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Title:
METHOD FOR CONVERTING A FUEL QUANTITY INTO A TORQUE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/016932
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for converting a fuel quantity (MF) into a torque (TQ) in an internal combustion engine. According to said method, the efficiency (H) of the internal combustion engine is determined at the actual operating point, before the conversion, as a ratio of actual torque (TQ) to actual fuel quantity (MF), and the desired torque (MF) is determined from the efficiency (H) and the fuel quantity (MF).

Inventors:
BIRKNER CHRISTIAN (DE)
FEDER JOHANNES (DE)
HIRN RAINER (DE)
PRZYMUSINSKI ACHIM (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/002279
Publication Date:
February 26, 2004
Filing Date:
July 08, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
BIRKNER CHRISTIAN (DE)
FEDER JOHANNES (DE)
HIRN RAINER (DE)
PRZYMUSINSKI ACHIM (DE)
International Classes:
F02D45/00; F02D41/14; F02D41/38; F02D41/40; (IPC1-7): F02D41/38
Domestic Patent References:
WO2001051794A12001-07-19
Foreign References:
DE19849329A12000-04-27
US5615654A1997-04-01
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Umrechnen einer SollKraftstoffmenge in ei nen SollDrehmoment bei einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Umrechnung zum aktuellen Betriebspunkt der Wirkungs grad der Brennkraftmaschine als Verhältnis von IstDrehmoment und IstKraftstoffmenge ermittelt und das SollDrehmoment aus dem Wirkungsgrad und der SollKraftstoffmenge bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des SollDrehmomentes eine Extrapolation des Wirkungsgrades verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Wirkungsgrades eine Wirkungsgradkurve ver wendet wird, die das maximale Verhältnis von Drehmoment und Kraftstoffmenge als Funktion der Kraftstoffmenge anzeigt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am aktuellen Betriebspunkt das Verhältnis von IstDrehmoment und IstKraftstoffmenge berechnet und mit dem von der Wirkungs gradkurve angezeigten Wirkungsgrad verglichen und abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs die Wirkungsgradkurve modify ziert wird und dass die Bestimmung des SollDrehmomentes mit tels der modifizierten Wirkungsgradkurve erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vergleich die Differenz zwischen berechnetem und ange zeigtem Wirkungsgrad gebildet wird und bei der Modifizierung die Wirkungsgradkurve um diese Differenz verschoben wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 4 oder nach den An sprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des SollDrehmomentes die Extrapolation durchgeführt wird, wenn eine Differenz zwischen IstKraftstoffmenge und Soll Kraftstoffmenge unterhalb eines bestimmten Schwellwertes liegt, und dass ansonsten zur Bestimmung des Soll Drehmomentes die modifizierte Wirkungsgradkurve erzeugt und verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die SollKraftstoffmenge eine durch ein vorge gebenes RußVerhalten der Brennkraftmaschine bestimmte, be triebspunktabhängige, maximale Kraftstoffmenge ist.
Description:
Beschreibung Verfahren zum Umrechnen einer Kraftstoffmenge in ein Drehmo- ment Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Umrechnen einer Soll-Kraftstoffmenge in ein Soll-Drehmoment bei einer Brennkraftmaschine.

Bei Brennkraftmaschinen werden vermehrt momentenbasierte Re- gelungs-Strukturen verwendet. Solche Strukturen verarbeiten sämtliche an die Brennkraftmaschine gestellten Leistungsan- forderungen in Form von Drehmoment-Anforderungen, verknüpfen diese Drehmoment-Anforderungen betriebspunktabhängig geeignet zu einem Gesamt-Moment und erzeugen daraus einen Wert für ei- ne Kraftstoffmenge, die der Brennkraftmaschine zur Abwicklung des angeforderten Betriebes, d. h. zur Erfüllung der Drehmo- ment-Anforderungen, zugeführt werden muss. Bei der Kraft- stoffmenge kann es sich beispielsweise im Fall von Diesel- Brennkraftmaschinen um eine Kraftstoffmasse handeln, die mit- 'tels einer Einspritzanlage in die Brennräume der Brennkraft- maschine eingespritzt werden soll.

Solche momentenbasierte Strukturen haben den Vorteil, dass weitere Funktionalitäten bezüglich ihren Leistungsanforderun- gen an die Brennkraftmaschine einfach integriert werden kön- nen. Soll beispielsweise eine Brennkraftmaschine an den Be- trieb mit einer Klimaanlage angepasst werden, so muss ledig- lich die von einer Klimaanlage gestellte Drehmoment- Anforderung zusätzlich bei der Erzeugung des Gesamt-Momentes in der momentenbasierten Struktur berücksichtigt werden. Die erwähnten Strukturen geben also große Flexibilität bei der Adaption eines Regelungssystems auf ein gegebenes Brennkraft- maschinenmodell.

Dies gilt insbesondere, da die Umsetzung des am Ende der drehmomentenbasierten Struktur vorliegenden Gesamt-Momentes

in Parameter für die Kraftstoffversorgung, beispielsweise in Parameter für die Ansteuerung eines Einspritzsystems, hoch brennkraftmaschinenspezifisch ist. Hier ist ein Kennfeld üb- lich, das aus einer Drehmomentenanforderung für den jeweili- gen Betriebspunkt die optimale Kraftstoffmasse ermittelten, da dieser Parameter bislang regelmäßig der einzig zu variie- rende Parameter bei einem Einspritzsystem war. Das dabei ver- wendete Kennfeld wird seiner zentralen Funktion wegen auch als Hauptkennfeld bezeichnet.

Mit dem Aufkommen von Einspritzanlagen, die aus Druckspei- chern gespeiste, weitgehend frei ansteuerbare Injektoren ver- wenden, kann nunmehr nicht nur die Kraftstoffmasse, sondern auch eine nahezu frei wählbare Variation von Einspritzvorgän- gen für einen einzigen Brennvorgang verwendet werden. Zur An- steuerung solcher Einspritzsysteme, die eine Vielzahl von Freiheitsgraden zulassen, genügen jedoch bisherige Hauptkenn- felder nicht mehr ; statt dessen werden komplex verknüpfte Kennfeldsätze verwendet.

Aus dieser zunehmenden Komplexizität der Umsetzung eines an- geforderten Gesamt-Momentes in eine Kraftstoffmenge ergibt sich die Problematik, dass dementsprechend auch eine Umrech- nung einer Kraftstoffmasse in ein Drehmoment zunehmend schwieriger wird. Solche Umrechnungen, wie sie im Verfahren der erwähnten Art gefordert sind, treten beispielsweise dann auf, wenn Kraftstoffmengengrenzwerte, beispielsweise eine ma- ximale Kraftstoffmenge, die von einem Einspritzsystem abgege- ben werden kann, in ein Soll-Drehmoment umgesetzt werden müs- sen, um sie in einer üblichen momentenbasierten Regelungs- struktur berücksichtigen zu können. Ein weiteres Beispiel für einen Kraftstoffmengengrenzwert, der im Betrieb häufig in ein Drehmoment umgerechnet werden muss, findet sich bei Ruß- Begrenzungsfunktionen, wie sie für modernen Diesel- Brennkraftmaschinen Standard sind. Solche Funktionen geben betriebsparameterabhängig eine maximale Kraftstoffmasse aus, die zur Vermeidung unerwünschter Rußbildung nicht überschrit-

ten werden darf. Um solche Funktionen in eine momentenbasier- te Regelungsstruktur zu integrieren, muss eine Soll- Kraftstoffmasse in einen Soll-Drehmoment umgerechnet werden.

Im Stand der Technik konnte dies durch ein zum Hauptkennfeld inverses Kennfeld erfolgen. Mit der erwähnten zunehmenden Komplexizität des Hauptkennfeldes ist eine solche Invertie- rung jedoch nur noch mit sehr großem Aufwand oder nur einge- schränkt möglich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfah- ren der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass eine Umrechnung von Kraftstoffmenge in Drehmoment rechenspar- sam erfolgen und insbesondere das Erfordernis invertierbarer Hauptkennfelder fallengelassen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass vor der Umrechnung zum aktuellen Betriebspunkt der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine als Verhältnis von Ist-Drehmoment und Ist-Kraftstoffmenge ermittelt und das Soll-Drehmoment aus dem Wirkungsgrad und der Soll-Kraftstoffmenge bestimmt wird.

Das erfindungsgemäße Konzept versucht also nicht mehr die bei der momentenbasierten Struktur erfolgende Umrechnung von Drehmoment in Kraftstoffmenge in invertierter Form zu durch- laufen, sondern setzt stattdessen eine Ermittlung des Wir- kungsgrades der Brennkraftmaschine ein, wobei dieser Wir- kungsgrad als Verhältnis von Drehmoment zu Kraftstoffmenge verstanden wird, also nicht eine von der Brennkraftmaschine abgegebene Leistung berücksichtigt. Ausgehend von diesem Wir- kungsgrad, wie er am aktuellen Betriebspunkt vorliegt, kann eine einfache Umrechnung der Kraftstoffmenge in Drehmoment erfolgen, ohne dass Umrechnung auf aufwendige Kennfelder an- gewiesen wäre. Dadurch ist der Speicherplatz für solche Kenn- felder reduziert. Zugleich kann die Umrechnungszeit bzw. der dazu nötige Rechenaufwand verringert werden.

Im einfachsten Fall kann der Wirkungsgrad durch Division des beim letzten Einspritzzeitpunkt abgegebenen Momentes durch die dabei der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge errechnet werden. Dieses Berechnungsverfahren kann verfeinert werden in Form einer Extrapolation des Wirkungsgrades, die vom Wirkungsgrad, wie er bislang vorlag, auf den Wirkungsgrad zum nächsten Berechnungszeitpunkt schließt. Natürlich sind beliebig Extrapolationsverfahren für die Erfindung tauglich, weshalb es bevorzugt ist, dass zur Bestimmung des Soll- Drehmomentes eine Extrapolation des Wirkungsgrades verwendet wird. Eine Extrapolation ist in der Regel besonders dann ein- fach ausführbar, wenn es sich dabei um eine lineare Extrapo- lation handelt. Deshalb ist eine solche besonders bevorzugt.

Lineare Extrapolationen liefern regelmäßig dann gute Ergeb- nisse, wenn sie gemessen am Verlauf der extrapolierenden Funktionalität, d. h. einer Wirkungsgradkurve, sich im Bereich der Gültigkeit einer linearen Approximation der Kurve bewe- gen. Das heißt, die Extrapolation darf nur über Bereiche er- folgen, in denen die Wirkungsgradkurve nur vergleichsweise gering von einem linearen Verlauf abweicht.

Da sich jedoch der Wirkungsgrad einer Brennkraftmaschine ab- hängig von der zugeführten Kraftstoffmasse (und abhängig von weiteren Betriebsparametern, wie Betriebstemperatur usw. ) än- dert, kann mitunter in Fällen, in denen eine Kraftstoffmenge umgerechnet werden soll, die sich stark von der Kraftstoff- masse unterscheidet, die bei der letzten Einspritzung zuge- führt wurde, dieses einfache Rechenverfahren zu einem fehler- haften Wert führen. Üblicherweise steigt bei Brennkraftma- schinen der Wirkungsgrad von geringen Kraftstoffmassen bis zu einer mittleren Kraftstoffmasse hin an und sinkt dann wieder ab. Wird die Brennkraftmaschine nun bei einer geringen Kraft- stoffmasse betrieben, und soll ein Drehmoment für eine hohe Kraftstoffmasse errechnet werden, kann sich beim erwähnten Rechnungsschema ein mitunter nicht tolerierbarer Fehler ein- stellen.

Für solche Fälle ist es zweckmäßig, dass zur Ermittlung des Wirkungsgrades eine Wirkungsgradkurve verwendet wird, die das maximale Verhältnis von Drehmoment und Kraftstoffmenge als Funktion der Kraftstoffmenge anzeigt. Mittels einer solchen Kurve kann auch für die Soll-Kraftstoffmenge eine genaue Be- stimmung des Soll-Drehmomentes erreicht werden, z. B. in dem der Wirkungsgrad zur aktuellen Kraftstoffmasse berechnet und eine dazu passende Wirkungsgradkurve gewählt wird. Eine Aus- wahl der geeigneten Wirkungsgradkurve trägt dann den über die Kraftstoffmasse hinausgehenden Parametern der Brennkraftma- schine Rechnung ; dies können u. a. sein, Drehzahl, Betriebs- temperatur der Brennkraftmaschine, Stellung einer Aufladevor- richtung (z. B. Turbinenlader), Ansauglufttemperatur, Umge- bungsluftdruck, Kraftstoffqualität usw.

Statt der Auswahl einer geeigneten Wirkungsgradkurve kann na- türlich auch mit einer Normwirkungsgradkurve, die gewisse Standardbetriebsbedingungen voraussetzt, gearbeitet werden.

Mit dieser Vereinfachung wird der Speicherbedarf für die Um- rechnung einer Kraftstoffmasse in ein Drehmoment weiter ver- ringert.

Um die Genauigkeit der Umrechnung bei dieser vereinfachten Variante zu steigern, kann zusätzlich noch am aktuellen Be- triebspunkt das Verhältnis von Ist-Drehmoment und Ist- Kraftstoffmenge und mit dem von der (für Standardbetriebsbe- dingungen geltenden) Wirkungsgradkurve angezeigten Wirkungs- grad verglichen und abhängig vom Ergebnis dieses Vergleiches die Wirkungsgradkurve modifiziert werden, so dass die Bestim- mung des Soll-Drehmomentes dann mittels der modifizierten Wirkungsgradkurve erfolgt. Dieser Ansatz kombiniert die Vor- teile einer sehr genauen Bestimmung des Soll-Drehmomentes zur gewünschten Soll-Kraftstoffmenge mit den Vorteilen, dass nur eine einzige Wirkungsgradkurve in einem Speicher vorgehalten werden muss.

Bei der Modifikation können vielfältige Manipulationen an der Wirkungsgradkurve durchgeführt werden, beispielsweise Multi- plikation mit einem kraftstoffmassenabhängigen Faktor o. ä.

Besonders einfach und dennoch überraschend genau ist es, beim Vergleich die Differenz zwischen berechnetem und angezeigtem Wirkungsgrad zu bilden und bei der Modifizierung die Wir- kungsgradkurve um genau diese Differenz zu verschieben. Die dabei zugrundeliegende Annahme, dass von den Standardbe- triebsbedingungen abweichende Betriebsparameter im wesentli- chen zu einer Verschiebung der Wirkungsgradkurve führen, hat sich als für die meisten Anwendungen tauglich herausgestellt.

In einer Kombination des erwähnten Extrapolationsansatzes mit dem Einsatz von Wirkungsgradkurven wird immer dann eine Ext- rapolation verwendet, wenn die Ist-Kraftstoffmasse sich nur wenig von der umzurechnenden Soll-Kraftstoffmasse unterschei- det. Liegt der Unterschied oberhalb eines bestimmten Schwell- wertes und damit eine Extrapolation zu fehlerbehaftet, wird eine Wirkungsgradkurve herangezogen. Diese Kombination ver- eint Rechensparsamkeit mit hoher Genauigkeit. Es ist deshalb eine Weiterbildung des Verfahrens bevorzugt, bei der zur Be- stimmung des Soll-Drehmomentes die Extrapolation durchgeführt wird, wenn eine Differenz zwischen Ist-Kraftstoffmenge und Soll-Kraftstoffmenge unterhalb eines bestimmten Schwellwertes liegt, und bei der ansonsten zur Bestimmung des Soll- Drehmomentes die (modifizierte) Wirkungsgradkurve erzeugt und verwendet wird.

Eine häufige Anwendung, bei der eine Soll-Kraftstoffmenge. in ein Soll-Drehmoment umgerechnet werden muss, ergibt sich, wie bereits erwähnt wurde, bei einer Rußbegrenzungsfunktion einer Diesel-Brennkraftmaschine. Dort kann das Verfahren mit beson- derem Vorteil eingesetzt werden. Es ist deshalb zu bevorzu- gen, dass die Soll-Kraftstoffmenge eine durch ein vorgegebe- nes Ruß-Verhalten der Brennkraftmaschine bestimmte, betriebs- punktabhängige, maximale Kraftstoffmenge ist, bei deren Über-

schreitung sich am Betriebspunkt eine unzulässige Ruß- Erzeugung durch die Brennkraftmaschine ergäbe.

Die Erfindung wird nachfolgend unter der Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert. Dabei zeigen : Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine momentenbasierte Rege- lungsstruktur mit einer Umrechnung einer Soll- Kraftstoffmenge in ein Soll-Drehmoment, Fig. 2 eine alternative Ausführung der Umrechnung der Fig.

2, Fig. 3 eine Drehmomentenkurve, die bei der Umrechnung ei- ner Soll-Kraftstoffmenge in ein Soll-Drehmoment verwendet werden kann, und Fig. 4 den Verlauf einer Extrapolation eines Wirkungsgra- des zur Umrechnung einer Soll-Kraftstoffmenge in ein Soll-Drehmoment.

In Fig. 1 ist als Blockschaltbild eine momentenbasierte Struktur zur Bestimmung der Kraftstoffmenge, die einer Brenn- kraftmaschine zugeführt werden soll, gezeigt. Die momehtenba- sierte Struktur 1 ermittelt dabei aus diversen Eingangsgrößen eine Kraftstoffmasse MF, die ein Parameter für eine Ein- spritzanlage einer Diesel-Brennkraftmaschine ist. Dabei gibt die momentenbasierte Struktur 1 nicht nur den Wert der Kraft- stoffmasse MF an, sondern auch, wie diese mit einem bestimm- ten Injektionsverlauf abgegeben werden soll, d. h. wie die Kraftstoffmasse MF auf Vor-, Haupt-und Nacheinspritzungen verteilt werden soll.

Die momentenbasierte Struktur 1 weist als Kernelement eine Momentenberechnungseinheit 2 auf, die aus verschiedensten Eingangsgrößen ein Gesamt-Drehmoment TQ berechnet, das von der Brennkraftmaschine verlangt wird. Die Eingangsgrößen der

Momentenberechnungseinheit 2 umfassen dabei im wesentlichen Drehmoment-Anforderungen, die abhängig von den Betriebspara- metern P, welche die Momentenberechnungseinheit 2 ebenfalls aufnimmt, geeignet verknüpft werden. Aufbau und Funktion ei- ner solchen Momentenberechnungseinheit 2 sind dem Fachmann in der Technik bekannt.

Der von der Momentenberechnungseinheit 2 ausgegebene Wert für das Drehmoment TQ wird dann in einem Hauptkennfeld 3 in den Wert für die Kraftstoffmasse MF sowie in die erwähnten Para- meter für die Steuerung des Injektionsverlaufes umgesetzt.

Bei der Applikation der momentenbasierten Struktur 1 auf ein Brennkraftmaschinenmodell muss im wesentlichen lediglich das Hauptkennfeld 3 entsprechend angepasst werden, da nur hier die motorischen Gegebenheiten des Brennkraftmaschinenmodells einfließen.

Die Momentenberechnungseinheit 2 verarbeitet eingangsseitig diverse Drehmomentanforderungen. Die bedeutendste darunter ist eine von einem Fahrpedalgeber 4 stammende Drehmomentan- forderung TQ-DRV, die das vom Fahrer einer mit der Brenn- kraftmaschine ausgerüsteten Fahrzeuges angeforderte Moment darstellt. Weiter berücksichtigt die Momentenberechnungsein- heit 2 externe Momentenanforderungen 5, die im Blockschalt- bild der Fig. 1 in Form einer Drehmomentanforderung TQ-EXT der Momentenberechnungseinheit 2 zufließen. Bei solchen ex- ternen Momentenanforderungen 5 kann es sich beispielsweise um Anforderungen von externen Leistungsverbrauchern, wie Klima- anlagen o. ä. handeln. Auch eine Geschwindigkeitsregelanlage ist ein Beispiel für eine externe Momentenanforderung 5.

Das Konzept der momentenbasierten Struktur 1 sieht es vor, der Momentenberechnungseinheit 2 ausschließlich Drehmomentan- forderungen zuzuführen. Nun gibt es aber einzelne Funktionen, die keine Drehmomentenanforderung abgeben, sondern einen Kraftstoffmassengrenzwert. Dabei handelt es sich beispiels- weise um eine Rußbegrenzungseinheit 6 oder eine Momenten-

begrenzungseinheit 7, die beide Werte für Kraftstoffmassen ausgeben, welche (am aktuellen Betriebspunkt) aufgrund abgas- technischer oder motorischer Gegebenheiten nicht überschrit- ten werden dürfen. Die von diesen Einheiten ausgegebenen Kraftstoffmassengrenzwerte MF-SM und MF-TQ können nun nicht einfach der Momentenberechnungseinheit 2 zugeführt werden, da diese Werte für Kraftstoffmassen nicht verarbeiten kann. Es ist deshalb zwingend erforderlich, diese Kraftstoffmassen- grenzwerte in Drehmomentengrenzwerte umzurechnen. Für diese Umrechnung ist in der momentenbasierten Struktur der Fig. 1 ein Wirkungsgradberechnungsmodul 8 vorgesehen, das den Wert für die Kraftstoffmasse MF, wie er vom Hauptkennfeld 3 abge- geben wird, und den von der Momentenberechnungseinheit 2 ab- gegebenen Wert für das Drehmoment TQ aufnimmt. Das Wirkungs- gradberechnungsmodul 8 setzt auf noch zu beschreibende Weise diese beiden Werte, Drehmoment TQ und Kraftstoffmasse MF, in einen Wirkungsgrad H um, der es durch eine einfache Multipli- kation in einem Multiplikator 9 erlaubt, die Kraftstoffmas- sengrenzwerte MF-SM bzw. MF-TQ in entsprechende Drehmomen- tengrenzwerte TQ-SM bzw. TQ-MAX umzusetzen. Diese können dann der Momentenberechnungseinheit eingespeist werden, so dass die Funktion der Rußbegrenzungseinheit 6 und der Momenten- begrenzungseinheit 7, die im Blockschaltbild der Fig. 1 bei- spielhaft für Funktionen stehen, welche einen Kraftstoffmas- senwert ausgeben, in der momentenbasierten Struktur 1 auf einfache Weise Berücksichtigung finden können.

Fig. 2 zeigt als Blockschaltbild eine mögliche Realisierung des Wirkungsgradberechnungsmoduls 8 im Detail. Es berechnet zuerst in einem Multiplikator 10 das Verhältnis aus Drehmo- ment TQ und Kraftstoffmasse MF und gibt so einen als Wir- kungsgrad H aus. Anschließend findet in einem Verzögerungs- glied 11 eine Verzögerung um einen Berechnungstakt statt, so dass ausgangsseitig des Verzögerungsgliedes 11 der Wirkungs- grad zum vorletzten Rechentakt vorliegt. Dies ist in Fig. 2 durch die Hinzufügung (n-1) symbolisiert.

Mit diesem Wirkungsgrad H wird dann im Multiplikator 9 die Umrechnung der Soll-Kraftstoffmengen in Form der Kraftstoff- massengrenzwerte MF-SM und MF-TQ in Soll-Drehmomentenwerte in Form der Drehmomentengrenzwerte TQ-SM und TQ-MAX vorgenommen.

Das im Blockschaltbild der Fig. 2 niedergelegte Konzept der Realisierung des Wirkungsgradberechnungsmoduls 8 sieht also vor, den Wirkungsgrad aus dem vorhergehenden Berechnungszyk- lus zur aktuellen Umrechnung von Soll-Kraftstoffmasse in Soll-Drehmoment zu verwenden.

Das Wirkungsgradberechnungsmodul 8 kann aber auch auf andere Weise realisiert sein. So ist ein Rückgriff auf eine Wir- kungsgradkurve 12 möglich, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Wirkungsgradkurve 12 der Fig. 3, die dort den Wirkungs- grad als Verhältnis von Drehmoment TQ und Kraftstoffmasse MF über der Kraftstoffmasse MF zeigt, gibt den maximalen Wir- kungsgrad H wieder, den die Brennkraftmaschine bei der jewei- ligen Kraftstoffmasse erreichen kann. Da der Wirkungsgrad H natürlich von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine ab- hängt-so ist beispielsweise die Betriebstemperatur der 'Brennkraftmaschine eine wesentliche Einflussgröße-, gilt die Wirkungsgradkurve 12 nur für gewisse Standardbetriebsparame- ter. Außerhalb dieser Betriebsparameter wird der Wirkungsgrad bei einer gegebenen Kraftstoffmasse regelmäßig niederer lie- gen. Auch ist es denkbar, dass für bestimmte Bereiche bei von den Standardbetriebsparametern abweichenden Betriebsbedingun- gen mitunter ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden kann.

Wenn nun das Wirkungsgradmodul zu einem Zeitpunkt (1) einen Wert für eine Kraftstoffmasse MF (1) zur Bestimmung des Wir- kungsgrades erhält, so prüft es zuerst, ob der beim aktuellen Drehmoment TQ (1) vorliegende Wirkungsgrad H (MF (1)) = TQ (1)/MF (1) auf der Wirkungsgradkurve 12 liegt. Dies erreicht das Wirkungsgradmodul 8 dadurch, dass der Wirkungsgrad H zur Kraftstoffmasse MF (1) aus der Kurve 12 ermittelt und mit dem berechneten Wert verglichen wird. Eine etwaige Differenz wird

dann zu einer Verschiebung 13 der Wirkungsgradkurve 12 in ei- ne modifizierte Wirkungsgradkurve 14 benutzt.

Mittels der derart erhaltenen, um die Verschiebung 13 ver- schobene Wirkungsgradkurve 14 kann dann einfach der Wirkungs- grad zum Kraftstoffmassengrenzwert MF-SM (1), wie er von der Rußbegrenzungseinheit 6 zum aktuellen Betriebspunkt ausgege- ben wird, ermittelt werden. Fig. 3 zeigt deutlich, dass auf- grund der Verschiebung 13 der dabei erhaltene Wirkungsgrad H (MF-SM (1)) deutlich von dem abweicht, der mit der ursprüng- lichen Wirkungsgradkurve 12 erhalten würde. Alternativ zur Modifizierung der Wirkungsgradkurve 12 kann die Verschiebung 13 auch direkt auf den Wirkungsgrad H angewendet werden, den die unmodifizierte Wirkungsgradkurve 12 zum Kraftstoffmassen- grenzwert MF-SM (1) anzeigt.

Der derart ermittelte Wirkungsgrad 8 wird dann im Multiplika- tor 9 zur Bestimmung des gewünschten Drehmomentengrenzwertes TQ-SM verwendet. Ein analoges Verfahren wird auch für den Kraftstoffmassengrenzwert MF-TQ verwendet, der von der Momen- tenbegrenzungseinheit 7 ausgegeben wird.

Der in Fig. 3 dargestellte Ansatz, im Wirkungsgradberech- nungsmodul 8 die Wirkungsgradkurve 12 zu verwenden, ist be- sonders dann vorteilhaft, wenn die Kraftstoffmasse zum aktu- ellen Zeitpunkt MF (1), die die momentenbasierte Struktur 1 für die Brennkraftmaschine vorsieht, sich stark vom Kraft- stoffmassengrenzwert MF-SM bzw. MF-TQ unterscheidet, so dass die Annahme, beim Kraftstoffmassengrenzwert gelte der gleiche Wirkungsgrad wie beim aktuellen Betriebspunkt, zu unzulässi- gen Fehlern bei der Bestimmung der Drehmomentengrenzwerte führen würde.

Ist die Differenz zwischen dem aktuellen Wert für die Kraft- stoffmasse MF (1) und dem Kraftstoffmassengrenzwert nur ge- ring, insbesondere unterhalb eines bestimmten Schwellwertes, verzichtet das Wirkungsgradberechnungsmodul 8 auf den Rück-

griff auf eine Wirkungsgradkurve 12 und wendet statt dessen eine Extrapolation an. Dabei wird zum aktuellen Zeitpunkt aus der Kraftstoffmasse MF (1) und dem aktuellen Drehmoment TQ (1) ein Wirkungsgrad H (MF (1)) bestimmt. Zum nächstfolgenden Be- rechnungstakt (2) erfolgt dasselbe für die nun vorliegende Kraftstoffmasse MF (2) und das nun vorliegende Drehmoment TQ (2). Die sich dabei ergebende Veränderung von Wirkungsgrad (nun liegt der Wirkungsgrad H (MF (2) ) vor) und Kraftstoffmasse wird zu einer Extrapolation ausgenutzt, die in Fig. 4 durch eine Extrapolationsgerade 15 veranschaulicht ist. Es wird al- so angenommen, dass aufgrund des unter einem vorbestimmten Schwellwert liegenden Abstandes des Wertes für die aktuelle Kraftstoffmasse MF vom aktuellen Kraftstoffmassengrenzwert (z. B. MF-SM) eine lineare Annäherung der in Fig. 4 zur Ver- deutlichung gestrichelt eingezeichneten Wirkungsgradkurve 12 möglich ist. Durch die Extrapolation wird dann der auf der Extrapolationsgerade 15 zum Kraftstoffmassengrenzwert (z. B.

MF-SM (2) ) liegende Wirkungsgrad H erhalten. Dieser wird dann vom Wirkungsgradberechnungsmodul 8 ausgegeben und im Multi- plikator 9 verwendet.