennkraftmaschine 100 angesaugten Luftmasse oder Luftmenge m und der Drehzahl n oder eine Kombination aus dem Öffnungswinkel α der Drosselklappe 110 und der Drehzahl n dienen. Das Lastsignal L wird weiterhin in einen ersten Eingang eines Blocks 202 zur Ermittlung eines Signals tUK zur Übergangskompensation – im folgenden kurz als Kompensationssignal tUK bezeichnet – eingespeist. An einem zweiten Eingang des Blocks 202 liegt ein Drehzahlsignal n an, an einem dritten Eingang ein Signal α für den Öffnungswinkel der Drosselklappe 110 und an einem vierten Eingang das Signal TMot für die Temperatur der Brennkraftmaschine 100. Das am Ausgang des Blocks 202 bereitgestellte Kompensationssignal tUK wird in einen ersten Eingang eines Verknüpfungspunktes 204 eingespeist und dort mit einem adaptiven Korrekturfaktor FKorr verknüpft, der in den zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 204 eingespeist wird. Das so erzeugte korrigierte Kompensationssignal tUK' wird am Ausgang des Verknüpfungspunktes 204 bereitgestellt. Der Ausgang ist mit einem ersten von zwei Eingängen eines Verknüpfungspunktes 206 verbunden. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 206 liegt das Ausgangssignal te des Blocks 200 an. Das Ausgangssignal ti des Verknüpfungspunktes 206 wird in eine Endstufe 208 eingespeist. Mit der Endstufe 208 wird das Einspritzventil 114 angesteuert.
  • Der Ausgang des Blocks 202 ist weiterhin mit einem ersten Eingang eines Blocks 210 zur Kenngrößenbildung verbunden, an dessen zweitem Eingang ein Signal L für Last die anliegt und an dessen drittem Eingang ein Signal λ für die Luftzahl des Luft/Kraftstoff-Gemisches anliegt. An den beiden Ausgängen der Kenngrößenbildung 210 werden ein Signal λM für den Mittelwert der Luftzahl λ bzw. ein Signal dL/dt für die mittlere Steigung des Lastsignals L während einer Laständerung – im folgenden kurz als λ-Mittelwert bzw. als Lastrampe bezeichnet – bereitgehalten. Die beiden Ausgänge sind mit je einem Eingang einer Fuzzy-Logik 212 verbunden, die aus dem λ-Mittelwert λM und der Lastrampe dL/dt einen adaptiven Korrekturfaktor FKorr ermittelt und am Ausgang bereitstellt.
  • Optional kann die Fuzzy-Logik 212 einen weiteren Eingang besitzen, an dem das Signal TMot für die Temperatur der Brennkraftmaschine 100 anliegt. Der Ausgang der Fuzzy-Logik 212 ist mit dem zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 204 verbunden.
  • Dem in 2 dargestellten Steuersystem liegt folgendes Funktionsprinzip zugrunde:
    Es wird ein Grundeinspritzsignal te erzeugt, das bei stationärem Betrieb der Brennkraftmaschine 100 zu einem optimalen Luft/Kraftstoff-Gemisch führt. Weiterhin wird ein Kompensationssignal tUK vorgesehen zur Kompensation von Abweichungen, die durch nichtstationärem Betrieb hervorgerufen werden. Zusätzliche Einflußfaktoren auf das Luft/Kraftstoff-Gemisch – beispielsweise Serienstreuung oder Verschmutzung – werden durch einen adaptiven Korrekturfaktor FKorr korrigiert, mit dem das Signal tUK beaufschlagt wird, bevor es dem Grundeinspritzsignal te überlagert wird. Der adaptive Korrekturfaktor FKorr wird von einer Fuzzy-Logik 212 durch Anwendung von Fuzzy-Regeln auf die Kenngrößen für die Güte der Übergangskompensation, beispielsweise auf den λ-Mittelwert λM und die Lastrampe dL/dt, immer wieder angepaßt, so daß die Brennkraftmaschine 100 jederzeit mit einem möglichst optimalen Luft/Kraftstoff-Gemisch betrieben wird.
  • Dieses Funktionsprinzip wird folgendermaßen mit dem in 2 dargestellten Steuersystem umgesetzt:
    Im Block 200 wird aus dem Lastsignal L unter Berücksichtigung der Temperatur TMot der Brennkraftmaschine 100 und der Korrektursignale K1 und K2 das Grundeinspritzsignal te ermittelt. Bei der Ermittlung des Grundeinspritzsignals te wird davon ausgegangen, daß stationäre Betriebsbedingungen vorliegen. Bei nichtstationären Betriebsbedingungen, das heißt beim Übergang von niedriger Last zu hoher Last bzw. von hoher Last zu niedriger Last, würde das Grundeinspritzsignal te eine nicht optimale Kraftstoffzumessung bewirken. Um auch bei nichtstationären Betriebszuständen eine möglichst optimale Kraftstoffzumessung sicherzustellen, wird das Signal te im Verknüpfungspunkt 206 – je nach Ausführungsbeispiel entweder additiv oder multiplikativ – mit dem korrigierten Kompensationssignal tUK' verknüpft. Das Ausgangssignal ti des Verknüpfungspunktes 206 wird in die Endstufe 208 eingespeist, die das Einspritzventil bzw. die Einspritzventile 114 ansteuert.
  • Bei stationären Betriebsbedingungen wird das Grundeinspritzsignal te durch das korrigierte Kompensationssignal tUK' nicht beeinflußt, das heißt, das Ausgangssignal ti des Verknüpfungspunktes 206 ist gleich dem Grundeinspritzsignal te. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß das korrigierte Kompensationssignal tUK' bei stationären Betriebsbedingungen einen Neutralwert repräsentiert, und zwar den Wert 0, falls der Verknüpfungspunkt 206 als Additionspunkt ausgelegt ist und den Wert 1, falls der Verknüpfungspunkt 206 als Multiplikationspunkt ausgelegt ist. Das korrigierte Kompensationssignal tUK' wird durch multiplikative Verknüpfung des vom Block 202 ausgegebenen Kompensationssignals tUK mit dem adaptiven Korrekturfaktor FKorr im Verknüpfungspunkt 204 ermittelt. Der Block 202 erzeugt das Kompensationssignal tUK beispielsweise mittels eines last- und drehzahlabhängigen Kennfeldes oder mittels eines Berechnungsverfahrens, in das die Last L und die Drehzahl n eingehen.
  • Der adaptive Korrekturfaktor FKorr wird von einer Fuzzy-Logik 212 ermittelt. Die Fuzzy-Logik 212 beurteilt anhand der vom Block 210 ermittelten Kenngrößen für die Güte der Übergangskompensation, wie gut das Steuersystem arbeitet und ändert den adaptiven Korrekturfaktor FKorr abhängig vom Ergebnis dieser Beurteilung. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden der λ-Mittelwert λM und die Lastrampe dL/dt als Kenngrößen für die Güte der Übergangskompensa tion verwendet. Der Block 210 bildet den Mittelwert der Luftzahl λ während eines Zeitraums, in dem das vom Block 202 ausgegebene Kompensationssignal tUK bei steigender Last L um einen Schwellwert größer ist als der Neutralwert oder bei sinkender Last L kleiner ist als der Neutralwert. Sobald das Kompensationssignal tUK den Neutralwert erreicht oder sich die Richtung der Laständerung umkehrt, wird die Mittelwert-Bildung abgebrochen und der so bestimmte λ-Mittelwert λM an die Fuzzy-Logik 212 zur Auswertung übergeben. Ebenso führt eine Aktivierung einer Schubabschaltung oder einer Vollast-Anreicherung und generell jeder Betriebszustand der Brennkraftmaschine 100, bei dem die Lambda-Regelung nicht aktiv ist, zum Abbruch der Mittelwert-Bildung. Der Block 210 ermittelt weiterhin die Lastrampe dL/dt durch Mittelung über die zeitliche Änderung der Last L während desselben Zeitraums und leitet diese Größe ebenfalls an die Fuzzy-Logik 212 weiter.
  • Die Fuzzy Logik 212 ermittelt aus den Kenngrößen λ-Mittelwert λM und Lastrampe dL/dt ein Inkrement dFKorr, ändert den adaptiven Korrekturfaktor FKorr gemäß dem Inkrement dFKorr und stellt am Ausgang ein Signal für den so geänderten adaptiven Korrekturfaktor FKorr bereit. Je nach Ausführungsbeispiel wird das Inkrement dFKorr in Bruchteilen des adaptiven Korrekturfaktors FKorr oder als absoluter Zahlenwert angegeben. In beiden Fällen wird das Vorzeichen des Inkrements dFKorr bei der Änderung des adaptiven Korrekturfaktors FKorr entsprechend brücksichtigt. Die Ermittlung des Inkrements dFKorr erfolgt durch Anwendung von Fuzzy-Regeln auf die Eingangsgrößen λ-Mittelwert λM und Lastrampe dL/dt. Jede Fuzzy-Regel besteht aus einer Bedingung und einer Folgerung. Sowohl die Bedingung als auch die Folgerung sind als unscharfe Aussagen formuliert, wobei die unscharfen Aussagen in der Bedingung sich auf den λ-Mittelwert λM und die Lastrampe dL/dt beziehen und die unscharfe Aussage in der Folgerung sich auf das Inkrement dFKorr bezieht.
  • In den Diagrammen der 3 und 4 sind Beispiele für unscharfe Aussagen dargestellt, und zwar in 3 für den λ-Mittelwert λM, wobei ein Sollwert von 1 vorausgesetzt wird, und für die Lastrampe dL/dt und in 4 für das Inkrement dFKorr. Die Einheit ms/s für die Lastrampe kommt dadurch zustande, daß die Last L unter der Annahme, daß die Luftzahl λ den Wert 1 besitzt, in eine Kraftstoffmenge und diese wiederum in eine Einspritzzeit – angegeben in ms – umgerechnet werden kann. 3 zeigt von oben nach unten die unscharfen Aussagen für den λ-Mittelwert λM "Gemisch mager" (GM), "Gemisch fett" (GF) und "Gemisch korrekt" (GK) und für die Lastrampe dL/dt "Lastrampe flach" (LF), "Lastrampe mittel" (LM) und "Lastrampe steil" (LS). 4 zeigt die unscharfen Aussagen für das Inkrement dFKorr "Inkrement negativ groß" (ING), "Inkrement negativ klein" (INK), "Inkrement Null" (I0), "Inkrement positiv klein" (IPK) und "Inkrement positiv groß" (IPG).
  • In den in 3 und 4 dargestellten Diagrammen ist auf den Abszissen der λ-Mittelwert λM bzw. die Lastrampe dL/dt bzw. das Inkrement dFKorr aufgetragen. Auf den Ordinaten ist jeweils der Grad des Zutreffens der in den Diagrammen dargestellten unscharfen Aussagen aufgetragen. Dabei bedeutet der Wert 1, daß die unscharfe Aussage voll zutrifft und der Wert 0, daß die unscharfe Aussage überhaupt nicht zutrifft. Die im obersten Diagramm der 3 dargestellte Aussage "Gemisch mager" trifft beispielsweise bei einem λ-Mittelwert λM kleiner als 1.0 überhaupt nicht, im Bereich von 1.0 bis 1.1 zunehmend stärker und oberhalb 1.1 voll zu. Die in den Diagrammen dargestellten Kurvenverläufe werden auch als charakteristische Funktionen oder als Zugehörigkeitsfunktionen bezeichnet. Die charakteristischen Funktionen sind im zentralen Steuergerät 122 als Wertetabellen gespeichert.
  • 5 zeigt eine 3 × 3-Matrix, die 9 Fuzzy-Regeln repräsentiert. Die in 5 dargestellten Fuzzy-Regeln gelten für den Fall, daß die Brennkraftmaschine 100 beschleunigt wird. Für den Fall einer Verzögerung der Brennkraftmaschine 100 lassen sich entsprechende Fuzzy-Regeln aus dem Erfahrungsschatz des Fachmanns aufstellen. Jedes der 9 Matrixelemente repräsentiert eine Fuzzy-Regel. Der Bedingungsteil jeder Fuzzy-Regel besteht aus einer unscharfen Aussage für den λ-Mittelwert λM und aus einer unscharfen Aussage für die Lastrampe dL/dt, der Folgerungsteil enthält jeweils eine unscharfe Aussage für das Inkrement dFKorr. Die unscharfe Aussage für den λ-Mittelwert λM ist aus der Zeile ablesbar, in der sich das jeweilige Matrixelement befindet, wobei der 1. Zeile ein mageres (GM), der 2. Zeile ein fettes (GF) und der 3. Zeile ein korrektes Gemisch (GK) zugeordnet wird. Die unscharfe Aussage für die Lastrampe dL/dt ist aus der Spalte ablesbar, in der sich das jeweilige Matrixelement befindet, wobei der 1. Spalte eine flache (RF), der 2. Spalte eine mittlere (RM) und der 3. Spalte eine steile Lastrampe (RS) zugeordnet wird. Die unscharfe Aussage für das Inkrement dFKorr ist aus dem jeweiligen Matrixelement selbst ablesbar. Außerdem enthält jedes Matrixelement als weitere Angabe in Klammern die Bezeichnung der Regel, die durch das Matrixelement repräsentiert wird, wobei R1 Regel 1 bedeutet, R2 Regel 2 usw. Z. B. wird Regel 6 durch das Matrixelement in der Zeile "Gemisch fett" (GF) und der Spalte "Lastrampe steil" (RS) repräsentiert. Die unscharfe Aussage dieses Matrixelements lautet "Inkrement negativ klein" (INK). Regel 6 lautet somit:
    "Wenn Gemisch fett und Lastrampe steil, dann Inkrement negativ klein" oder kurz: "IF GF AND RS THEN INK".
  • 6 zeigt das Ergebnis einer Anwendung der Fuzzy-Regeln für den Fall, daß der λ-Mittelwert λM 1.08 beträgt und die Lastrampe dL/dt 10 ms/s. im folgenden wird erläutert, wie das in 6 dargestellte Ergebnis zustande kommt und was es bedeutet:
    In einem ersten Schritt der Anwendung der Fuzzy-Regeln wird ermittelt, in welchem Maß jede einzelne der in den Diagrammen der
  • 3 dargestellten unscharfen Aussagen für die obengenannten Zahlenwerte für λM und dL/dt zutrifft, mit anderen Worten, es werden für die obengenannten Zahlenwerte die Funktionswerte der in 3 abgebildeten charakteristischen Funktionen durch Auslesen aus den jeweiligen Wertetabellen ermittelt. Es ergeben sich folgende Funktionswerte der charakteristischen Funktionen:
    0.8 für die unscharfe Aussage "Gemisch mager"
    0.0 für die unscharfe Aussage "Gemisch fett"
    0.2 für die unscharfe Aussage "Gemisch korrekt"
    0.5 für die unscharfe Aussage "Lastrampe flach"
    1.0 für die unscharfe Aussage "Lastrampe mittel"
    0.0 für die unscharfe Aussage "Lastrampe steil"
  • Im nächsten Schritt werden die logischen Verknüpfungen des Bedingungsteils einer jeden Fuzzy-Regel ausgewertet. Bei allen 9 Fuzzy-Regeln handelt es sich um eine "und"-Verknüpfung zwischen einer unscharfen Aussage für den λ-Mittelwert λM und einer unscharfen Aussage für die Lastrampe dL/dt. Gemäß der Fuzzy-Arithmetik ist bei einer "und"-Verknüpfung zweier unscharfer Aussagen das Minimum der zugehörigen charakteristischen Funktionen zu bilden. Für die obengenannten Zahlenwerte für λM und dL/dt wurden die Funktionswerte der charakteristischen Funktionen weiter oben bereits ermittelt, so daß für jede Fuzzy-Regel nur noch das Minimum der zugehörigen Funktionswerte zu bilden ist. Die Minimum-Bildung führt bei den 9 Fuzzy-Regeln zu folgenden Werten, wobei in Klammern jeweils die ausgeführte Minumum-Operation und die Verknüpfung der zugrundeliegenden unscharfen Aussagen angegeben ist:
    0.5 bei Regel 1 (Min(0.8, 0.5); GM AND RF)
    0.8 bei Regel 2 (Min(0.8, 1.0); GM AND RM)
    0.0 bei Regel 3 (Min(0.8, 0.0); GM AND RS)
    0.0 bei Regel 4 (Min(0.0, 0.5); GF AND RF)
    0.0 bei Regel 5 (Min(0.0, 1.0); GF AND RM)
    0.0 bei Regel 6 (Min(0.0, 0.0); GF AND RS)
    0.2 bei Regel 7 (Min(0.2, 0.5); GK AND RF)
    0.2 bei Regel 8 (Min(0.2, 1.0); GK AND RM)
    0.0 bei Regel 9 (Min(0.2, 0.0); GK AND RS)
  • Bei den Fuzzy-Regeln 3, 4, 5, 6 und 9 ergibt die Auswertung des Bedingungsteils jeweils den Wert 0, d. h, die Bedingungen dieser Fuzzy-Regeln treffen bei einem λ-Mittelwert λM von 1.08 und einer Lastrampe dL/dt von 10 ms/s überhaupt nicht zu. Folglich brauchen diese Fuzzy-Regeln nicht weiter betrachtet zu werden. Geht man von anderen Werten für den λ-Mittelwert λM und die Lastrampe dL/dt aus, so können diese Fuzzy-Regeln durchaus zum Tragen kommen und möglicherweise andere Regeln keinen Beitrag liefern.
  • Die im betrachteten Beispiel verbleibenden Fuzzy-Regeln 1, 2, 7 und 8 werden folgendermaßen weiter ausgewertet:
    Die charakteristischen Funktionen der unscharfen Aussagen für das Inkrement dFKorr in den Folgerungsteilen dieser Fuzzy-Regeln werden auf Höhe der mit der Minimum-Operation ermittelten Funktionswerte abgeschnitten. Die abgeschnittenen charakteristischen Funktionen sind in 6 dargestellt, wobei R1 Regel 1 bedeutet, R2 Regel 2 usw. Aus den abgeschnittenen charakteristischen Funktionen für das Inkrement dFKorr wird ein Zahlenwert für das Inkrement dFKorr ermittelt. Für diese Ermittlung stehen in der Fuzzy-Arithmetik verschiedene Verfahren zur Verfügung. Beispielsweise wählt man zunächst aus den in 6 dargestellten charakteristischen Funktionen diejenige aus, die am wenigsten abgeschnitten wurde, d.h. die höchste, und liest als Inkrement dFKorr den Wert ab, bei dem diese Zugehörigkeitsfunktion vor dem Abschneiden ihr Maximum einnahm. Diese Vorgehensweise führt im vorliegenden Beispiel zur charakteristischen Funktion, die mit Regel 2 ermittelt wurde und zu einem Zahlenwert für das Inkrement dFKorr von 0.2. Andere Methoden zur Ermittlung ei nes Zahlenwerts aus Zugehörigkeitsfunktionen sind die Schwerpunktsmethode und die Höhenmethode, bei denen verschiedene Arten von Mittelwertbildungen angewendet werden. Der so ermittelte Wert für dFKorr wird, wie weiter oben bereits beschrieben, zur Änderung des adaptiven Korrekturfaktors FKorr herangezogen und die Korrektur des Kompensationssignals tUK wird mit dem geänderten Wert für FKorr durchgeführt.
  • Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel setzt sich das Kompensationssignal tUK aus mehreren Anteilen zusammen, die in verschiedenen Zeitbereichen nach einer Laständerung wirksam werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann für jeden Anteil ein adaptiver Korrekturfaktor FKorr bereitgestellt werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird für den Fall der Beschleunigung und für den Fall der Verzögerung der Brennkraftmaschine 100 je ein eigener adaptiver Korrekturfaktor FKorr bereitgestellt. Darüberhinaus kann es vorteilhaft sein, für verschiedene Bereiche der Temperatur TMot der Brennkraftmaschine 100 je einen eigenen adaptiven Korrekturfaktor FKorr bereitzustellen. Auf diese Weise kann berücksichtigt werden, daß der Kraftstoff bei warmer Brennkraftmaschine 100 schneller verdunstet als bei kalter.
  • Statt der bisher genannten oder zusätzlich zu den bisher genannten können auch folgende Kenngrößen eingesetzt werden:
    Die mittlere Abweichung der Luftzahl λ vom Sollwert bietet sich als Kenngröße insbesondere dann an, wenn auf einen von 1 abweichenden Sollwert für die Luftzahl λ geregelt werden soll. Dies wäre beispielsweise bei einem Magermotor der Fall. Berechnet wird die mittlere Abweichung der Luftzahl λ durch zeitliche Mittelung der Differenz aus der tatsächlich vorliegenden Luftzahl λ und dem Sollwert für die Luftzahl λ. Der Sollwert für die Luftzahl λ kann aus Kennfeldern in Abhängigkeit von der Last L, der Drehzahl n und der Motortemperatur TMot entnommen werden.
  • Statt einer Mittelwertbildung über die Abweichung der Luftzahl λ kann auch eine Integration der Abweichung über die Zeit erfolgen. Vor der Integration wird die Abweichung mit der Last L multipliziert. Bei der Ermittlung der Last L ist die Abgaslaufzeit zu berücksichtigen, das heißt, die Abweichung der Luftzahl wird mit einer zeitlich vorher erfaßten Last L multipliziert.
  • Bei einer weiteren Variante wird als Kenngröße das Maximum der Abweichung der Luftzahl λ herangezogen. Bei dieser Variante empfiehlt es sich, zuvor eine Tiefpaß-Filterung durchzuführen, um den Signalverlauf zu glätten.
  • Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Ausgangsspannung der Sauerstoffsonde 116 direkt, ohne vorherige Umrechnung in die Luftzahl λ, für die Kenngrößenbildung heranzuziehen. Dadurch könnten auch herkömmliche Nernst-Sonden eingesetzt werden, deren Ausgangssignal sich nur schwer linearisieren läßt.
  • Auch aus dem Regelfaktor der Lambda-Regelung kann durch Integration eine Kenngröße ermittelt werden.
  • Der Zeitraum für die Kenngrößenbildung kann nach verschiedenen Verfahren festgelegt werden:
    Bereits erwähnt wurde die Auswahl des Zeitraums, für den das Signal tUK zur Übergangskompensation bei nichtstationären Betriebsbedingungen von seinem Neutralwert um mindestens einen Schwellwert abweicht.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht in der Auswahl des Zeitraums zwischen aufeinanderfolgenden stationären Betriebsbedingungen.
  • Besonders einfach läßt sich der Zeitraum für die Kenngrößenbildung in Form eines vorgebbaren Zeitintervalls ab Beginn bzw. Ende der Beschleunigungsphase oder der Verzögerungsphase realisieren.

Claims (10)

  1. Elektronisches Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine (100), wobei – ein Signal (te) für eine Grundeinspritzzeit und in Abhängigkeit von Betriebsgrößen ein Signal (TUK) zur Übergangskompensation bereitgestellt werden, – das Signal (TUK) zur Übergangskompensation mittels eines adaptiven Korrekturfaktors (FKorr) korrigiert wird, – das korrigierte Signal (TUK') zur Übergangskompensation mit dem Grundeinspritzsignal (te) zu einem Signal (ti) für die einzuspritzende Kraftstoffmenge verknüpft wird und – der adaptive Korrekturfaktor (FKorr) von einer Fuzzy-Logik (212) in Abhängigkeit von Kenngrößen für die Güte der Übergangskompensation bestimmt wird.
  2. Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der adaptive Korrekturfaktor (FKorr) von der Fuzzy-Logik (212) mittels eines Inkrements (dFKorr) beeinflußbar ist, das durch Anwendung von Fuzzy-Regeln auf die Kenngrößen ermittelt wird.
  3. Elektronisches Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall der Beschleunigung und für den Fall der Verzögerung und/oder für unterschiedliche Bereiche der Temperatur (TMot) der Brennkaftmaschine (100) je ein eigener adaptiver Korrekturfaktor (FKorr) bereitgestellt wird.
  4. Elektronisches Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kenngrößen während eines fest vorgebbaren Zeitraums ermittelt werden oder während eines Zeitraums, in dem die Last (L) kontinuierlich zunimmt oder während eines Zeitraums, in dem die Last (L) kontinuierlich abnimmt oder während eines Zeitraums zwischen aufeinanderfolgenden stationären Betriebsbedingungen.
  5. Elektronisches Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kenngrößen nur dann ermittelt werden, wenn das Signal (tUK) zur Übergangskompensation bei nichtstationären Betriebsbedingungen von seinem Neutralwert um mindestens einen Schwellwert abweicht.
  6. Elektronisches Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Kenngrößen abgebrochen oder unterbrochen wird, wenn eine Schubabschaltung oder eine Vollast-Anreicherung aktiviert wird oder die Lambda-Regelung nicht aktiv ist.
  7. Elektronisches Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Steigung (dL/dt) des Lastsignals (L) während einer Laständerung und wenigstens eine der Größen mittlere Luftzahl (λM), Mittelwert der Ausgangsspannung der Sauerstoffsonde (116), Mittelwert der Differenz zwischen einem Sollwert und einem tatsächlichen Wert für die Luftzahl (λ), Integral der mit der Last (L) multiplizierten Differenz zwischen einem Sollwert und einem tatsächlichen Wert für die Luftzahl (λ), Maximum der Differenz zwischen einem Sollwert und einem tatsächlichen Wert für die Luftzahl (λ) oder Integral eines Regelfaktors der Lambda-Regelung als Kenngrößen dienen.
  8. Elektronisches Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (te) für die Grundeinspritzmenge mit dem korrigierten Signal (tUK') zur Übergangskompensation additiv oder multiplikativ verknüpft wird.
  9. Elektronisches Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Signal (tUK) zur Übergangskompensation aus mehreren Anteilen zusammensetzt, die in verschiedenen Zeitbereichen nach einer Laständerung wirksam werden, und daß für die Anteile entweder ein gemeinsamer oder je ein eigener adaptiver Korrekturfaktor (FKorr) bereitgestellt wird
  10. Elektronisches Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lastsignal (L) der Saugrohrdruck (p) oder eine Kombination aus der von der Brennkraftmaschine (100) angesaugte Luftmasse oder Luftmenge (m) und der Drehzahl (n) oder eine Kombination aus dem Öffnungswinkel (α) der Drosselklappe (110) und der Drehzahl (n) dienen können.
DE19934323244 1993-07-12 1993-07-12 Elektronisches Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine Expired - Fee Related DE4323244B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934323244 DE4323244B4 (de) 1993-07-12 1993-07-12 Elektronisches Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine
JP15553794A JPH07139391A (ja) 1993-07-12 1994-07-07 内燃機関の燃料調量用電子制御システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934323244 DE4323244B4 (de) 1993-07-12 1993-07-12 Elektronisches Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4323244A1 DE4323244A1 (de) 1995-01-19
DE4323244B4 true DE4323244B4 (de) 2005-07-21

Family

ID=6492573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19934323244 Expired - Fee Related DE4323244B4 (de) 1993-07-12 1993-07-12 Elektronisches Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH07139391A (de)
DE (1) DE4323244B4 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4420946B4 (de) * 1994-06-16 2007-09-20 Robert Bosch Gmbh Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine
DE19604469A1 (de) * 1996-02-09 1997-08-14 Iav Gmbh Einrichtung zur Regelung der Kraftstoffmenge für Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen mit einem einstellbaren Geschwindigkeitsregler
DE10206030B4 (de) * 2002-02-14 2005-11-24 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Anpassen eines Einspritzparameters eines Verbrennungsmotors an instationäre bzw. dynamische Vorgänge
CN115030829B (zh) * 2022-06-16 2023-03-21 东风汽车集团股份有限公司 发动机短期燃油修正控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4213425A1 (de) * 1991-04-25 1992-10-29 Hitachi Ltd Lernendes regelverfahren fuer treibstoffeinspritz-regeleinrichtung eines motors
DE4115211A1 (de) * 1991-05-10 1992-11-12 Bosch Gmbh Robert Elektronisches steuersystem fuer die kraftstoffzumessung bei einer brennkraftmaschine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4213425A1 (de) * 1991-04-25 1992-10-29 Hitachi Ltd Lernendes regelverfahren fuer treibstoffeinspritz-regeleinrichtung eines motors
DE4115211A1 (de) * 1991-05-10 1992-11-12 Bosch Gmbh Robert Elektronisches steuersystem fuer die kraftstoffzumessung bei einer brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE4323244A1 (de) 1995-01-19
JPH07139391A (ja) 1995-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3408215C2 (de)
DE2633617C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Einstellgrößen bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere der Dauer von Kraftstoffeinspritzimpulsen, des Zündwinkels, der Abgasrückführrate
DE4039876B4 (de) Vorrichtung zum Regeln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für einen Motor
DE3408223C2 (de)
DE4324312C2 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in einem Magergemisch-Verbrennungsbereich
DE69015558T2 (de) System zur Rückkopplungsregelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine.
DE3410403C2 (de) Verfahren zum Steuern der einer Brennkraftmaschine nach Beendigung einer Kraftstoffabsperrung zugeführten Kraftstoffmenge
DE3311029C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine
DE69918914T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine
DE102006020675A1 (de) Verfahren zur Lambda- und Momentenregelung einer Verbrennungskraftmaschine sowie Programmalgorithmus
DE69822702T2 (de) Steuerungssystem für Brennkraftmaschine
DE4306055C2 (de) Regelungseinrichtung zum Regeln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors
DE69824994T2 (de) Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersystem für Verbrennungsmotoren mit mehreren Zylindern
EP0151768A2 (de) Kraftstoff-Luft-Gemischzumesssystem für eine Brennkraftmaschine
DE3700766A1 (de) Luft/kraftstoff-verhaeltnis-steuerungsvorrichtung fuer uebergangszustaende beim betrieb einer brennkraftmaschine
DE19501150C2 (de) Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoffverhältnisses bei einem Verbrennungsmotor und Steuerungsvorrichtung hierzu
DE3725521C2 (de)
DE69006584T2 (de) Verfahren und Gerät zum Lernen und Steuern des Luft/Kraftstoffverhältnisses in einem Innenbrennkraftmotor.
DE3838963C2 (de) System zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung für einen Kraftfahrzeugmotor
EP0757168B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE19612453A1 (de) Verfahren zum Bestimmen der in das Saugrohr oder in den Zylinder einer Brennkraftmaschine einzubringenden Kraftstoffmasse
DE3438465A1 (de) Verfahren zur steuerung der betriebsgroesse einer einrichtung zur steuerung des betriebes einer brennkraftmaschine
DE4322319C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE4323244B4 (de) Elektronisches Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine
DE4235503C2 (de) Steuersystem für das Luft-/Kraftstoffverhältnis für Verbrennungsmotoren

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8120 Willingness to grant licenses paragraph 23
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110201