WO2002086296A2 - Verfahren zum bestimmen der öltemperatur in einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2002086296A2
WO2002086296A2 PCT/DE2002/001231 DE0201231W WO02086296A2 WO 2002086296 A2 WO2002086296 A2 WO 2002086296A2 DE 0201231 W DE0201231 W DE 0201231W WO 02086296 A2 WO02086296 A2 WO 02086296A2
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toil
sens
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Franz Kunz
Hong Zhang
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    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
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    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/005—Controlling temperature of lubricant
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/023—Temperature of lubricating oil or working fluid

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the oil temperature in an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • the current temperature of the engine oil is required for certain functions in an electronic control device • for internal combustion engines. For example, exceeding a threshold value for the engine oil temperature can be used to trigger on-board diagnosis. It is also known to use the oil temperature as a criterion for setting the idle speed of an internal combustion engine, since at very high oil temperatures a higher idle speed is necessary in order to supply the internal combustion engine with the then thin oil. In addition, the oil temperature can be used to calculate the oil life in order to be able to optimally determine the time of an oil change.
  • the oil temperature is determined from other variables. For this purpose, the period of time during which the coolant temperature is equal to or greater than a temperature threshold value is determined. Through a As a relationship between this time period and the oil temperature, a measure of the oil temperature is determined and the idling speed is set accordingly.
  • a hot running hare of an internal combustion engine requiring an increase in idle speed is recognized when an oil temperature value determined as a function of the coolant temperature, intake air temperature, speed and load of the internal combustion engine exceeds a threshold value.
  • the invention has for its object to provide a method with which an oil temperature in an internal combustion engine can be determined with high accuracy.
  • the oil temperature is calculated using an oil temperature model. At least one parameter characterizing the operating point of the internal combustion engine is included as input variables for the oil temperature model.
  • a modeled oil temperature sensor value of the oil temperature model is compared with a measured oil temperature value and the difference value of these two oil temperatures as an input variable for an immediately or indirectly following iterative calculation cycle of a further oil temperature of the oil temperature model, included in the oil temperature model.
  • the difference value between the modeled oil temperature sensor value and the measured oil temperature is included in the oil temperature model additively or multiplicatively.
  • the method according to the invention is just as suitable for internal combustion engines with a heat exchanger between the oil and coolant circuit as for internal combustion engines which do not have such a heat exchanger, since there is always a certain thermal coupling between the oil and coolant via the engine block.
  • Figure 1 is a schematic representation of an internal combustion engine in which the inventive method is applied
  • Figure 2 is a flowchart for determining the oil temperature
  • Figure 3 is a representation of the temperature profiles of the coolant and oil temperatures depending on the time.
  • the internal combustion engine 1 which is preferably used as a drive source for a motor vehicle, is supplied with the air required for combustion via an intake line 2.
  • An injection system 3 injects fuel into the intake line 2.
  • the method according to the invention can also be used in an internal combustion engine with direct fuel injection, which for example has a high-pressure accumulator injection system with injection valves, which inject the fuel directly into the cylinders of the internal combustion engine 1.
  • the exhaust gas of the internal combustion engine 1 flows via an exhaust pipe 4 to an exhaust gas aftertreatment system and from there via a silencer to the outside (not shown).
  • a load sensor in the form of an air mass sensor 5 is provided, which emits a signal MAF corresponding to the air flow rate.
  • a pressure sensor 6 can also be used as the load sensor for the internal combustion engine 1, which detects the pressure ps prevailing in the intake line 2. This is shown in dashed lines in FIG. 1.
  • An electronic control device 7 is provided for controlling and regulating the internal combustion engine 1.
  • Such electronic control devices which usually have one
  • the microprocessor and, in addition to the ignition control and the fuel injection, perform a large number of other control and regulating tasks are known per se, so that only the structure and its function relevant in connection with the invention are dealt with below.
  • the control device 7 is supplied with the signals from a wide variety of sensors for further processing.
  • a speed sensor 8 for the speed N a sensor 9 for the temperature TCO of the coolant of the internal combustion engine 1
  • a sensor 10 for the temperature TIA of the intake air a sensor 11 for the speed vs of the vehicle are provided.
  • the control device 7 is also connected to further sensors and actuators of the internal combustion engine 1 via a data and control line 12 which is only shown schematically.
  • the control device 7 is assigned a memory device 13, to which it is connected via a data bus (not specified).
  • the oil temperature TOIL in the internal combustion engine 1 is measured by means of an oil temperature sensor 14.
  • step S1 If the internal combustion engine is started in accordance with method step S1 (FIG. 2), there is normally no value for the oil temperature TOIL, since the internal combustion engine 1 (FIG. 1) has not yet reached a warm operating state. Therefore, the coolant temperature TCO is first read out at the beginning of the method. If a certain threshold value of the coolant temperature TCO is exceeded, which can be, for example, 80 ° C, a largely warm internal combustion engine is assumed.
  • the coolant temperature TCO is first input to a delay element V (not shown) in accordance with method step S2.
  • This delay element V delays the output of the entered value by a definable period of time, which can be, for example, 15 seconds.
  • Delay element V is transmitted to a differential element (not shown) in accordance with method step S3.
  • a difference value is then formed in the differential element between the current coolant temperature TCO and the value generated by the delay element V. This gives the change in coolant temperature at the output of the differential element.
  • TCO depends on the length of time that is defined on the delay element.
  • This change in the coolant temperature TCO ie the gradient of the coolant temperature TCO, is determined in accordance with method step S4 and is input into a low-pass filter, not shown.
  • the low-pass filter effects a low-pass filtering of the coolant temperature gradient TCO, an oil temperature gradient value being supplied at the output of the low-pass filter.
  • the filter behavior of the low-pass filter is adjustable and is set by a map KF1 in the memory device 13 (FIG. 1), to which the coolant temperature TCO has been entered. This characteristic map KF 1 thus provides a factor dependent on the coolant temperature range for controlling the low-pass filter. It is thus achieved that the oil temperature gradient value at the output of the low-pass filter drops towards zero as the coolant temperature rises.
  • the coolant temperature TCO according to method steps S4 and S5 is output directly as the oil temperature value TOIL_MDL of the model.
  • This oil temperature value TOIL_MDL is converted into a modeled oil temperature sensor value TOIL_MDL_SENS after method step S ⁇ .
  • An averaging constant specific to the oil temperature sensor is added or multiplied to the oil temperature value TOIL_MDL.
  • This sensor-specific averaging constant is determined empirically and is stored in the memory device 13. Among other things, it depends on the materials from which the oil temperature sensor, for example a thermocouple, is made.
  • an oil temperature value TOIL_SENS is measured using the oil temperature sensor.
  • the modeled Oil temperature sensor value TOIL_MDL_SENS is now compared with the oil temperature value TOIL_SENS measured by the oil temperature sensor.
  • This difference value TOIL_SENS_DIF is then used as an input variable for a calculation step S9 which follows the method step of the difference value calculation TOIL_SENS_DIF indirectly or directly.
  • the value TOIL_SENS_DIF is added or multiplied as a control parameter to adjust the oil temperature TOIL_MDL.
  • An approximation of the modeled oil temperature to the real oil temperature and thus a sufficiently precise determination of the oil temperature using the oil temperature model can be achieved by comparing the oil temperature T0IL_MDL once using the control parameter.
  • a sufficiently precise value can also be achieved by running through the adjustment of the oil temperature TOIL_MDL and forming the difference value TOIL_SENS_DIF.
  • the temperature threshold values can be determined depending on the operating conditions, for example on an installation position of the oil temperature sensor.
  • the oil temperature value TOIL_MDL is fed into a further map KF2, which outputs a gradient-dependent offset between the coolant temperature TCO and the oil temperature TOIL.
  • This offset value is added to the oil temperature value TOIL_MDL and the oil temperature gradient value of the oil temperature model.
  • the offset is only added if the coolant temperature TCO is above a threshold value. This threshold value will usually be close to the coolant pump switching threshold and thus takes into account the fact that the coolant pump in an internal combustion engine is generally only operated above a certain minimum temperature.
  • FIG. 3 shows a course of the oil temperatures TOIL and TOIL_SENS as well as the course of the coolant temperature TCO over time.
  • the curves show a dynamic range in which the temperatures rise. If the warm operating state of the internal combustion engine is reached, the curves flatten out and the steady state is established.
  • the coolant temperature gradient (TCO gradient) is also shown schematically in the dynamic range of the coolant temperature curve. In the dynamic warm-up range, the measured oil temperature T0IL_SENS of the sensor is about 30 ° C below the real oil temperature TOIL.
  • the air mass flow MAF or the intake manifold pressure ps in the intake line 2 can also be used as a variable, for example, and can be used as a parameter that characterizes the operating point of the internal combustion engine.
  • the influence of an air ratio ⁇ are taken into account as parameters characterizing the operating point of the internal combustion engine.
  • the air ratio ⁇ indicates the ratio of the amount of air supplied for the combustion of a unit of quantity of the supplied fuel to the minimum amount of air required for complete combustion.
  • an optical or acoustic signal is generated which can serve as a warning signal and thus, for example, draws the attention of a vehicle user to a defect.

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Abstract

Die Öltemperatur (TOIL) in der Brennkraftmaschine wird über ein Öltemperaturmodell berechnet, in das mindestens ein den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine charakterisierender Parameter herangezogen wird. Der Differenzwert (TOIL SENS DIF) zwischen dem modellierten Temperaturwert des Öltemperaturmodells (TOIL MDL SENS) und dem gemessenen Temperaturwert (TOIL SENS) des Öls der mittels des Öltemperatursensors gemessen wird, wird als Eingangsgrösse, in einen auf den Verfahrensschritt der Differenzwertbildung unmittelbar oder mittelbar folgenden iterativen Berechnungszyklus eines Öltemperaturwerts (TOIL MDL) des Öltemperaturmodells, in das Öltemperaturmodell eingerechnet.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Bestimmen der Oltemperatur in einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Oltemperatur in einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Für bestimmte Funktionen in einer elektronischen Steuerein- • richtung für Brennkraftmaschinen wird die aktuelle Temperatur des Motoröls benötigt. So kann beispielweise das Überschreiten eines Schwellenwerts für die Oltemperatur des Motors zum Auslösen einer On-board-Diagnose herangezogen werden. Weiter ist bekannt, die Oltemperatur als Kriterium zur Einstellung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine zu verwenden, da bei sehr hohen Öltemperaturen eine höhere Leerlaufdrehzahl nötig ist, um die Brennkraftmaschine ausreichend mit dem dann dünnflüssigen Öl zu versorgen. Darüber hinaus kann man die Oltemperatur für Berechnungen der Ollebensdauer verwenden, um den Zeitpunkt eines Ölwechsels optimal bestimmen zu können.
Für alle diese Zwecke ist es bekannt, die Oltemperatur mittels eines Oltemperatursensors zu messen und das Signal des Oltemperatursensors entsprechend zu verarbeiten. Das Bestimmen der Oltemperatur mittels des Oltemperatursensors ist allerdings besonders in der Aufwärmphase des Öls, wenn die Brennkraftmaschine keinen betriebswarmen Zustand aufweist, sehr ungenau.
Aus der Druckschrift DE 40 16 099 C2 ist bekannt, zur Leerlaufeinstellung im normalen Betriebsbereich einer Brennkraftmaschine die Oltemperatur heranzuziehen. Um einen Öltempera- tursensor einzusparen wird dabei die Oltemperatur aus anderen Größen bestimmt. Zu diesem Zweck wird die Zeitspanne ermittelt, während derer die Kühlmitteltemperatur gleich oder größer als ein Temperaturschwellenwert ist. Durch eine vorgege- bene Beziehung zwischen dieser Zeitspanne und der Oltemperatur wird ein Maß für die Oltemperatur bestimmt und die Leerlaufdrehzahl entsprechend eingestellt.
Ein weiteres Verfahren zur Leerlaufeinstellung einer Brennkraftmaschine ist aus der Druckschrift DE 44 33 299 AI bekannt. Dabei wird eine, eine Leerlaufdrehzahlerhöhung erfordernde Heißlauf hase einer Brennkraftmaschine dann erkannt, wenn eine in Abhängigkeit von Kühlmitteltemperatur, Ansaug- lufttemperatur, Drehzahl sowie Last der Brennkraftmaschine ermittelte Ölte peraturersatzgröße einen Schwellenwert überschreitet .
All diese Verfahren können jedoch keinen exakten Wert für die Oltemperatur liefern, sie sind bloß daraufhin ausgelegt, eine Schwellenwertüberschreitung der Oltemperatur erfassen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine Oltemperatur in einer Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei einem Verfahren zum Bestimmen der Oltemperatur in einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug wird die Oltemperatur mittels eines Oltemperaturmodells berechnet. Als Eingangsgrößen für das Oltemperaturmodell werden mindestens ein den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine charakterisierender Parameter eingerechnet.
Erfindungsgemäß wird ein modellierter Öltemperatursensorwert des Oltemperaturmodells mit einem gemessenen Öltemperaturwert verglichen und der Differenzwert dieser beiden Ölte peraturen als Eingangsgröße für einen unmittelbar oder mittelbar folgenden iterativen Berechnungszyklus eines weiteren Öltempera- turwertes des Oltemperaturmodells, in das Oltemperaturmodell eingerechnet .
Dadurch wird erreicht, dass die Oltemperatur in der Brennkraftmaschine mit einer relativ hohen Genauigkeit bestimmt werden kann .
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben .
Es kann dabei vorgesehen sein, dass der Differenzwert zwischen dem modellierten Öltemperatursensorwert und der gemessenen Oltemperatur additiv oder multiplikativ in das Oltemperaturmodell eingerechnet wird.
Damit kann erreicht werden, dass durch die geeignete Wahl der mathematischen Rechenvorschrift mit der der Differenzwert in das Oltemperaturmodell eingerechnet wird, ein schnelles Annähern des Öltemperatursensorwertes des Modells an den gemesse- nen Oltemperaturwert des Sensors möglich ist und daher für eine hinreichend genaue Annäherung der beiden Oltemperaturwerte wenige Berechnungszyklen im Modell notwendig sind.
Es kann auch vorgesehen sein, dass ein erster und ein zweiter Temperaturschwellenwert festgelegt werden und bei Überschreiten des ersten oder Unterschreiten des zweiten Schwellenwerts eine Fehlfunktion des Oltemperatursensors erkannt wird.
Dadurch kann verhindert werden, dass Öltemperaturwerte in weitere Berechnungszyklen des Oltemperaturmodells als Eingangsgrößen eingerechnet werden, die aufgrund eines defekten Sensors zu falschen Ergebnissen führen.
Normalerweise liegt beim Starten der Brennkraftmaschine kein Wert für die Oltemperatur vor. In solchen Fällen ist es von
Vorteil, als Startwert von der aktuellen Kühlmittelte peratur auszugehen. Das Aufheizverhalten einer Brennkraftmaschine kann man besonders genau dadurch nachbilden, dass der Gradient der Kühlmitteltemperatur in der nicht betriebswarmen Brennkraftmaschine je nach Absolutwert der Kühlmitteltemperatur unterschiedlich stark zeitlich tief assgefiltert wird. Eine genauere Beschreibung der Tiefpassfilterung wird im weiteren Verlauf der Beschreibung des Ausführungsbeispiels erläutert .
Liegt kein gültiger Wert für die Kühlmitteltemperatur vor, beispielsweise weil der entsprechende Sensor als defekt erkannt ist, kann ersatzweise zur Modellierung der Oltemperatur immer in einer Modellstufe gerechnet werden, die für die betriebswarme Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist für Brennkraftmaschinen mit Wärmetauscher zwischen Öl und Kühlmittelkreislauf genauso tauglich, wie für Brennkraftmaschinen, die einen derartigen Wärmetauscher nicht aufweisen, da über den Motorblock immer eine gewisse thermische Kopplung zwischen Öl und Kühlmittel gegeben ist.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine, bei der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird, Figur 2 ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung der Oltemperatur, und
Figur 3 eine Darstellung der Temperaturverläufe der Kühlmittel- sowie der Öltemperaturen abhängig von der Zeit.
In Figur 1 ist sehr vereinfacht eine Brennkraftmaschine mit einem Steuergerät gezeigt, wobei nur diejenigen Teile dargestellt sind, die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Der Brennkraftmaschine 1, die vorzugsweise als Antriebsquelle für ein Kraftfahrzeug herangezogen wird, wird über eine Ansaugleitung 2 die zur Verbrennung notwendige Luft zugeführt. Eine Einspritzanlage 3 spritzt Kraftstoff in die Ansaugleitung 2 ein. Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber auch bei einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung anwendbar, die beispielsweise eine Hochdruckspeicherein- spritzanlage mit Einspritzventilen aufweist, welche den Kraftstoff direkt in die Zylinder der Brennkraftmaschine 1 einspritzen. Das Abgas der Brennkraftmaschine 1 strömt über eine Abgasleitung 4 zu einer Abgasnachbehandlungsanlage und von dieser über einen Schalldämpfer ins Freie (nicht dargestellt) .
Im Ansaugkanal 2 ist ein Lastsensor in Form eines Luftmassensensors 5 vorgesehen, der ein dem Luft assenstrom entsprechendes Signal MAF abgibt. Alternativ kann als Lastsensor für die Brennkraftmaschine 1 auch ein Drucksensor 6 verwendet werden, der den in der Ansaugleitung 2 herrschenden Druck ps erfasst. Dies ist in der Figur 1 gestrichelt eingezeichnet.
Bei mager betriebenen Brennkraftmaschinen, bei denen der Kraftstoff direkt eingespritzt wird, wählt man natürlich eine andere lastkennzeichnende Größe, beispielsweise die eingespritzte Kraftstoffmasse.
Zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine 1 ist eine elektronische Steuerungseinrichtung 7 vorgesehen. Solche e- lektronischen Steuerungseinrichtungen, die in der Regel einen
Mikroprozessor beinhalten und neben der Zündregelung und der Kraftstoffeinspritzung eine Vielzahl weiterer Steuer- und Regelaufgaben übernehmen, sind an sich bekannt, so dass im folgenden nur auf den im Zusammenhang mit der Erfindung relevan- ten Aufbau und dessen Funktion eingegangen wird. Der Steuerungseinrichtung 7 werden die Signale der verschiedensten Sensoren zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Insbesondere ist ein Drehzahlsensor 8 für die Drehzahl N, ein Sensor 9 für die Temperatur TCO der Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine 1, ein Sensor 10 für die Temperatur TIA der Ansaugluft und ein Sensor 11 für die Geschwindigkeit vs des Fahrzeugs vorge- sehen. Über eine nur schematisch dargestellte Daten- und Steuerleitung 12 ist die Steuerungseinrichtung 7 noch mit weiteren Sensoren und Aktoren der Brennkraftmaschine 1 verbunden.
Der Steuereinrichtung 7 ist eine Speichereinrichtung 13 zugeordnet, mit der es über einen nicht näher bezeichneten Datenbus verbunden ist. Mittels eines Oltemperatursensors 14 wird die Oltemperatur TOIL in der Brennkraftmaschine 1 gemessen.
Wird die Brennkraftmaschine gemäß Verfahrensschritt Sl gestartet (Figur 2), so liegt normalerweise kein Wert für die Oltemperatur TOIL vor, da die Brennkraftmaschine 1 (Figur 1) noch keinen betriebswarmen Zustand aufweist. Deshalb wird zu Beginn des Verfahrens zunächst die Kühlmitteltemperatur TCO ausgelesen. Bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes der Kühlmitteltemperatur TCO, der beispielweise bei 80 °C liegen kann, wird von einer weitgehend betriebswarmen Brennkraftmaschine ausgegangen.
Bei Unterschreiten des Schwellenwertes der Kühlmitteltemperatur TCO wird zuerst die Kühlmitteltemperatur TCO einem nicht dargestellten Verzögerungsglied V gemäß Verfahrensschritt S2 eingegeben. Dieses Verzögerungsglied V verzögert die Ausgabe des eingegebenen Wertes um eine festlegbare Zeitdauer, die beispielsweise .15 Sekunden betragen kann. Die Ausgabe des
Verzögerungsgliedes V wird an ein nicht dargestelltes Differenzglied gemäß Verfahrensschritt S3 übertragen. In dem Differenzglied wird dann ein Differenzwert zwischen der aktuellen Kühlmitteltemperatur TCO und dem durch das Verzögerungs- glied V erzeugten Wert gebildet. Dadurch erhält man am Ausgang des Differenzgliedes die Änderung der Kühlmitteltempera- tur TCO abhängig von der Zeitdauer, die am Verzögerungsglied festgelegt ist.
Diese Änderung der Kühlmitteltemperatur TCO, also der Gra- dient der Kühlmitteltemperatur TCO, wird gemäß Verfahrensschritt S4 bestimmt und wird in ein nicht dargestelltes Tiefpassfilter eingegeben. Das Tiefpassfilter bewirkt eine Tief- passfilterung des Kühlmitteltemperaturgradienten TCO wobei am Ausgang des Tiefpassfilters ein Öltemperaturgradientenwert geliefert wird. Das Filterverhalten des Tiefpassfilters ist verstellbar und wird von einem Kennfeld KF1 in der Speichereinrichtung 13 (Figur 1) eingestellt, dem die Kühlmitteltemperatur TCO eingegeben wurde. Durch dieses Kennfeld KF 1 wird somit ein kühlmitteltemperaturbereichsabhängiger Faktor zum Ansteuern des Tiefpassfilters geliefert. Somit wird erreicht, dass der Öltemperaturgradientenwert am Ausgang des Tiefpassfilters mit steigender Kühlmitteltemperatur gegen Null abfällt. Als Oltemperaturwert TOIL_MDL des Modells wird direkt die Kühlmitteltemperatur TCO gemäß den Verfahrens- schritten S4 und S5 ausgegeben.
Dieser Oltemperaturwert TOIL_MDL wird zu einem modellierten Öltemperatursensorwert TOIL_MDL_SENS nach Verfahrensschritt Sβ umgerechnet. Dabei wird eine für den Öltemperatursensor spezifische Mittelungskonstante additiv oder multiplikativ zum Oltemperaturwert TOIL_MDL hinzugerechnet. Diese sensorspezifische Mittelungskonstante wird empirisch ermittelt und ist in der Speichereinrichtung 13 gespeichert. Sie ist unter anderem abhängig von den Werkstoffen, aus denen der Öltempe- ratursensor, beispielsweise ein Thermoelement, gefertigt wird. Durch das Umrechnen des Öltemperaturwerts TOIL_MDL in den modellierten Öltemperatursensorwert TOIL_MDL_SENS wird ein Temperaturwert erhalten, welcher dem real vorliegende Wert der Oltemperatur relativ genau entspricht.
Gemäß Verfahrensschritt S7 wird mittels des Oltemperatursensors ein Oltemperaturwert TOIL_SENS gemessen. Der modellierte Öltemperatursensorwert TOIL_MDL_SENS wird nun mit dem vom Öl- temperatursensor gemessenen Oltemperaturwert TOIL_SENS verglichen. Nach Verfahrensschritt S8 wird dabei die Differenz dieser beiden Temperaturwerte gebildet. Dieser Differenzwert TOIL_SENS_DIF wird dann als Eingangsgröße für einen mittelbar oder unmittelbar an einen, den Verfahrensschritt der Diffe- renzwertberechung TOIL_SENS_DIF nachfolgenden Berechnungs- schritt S9 verwendet. Dabei wird der Wert TOIL_SENS_DIF additiv oder multiplikativ als Regelparameter zum Abgleichen der Oltemperatur TOIL_MDL hinzugerechnet. Durch erneutes Berechnen der Werte TOIL_MDL_SENS und TOIL_SENS_DIF wird somit ein Annähern des modellierten Öltemperaturwertes an den realen Oltemperaturwert erreicht.
Ein Annähern der modellierten Oltemperatur an die reale Oltemperatur und damit ein hinreichend genaues Bestimmen der Oltemperatur mittels des Oltemperaturmodells kann durch einmaliges Abgleichen der Oltemperatur T0IL_MDL mittels des Regelparameters erreicht werden. Ein hinreichend genauer Wert kann aber auch durch mehrmaliges Durchlaufen des Abgleichens der Oltemperatur TOIL_MDL und Bilden des Differenzwertes TOIL_SENS_DIF erreicht werden.
Übersteigt der Differenzwert TOIL_MDL_DIF einen ersten Tempe- raturschwellenwert oder unterschreitet dieser Differenzwert einen zweiten Temperaturschwellenwert, so wird eine Fehlfunktion des Oltemperatursensors erkannt. Die Temperaturschwellenwerte können dabei abhängig von den Betriebsbedingungen, beispielsweise von einer Einbauposition des Öltemperatursen- sors, festgelegt werden.
Sobald für eine festlegbare Zeitdauer, die beispielsweise 10 Minuten betragen kann, nur noch relativ kleine Änderungen im Öltemperatursensorwert TOIL_SENS erfolgen, wird ein stationä- rer Zustand der Oltemperatur erkannt und die Brennkraftmaschine hat den betriebswarmen Zustand erreicht. Zwischen dem Bereich in dem das Öl nach dem Starten der Brennkraftmaschine aufgewärmt wird und der als dynamischer Bereich bezeichnet wird, und dem stationären Bereich ist ein Übergangsbereich vorhanden.
In diesem Übergangsbereich wird der Oltemperaturwert TOIL_MDL in ein weiteres Kennfeld KF2 eingespeist, welches einen gradientenabhängigen Offset zwischen der Kühlmitteltemperatur TCO und der Oltemperatur TOIL ausgibt. Dieser Offsetwert wird dem Oltemperaturwert TOIL_MDL und dem Öltemperaturgradientenwert des Oltemperaturmodells hinzuaddiert. Allerdings wird der Offset nur dann addiert, wenn die Kühlmitteltemperatur TCO über einem Schwellenwert liegt. Dieser Schwellenwert wird meist in der Nähe der Kühlmittelpumpenschaltschwelle liegen und somit wird dadurch der Tatsache Rechnung getragen, dass bei einer Brennkraftmaschine in der Regel die Kühlmittelpumpe nur oberhalb einer gewissen Mindesttemperatur betrieben wird.
In Figur 3 ist ein Verlauf der Öltemperaturen TOIL und TOIL_SENS sowie der Verlauf der Kühlmitteltemperatur TCO über die Zeit dargestellt. Die Kurven zeigen am Anfang der Zeitachse einen dynamischen Bereich in dem die Temperaturen ansteigen. Wird der betriebswarme Zustand der Brennkraftmaschine erreicht, so flachen die Kurven ab und es stellt sich der stationäre Zustand ein. Im dynamischen Bereich der Kühlmitteltemperaturkurve ist auch schematisch der Kühlmitteltemperaturgradient (TCO-Gradient) eingezeichnet. Im dynamischen Aufwärmbereich liegt die gemessene Oltemperatur T0IL_SENS des Sensors um etwa 30 °C unter der realen Oltemperatur TOIL.
Neben der Kühlmitteltemperatur TCO kann auch beispielweise der Luftmassenstrom MAF oder der Saugrohrdruck ps in der Ansaugleitung 2 (Figur 1) als Größe verwendet und als den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine charakterisierender Para- meter herangezogen werden. Zusätzlich kann bei Brennkraftmaschinen, bei denen Kraftstoff unter hohem Druck direkt in die Zylinder eingespritzt wird, der Einfluss einer Luftzahl λ als den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine charakterisierender Parameter berücksichtigt werden. Die Luftzahl λ gibt dabei das Verhältnis der für die Verbrennung einer Mengeneinheit des zugeführten Kraftstoffs zugeführten Luftmenge zu der für die vollkommene Verbrennung erforderlichen Mindestluft- menge an. Dabei wird abhängig von dem aktuellen Wert der Luftzahl λ , mit dem die Brennkraftmaschine gerade betrieben wird, aus einem weiteren Kennfeld KF3 ein Faktor ausgelesen, der typischerweise zwischen 1 (stöchio etrischer Betrieb mit λ =l ) und 2 liegt (geschichtet, homogener Magerbetrieb).
Es kann auch vorgesehen sein, dass beim Erkennen einer Fehlfunktion des Oltemperatursensors 14 (Figur 1) ein optisches oder akustisches Signal erzeugt wird, welches als Warnsignal dienen kann und damit beispielsweise einen Fahrzeugnutzer auf einen Defekt aufmerksam macht .
Mit dem Verfahren kann somit bereits beim dynamischen Anstieg der Oltemperatur beim Starten einer Brennkraftmaschine eine relativ genaue Bestimmung der Oltemperatur durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen der Oltemperatur in einer Brennkraftmaschine, bei dem die Oltemperatur durch ein Öltempera- turmodell berechnet wird und als Eingangsgrößen des Oltemperaturmodells mindestens ein den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine charakterisierender Parameter eingerechnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein modellierter Öltemperatursensorwert des Oltemperaturmodells (TOIL_MDL_SENS) mit einem gemessenen Oltemperaturwert (TOIL_SENS) verglichen wird und der Differenzwert der beiden Temperaturwerte (TOIL_SENS_DIF) als Eingangsgröße, in einen auf den Verfahrensschritt der Bildung des Differenzwertes (TOIL_SENS_DIF) unmittelbar oder mittelbar folgenden iterativen Berechnungszyklus eines weite- ren Oltemperaturwerts (TOIL_MDL) des Oltemperaturmodells, in das Oltemperaturmodell eingerechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene Öltemperaturwerte (TOIL_SENS) mittels eines Öl- temperatursensors durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzwert (TOIL_SENS_DIF) zwischen dem modellierten Öltemperatursensorwert (TOIL_MDL_SENS) und der gemessenen Oltemperatur (TOIL_SΞNS) additiv oder multiplikativ in das Oltemperaturmodell eingerechnet wird.
4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlfunktion des Oltemperatursensors erkannt wird, wenn der Differenzwert (TOIL_SENS_DIF) einen ersten Temperaturschwellenwert überschreitet oder einen zweiten Temperaturschwellenwert unterschreitet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erkennen einer Fehlfunktion des Oltemperatursensors ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt wird und/oder ein Eintrag in einen Fehlerspeicher einer Speichereinheit durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine charakterisierender Parameter mindestens eine der Größen Kühlmitteltemperatur (TCO) , Luftmassenstrom (MAF) , Saugrohrdruck (ps) , Luftzahl ( λ ) herangezogen wird.
PCT/DE2002/001231 2001-04-23 2002-04-04 Verfahren zum bestimmen der öltemperatur in einer brennkraftmaschine WO2002086296A2 (de)

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