EP1002942B1 - Verfahren zur Bestimmung des Drosselklappenwinkels - Google Patents

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EP1002942B1 EP99119248A EP99119248A EP1002942B1 EP 1002942 B1 EP1002942 B1 EP 1002942B1 EP 99119248 A EP99119248 A EP 99119248A EP 99119248 A EP99119248 A EP 99119248A EP 1002942 B1 EP1002942 B1 EP 1002942B1
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    • F02D2250/16—End position calibration, i.e. calculation or measurement of actuator end positions, e.g. for throttle or its driving actuator

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the throttle valve angle according to the preamble of claim 1.
  • throttle position is traditionally a throttle model used.
  • This throttle valve model is mostly from the supercritical air mass flow through the throttle valve and one at uncritical Differential pressure calculated reduction factor set up.
  • the inversion of the throttle valve model allows a determination of the throttle valve angle from a given air mass flow and a Differential pressure across the throttle valve.
  • US-A-4,549,517 discloses a fuel supply device for a Internal combustion engine with a storage device with an air mass flow characteristic regarding a pressure difference across a throttle valve, an air mass flow passing through the throttle valve and the throttle valve angle.
  • a fuel supply device for a Internal combustion engine with a storage device with an air mass flow characteristic regarding a pressure difference across a throttle valve, an air mass flow passing through the throttle valve and the throttle valve angle.
  • the dependence on air mass flow and Throttle valve angle in the event of a pressure change in the subcritical range described using a single characteristic of a map.
  • DE 198 02 843 A1 also describes a throttle control device and a control method for an internal combustion engine, wherein a load on the internal combustion engine as a function of an average Accelerator pedal actuation position by smoothing changes this accelerator pedal position is calculated. For this is already a suction pressure at a time before the throttle valve is operated estimated according to an accelerator pedal operation position. Then, based on the estimated intake pressure the linear increase of a target intake pressure is calculated. On the base this calculated linearized target intake pressure then becomes a throttle valve opening angle certainly.
  • the object of the invention is a method for determining the throttle valve angle specify, in which a throttle valve position also at small differential pressures is possible.
  • Another throttle valve model is used which is based on a subcritical air mass flow was determined.
  • the air mass flow from the Torque request must be determined.
  • two Maps used the first of which has at least two map lines contains the relationship between the throttle valve angle and air mass describe at different differential pressures and the second Map shows the nonlinear transition between those in the first map Map lines indicates.
  • the differential pressure can be via a map or from the tank ventilation request be determined.
  • the air mass flow is preferably determined via the Throttle valve also the air mass flow via a tank ventilation valve and the throttle valve when opening the tank ventilation valve closed accordingly.
  • system errors such as leakage air errors and mechanical tolerances can also occur of the throttle valve and errors in the electrical throttle valve position detection recognized and in the form of an adaptation to correct the throttle valve angle be used.
  • the Input variables load and speed N detected, and according to the data of a Map KF1 is the required differential pressure from the Throttle valve determined.
  • the differential pressure can alternatively or can also be influenced by the tank ventilation function.
  • a factor for a non-linear transition is determined as a function of the differential pressure. This factor is read into a further map KF3.
  • This characteristic diagram also contains information about the desired load (load should ), which has been adjusted in a summer with a correction value (load corr ).
  • FIG. 2 shows a diagram in which the throttle valve angle is plotted against the air mass, specifically for two different differential pressures 10 mbar and 100 mbar.
  • the air mass can be determined from the torque request (load should , load corr ). Otherwise, a throttle valve position DK is determined from the two characteristic map lines and the factor for the non-linear transition between these lines.
  • This throttle valve position is still with an adaptation value, the one component-related adaptation, errors caused by leakage air, mechanical tolerances or include errors in the electric throttle position detection can corrected.
  • a corrected throttle valve position DK corr is obtained which, even at low differential pressures, i.e. when operating an internal combustion engine in part-load or idling range, permits an accurate throttle valve position determination with which, for example, pressure ratios required for the activated carbon filter purge can be created.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Drosselklappenwinkels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei gedrosselten Motoren wird in der Motorsteuerung zur modellhaften Beschreibung der Drosselklappenstellung herkömmlicherweise ein Drosselklappenmodell verwendet. Dieses Drosselklappenmodell wird meist aus dem überkritischen Luftmassenstrom durch die Drosselklappe und einem bei unkritischen Differenzdruck berechneten Reduktionsfaktor aufgestellt. Die Invertierung des Drosselklappenmodells erlaubt eine Bestimmung des Drosselklappenwinkels aus einem vorgegebenen Luftmassenstrom sowie einem Differenzdruck über der Drosselklappe.
Die US-A-4,549,517 offenbart eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Speichereinrichtung mit einer Luftmassenstrom-Charakteristik bezüglich einer Druckdifferenz über einer Drosselklappe, einem die Drosselklappe passierenden Luftmassenstrom und dem Drosselklappenwinkel. Hier wird die Abhängigkeit von Luftmassenstrom und Drosselklappenwinkel bei einer Druckänderung im unterkritischen Bereich anhand einer einzigen Kennlinie eines Kennfeldes beschrieben.
Ferner beschreibt die DE 198 02 843 A1 (D2) eine Drosselsteuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine, wobei eine Belastung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von einer gemittelten Beschleunigungspedalbetätigungsposition durch Glätten von Änderungen dieser Beschleunigungspedalposition berechnet wird. Hierfür wird bereits zu einem Zeitpunkt vor einer Betätigung des Drosselventils ein Ansaugdruck entsprechend einer Beschteunigungspedalbetätigungsposition abgeschätzt. Anschließend wird auf der Grundlage des abgeschätzten Ansaugdruckes der lineare Anstieg eines Sollansaugdruckes berechnet. Auf der Basis dieses berechneten linearisierten Sollansaugdruckes wird dann ein Drosselventilöffnungswinkel bestimmt.
Nachteilig bei der obengenannten Vorgehensweise ist jedoch die fehlende Präzision im Bereich von Differenzdrücken zwischen 50 und 100 mbar. Bei Differenzdrücken kleiner 50 mbar ist eine Drosselklappenbestimmung aus dem obengenannten Modell nicht mehr sinnvoll möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung des Drosselklappenwinkels anzugeben, bei dem eine Drosselklappenstellung auch bei kleinen Differenzdrücken möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Erfindungswesentlich ist dabei, daß ein anderes Drosselklappenmodell verwendet wird, welches unter Zugrundelegen eines unterkritischen Luftmassenstromes ermittelt wurde. Dabei kann der Luftmassenstrom aus der Momentenanforderung bestimmt sein. Erfindungsgemäß werden zwei Kennfelder verwendet, von denen das erste zumindest zwei Kennfeldlinien enthält, welche den Zusammenhang des Drosselklappenwinkels zur Luftmasse bei unterschiedlichen Differenzdrücken beschreiben und das zweite Kennfeld den nichtlinearen Übergang zwischen den im ersten Kennfeld vorliegenden Kennfeldlinien angibt.
Mit der vorliegenden Erfindung können zu jeder Last und Drehzahl sowie gewünschtem Differenzdruck der erforderliche Drosselklappenwinkel eingestellt werden. Eine solch genaue und geregelte Einstellung ist insbesondere auch zur Spülung eines Aktivkohlefilters erforderlich.
Der Differenzdruck kann über ein Kennfeld oder aus der Tankentlüftungsanforderung bestimmt werden.
Vorzugsweise wird bei der Bestimmung des Luftmassenstroms über die Drosselklappe auch der Luftmassenstrom über ein Tankentlüftungsventil berücksichtigt und die Drosselklappe bei Öffnung des Tankentlüftungsventils entsprechend geschlossen.
Im übrigen können auch Systemfehler wie Leckluftfehler, mechanische Toleranzen der Drosselklappe und Fehler der elektrischen Drosselklappenpositionserfassung erkannt und in Form einer Adaption zur Korrektur des Drosselklappenwinkels verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen
Fig. 1
ein schematisches Blockdiagramm des im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Drosselklappenmodells und
Fig. 2
ein Diagramm mit zwei Kennfeldlinien, die den Zusammenhang zwischen der Luftmasse und dem Drosselklappenwinkel bei zwei verschiedenen Differenzdrücken angeben.
Bei dem nachfolgend dargestellten, beispielhaften Verfahren werden die Eingangsgrößen Last und Drehzahl N erfaßt, und gemäß den Daten eines Kennfeldes KF1 wird hieraus der erforderliche Differenzdruck über die Drosseklappe bestimmt. Natürlich kann der Differenzdruck alternativ oder zusätzlich auch von der Tankentlüftungsfunktion beeinflußt werden.
In einem weiteren Kennfeld KF2 wird in Abhängigkeit des Differenzdruckes ein Faktor für einen nichtlinearen Übergang ermittelt. Dieser Faktor wird in ein weiteres Kennfeld KF3 eingelesen. In dieses Kennfeld geht auch eine Information über die gewünschte Last (Lastsoll) ein, welche in einem Summierer mit einem Korrekturwert (Lastkorr) angepaßt worden ist.
Im Kennfeld KF3 sind vorliegend zwei Kennfeldlinien abgelegt, welche beispielhaft in Fig. 2 dargestellt sind. Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm, bei dem der Drosselklappenwinkel über der Luftmasse aufgetragen ist und zwar für zwei unterschiedliche Differenzdrücke 10mbar und 100 mbar. Die Luftmasse kann aus der Momentenanforderung (Lastsoll, Lastkorr) ermittelt werden. Im übrigen , wird aus den beiden Kennfeldlinien sowie dem Faktor für den nichtlinearen Übergang zwischen diesen Linien eine Drosselklappenstellung DK bestimmt.
Diese Drosselklappenstellung wird noch mit einem Adaptionswert, der eine bauteilbezogene Adaption, Fehler durch Leckluft, mechanische Toleranzen oder Fehler in der elektrischen Drosselklappenpositionserfassung beinhalten kann, korrigiert.
Am Ende erhält man eine korrigierte Drosselklappenstellung DKkorr, die auch bei niedrigen Differenzdrücken, also beim Betrieb eines Verbrennungsmotors im Teillast- oder im Leerlaufbereich, eine genaue Drosselklappenstellungsermittlung zuläßt, mit der beispielsweise für die Aktivkohlefilterspülung erforderliche Druckverhältnisse geschaffen werden können.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Bestimmung eines Drosselklappenwinkels bei dem mittels eines Drosselklappenmodells aus einem Luftmassenstrom und einem Differenzdruck über der Drosselklappe die Drosselklappenstellung bestimmt wird,
    wobei das Drosselklappenmodell aus einem unterkritischen Luftmassenstrom durch die Drosselklappe bestimmt wird,
    wobei das Drosselklappenmodell zumindest zwei Kennfelder enthält, von denen das erste zumindest zwei Kennfeldlinien angibt, welche den Zusammenhang des Drosselklappenwinkels zur Luftmasse bei unterschiedlichen Differenzdrücken beschreibt,
    dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kennfeld den nichtlinearen Übergang zwischen den zumindest zwei im ersten Kennfeld vorliegenden Kennfeldlinien angibt, wodurch in Abhängigkeit des Differenzdruckes ein Faktor für den nichtlinearen Übergang zwischen den zumindest zwei Kennfeldlinien des ersten Kennfeldes ermittelt wird
    und anhand der zumindest zwei Kennfeldlinien des ersten Kennfeldes und dem ermittelten Faktor aus dem zweiten Kennfeld eine Drosselklappenstellung ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Luftmassenstrom aus der Momentenanforderung bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck aus einem Kennfeld oder einer Tankentlüftungsanforderung ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Luftmassenstrom über ein Tankentlüftungsventil berücksichtigt wird und die Drosselklappe bei Öffnung des Tankentlüftungsventils entsprechend geschlossen wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß Leckluftfehler, mechanische Toleranzen der Drosselklappe und Fehler der elektrischen Drosselklappenpositionserfassung erkannt und in Abhängigkeit davon eine Fehleradaption des ermittelten Drosselklappenwinkels durchgeführt werden.
EP99119248A 1998-11-19 1999-09-28 Verfahren zur Bestimmung des Drosselklappenwinkels Expired - Lifetime EP1002942B1 (de)

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