DE4420946A1 - Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für die Kraftstoffzumessung
bei einer Brennkraftmaschine.
Um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Verbrennungsmotors
insbesondere im Instationärbetrieb konstant zu halten, muß die der
Luftfüllung eines Zylinders entsprechende einzuspritzende
Kraftstoffmenge um einen Wert korrigiert werden, der den Aufbau bzw.
Abbau des im Saugrohr und auf den Einlaßventilen abgelagerten
Kraftstoffwandfilms berücksichtigt. Eine derartige
Wandfilmkompensation ist beispielsweise aus der DE-OS 39 39 548
bekannt.
Die Wahl der Parameter eines solchen Verfahrens ist jedoch abhängig
vom Alterungszustand des Motors und von der verwendeten
Kraftstoffart. Durch Einlaßventilverkokung oder durch Tanken eines
anderen als den zur Kalibrierung des Verfahrens verwendeten
Kraftstoffs kann sich das Wandfilmverhalten im instationären Betrieb
wesentlich verändern. Dadurch werden Abgasemissionen und
Fahrverhalten verschlechtert.
Deshalb sind z. B. in der DE-OS 42 43 449 und der DE-OS 43 23 244
Adaptionsverfahren beschrieben, die ausgehend vom Verlauf des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Instationärbetrieb die Parameter
der Wandfilmkompensation im laufenden Betrieb an den jeweiligen
Kraftstoff und an den Verkokungszustand des Motors anpassen.
Allerdings setzen diese Verfahren die Verwendung eines linearen
Lambda-Sensors voraus, der deutlich teurer ist als die zur Zeit
gebräuchlichen Nernstsonden.
In der DE-OS 41 15 211 ist ein anderes Verfahren dargestellt, das
diesen Nachteil vermeidet. Dort wird allerdings vorausgesetzt, daß
die Lambdaregelung während eines Instationärvorgangs ausgeschaltet
wird, was zur Verschlechterung der Abgasemissionen führen kann.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Adaption der Parameter der
Wandfilmkompensation bei laufender Lambdaregelung und unter
Verwendung der heute gebräuchlichen preiswerten Nernstsonden. Damit
werden die oben beschriebenen Nachteile vermieden.
In heutigen Motorsteuerungen wird eine sogenannte
Zweipunkt-Lambdaregelung eingesetzt, bei der das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis und die Reglerstellgröße periodisch um
ihren Sollwert schwingen. Das hier beschriebene Adaptionsverfahren
beobachtet die Amplitude dieser Regelschwingungen. Wird eine
deutliche Abweichung der Amplitude vom Normalwert festgestellt,
liegt offensichtlich eine starke Störung des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vor. Erfolgt gleichzeitig eine Last-
oder Drehzahländerung, wird auf eine Veränderung des
Wandfilmverhaltens geschlossen und eine Anpassung eines oder mehrerer
Parameter der Wandfilm-Kompensation vorgenommen.
Fig. 1 zeigt eine Übersicht über einen Verbrennungsmotor mit einem
Steuergerät zur Berechnung der Einspritzzeit gemäß der vorliegenden
Erfindung.
Fig. 2a zeigt eine Übersicht der Berechnung der Einspritzzeit, wobei
das Adaptionsverfahren zur Wandfilmkompensation nur einen Parameter
verändert.
Fig. 2b zeigt eine Variante zu der Struktur in Fig. 2a. Hier werden
mehrere Parameter der Wandfilmkompensation korrigiert.
Das Flußdiagramm Fig. 3 beschreibt die Erkennung von für die
Lambdaregelung wichtigen Betriebszuständen, nämlich Vollast und
Schubabschaltung.
Fig. 4a und 4b zeigen ein Verfahren zur Wandfilmkompensation nach
dem Stand der Technik, das als Grundlage für das hier beschriebene
Adaptionsverfahren verwendet werden kann.
Fig. 4c zeigt den Zeitverlauf von Last und Einspritzzeit im
Instationärbetrieb, der sich aus der Wandfilm-Kompensation nach Fig.
4a und 4b ergibt.
Fig. 5a verdeutlicht anhand der Kennlinie einer Nernst-Sonde die
Probleme, die bei der Ermittlung eines linearen Lambda-Signals mit
Hilfe einer derartigen Sonde entstehen.
Fig. 5b stellt eine Übersicht über eine Zweipunkt-Lambdaregelung
nach dem heutigen Stand der Technik dar.
Fig. 5c-5e beschreiben im Detail:
- - die Erkennung der Betriebsbereitschaft der Lambdaregelung (Fig. 5c),
- - die Berechnung der Proportional- und Integralverstärkung der Lambdaregelung (Fig. 5d), und
- - die Ermittlung des Korrekturfaktors fr, der für ein konstantes Luft-Kraftstoffverhältnis im stationären Betrieb sorgt (Fig. 5e).
Fig. 5f zeigt schließlich den Zeitverlauf von Lambdasondensignal und
Regelfaktor fr, der sich aufgrund des in Fig. 5b-5e beschriebenen
Regelungs-Algorithmus im stationären Betrieb einstellt.
Fig. 6a zeigt den Zeitverlauf des Regelfaktors fr, wenn sich
aufgrund einer Laständerung und eines geänderten Wandfilmverhaltens
eine Gemischstörung ergibt, die der Lambdaregler auszuregeln
versucht.
Fig. 6b beschreibt die Totzeitkorrektur des Lastsignals, mit der der
Lastverlauf dem Verlauf des Regelfaktors fr zeitlich richtig
zugeordnet werden kann.
Fig. 6c stellt die Berechnung der Laständerung und eine Abschätzung
der Gemischabweichung ausgehend vom Regelfaktor fr dar.
Fig. 6d beschreibt die Korrektur der Wandfilm-Kompensation.
Fig. 7a stellt eine Variante zur Berechnung der Laständerung und der
Gemischabweichung nach Fig. 6c dar.
Fig. 7b zeigt den Last- und fr-Verlauf aus Fig. 6a und den sich
daraus ergebenden Schätzwert lam für das Luft-Kraftstoffverhältnis.
Fig. 8a zeigt eine kurzzeitige Gemischstörung, die nur die
Sondenspannung, nicht aber den Regelfaktor der Lambdaregelung
beeinflußt.
In Fig. 8b wird eine weitere Variante zur Berechnung der
Laständerung und der Gemischabweichung aufgeführt, bei der jedoch im
Gegensatz zu Fig. 6c und Fig. 7 nicht der Regelfaktor fr, sondern
das Sondensignal der Nernst-Sonde verwendet wird.
In Fig. 8c-8e werden Teile des Verfahrens nach Fig. 8a detailliert
beschrieben, und zwar:
- - Fig. 8c: Ermittlung der Extremwerte der gefilterten Sondenspannung,
- - Fig. 8d: Feststellung von Gemischabweichungen durch Vergleich der Sondenspannung mit der Amplitude der Regelschwingung im Normalzustand,
- - Fig. 8e: Auswertung der Gemischabweichungen, die in Fig. 8c dargestellt werden.
In Fig. 8f wird eine Variante der in Fig. 6d dargestellten Korrektur
der Wandfilm-Parameter beschrieben, die für das Verfahren nach Fig.
8b-e benötigt wird.
Fig. 9 zeigt eine Variante des Verfahrens nach Fig. 6c, bei der die
Alterung von Lambdasonden und eine dadurch verursachte Veränderung
des Regelhubs berücksichtigt wird.
Fig. 1 zeigt einen Verbrennungsmotor und ein Steuergerät zur
Berechnung der Einspritzzeit.
Die ins Saugrohr 102 einströmende Luftmasse ml wird durch den
Luftmassensensor 106 (Hitzdraht- oder Heißfilm-Sensor) erfaßt und
dem Steuergerät 122 zugeführt. Die Stellung wdk der Drosselklappe
110 wird mit einem Sensor 111 gemessen.
Anstelle des Luftmassensensors 106 kann auch ein Sensor 112 zur
Erfassung des Saugrohrdrucks ps verwendet werden.
Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird vom Motor 100 angesaugt; die
Verbrennungsabgase gelangen ins Abgassystem 104. Dort wird die
Rest-Sauerstoffkonzentration über eine Lambdasonde 116 gemessen. Die
Ausgangsspannung us der Sonde wird an das Steuergerät 122 gemeldet.
Am Motorblock 100 befinden sich außerdem ein Temperaturfühler 119
zur Erfassung der Motortemperatur tmot (i.d. Regel die
Kühlwassertemperatur) und ein Sensor 118 zur Erfassung der
Kurbelwellenstellung und der Drehzahl n.
Über das Einspritzventil 114 wird dem Motor die vom Steuergerät 122
berechnete Kraftstoffmenge (Einspritzzeit te) zugeführt. Anstelle
des zentral angeordneten Einspritzventils 114 kann auch im
Ansaugkanal eines jeden Zylinders ein einzelnes Einspritzventil
angebracht sein. Außerdem ermittelt das Steuergerät den
Zündzeitpunkt und steuert die Zündspule für die Zündkerzen 120 an.
Das Aktivkohlefilter 121 der Tankentlüftung wird während des
Motorbetriebs mit Frischluft gespült und das aus dem Filter
ausgespülte Luft-Kraftstoff-Gemisch wird über die Leitung 124 ins
Saugrohr eingeleitet und dann im Motor verbrannt. Dadurch wird die
Zusammensetzung des dem Motor zugeführten Gemischs gestört. Um diese
Störung dosieren und möglichst ausgleichen zu können, kann die
Spülung des Kohlefilters mit einem Taktventil 123 von der
Motorsteuerung 122 aus gesteuert werden.
Fig. 2a enthält ein Übersichtsbild über die Berechnung der
Einspritzzeit.
In Block 200 wird zunächst - beispielsweise aus Saugrohrdruck ps und
Drehzahl n - die momentane Luftfüllung (Last) tl eines Zylinders
berechnet. Die hierzu verwendeten Verfahren sind Stand der Technik
und sollen hier nicht weiter erläutert werden. Der Zahlenwert des
Lastsignals tl entspricht zweckmäßigerweise derjenigen
Einspritzzeit, die benötigt wird, um ein stöchiometrisches
Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen.
In Block 201 werden aus dem Drosselklappenwinkel wdk und der
Drehzahl die u. a. für die Lambdaregelung wichtigen Betriebszustände
"Vollast" (B_vl) und "Schubabschaltung" (B_sa) ermittelt. Ein
einfaches Verfahren hierzu ist in Fig. 3 näher ausgeführt.
Block 202 stellt die Lambdaregelung dar. Aufgabe der Lambdaregelung
ist es, durch Ermittlung des Korrekturfaktors fr, der anschließend
im Multiplikationspunkt 204 mit der Last tl multipliziert wird,
Fehler in der Lastberechnung (z. B. durch ein fehlerhaftes
Saugrohrdrucksignal) oder in der Kraftstoffzumessung (etwa durch
Exemplarstreuungen des Einspritzventils 114) zu kompensieren und so
für ein konstantes Luft-Kraftstoffverhältnis im Stationärbetrieb zu
sorgen. Hierzu dient die Sondenspannung us von der Lambdasonde 116.
Über die Motortemperatur tmot wird die Lambdaregelung während des
Warmlaufs ausgeschaltet. Drehzahl n und Last tl werden benötigt, um
die Regelparameter der Lambdaregelung betriebspunktabhängig
auszuwählen. Vollast und Schubabschalten führen zum Abschalten der
Lambdaregelung. Ein Verfahren zur Berechnung des Regelfaktors fr ist
detailliert in Fig. 5b-e beschrieben.
In der Multiplikationsstelle wird die Last tl mit dem Regelfaktor fr
gewichtet. Dadurch werden eventuelle stationäre Fehler in der
Lasterfassung bzw. in der Einspritzung korrigiert.
In Block 203 wird aus Last tl und Motortemperatur tmot der
Wandfilmaufbau abgeschätzt. Es werden im vorliegenden Beispiel 2
Korrektursignale teukl und teukk berechnet. Hierbei wirkt das Signal
teukk unmittelbar während und kurz nach der Laständerung, während
das Signal teukl die Einspritzzeit über einen deutlich längeren
Zeitraum nach der Laständerung beeinflußt. Denkbar sind jedoch auch
Varianten mit nur einer Korrekturgröße oder mit mehreren
Korrekturgrößen, von denen jede in einem bestimmten Zeitbereich
während oder nach einer Laständerung aktiv ist. Eine detaillierte
Beschreibung der Wandfilm-Kompensation ist in den Flußdiagrammen in
Fig. 4a und 4b enthalten.
In der Adaption in Block 206 wird anhand des Verlauf des
Regelfaktors fr oder der Sondenspannung us sowie des Lastsignal tl
überprüft, ob eine Änderung des Wandfilm-Verhaltens gegenüber dem
Neuzustand vorliegt und ein entsprechendes Korrektursignal fuka
ermittelt. Der Korrekturfaktor fuka kann auch von der
Motortemperatur tmot abhängen, da bei Verwendung verschiedenartiger
Kraftstoffe aufgrund des unterschiedlichen Verlaufs der Siedelinien
bei kaltem Motor eine deutlich andere Korrektur der
Wandfilmkompensation erforderlich sein kann als bei warmem Motor. In
den nachfolgenden Zeichnungen Fig. 6a-8f werden mehrere Varianten
für eine Adaption ausführlich beschrieben.
Die Ausgangsgrößen teukk und teukl der Wandfilm-Kompensation werden
im Verknüpfungspunkt 205 addiert und im Punkt 207 mit einem von der
Adaption in Block 206 berechneten Korrekturfaktor fuka gewichtet.
Das resultierende te-Korrektursignal teukg wird in der
Additionsstelle 208 zur stationären Einspritzzeit addiert. Mit der
so ermittelten Gesamteinspritzzeit te wird in Block 209 die Endstufe
des Einspritzventils 114 angesteuert.
Bekannt sind auch Verfahren, bei denen anstelle einer additiven
Korrektur (Additionsstelle 208) im Instationärbetrieb eine
multiplikative Korrektur der Einspritzzeit durchgeführt wird. Die
hier beschriebenen Adaptionsverfahren für die Wandfilmkompensation
sind auch für diesen Fall anwendbar.
Fig. 2b stellt eine Variante zu der in Fig. 2a beschriebenen
Berechnung der Einspritzzeit dar. Die Blöcke bzw. Verknüpfungspunkte
200, 201, 202, 203, 204, 205, 208 und 209 entsprechen in ihrer
Funktion den mit den gleichen Nummern bezeichneten Blöcken in Fig.
2a. Im Unterschied zu Fig. 2a ermittelt hier die Adaption in Block
206 jedoch mehrere Korrekturfaktoren, die jeweils einer
Ausgangsgröße der Wandfilmkompensation 203 entsprechen. Im
vorliegenden Fall sind dies die Faktoren fukak für den kurzzeitig
wirkenden Ausgang teukk der Wandfilmkompensation und fukl für den
langzeitig wirkenden Ausgang teukl. Die Faktoren werden mit den
jeweiligen Ausgangsgrößen multipliziert (Verknüpfungspunkte 210 und
211); anschließend werden die einzelnen Ausgangsgrößen der
Wandfilm-Kompensation im Verknüpfungspunkt 205 zu einem
Gesamt-Korrektursignal für den Instationärbetrieb zusammengefaßt.
In Fig. 3 wird ein einfaches Verfahren zur Ermittlung der
Betriebszustände "Vollast" und "Schubabschaltung" beschrieben. Das
dargestellte Programm wird in einem festen Zeitraster immer wieder
durchlaufen (typischerweise 10 ms). Zunächst werden die Drehzahl n
und die Drosselklappenstellung wdk aus den entsprechenden
Sensorsignalen 111 und 118 ermittelt (Schritte 301 und 302).
In Schritt 303 wird durch Vergleich des Drosselklappenwinkels mit
einem Schwellwert WDKVL geprüft, ob die Drosselklappe voll geöffnet
ist. Ist dies der Fall, wird in Schritt 304 ein Flag B_vl zur
Kennzeichnung des Vollastbetriebs gesetzt. Ist die Drosselklappe nur
teilweise geöffnet, wird in Schritt 305 das Vollast-Flag B_vl
gelöscht.
In Schritt 306 wird ermittelt, ob die Drosselklappe geschlossen ist,
d. h. ob der Drosselklappenwinkel kleiner oder gleich der
Leerlaufstellung WDKLL der Drosselklappe ist. Bei geschlossener
Drosselklappe wird in Schritt 307 außerdem geprüft, ob der Motor mit
hoher Drehzahl läuft (typischer Schwellwert für Schubabschaltung ist
NSA = 1500 U/min). Ist die Drehzahl größer als dieser Schwellwert,
wird in Schritt 309 die Bedingung für Schubabschalten B_sa gesetzt.
Falls die Drosselklappe nicht in Leerlaufstellung ist (Antwort
"nein" in Abfrage 306), oder falls die Drehzahl unterhalb der
Schubabschneidedrehzahl ist (Antwort "nein" in Abfrage 307), wird
keine Schubabschaltung durchgeführt (B_sa rücksetzen in Block 308).
Die Flußdiagramme Fig. 4a und Fig. 4b zeigen ein Verfahren zur
Wandfilm-Kompensation. Das Programm in Fig. 4a wird normalerweise
segmentsynchron, d. h. einmal pro Zündung durchlaufen.
In Fig. 4a wird im Schritt 401 zunächst die zu dem jeweiligen
Motorzustand gehörende Wandfilmmenge ermittelt, die sich im
stationären Betrieb einstellt. Diese Wandfilmmenge kann z. B.
näherungsweise als Produkt aus einem lastabhängigen und einem
temperaturabhängigen Faktor errechnet werden. Die Faktoren als
Funktionen von tl und tmot werden als Wertetabellen im ROM abgelegt.
In Schritt 402 wird die Änderung der stationären Wandfilm-Menge in 2
aufeinanderfolgenden Rechenschritten ermittelt. Diese
Wandfilm-Änderung dwf muß als zusätzliche Kraftstoffmenge auf die
nachfolgenden Einspritzungen verteilt werden, um den Aufbau des
Wandfilms auszugleichen. Hierzu wird in Schritt 403 zunächst ein
Aufteilungsfaktor aukl in Abhängigkeit von der Drehzahl n und der
Last tl bestimmt. Mit Hilfe dieses Aufteilungsfaktors, der einen
Wert von 0% bis 100% annehmen kann, wird die in Schritt 402
errechnete Wandfilm-Menge in einen Kurzzeit-Anteil dwfk und einen
Langzeit-Anteil dwfl aufgeteilt (Schritt 404). Der Kurzzeitanteil
dwfk wird über eine sehr kurze Zeitspanne nach der Laständerung
verteilt (typischerweise 4-5 Einspritzungen). Der Langzeitanteil
dwfl wird dagegen über einen wesentlich längeren Zeitbereich
eingespritzt. Dadurch kann bei einer entsprechenden Wahl des
Aufteilungsfaktors aukl die zeitliche Verteilung der zusätzlich
einzuspritzenden Kraftstoffmenge dwf an das dynamische Verhalten des
Wandfilms angepaßt werden.
In Schritt 405 und 406 werden die dem Kurzzeitanteil und dem
Langzeitanteil entsprechenden Korrekturen teukk und teukl zur
Einspritzzeit bestimmt. Der Ablauf der Berechnung ist für den
Kurzzeitanteil ausführlich in Fig. 4b erläutert. Die Berechnung des
Langzeitanteils in Schritt 406 erfolgt entsprechend, jedoch mit
einer anderen Wahl der Parameter wie in Schritt 405.
Im Schritt 407 wird schließlich die im Schritt 401 bestimmte
stationäre Wandfilmmenge in der Variablen wfalt abgespeichert, da
sie für den nächsten Durchlauf des Programms zur Berechnung der
Wandfilm-Änderung wieder benötigt wird.
Fig. 4b stellt detailliert die Berechnung des Kurzzeitanteils aus
Schritt 405 im Fig. 4a dar.
In Schritt 420 wir zunächst der Anteil dwfk der Wandfilm-Änderung,
der über den Kurzzeitanteil kompensiert werden soll, zum Inhalt des
Kurzzeit-Speichers addiert. Dieser Speicher enthält die
Kraftstoff-Mehrmenge, die noch über den Kurzzeitanteil zusätzlich
einzuspritzen ist. (Da der Kurzzeitanteil über mehrere
Einspritzungen verteilt werden soll, enthält der Kurzzeitspeicher
noch den restlichen Anteil von Wandfilmänderungen, der aus
unmittelbar vorangehenden Laständerungen herrührt und bisher noch
nicht eingespritzt wurde.)
Im darauffolgenden Schritt 421 wird der Anteil teukk des
Kurzzeitspeichers ermittelt, der zur nächsten Einspritzung addiert
werden soll. Dies geschieht durch Multiplikation mit dem
Abregelfaktor zukk. Dieser Faktor ist im ROM abgelegt und wird an
den jeweiligen Motor angepaßt. Ein typischer Wert ist zukk = 0.25,
d. h. in jedem Rechenschritt werden 25% des Kurzzeitspeichers als
te-Korrektur eingespritzt.
Der Kurzzeitspeicher muß anschließend um den entnommenen und
eingespritzten Anteil teukk reduziert werden. Dies geschieht im
Schritt 422. In Schritt 423 wird schließlich der neue Wert des
Kurzzeitspeichers in der Variablen sdwfkalt abgespeichert. Dieser
Speicherinhalt stellt die restliche Kraftstoffmenge dar, die in
weiteren Einspritzungen berücksichtigt werden muß.
Die Berechnung des Langzeitanteils teukl (Schritt 406 aus Fig. 4a)
erfolgt entsprechend. Allerdings wird anstelle des Abregelfaktors
zukk ein wesentlich kleinerer Abregelfaktor zukl verwendet
(typischer Wert hier ca. 0.015). In jedem Rechenschritt werden also
1.5% des Langzeitspeichers eingespritzt. Somit wirkt der
Langzeitanteil über einen deutlich größeren Zeitraum.
Fig. 4c zeigt am Beispiel einer Laständerung den te-Verlauf, der
sich aufgrund der Verfahren in Fig. 4a und 4b ergibt. Dabei wurde
vorausgesetzt, daß der Lambdaregelfaktor fr (vgl. Fig. 2a und 2b,
Block 202) und die Korrekturfaktoren der adaptiven
Instationärsteuerung (Block 206 in Fig. 2a und 2b) gleich 1 sind.
Das obere Diagramm zeigt zunächst den Verlauf des Lastsignals
(Beschleunigung und anschließend Verzögerung). Während des
Beschleunigungsvorgangs erhöht sich die Wandfilmmenge. Dieser
Wandfilm-Aufbau muß durch eine zusätzliche Erhöhung der
Einspritzzeit korrigiert werden. Bei der anschließenden Verzögerung
wird der Wandfilm wieder abgebaut. Die hierbei freiwerdende
Kraftstoffmenge führt zu einer Anfettung des Gemischs, deshalb muß
bei der Verzögerung die Einspritzzeit über den der geringeren Last
entsprechenden Wert hinaus verringert werden.
Das mittlere Diagramm in Fig. 4c zeigt den Verlauf von
Kurzzeitanteil teukk (durchgezogene Linie) und Langzeitangeil teukl
(gestrichelte Linie) der Wandfilmkompensation, wie er aus den
Algorithmen nach Fig. 4a und 4b folgt.
Das untere Diagramm zeigt schließlich den Verlauf der Einspritzzeit.
Die gestrichelte Linie entspricht dabei der Größe te1 aus Fig. 2a
bzw. 2b, das heißt der Einspritzzeit, die der aktuellen Luftfüllung
entspricht. Aufgrund der Wandfilmkompensation wird die Einspritzzeit
durch Addition von Kurzzeit- und Langzeitanteil während der
Beschleunigung zusätzlich erhöht und während der Verzögerung
zusätzlich verringert. Dadurch entsteht das Signal te
(durchgezogene Linie), das erst wieder in den Stationärphasen nach
den Laständerungen mit dem unkorrigierten Signal te1 übereinstimmt.
Fig. 5a stellt die typische Kennlinie einer Sauerstoffsonde dar, wie
sie zur Gemischregelung verwendet wird. Die Kennlinie zeigt ein
ausgeprägtes Zweipunktverhalten. Für mageres Gemisch (Lambda < 1.03)
und fettes Gemisch (Lambda < 0.97) ändert sich die Sondenspannung us
kaum noch mit dem Gemisch. Bereits kleine Störungen der gemessenen
Sondenspannung führen deshalb zu einem großen Fehler bei der
Bestimmung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Hinzu kommt eine
starke Temperaturabhängigkeit der Kennlinie im Bereich fetten
Gemischs. Die Sondentemperatur kann zwar durch eine Bestimmung des
Innenwiderstands der Sonde ermittelt werden. Dies setzt jedoch
zusätzlichen Schaltungsaufwand im Steuergerät voraus. Deshalb wird
bei dem in den nachfolgenden Fig. 5b-5e beschriebenen Verfahren
zur Lambdaregelung nur überprüft, ob die Sondenspannung über oder
unter dem Wert von 450 mV liegt, der dem stöchiometrischen Gemisch
entspricht. Dadurch stellt sich eine periodische Regelschwingung
ein, deren Mittelwert bei Lambda = 1 liegt.
Fig. 5b zeigt eine Übersicht über die Lambdaregelung. Aufgabe der
Lambdaregelung ist es, im Stationärbetrieb im Mittel ein
Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Lambda = 1 einzustellen. Hierzu sind
folgenden Schritte erforderlich:
- - Überprüfung der Einschaltbedingung der Lambdaregelung (Schritt 501)
- - Berechnung des Integral- und Proportionalanteils der Regelung (Schritt 502)
- - Berechnung des Regelfaktors fr der Lambdareglung (Schritt 503).
Diese Schritte werden in den nachfolgenden Zeichnungen ausführlich
dargestellt.
Fig. 5c zeigt die Bedingungen, die erfüllt sein müssen, damit die
Lambdaregelung arbeiten kann. Das dargestellte Programm wird
typischerweise in einem Zeitraster von 10 ms durchlaufen.
Zunächst werden im Schritt 510 die Motortemperatur tmot und die
Lambdasondenspannung us von den entsprechenden Sensoren 119 und 116
eingelesen.
Während des Warmlaufs ist häufig eine fette Motorabstimmung
gewünscht. Die Lambdaregelung, die ein stöchiometrisches Gemisch
einstellt, darf während dieser Zeit nicht aktiv sein. Deshalb wird
im Schritt 511 geprüft, ob die Motortemperatur einen bestimmten
Schwellwert TMLR überschreitet. Ist dies nicht der Fall, wird in
Schritt 515 die Lambdaregelung ausgeschaltet, indem das
entsprechende Flag B_lr gelöscht wird.
Ebenso wird im Vollastbetrieb häufig auf ein fettes Gemisch
umgeschaltet, um den Abgaskrümmer und den Katalysator vor
thermischer Überlastung zu schützen. Auch hier darf die
Lambdaregelung nicht aktiv sein. In Schritt 512 wird geprüft, ob die
Vollastbedingung vorliegt (siehe Fig. 3). Falls ja, wird ebenfalls
zu Schritt 515 verzweigt und die Lambdaregelung damit ausgeschaltet.
Um zu verhindern, daß der Korrekturfaktor fr der Lambdaregelung
während des Schubabschaltens an den oberen Anschlag läuft, wird im
Schritt 513 ebenfalls nach 515 verzweigt, wenn Schubbetrieb
vorliegt.
Schließlich wird in Schritt 514 überprüft, ob ein plausibles Signal
der Lambdasonde vorliegt. Im einfachsten Fall kann dies durch
Vergleich mit einem unteren Grenzwert UMIN und einem oberen
Grenzwert UMAX erfolgen. Liegt die Sondenspannung außerhalb dieses
Bereichs, wird ebenfalls in Schritt 515 B_lr auf 0 gesetzt.
Sind alle Bedingungen erfüllt ( Motortemperatur größer als
Schwellwert, keine Vollast, kein Schubabschalten, plausibles Signal
der Lambdasonde), wird in Schritt 516 die Lambdaregelung
eingeschaltet, indem das Flag B_lr auf 1 gesetzt wird.
Die betriebspunktabhängigen Parameter des Lambdareglers werden in
Fig. 5d bestimmt. Zunächst wird aus dem Signal des Sensors 118 die
Drehzahl ermittelt (Schritt 521). Anschließend wird in den Schritten
522, 523 und 524 der Integralanteil FRI, der P-Anteil für positiven
P-Sprung FRPP und der P-Anteil für negativen P-Sprung FRPN abhängig
von der Drehzahl n und der Last tl bestimmt. Die Werte für diese
drei Parameter werden aus im ROM abgelegten Tabellen ermittelt.
In Fig. 5e ist die Berechnung des Regelfaktors fr dargestellt. Das
beschriebene Programm wird ebenfalls in einem festen Zeitraster von
z. B. 10 ms durchlaufen.
In Schritt 531 wird zunächst geprüft, ob die Lambdaregelung
überhaupt freigegeben ist (vgl. Flußdiagramm Fig. 5c). Ist dies
nicht der Fall, wird in Schritt 532 der Regelfaktor fr auf seinen
Neutralwert 1.0 gesetzt. Anschließend wird in Schritt 545 der Wert
des Flags B_lr in der RAM-Zelle B_lralt gespeichert, da er im
nächsten Programmdurchlauf wieder benötigt wird.
Wird in Schritt 531 festgestellt, daß die Regelung betriebsbereit
ist, stellt das Programm im Folgeschritt 533 fest, ob die
Sondenspannung us über oder unter dem Schwellwert 450 mV liegt, der
dem stöchiometrischen Gemisch (Lambda=1) entspricht. Das Ergebnis
der Abfrage wird in der Variablen signlr gespeichert. Ist us < 450
mV (d. h. fettes Gemisch), wird in Schritt 534 signlr = -1 gesetzt.
Andernfalls wird signlr = 1 gesetzt (Schritt 535, mageres Gemisch).
Im Anschluß daran wird festgestellt, ob sich der Wert von signlr
gegenüber dem letzten Rechenschritt gleich geblieben ist (Abfrage
Schritt 536). Hat sich der Wert geändert, muß außerdem im Schritt
537 sichergestellt werden, daß die Lambdaregelung auch schon im
vorigen Rechenschritt aktiv war, d. h. daß der Wert von signlr im
vorigen Rechenschritt ebenfalls korrekt ermittelt wurde. Ist dies
der Fall, liegt ein sogenannter "Sondensprung" vor, d. h. das Gemisch
hat von der Magerseite auf die Fettseite gewechselt oder umgekehrt.
Dieser Sondensprung wird im Schritt 538 markiert, indem das Flag
B_lrsp gesetzt wird. Dieses Flag wird in der nachstehend
beschriebenen Adaption der Wandfilmkompensation benötigt.
Wird im nächsten Schritt 541 festgestellt, daß das Gemisch jetzt
mager ist (signlr = 1), wird die Änderung dfr, die auf den
Regelfaktar fr addiert werden muß, gleich dem positiven P-Sprung
FRPP gesetzt. Ist dagegen das Gemisch zu fett (Nein-Verzweigung in
Schritt 541), wird dfr auf den Wert des negativen P-Sprungs FRPN
gesetzt.
Hat kein Durchgang der Sondenspannung durch den 450-mV-Punkt
stattgefunden (Ja-Verzweigung in Abfrage 536), wird der Merker
B_lrsp für den Sondensprung gelöscht (Schritt 539). Außerdem wird
die Änderung dfr des Regelfaktors gleich dem Produkt des I-Anteils
FRI mit dem Wert der Variablen signlr gesetzt (Schritt 540). Ist das
Gemisch zu fett (d. h. signlr = -1), ergibt sich daraus ein negatives
Inkrement dfr des Regelfaktors und somit eine Verringerung von fr.
Umgekehrt führt ein mageres Gemisch (signlr = 1) zu einem positiven
Inkrement und damit zu einer Anfettung. Das gleiche geschieht, wenn
im Schritt 537 festgestellt wurde, daß die Lambdaregelung im vorigen
Rechenschritt noch nicht aktiv war (B_lralt ist nicht gesetzt), da
dann die Variable signlralt keinen sinnvollen Wert enthält und
deshalb ein 450-mV-Durchgang der Sondenspannung nicht erkannt werden
kann.
In Schritt 544 wird die Änderung des Regelfaktors zum Wert des
Regelfaktors fr addiert und der Wert von signlr in der Variablen
signlralt für den nächsten Rechenzyklus festgehalten. Anschließend
wird - wie bei nicht bereiter Lambdaregelung - im Schritt 545 der
Wert des Flags B_lr ebenfalls für den nächsten Programmdurchlauf
abgespeichert.
Fig. 5f zeigt den Verlauf von Regelfaktor und Sondenspannung, der
sich mit der oben beschriebenen Regelung einstellt. Im Zeitpunkt A
findet ein Sondensprung von magerem zu fettem Gemisch statt. Die
Lambdaregelung reagiert darauf durch Reduktion des Regelfaktors, und
zwar zunächst durch Addition des negativen P-Sprungs FRPN.
Anschließend wird der Regelfaktor entsprechend dem Wert des
I-Anteils langsam weiter verringert. Erreicht der Regelfaktor seinen
Neutralwert 1.0, wird dennoch kein Sondensprung erkannt, da das
stöchiometrische Gemisch aufgrund der Totzeit im System
(Arbeitstakte des Motors und Gaslaufzeiten bis zur Lambdasonde) noch
nicht bei der Lambdasonde angekommen ist. Deshalb wird der Faktor fr
weiter dekrementiert, bis nach Ablauf der Totzeit im Punkt B erneut
ein Sondensprung erkannt wird. Da jetzt das Gemisch deutlich zu
mager ist, wird zunächst der positive P-Sprung FRPP addiert, der den
Regelfaktor möglichst schnell in die Nähe seines Neutralwerts
bringen soll. Anschließend wird (entsprechend zum vorhergehenden
Zeitabsschnitt A-B) der Regelfaktor langsam erhöht, bis erneut ein
Übergang zu fettem Gemisch erkannt wird.
Durch geeignete Wahl der Parameter (I-Anteil und P-Anteil) wird eine
Amplitude der Regelschwingung von ca. 3% erreicht.
Fig. 6a zeigt den Verlauf des Regelfaktors während einer
Beschleunigung und verdeutlicht an diesem Beispiel die
Funktionsweise der adaptiven Wandfilmkompensation. Hierbei wurde
angenommen, daß sich der Wandfilmaufbau gegenüber dem Neuzustand
verstärkt hat. Der Lastanstieg verursacht also eine Ausmagerung des
Gemischs, die der Lambdaregler auszuregeln versucht.
Im Zeitabschnitt A-B wirkt sich die Störung noch nicht auf den
Regelfaktor aus. Der Regelfaktor zeigt den normalen Hub von 6%. Nach
Ansaugen, Verbrennen und Ausstoßen des aufgrund der Laständerung
mageren Gemischs und nach der Abgaslaufzeit bis zur Sonde wird im
Abschnitt B-C der Regler gestört. Um die Ausmagerung auszugleichen,
muß der Regler deutlich mehr anfetten, als es seinem üblichen Hub
von 6% entspricht. Wird im gleichen Abschnitt B-C eine Laständerung
erkannt, dann wird auf eine Veränderung des Wandfilmaufbaus
geschlossen und die Korrekturfaktoren für die Wandfilmkompensation
werden entsprechend angepaßt. Um den verstärkten Regelhub und die
Laständerung zeitlich richtig zuordnen zu können, ist es jedoch
erforderlich, das Lastsignal um die Totzeit zwischen Einspritzung
und Lambdamessung zu korrigieren (gestrichelter Verlauf im oberen
Diagramm von Fig. 6a).
Da die Lambda-Störung aufgrund des erhöhten Wandfilmaufbaus in der
auf die Laständerung folgenden Stationärphase wieder abklingt, läuft
der Regelfaktor im Zeitbereich C-D wieder in seinen ursprünglichen
Bereich zurück. In diesem Fall beträgt der Regelhub ebenfalls
deutlich mehr als 6%. Allerdings erfolgt hier keine Adaption der
Wandfilm-Kompensation, da im Bereich C-D keine Laständerung mehr
vorliegt.
Fig. 6b zeigt ein Flußdiagramm zur Totzeitkorrektur des Lastsignals,
die für die Adaption der Wandfilmparameter benötigt wird (siehe
Erläuterungen zur Fig. 6a). Das Programm wird alle 10 ms
durchlaufen.
Die Totzeit von der Einspritzung bis zur Lambdamessung setzt sich
aus 2 Anteilen zusammen:
- - Totzeit aufgrund der Arbeitstakte des Motors (Ansaugen, Verdichten, Verbrennen, Ausstoßen). Diese Totzeit ist nur abhängig von der Motordrehzahl.
- - Totzeit aufgrund der Abgaslaufzeit vom Auslaßventil bis zur Lambdasonde. Diese Totzeit ist abhängig vom Luftmassendurchsatz und damit von der Last.
Dementsprechend wird in Schritt 601 die Totzeit tt als Funktion von
Drehzahl und Last ermittelt. Mit diesem Ansatz können beide oben
genannten Anteile der Totzeit beschrieben werden. Die Werte der
Totzeit werden für verschiedene Drehzahlen und Lasten in einer
Tabelle im ROM abgelegt.
Im nachfolgenden Schritt 602 wird mit der so errechneten Totzeit das
Lastsignal tl verzögert.
Fig. 6c enthält ein Verfahren, mit dem die Laständerung dtl zwischen
2 Sondensprüngen der Lambdaregelung sowie ein Schätzwert für die
Gemischabweichung dlam bestimmt wird. Das Programm wird ebenfalls
alle 10 ms durchlaufen.
Voraussetzung für die Adaption der Wandfilmparameter nach dem
vorliegenden Verfahren ist das ordnungsgemäße Arbeiten der
Lambdaregelung. Deshalb wird in Schritt 610 zunächst abgefragt, ob
die Lambdaregelung betriebsbereit ist (B_lr = 1 vgl. Fig. 5c). Ist
dies nicht der Fall, wird im Schritt 611 der Zähler anzsp für
gelöscht. Im Schritt 621 wird das Flag B_uka rückgesetzt. Damit wird
der in der nachfolgenden Zeichnung Fig. 6d beschriebenen Adaption
mitgeteilt, daß keine Laständerung dtl und keine Gemischabweichung
dlam berechnet werden konnte. Anschließend wird das Programm
beendet.
Arbeitet die Lambdaregelung korrekt ("Ja"-Verzweigung in Schritt
610), wird als nächstes überprüft, ob ein Sondensprung (d. h. ein
Durchgang der Sondenspannung durch 450 mV) vorliegt (Schritt 612).
Da die Last und der Regelfaktor nur an den Sondensprüngen
ausgewertet werden, braucht keine weitere Verarbeitung erfolgen,
wenn das Flag B_lrsp gelöscht ist. In diesem Fall wird lediglich in
Schritt 622 das Flag B_uka zurückgesetzt.
Wurde ein Sondensprung erkannt ("Ja"-Verzweigung in Schritt 612),
muß abgefragt werden, ob seit dem Einschalten der Lambdaregelung
eine bestimmte Anzahl von Sondensprüngen aufgetreten ist
(typischerweise 4 Sondensprünge). Diese Wartezeit ist notwendig, um
das Einschwingen der Lambdaregelung z. B. nach dem Schubabschalten
abzuwarten. Deshalb wird im Schritt 613 zunächst nach 614 verzweigt,
wenn noch nicht genügend Sondensprünge erkannt wurden. In 614 wird
der Zähler anzsp für Sondensprünge um 1 erhöht. Außerdem wird im
Schritt 623 das Flag B_uka gelöscht, da auch in diesem Fall keine
gültigen Werte für die Laständerung und für die Abweichung des
Regelhubs vom Normalwert bestimmt wurden. Der Regelfaktor wird in
der Variablen fralt zwischengespeichert, da er beim nächsten
Sondensprung zur Berechnung des Regelhubs verwendet wird. Hierbei
wird jedoch der um einen Rechenschritt zurückliegende Wert des
Regelfaktors fr(t-dt) abgespeichert, da der aktuelle Wert fr(t)
bereits den beim Sondensprung addierten P-Sprung enthält. (Die Zeit
dt entspricht der Rechenschrittweite von 10 ms).
Sind seit dem Einschalten der Lambdaregelung bereits genügend viele
Sondensprünge aufgetreten ("Ja"-Verzweigung in Abfrage 613), wird
das Flag B_uka gesetzt (Schritt 620) und dadurch angezeigt, daß eine
gültige Berechnung der Laständerung und des Regelhubs durchgeführt
werden konnte. Im nachfolgenden Schritt 615 wird die Änderung des
totzeitkorrigierten Lastsignals tltot seit dem letzten Sondensprung
errechnet. Der momentane Lastwert wird in der Variable tlalt
abgespeichert, um beim nächstfolgenden Sondensprung erneut die
Laständerung bestimmen zu können.
Im Schritt 616 wird der Regelhub dfr bestimmt. Hierbei darf jedoch
nicht vom aktuellen Wert des Regelfaktors fr(t) ausgegangen werden,
da in diesem Wert bereits wieder der entsprechende P-Sprung
enthalten ist (vgl. Fig. 5e). Statt dessen ist der um einen
Rechenschritt zurückliegende Wert fr(t-dt) zu verwenden. Auch der
Regelfaktor frneu wird bis zum nächsten Sondensprung in der
Variablen fralt abgespeichert.
In den Schritten 617-619 wird die Abweichung des Regelhubs von
seinem Normalwert (ungestörter Zustand) errechnet. Diese Abweichung
ist ein Maß für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das sich ohne
Lambdaregelung einstellen würde, und damit ein Maß für die Größe der
Störung. In Schritt 617 wird zunächst abgefragt, ob es sich um einen
positiven oder einen negativen Regelhub handelt. Bei positivem
Regelhub ergibt sich als Abweichung dlam vom Normalwert in Schritt
618
dlam: = dfr - 6%,
wobei vorausgesetzt ist, daß der Regelhub im ungestörten Betrieb 6%
beträgt. Läuft der Regelfaktor also z. B. anstelle der erwarteten 6%
um 8% in Fett-Richtung, ergibt sich eine Abweichung von 2%. Man
kann also annehmen, daß sich ohne Lambdaregelung eine Ausmagerung
auf Lambda = 1.02 eingestellt hätte. Die Abweichung dlam des
Regelhubs vom Normalwert kann demnach direkt als Nährerungswert für
die Abweichung des Gemischs von Lambda = 1.0 verwendet werden.
Entsprechend erhält man für negativen Regelhub im Schritt 619 eine
Abweichung dlam von
dlam: = dfr + 6%
Fig. 6d zeigt, wie aus der in Fig. 6c errechneten Laständerung dtl
zwischen zwei 450-mV-Durchgängen der Sondenspannung und der
Gemischabweichung dlam der Korrekturfaktor fuka für die
Wandfilmkompensation ermittelt wird (Weiterverarbeitung des Faktors
fuka vgl. Fig. 2a, Blöcke 206 und 207). Das Programm in Fig. 6d wird
im gleichen Zeitraster aufgerufen wie das Programm Fig. 6c (alle 10
ms). Zuerst wird in Schritt 630 festgestellt, ob der Motor schon
läuft oder sich noch im Start befindet. Beim Motorstart wird in der
Abfrage 631 nachgeprüft, ob die Dauer-Spannungsversorgung des
Steuergeräts intakt ist. Wurde keine Störung der
Dauer-Spannungsversorgung erkannt, wird in Schritt 632 aus einem
batteriegepufferten RAM der Wert fuka ausgelesen, der bei der
vorangehenden Fahrt ermittelt wurde. War dagegen die Dauerversorgung
gestört, wird im Schritt 633 der Faktor fuka auf seinen Neutralwert
zurückgesetzt.
Bei laufendem Motor ("Nein"-Verzweigung in Abfrage 630) wird in
Schritt 634 geprüft, ob das Flag B_uka gesetzt ist, d. h. ob das
vorangehende Programm in Fig. 6c gültige Werte für die Laständerung
dtl und für die Gemischabweichung dlam bestimmt hat. Ist dies nicht
der Fall, wird das Programm beendet.
Liegen gültige Werte für die Laständerung und für die Abweichung des
Regelhubs vor, wird in Schritt 636 geprüft, ob die abgeschätzte
Gemischabweichung dlam mehr als 2% beträgt. Ist dies nicht der
Fall, liegt offensichtlich keine nennenswerte Gemischstörung vor,
und das Programm wird beendet. Bei einer geschätzten
Gemischabweichung dlam von mehr als 2% wird in der Abfrage 637
geprüft, ob gleichzeitig eine Laständerung erkannt wurde. Ist die
Laständerung seit dem letzten Sondensprung kleiner als ein
vorgegebener Schwellwert, muß die Gemischabweichung durch eine
andere Störung verursacht worden sein und läßt sich nicht auf ein
geändertes Wandfilmverhalten zurückführen. In diesem Fall wird das
Programm beendet.
Liegen sowohl eine Laständerung als eine Gemischabweichung vor, wird
in Schritt 638 zunächst die Richtung ermittelt, in der der
Korrekturfaktor fuka verstellt werden muß. Sind Laständerung dtl und
Gemischabweichung dlam positiv (d. h. Ausmagerung bei steigender
Last), ist die von der Wandfilmkompensation in Block 206 (Fig. 2a)
berechnete Korrektur der Einspritzzeit offensichtlich zu gering, und
der Korrekturfaktor fuka muß erhöht werden. Bei einer Verzögerung
(negatives dtl) würde eine zu geringe Wandfilmkompensation zu einer
Anfettung und damit zu einem negativen Wert von dlam führen, da die
Einspritzzeit nicht genügend weit reduziert wird, um den aus dem
Wandfilm abdampfenden Kraftstoff auszugleichen. Eine zu starke
Wandfilmkompensation hat bei einer Beschleunigung dagegen eine
Anfettung zur Folge (d. h. dtl ist positiv, dlam ist negativ), und
eine Verzögerung führt zu einer Ausmagerung (dtl ist negativ, dlam
ist positiv). Offensichtlich muß also bei gleichem Vorzeichen von
dtl und dlam die Wandfilmkompensation erhöht werden, während sie bei
unterschiedlichen Vorzeichen von dtl und dlam verringert werden muß.
Dies wird erreicht, indem in Schritt 638 das Vorzeichen signdfuka
der Änderung gleich dem Vorzeichen des Produkts (dtl * dlam) gesetzt
wird.
In Schritt 639 wird entsprechend der in Schritt 638 ermittelten
Änderungsrichtung entschieden, ob der Faktor fuka erhöht wird
(Schritt 640), oder ob eine Verringerung erforderlich ist (Schritt
641). Der neu errechnete Faktor fuka wird im batteriegepufferten RAM
abgelegt, damit nach dem Abstellen und erneuten Starten des Motors
bereits ein korrekter Wert für den Faktor fuka vorliegt.
In Fig. 6a wird als Beispiel eine sehr kurze und steile Laständerung
dargestellt. Ohne eine Totzeitkorrektur des Lastsignals wäre im
Zeitabschnitt B-C in Fig. 6a, d. h. im Bereich des gestörten
fr-Verlaufs, keine Laständerung mehr erkennbar. In realen
Fahrversuchen treten jedoch auch deutlich flachere Lastrampen auf,
bei denen auch noch im Intervall B-C eine Laständerung erfolgt.
Dadurch kann auf eine Totzeitkorrektur wie in Fig. 6b verzichtet
werden. Das Verfahren zur Korrektur der Wandfilmkompensation wird
dadurch deutlich einfacher.
In einer Variante zu dem in Fig. 6b-6d dargestellten Verfahren
können anstelle der aus dem Regelhub dfr berechneten
Gemischabweichung dlam (vgl. Fig. 6c, Schritte 616-619) die
Zeitdauern zweier aufeinanderfolgender Halbschwingungen des
Regelfaktors fr zur Erkennung einer Störung des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses herangezogen werden. Im ungestörten
Betrieb hat das Verhältnis der Zeitdauer ts der steigenden
Halbschwingung und der Zeitdauer tf der fallenden Halbschwingung
einen konstanten Wert. Durch die in Fig. 6a gezeigte Ausmagerung ist
die Zeitdauer ts der steigenden Halbschwingung (B-C) stark
verlängert, während die vorhergehende fallende Halbschwingung
(A-B) nicht beeinflußt wird. Dementsprechend kann in Fig. 6d in
Schritt 636 anstelle der Gemischabweichung dlam die Abweichung des
Verhältnisses der Zeitdauern V: = ts/tf von dem Verhältnis Vo im
ungestörten Betrieb abgefragt werden. In Fig. 6d, Schritt 638, muß
dementsprechend signdfuka: = sign (dtl * (V-Vo)) berechnet
werden.
Ein Nachteil des in Fig. 6b-6d dargestellten Verfahrens wird in Fig.
6a deutlich, wenn angenommen wird, daß die Lastrampe so flach
verläuft, daß auch im Zeitabschnitt C-D, in dem der Regelfaktor
wieder auf sein normales Niveau zurückläuft, noch ein Lastanstieg zu
erkennen ist. Da bei der Berechnung des Regelhubs und der
Gemischabweichung nach Fig. 6c nur die Änderung des Regelfaktors vom
Zeitpunkt C zum Zeitpunkt D betrachtet und die Vorgeschichte nicht
berücksichtigt wird, ergibt sich beim Sondensprung in Punkt D ein
Regelhub von ca. -9% und damit eine Gemischabweichung von dlam =
-3%. Falls im Bereich C-D noch ein Lastanstieg erkennbar wäre, würde
dies fälschlicherweise zu einer Verringerung des Faktors fuka
führen.
Dies wird durch die in Fig. 7a erläuterte Variante vermieden. Das
Programm in Fig. 7a ersetzt die Berechnung der Gemischabweichung
dlam und der Laständerung dtl nach Fig. 6c.
Der Unterschied zum Ablauf nach Fig. 6c besteht darin, daß zunächst
ein Absolutwert lam für das Gemisch abgeschätzt wird, der sich bei
ausgeschalteter Lambdaregelung einstellen würde.
Aus diesem Schätzwert ergibt sich die Abweichung des Gemischs dlam
durch Subtraktion von 1. Die Schritte 710-716 und 720-724
entsprechen den jeweiligen Bearbeitungsschritten 610-616 und 620-624
aus Fig. 6c und werden hier nicht beschrieben. In Fig. 717 wird
geprüft, ob der in Schritt 716 berechnete Regelhub positiv oder
negativ ist. Bei positivem Regelhub kann aus der Abweichung vom
Normalwert des Regelhubs von ca. 6% die Änderung des Gemischs
gegenüber dem vorangehenden Sondensprung durch die Gleichung
dlaml: = dfr - 6% (Schritt 718)
errechnet werden. Beträgt der Regelhub z. B. 8%, so mußte
offensichtlich um 2% mehr angefettet werden als im ungestörten
Zustand. Dementsprechend wird auf eine Ausmagerung von 2%
geschlossen. Bei negativem Regelhub ergibt sich die Änderung des
Gemischs dlam1 aus
dlaml: = dfr + 6% (Schritt 719).
In Schritt 726 wird anschließend der Absolutwert des Gemischs
abgeschätzt, indem die Gemischänderung dlam1 seit dem letzten
Sondensprung zum alten Schätzwert für das Gemisch addiert wird. Aus
dem so errechneten Absolutwert lam des Gemischs kann die
Gemischabweichung dlam durch Subtraktion von 1.0 bestimmt werden.
Ist die Lambdaregelung nicht betriebsbereit ("Nein"-Verzweigung in
Abfrage 710) wird im Schritt 725 der Schätzwert für das Gemisch auf
seinen Neutralwert 1.0 gesetzt.
Fig. 7b zeigt den gleichen Last- und fr-Verlauf wie Fig. 6a. Bei dem
fr-Verlauf in Fig. 7b würde zum Zeitpunkt C zunächst ein positiver
Regelhub von 9% erkannt. Hieraus ergibt sich eine Änderung des
Gemischs im Intervall B-C von 3%. Da im vorausgehenden ungestörten
Stationärbetrieb der Lambda-Schätzwert lam = 1.0 war, wird im
Zeitpunkt C ein Schätzwert von lam = 1.03 errechnet. Beim
Zurücklaufen des Lambdareglers im Intervall C-D wird beim
Sondensprung im Punkt D ein Regelhub von -9% und daraus eine
Gemischänderung dlam1 von -3% errechnet. Der Absolutwert lam wird
damit wieder auf den Wert 1.0 zurückgestellt. Zu keinem Zeitpunkt
wird jedoch auf ein fettes Gemisch geschlossen. Damit wird eine
Korrektur des Faktors fuka in die falsche Richtung verhindert.
Kurzzeitige Störungen, die bereits wieder abgeklungen sind, bevor
der Lambdaregler darauf reagieren kann, werden mit dem bisher
beschriebenen Verfahren nicht erkannt. Deshalb wird in Fig. 8a-8f
eine Variante erläutert, die auf der Auswertung der Sondenspannung
us beruht. Eine Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch
Linearisierung der Kennlinie der Lambdasonde ist - wie zu Fig. 5a
erläutert - sehr schwierig. Allerdings können sehr starke Störungen
im Luft-Kraftstoffverhältnis auch an der Sondenspannung selbst
abgelesen werden. Hierzu müssen zunächst die Minimal- und die
Maximalwerte der Sondenspannung bestimmt werden, die sich bei
ungestörtem Betrieb einstellen. Unter- bzw. überschreitet die
Sondenspannung diese beiden Grenzen deutlich, liegt eine Störung des
Gemischs vor.
Fig. 8a zeigt den Verlauf der Sondenspannung und des Regelfaktors fr
zunächst für den ungestörten stationären Betrieb. In diesem Fall
schwingt die Sondenspannung zwischen den Extremwerten USF
(Maximalwert bei fettem Gemisch) und USM (Minimalwert bei magerem
Gemisch). Zum Zeitpunkt A tritt eine deutliche Fett-Störung des
Gemischs auf. Dies führt zu einem kurzzeitigen Anstieg der
Sondenspannung über den Wert USF hinaus, der jedoch nicht zu einer
Änderung des fr-Verlaufs führt.
Fig. 8b zeigt zunächst eine Übersicht über die Ermittlung der
Laständerung zwischen zwei Sondensprüngen und das Erkennen von
größeren Lambdaabweichungen aus der Sondenspannung. Das Programm
wird z. B. alle 10 ms aufgerufen und ersetzt das Verfahren nach Fig.
6c.
Um bei der Bestimmung der Amplitude im ungestörten Betrieb von
elektrischen Störungen des Sondensignals und von durch die
Einzelverbrennung hervorgerufenen Gemischschwankungen unabhängig zu
werden, wird die gefilterte Sondenspannung usf in Schritt 800
berechnet. Hierfür kann ein übliches digitales Tiefpaßfilter 1.
Ordnung verwendet werden. Im Schritt 801 wird geprüft, ob die
Lambdaregelung aktiv ist, da sich nur bei laufender Lambdaregelung
ein periodischer Verlauf der Sondenspannung einstellt.
Ist die Lambdaregelung nicht betriebsbereit, werden im Schritt 802
der Zähler für Sondensprünge anzsp sowie die Zähler für Meßwerte,
die den üblichen Minimalwert der Sondenspannung deutlich
unterschreiten (anzm) und für Meßwerte, die den üblichen Maximalwert
der Sondenspannung überschreiten (anzf) zurückgesetzt. Außerdem
werden der Schätzwert USF für den Maximalwert der Sondenspannung im
ungestörten Betrieb und der Schätzwert USM für den Minimalwert der
Sondenspannung im ungestörten Betrieb auf plausible Anfangswerte
gesetzt (typischerweise USF = 1 V und USM = 0 V). Anschließend wird
das Programm beendet.
Bei betriebsbereiter Lambdaregelung ("Ja"-Verzweigung in Abfrage
801) wird in einer weiteren Abfrage geprüft, ob ein Sondensprung,
d. h. ein 450-mV-Durchgang der Sondenspannung, erkannt wurde. Ist
dies nicht der Fall, wird das Programm beendet, sofern in Schritt
804 erkannt wird, daß seit dem Einschalten der Lambdaregelung
weniger als 4 Sondensprünge erkannt wurden. Liegen mindestens 4
Sondensprünge vor, kann davon-ausgegangen werden, daß die
Lambdaregelung genügend Zeit hatte, auf ihre normale Regelamplitude
einzuschwingen. Deshalb können in der Phase zwischen zwei
Sondensprüngen im Schritt 805 die Extremwerte usfmin und usfmax der
tiefpaßgefilterten Sondenspannung usf bestimmt werden. Das Verfahren
hierzu ist in Fig. 8c ausführlich erläutert. Diese Extremwerte der
gefilterten Sondenspannung werden benötigt, um den Minimal- und
Maximalwert der Sondenspannung im ungestörten Betrieb USM und USF zu
korrigieren (vgl. Schritt 812).
Im Schritt 806 werden Gemischstörungen erkannt, indem die
Sondenspannung mit den üblichen Minimal- und Maximalwerten USM und
USF verglichen wird. Das Verfahren hierzu ist in Fig. 8d
beschrieben.
Bei laufender Lambdaregelung ("Ja"-Verzweigung in Schritt 801) und
Erkennen eines 450-mV-Durchgangs der Sondenspannung
("Ja"-Verzweigung in Schritt 803) wird ebenfalls geprüft, ob bereits
eine genügende Anzahl von Sondensprüngen seit Einschalten der
Lambdaregelung erkannt wurde (Abfrage 807). Ist dies noch nicht der
Fall, wird in Schritt 808 der Zähler anzsp für Sondensprünge erhöht
und das Programm beendet.
Sind mehr als 4 Sondensprünge erkannt worden ("Ja"-Verzweigung in
Schritt 807), wird im Schritt 809 das Flag B_uka gesetzt und damit
nachfolgenden Funktionen angezeigt, daß ein gültiger Wert für die
Laständerung und für die Gemischabweichung vorliegt.
Im darauffolgenden Schritt 810 wird (wie auch in Fig. 6c) die
Änderung der Last seit dem letzten Sondensprung errechnet. Es wird
die totzeitverzögerte Last tltot verwendet. Der aktuelle Wert des
Lastsignals wird in der Variablen tlalt bis zum nächsten
Sondensprung gespeichert.
Anschließend werden im Schritt 811 die Gemischabweichungen, die in
der Phase zwischen den Sondensprüngen im Schritt 806 erkannt wurden,
ausgewertet. Das Verfahren hierzu wird im Flußdiagramm Fig. 8e
beschrieben.
Im Schritt 812 werden die Extremwerte der gefilterten Sondenspannung
usfmax und usfmin als Maximal- und Minimalwert der Sondenspannung im
ungestörten Betrieb (USF und USM) übernommen. Diese Korrektur ist
notwendig, da sich diese Werte durch eine geänderte Sondentemperatur
oder durch Kennlinienverschiebung über die Lebensdauer der
Lambdasonde ändern können.
Im Schritt 813 schließlich werden die Zähler anzf und anzm für
Meßwerte der Sondenspannung, die die Extremwerte USF und USM
überschreiten bzw. unterschreiten, zurückgesetzt und das Programm
anschließend beendet.
Fig. 8c beschreibt die Vorgehensweise zur Bestimmung der Minimal- und
Maximalwerte der gefilterten Sondenspannung. Dieses Programm
wird alle 10 ms aufgerufen, und zwar in den Phasen zwischen 2
Sondensprüngen (Schritt 805 in Fig. 8b). Zunächst wird im Schritt
820 überprüft, ob die Sondenspannung größer oder kleiner als 450 mV
liegt. Ist das Gemisch in der "Fett"-Phase der Regelschwingung (us <
450 mV), wird zunächst der Minimalwert der gefilterten
Sondenspannung im Schritt 821 um einen kleinen Wert erhöht (z. B. 0.1
mV). Dadurch wird der Minimalwert nach oben korrigiert, wenn durch
eine Kennlinienverschiebung der bisher bekannte Minimalwert usfmin
nicht mehr erreicht wird. Anschließend wird in 823 geprüft, ob die
gefilterte Sondenspannung usf größer ist als der bisher bekannte
Maximalwert usfmax. Falls ja, wird in Schritt 825 der neue Wert usf
als Maximalwert usfmax übernommen.
Ist die Sondenspannung us kleiner als 450 mV ("Nein"-Verzweigung in
Schritt 820), wird im Schritt 822 der Maximalwert usfmax der
gefilterten Sondenspannung um einen kleinen Betrag verringert.
Dadurch kann der Maximalwert nach unten korrigiert werden, wenn z. B.
durch eine Kennlinienverschiebung oder durch eine geänderte
Sondentemperatur der bisherige Maximalwert nicht mehr erreicht wird.
In der Abfrage 824 wird geprüft, ob die gefilterte Sondenspannung
kleiner als der bisher bekannte Minimalwert usfmin ist. Falls ja,
wird im Schritt 826 der Wert der gefilterten Sondenspannung als
neuer Minimalwert abgespeichert.
Im Flußdiagramm Fig. 8d wird durch Vergleich der Sondenspannung mit
den Extremwerten USM und USF im ungestörten Betrieb festgestellt, ob
eine Gemischstörung vorliegt. Das Programm wird in der Phase
zwischen zwei 450-mV-Durchgängen der Sondenspannung alle 10 ms
durchlaufen (vgl. Fig. 8b, Schritt 806). Zunächst wird in der
Abfrage 830 festgestellt, ob eine "Fett-Phase" (us < 450 mV) oder
eine "Mager-Phase" (us < 450 mV) vorliegt. Ist us < 450 mV, wird im
Schritt 832 die Sondenspannung auf Überschreiten der Schwelle USF
überwacht. Liegt die Sondenspannung über dieser Schwelle, d. h. über
dem Maximalwert, der sich im ungestörten Betrieb einstellt, wird der
Zähler anzfinkrementiert. Ist dagegen us < 450 mV ("Nein"-Zweig in
Abfrage 830), wird im Schritt 831 die Sondenspannung mit der unteren
Schwelle USM verglichen. Unterschreitet die Sondenspannung diesen
Wert, wird der Zähler anzm erhöht. Aus der Anzahl anzm bzw. anzf der
Meßwerte, die die Schwellen im ungestörten Betrieb überschreiten,
wird in einem nachfolgenden Programmteil auf eine Anfettung bzw.
Ausmagerung geschlossen.
Fig. 8e beschreibt die Ermittlung einer Anfettung oder Ausmagerung.
Das Programm wird immer dann durchlaufen, wenn ein Sondensprung
festgestellt wurde, und wenn seit Einschalten der Lambdaregelung
eine genügend große Anzahl von Sondensprüngen aufgetreten ist (vgl.
Fig. 8b, Schritt 811). Ist in der Abfrage 840 die Anzahl anzf der
Meßwerte, die seit dem letzten Sondensprung über der Schwelle USF
lagen, größer als ein vorgebbarer Wert (z. B. mehr als 10 Werte),
liegt offensichtlich eine deutliche Anfettung vor. Deshalb wird im
Schritt 842 das Flag B_f, das eine Anfettung anzeigt, gesetzt, und
das Flag B_m, das einer Ausmagerung entspricht, gelöscht. Wird
dagegen keine Anfettung erkannt ("Nein"-Verzweigung in Schritt 840),
wird in Schritt 841 überprüft, ob statt dessen eine größere Anzahl
von Meßwerten der Sondenspannung unterhalb der Schwelle USM liegt
(anzm größer als ein vorgebbarer Wert). Ist dies der Fall, wird im
Schritt 843 das Flag B_f rückgesetzt und das Flag B_m, das eine
Ausmagerung anzeigt, gesetzt. Liegt weder eine größere Anzahl von
"Fett"-Meßwerten noch eine größere Zahl von "Mager"-Meßwerten vor
("Nein" in Abfrage 841), werden beide Flags B_f und B_m im Schritt
844 gelöscht, da dann offensichtlich keine größere Störung des
Gemischs aufgetreten ist.
In Fig. 8f wird aus den ermittelten Flags B_f und B_m, die eine
Gemischstörung anzeigen, und aus der berechneten Laständerung dtl
seit dem letzten Sondensprung auf eine erforderliche Veränderung des
Korrekturfaktors fuka geschlossen. Das Flußdiagramm in Fig. 8f
ersetzt die Schritte 636-641 im Flußdiagramm Fig. 6d. Wird in
Schritt 850 die Bedingung für eine Fett-Störung erkannt (B_f = 1),
wird im Schritt 852 als nächstes die Laständerung überprüft. Ist die
Laständerung dtl größer als ein vorgebbarer Wert, wird im Schritt
856 der Faktor fuka gesenkt, da bei einer Beschleunigung eine
Anfettung erkannt wurde und die Wandfilmkompensation demnach
offensichtlich zu stark ist. Wird dagegen eine Verzögerung erkannt
("nein" in Abfrage 852 und "ja" in der nachfolgenden Abfrage 853),
wird der Faktor fuka im Schritt 857 erhöht.
Liegt keine Anfettung vor (Abfrage 850 wird mit "nein" beantwortet),
wird in der nachfolgenden Abfrage 851 geprüft, ob eine Ausmagerung
erkannt wurde. Trifft dies zu und ist gleichzeitig die Laständerung
positiv ("ja" in der nachfolgenden Abfrage 854), wird der Faktor
fuka im Schritt 858 erhöht, da bei Beschleunigung und einer
Ausmagerung die Wandfilmkompensation zu gering ist. Wird in Abfrage
854 keine Beschleunigung erkannt, wird im Schritt 855 geprüft, ob
statt dessen eine Verzögerung vorliegt. Ist dies der Fall, wird der
Faktor fuka verringert (Schritt 859).
Wird der Faktor fuka in einem der Schritte 856, 857, 858 oder 859
geändert, dann wird der neue Wert von fuka im Schritt 860 im
batteriegepufferten RAM abgelegt.
Eine weitere Verbesserung kann erreicht werden, wenn anstelle der
Struktur nach Fig. 2a ein Verfahren gemäß Fig. 2b eingesetzt wird.
In Fig. 2b stehen zwei Korrekturfaktoren fukak und fukal zur
Verfügung, die getrennt auf den Kurzzeit- und den Langzeitanteil der
Wandfilmkompensation wirken (Multiplikationspunkte 210 und 211 in
Fig. 2b). In diesem Fall bietet es sich an, den Korrekturfaktor
fukal, der den Langzeitanteil teukl der Wandfilmkompensation
beeinflußt, mit einem Verfahren nach Fig. 6b-6d, d. h. durch
Auswertung des Lambdaregelfaktors fr, zu bestimmen, da ein Fehler im
Langzeitanteil der Wandfilmkompensation auch zu lange andauernden
Gemischstörungen führt, die auf jeden Fall den Regelhub des
Lambdareglers beeinflussen. Dagegen kann der Korrekturfaktor fukak
für den Kurzzeitanteil durch Auswertung der Sondenspannung bestimmt
werden, d. h. nach einer Methode, wie sie in Fig. 8b-8f dargestellt
wird. Ein fehlerhafter Kurzzeitanteil wird nämlich das Gemisch auch
nur kurzzeitig verändern, so daß eine Erkennung durch Auswertung des
Regelhubs nicht immer gewährleistet ist.
Verschiedene Kraftstoffarten beeinflussen das Wandfilmverhalten
häufig in verschiedenen Motortemperaturbereichen unterschiedlich. So
muß beispielsweise bei Betrieb eines Motors mit einem Kraftstoff,
dem ca. 20% Äthanol zugesetzt werden, ein Faktor fuka von ca. 0.9-1.0
eingestellt werden, um bei warmem Motor eine
Wandfilm-Kompensation, die für handelsüblichen Winterkraftstoff
abgestimmt wurde, an den neuen Kraftstoff anzupassen. Dagegen ist
bei einer Motortemperatur von 20 Grad C ein Faktor fuka = 1.4
notwendig. In diesem Fall bietet es sich an, für verschiedene
Motortemperaturbereiche jeweils einen gesonderten Wert für den
Faktor fuka zu ermitteln und in diesen Wert dann zu verwenden, wenn
sich der Motor im Warmlauf in dem entsprechenden
Motortemperaturbereich befindet.
Eine weitere Verbesserung berücksichtigt die Alterung von
Lambdasonden, die zu einer Vergrößerung der Periodendauer der
Lambdaregelung und damit zu einer Vergrößerung des Regelhubs führt.
In diesem Fall ist es vorteilhaft, in Fig. 6c in den Schritten 618
und 619 den Regelhub dfr nicht mit einem festen Wert von z. B. 6%
(für den ungestörten Fall) zu vergleichen, sondern mit dem Regelhub
dfr0 im ungestörten Fall, der ständig neu ermittelt wird. Hierzu
kann z. B. durch eine Ergänzung des Flußdiagramms in Fig. 6c der im
Schritt 616 errechnete Regelhub dfr immer dann als Normal-Regelhub
dfr0 abgespeichert werden, wenn im Schritt 615 keine nennenswerte
Laständerung dtl erkannt wurde. Eine entsprechende Modifikation
stellt Fig. 9 dar. Die Schritte 910-924 entsprechen jeweils den
Schritten 610-624 aus Fig. 6c. Nach Schritt 916 (Berechnung des
Regelhubs dfr) wird gegenüber dem Ablauf in Fig. 6c die Abfrage 925
neu eingefügt, in der geprüft wird, ob eine Laständerung vorliegt.
Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 926 der Regelhub dfr als
Regelhub dfr0 im ungestörten Fall übernommen. Im Schritt 918 und 919
wird dann - im Gegensatz zu Schritt 618 und 619 in Fig. 6c - der
aktuelle Regelhub dfr um den gelernten Wert dfr0 korrigiert und
nicht um einen festen Betrag von 6%. Ist die Lambdaregelung nicht
betriebsbereit ("Nein" in Schritt 910), wird in Schritt 911 der
Zähler anzsp für Sondensprünge gelöscht und in Schritt 921 das Flag
B_uka auf 0 gesetzt (vgl. Schritte 611 und 621 in Fig. 6c).
Zusätzlich wird in diesem Fall im Schritt 927 der Regelhub dfr0 auf
den Neuzustand gesetzt (6%).
Eine Störung des Gemischs kann nicht nur durch eine schlecht
angepaßte Wandfilmkompensation erfolgen, sondern auch durch die
Zufuhr von Luft-Kraftstoffgemisch aus dem Aktivkohlefilter der
Tankentlüftung. Da die Öffnung des Tankentlüftungsventils 123 häufig
lastabhängig gesteuert wird, bedeutet dies, daß sich die
Gemischzufuhr über das Tankentlüftungsventil bei Beschleunigungs- oder
Verzögerungsvorgängen stark ändert. Damit ist es nicht mehr
möglich, aus einer Gemischabweichung und einer gleichzeitig
erkannten Laständerung auf ein geändertes Wandfilmverhalten zu
schließen, da die Gemischabweichung auch durch den geänderten
Durchfluß durch das Tankentlüftungsventil hervorgerufen werden kann.
Deshalb muß bei Systemen mit einer derartigen Tankentlüftung die
Adaption der Wandfilmkompensation verboten werden, wenn das
Tastverhältnis, mit dem das Tankentlüftungsventil 123 angesteuert
wird, einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Dies kann einfach
dadurch geschehen, daß in Fig. 6c im Schritt 610 zusätzlich die
Ansteuerung des Tankentlüftungsventils geprüft wird. Zu Schritt 611
wird dann verzweigt, wenn B_lr gesetzt ist und wenn das
Tastverhältnis größer als der vorgegebene Grenzwert ist.
Claims (12)
1. Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer
Brennkraftmaschine (100), wobei
- - ein Signal (te1) für eine Grundeinspritzmenge bereitgestellt wird ausgehend vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine (100) und einem Signal (fr) für eine Gemischkorrektur, die die Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von einem gewünschten Wert korrigiert,
- - ein Signal (teukg) zur Übergangskompensation bereitgestellt wird,
- - das Signal (teukg) zur Übergangskompensation mit dem Signal (tel) für die Grundeinspritzmenge zu einem Signal (te) für die einzuspritzende Kraftstoffmenge verknüpft wird,
- - bei der Ermittlung des Signals (teukg) zur Übergangskompensation eine adaptive Korrektur (fuka) berücksichtigt wird,
- - die adaptive Korrektur (fuka) durch Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit einer Referenz gebildet wird.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit der
Referenz anhand einer vom Minimal- und Maximalwert einer sich
einstellenden Schwingung des Signals (fr) abhängigen Größe
durchgeführt wird.
3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit der
Referenz anhand einer von den Zeitdauern zweier
aufeinanderfolgender Halbschwingungen des Signals (fr) abhängigen
Größe durchgeführt wird.
4. Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bildung der adaptiven Korrektur (fuka) aus dem Vergleich des
Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit der Referenz ein
Schätzwert (lam) für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ermittelt
wird.
5. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die beim Vergleich des Signals (fr) für die
Gemischkorrektur verwendete Referenz aus dem Zeitverlauf des
Signals (fr) für die Gemischkorrektur dann ermittelt wird, wenn
sich die Brennkraftmaschine (100) in einem stationären
Betriebszustand befindet.
6. Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer
Brennkraftmaschine (100), wobei
- - ein Signal (te1) für eine Grundeinspritzmenge ausgehend vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine (100) bereitgestellt wird,
- - ein Signal (teukg) zur Übergangskompensation bereitgestellt wird,
- - das Signal (teukg) zur Übergangskompensation mit dem Signal (te1) für die Grundeinspritzmenge zu einem Signal (te) für die einzuspritzende Kraftstoffmenge verknüpft wird,
- - bei der Berechnung des Signals (teukg) zur Übergangskompensation eine adaptive Korrektur (fuka) berücksichtigt wird,
- - ein Ausgangssignal (us) eines Abgassensors (116) erfaßt wird,
- - die adaptive Korrektur (fuka) durch Vergleich des Ausgangssignals (us) des Abgassensors (116) mit einer Referenz gebildet wird.
7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vergleich des Ausgangssignals (us) des Abgassensors (116) mit
der Referenz anhand einer von dem Minimal- und dem Maximalwert
einer sich einstellenden Schwingung des Ausgangssignals (us)
abhängigen Größe durchgeführt wird.
8. Steuersystem nach Anspruch 7 ,dadurch gekennzeichnet, daß die
beim Vergleich des Ausgangssignals (us) des Abgassensors (116)
verwendete Referenz aus dem Zeitverlauf des Ausgangssignals (us)
dann ermittelt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine (100) in
einem stationären Betriebszustand befindet.
9. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein neuer Wert für die adaptive Korrektur
(fuka) dann gebildet wird, wenn sich die Brennkraftmaschine
(100) in einem instationären Betriebszustand befindet.
10. Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein
instationärer Betriebszustand erkannt wird, wenn die zeitliche
Änderung der Last (tl) betragsmäßig einen vorgebbaren
Schwellwert überschreitet.
11. Steuersystem für die Kraftstoffzumessung bei einer
Brennkraftmaschine (100), wobei
- - ein Signal (te1) für eine Grundeinspritzmenge bereitgestellt wird ausgehend vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und einem Signal (fr) für eine Gemischkorrektur, die die Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von einem gewünschten Wert korrigiert,
- - ein Signal (teukg) zur Übergangskompensation bereitgestellt wird, das sich aus wenigstens zwei Komponenten zusammensetzt,
- - das Signal (teukg) zur Übergangskompensation mit dem Signal (te1) für die Grundeinspritzmenge zu einem Signal (te) für die einzuspritzende Kraftstoffmenge verknüpft wird,
- - eine erste Komponente des Signals (teukg) zur Übergangskompensation aus einem Kurzzeitanteil (teukk) und einer zugeordneten adaptiven Kurzzeit-Korrektur (fukak) gebildet wird,
- - eine zweite Komponente des Signals (teukg) zur Übergangskompensation aus einem Langzeitanteil (teukl) und einer zugeordneten adaptiven Langzeit-Korrektur (fukal) gebildet wird,
- - ein Ausgangssignal (us) eines Abgassensors (116) erfaßt wird,
- - die adaptive Langzeit-Korrektur (fukal) durch Vergleich des Signals (fr) für die Gemischkorrektur mit einer entsprechenden Referenz gebildet wird,
- - die adaptive Kurzzeit-Korrektur (fukak) durch Vergleich des Ausgangssignals (us) des Abgassensors (116) mit einer entsprechenden Referenz gebildet wird.
12. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß für verschiedene Motortemperaturbereiche
jeweils ein gesonderter Wert für die adaptive Korrektur (fuka)
ermittelbar ist.
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