DE102018207467A1 - Method for calculating a fresh air mass in a cylinder and control - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung einer Frischluftmasse in einem Zylinder (2) einer Verbrennungskraftmaschine (1), umfassend:Ermitteln (36) einer Erwärmung der Frischluft (7) an einer Wand (2a) des Zylinders (2), wobei sich die Temperatur der Wand (2a) des Zylinders dynamisch verändert; undBerechnen (41) der Frischluftmasse der Frischluft (7) in dem Zylinder (2) basierend auf der ermittelten Erwärmung der Frischluftmasse.The invention relates to a method for calculating a fresh air mass in a cylinder (2) of an internal combustion engine (1), comprising: determining (36) heating of the fresh air (7) on a wall (2a) of the cylinder (2), wherein the temperature the wall (2a) of the cylinder changes dynamically; andcalculating (41) the fresh air mass of the fresh air (7) in the cylinder (2) based on the determined heating of the fresh air mass.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung einer Frischluftmasse in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine und eine Steuerung, die dazu eingerichtet ist, ein solches Verfahren auszuführen.The invention relates to a method for calculating a fresh air mass in a cylinder of an internal combustion engine and to a controller that is configured to carry out such a method.

Beim Ottomotor ist es allgemein bekannt, die Luftmenge im Brennraum eines Zylinders möglichst genau zu bestimmen, damit die richtige Kraftstoffmenge für die Einspritzung berechnet werden kann. Die im Brennraum verbleibende Luftmenge ist von vielen thermodynamischen Größen abhängig und es ist bekannt, dass unter anderen Umgebungstemperaturen Füllungsfehler bei der berechneten Luftmenge auftreten können.When gasoline engine, it is well known to determine the amount of air in the combustion chamber of a cylinder as accurately as possible, so that the correct amount of fuel for the injection can be calculated. The amount of air remaining in the combustion chamber is dependent on many thermodynamic parameters and it is known that filling errors in the calculated amount of air can occur under other ambient temperatures.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 58 261 A1 ist ein Motormanagementsystem bekannt, bei dem zur Bestimmung verschiedener Zustandsgrößen ein physikalisch basiertes Modell angewendet wird. Die Zustandsgrößen sind auf einen Verbindungsabschnitt bezogen, der zwischen einer Mischstelle, an der rückgeführtes Abgas mit angesaugter Frischluft gemischt wird, und Einlassventilen eines Verbrennungsmotors liegt. Das physikalische Modell bildet das Verhalten dieses Verbindungsabschnitts nach, sodass mithilfe dieses Modells verschiedene Betriebsparameter des Verbrennungsmotors gesteuert werden können, wie bspw. die Frischluftmasse in dem Verbindungsabschnitt und die Gastemperatur. Nachteilig daran ist, dass nur der Einfluss des Verbindungsabschnitts auf die Frischluftmasse berücksichtigt wird, andere Einflüsse auf die Frischluftmasse aber außer Acht bleiben.From the German patent application DE 101 58 261 A1 An engine management system is known in which a physically based model is used to determine various state variables. The state quantities are related to a connection portion interposed between a mixing point where recirculated exhaust gas is mixed with intake fresh air and intake valves of an internal combustion engine. The physical model simulates the behavior of this connection section so that various operating parameters of the internal combustion engine can be controlled using this model, such as the fresh air mass in the connection section and the gas temperature. The disadvantage of this is that only the influence of the connecting portion is taken into account on the fresh air mass, but ignore other influences on the fresh air mass.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Berechnung einer Frischluftmasse in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine und eine entsprechende Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden.Object of the present invention is to provide a method for calculating a fresh air mass in a cylinder of an internal combustion engine and a corresponding control for an internal combustion engine, which at least partially overcome the above-mentioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 und die Steuerung nach Anspruch 15 gelöst.This object is achieved by the method according to claim 1 and the control according to claim 15.

Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Berechnung einer Frischluftmasse in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine bereit, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln einer Erwärmung der Frischluft an einer Wand des Zylinders, wobei sich die Temperatur der Wand (2a) des Zylinders dynamisch verändert; und Berechnen der Frischluftmasse der Frischluft in dem Zylinder basierend auf der ermittelten Erwärmung der Frischluftmasse.According to a first aspect, the present invention provides a method for calculating a fresh air mass in a cylinder of an internal combustion engine, the method comprising: determining a heating of the fresh air at a wall of the cylinder, wherein the temperature of the wall ( 2a ) of the cylinder changed dynamically; and calculating the fresh air mass of the fresh air in the cylinder based on the determined heating of the fresh air mass.

Nach einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine bereit, die wenigstens einen Zylinder, ein Saugrohr, einen Saugrohrtemperatursensor, ein Einlassventil am Zylinder und einen Einlasskanal vor dem Einlassventil hat, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach dem ersten Aspekt auszuführen.In a second aspect, the present invention provides a controller for an internal combustion engine having at least one cylinder, a draft tube, a port temperature sensor, an intake valve on the cylinder, and an intake port in front of the intake valve, the controller configured to follow the method of the first embodiment To perform aspect.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the subclaims and the following description of preferred embodiments of the present invention.

Bei manchen Ausführungsbeispielen wird eine Erhöhung der Frischlufttemperatur ausgehend von einem Temperatursensor im Saugrohr bis zum Einlassventil berechnet, wobei der Wärmeaustausch über die Temperaturdifferenz zwischen Bauteil und Frischluft errechnet wird. Außerdem hat bei manchen Ausführungsbeispielen die Verbrennungskraftmaschine einen geregelten Kühlwassermassenstrom (KFKM) und damit einen zusätzlichen Freiheitsgrad und es wurde erkannt, dass dieser Freiheitsgrad bei im Stand der Technik bekannten Lösungen bzw. Füllungserfassungsmodellen nicht ausreichend berücksichtigt wurde. Außerdem wurde erkannt, dass bei dynamischen Änderungen bzw. Vorgängen Abweichungen bei der berechneten Frischluftfüllung auftreten können, wobei diese Abweichungen immer dann signifikant sein können, wenn es zuvor eine längere Phase im unbefeuerten Motorbetrieb (Kraftstoffeinspritzung aus) gegeben hat.In some embodiments, an increase in the fresh air temperature is calculated from a temperature sensor in the intake manifold to the intake valve, wherein the heat exchange over the temperature difference between the component and fresh air is calculated. In addition, in some embodiments, the internal combustion engine has a controlled cooling water mass flow (KFKM) and thus an additional degree of freedom and it has been recognized that this degree of freedom has not been sufficiently considered in known in the art solutions or Füllungserfassungsmodellen. In addition, it has been recognized that in dynamic changes or processes, deviations in the calculated fresh air charge can occur, which deviations can always be significant if it has previously given a longer phase in the unfired engine operation (fuel injection off).

Es wurde außerdem erkannt, dass bekannte Korrekturen Wärmeübergänge mit der Zylinderwand nicht berücksichtigen können, sodass bei sehr heißen oder sehr kalten Ansaugtemperaturen Dichteänderungen der Frischluft im Brennraum aufgrund des nicht berücksichtigten Effekts zu stark korrigiert werden. Dies kann zu größeren Fehlern bei der Frischluftberechnung führen. Zusätzlich wurde erkannt, dass bei Motoren mit kennfeldgeregelten Kühlwasserströmen die reine Kühlwassertemperatur nicht immer vollends aussagekräftig ist, da der Wärmeübergang an der Zylinderwand durch Wärmekonvektion in Abhängigkeit vom Wassermassenstrom nicht berücksichtigt werden kann. Ferner wurde erkannt, dass bekannte Korrekturen der Einspritzmenge den zeitlichen Verlauf der notwenigen Gemischkorrektur weder qualitativ noch quantitativ korrekt abbilden können und nicht unterschieden werden kann, ob der dynamische Lastwechsel aus dem befeuerten oder unbefeuerten Motorbetriebspunkt erfolgte. Aufgrund verschärfter Emissionsgrenzwerte neuer Abgastestzyklen sowie der gestiegenen Anforderungen unter allen Umgebungsbedingungen geringste Emissionswerte zu erzielen, wird bei manchen Ausführungsbeispielen die Erwärmung der Frischluft durch die Zylinderwand berücksichtigt.It has also been recognized that known corrections can not account for heat transients with the cylinder wall, so that at very hot or very cold intake temperatures, changes in the density of the fresh air in the combustion chamber will be overcorrected due to the unaddressed effect. This can lead to larger errors in the fresh air calculation. In addition, it was recognized that in engines with map-controlled cooling water flows, the pure cooling water temperature is not always fully meaningful, since the heat transfer to the cylinder wall can not be taken into account by heat convection depending on the water mass flow. Furthermore, it was recognized that known corrections of the injection quantity can not map the time course of the necessary mixture correction neither qualitatively nor quantitatively and it can not be distinguished whether the dynamic load change from the fired or unfired engine operating point. Due to stricter emission limits of new exhaust gas test cycles and the increased requirements under all environmental conditions to achieve lowest emissions, in some embodiments, the heating of the fresh air through the cylinder wall is taken into account.

Dementsprechend betreffen manche Ausführungsbeispiele ein Verfahren zur Berechnung einer Frischluftmasse in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Verfahren das Ermitteln einer Erwärmung der Frischluft an einer Wand des Zylinders umfasst, wobei sich die Temperatur der Wand des Zylinders dynamisch verändert, und das Berechnen der Frischluftmasse der Frischluft in dem Zylinder basierend auf der ermittelten Erwärmung der Frischluftmasse umfasst.Accordingly, some embodiments relate to a method for calculating a fresh air mass in a cylinder of an internal combustion engine, the method comprising determining a heating of the fresh air at a wall of the cylinder, wherein the temperature of the wall of the cylinder changes dynamically, and calculating the fresh air mass of the fresh air in the cylinder based on the determined heating of the fresh air mass.

Die Verbrennungskraftmaschine kann ein Ottomotor oder Dieselmotor oder dergleichen sein und bspw. für ein Kraftfahrzeug vorgesehen sein (wie ein Auto, Motorrad, grundsätzlich aber auch andere Land-, Wasser- und/oder Luftfahrzeuge). Die Anzahl der Zylinder ist beliebig und kann je nach Ausführungsbeispielen 1, 2, 3, 4, 5, 6, etc. betragen.The internal combustion engine may be a gasoline engine or diesel engine or the like and, for example, be provided for a motor vehicle (such as a car, motorcycle, but in principle also other land, water and / or aircraft). The number of cylinders is arbitrary and may vary depending on the embodiments 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 , etc.

Die Frischluftmasse ist bei manchen Ausführungsbeispielen direkt die Masse der im Zylinder befindlichen Frischluft, bspw. direkt nach einem Ansaugvorgang, ohne dass die Erfindung in dieser Hinsicht beschränkt sein soll, wohingegen bei anderen Ausführungsbeispielen die Frischluftmasse durch eine oder mehrere Größen repräsentiert wird, wie bspw. Dichte, Temperatur, Volumen, etc.The fresh air mass is in some embodiments directly the mass of fresh air in the cylinder, for example, directly after a suction without the invention should be limited in this regard, whereas in other embodiments, the fresh air mass is represented by one or more sizes, such as. Density, temperature, volume, etc.

Das Verfahren ermittelt nun die Erwärmung der Frischluft im Zylinder an einer Wand des Zylinders auch bei einer sich dynamischen ändernden Temperatur der Wand des Zylinders. Dabei wird typischerweise der Abschnitt der Zylinderwand berücksichtigt, der Kontakt mit der Frischluft hat, die bspw. durch einen Ansaugvorgang in den Zylinder für eine nachfolgende Verbrennung gelangt, da das Ziel bei manchen Ausführungsbeispielen ist, die richtige einzuspritzende Kraftstoffmenge basierend auf der im Zylinder vorhandenen Frischluftmasse zu ermitteln. Dieser Abschnitt kann bspw. der Abschnitt der Zylinderwand im Verbrennungsraum des Zylinders sein, der Zylinderboden (bzw. Kolbenfläche), etc.The method now determines the heating of the fresh air in the cylinder on a wall of the cylinder even at a dynamically changing temperature of the wall of the cylinder. In this case, the portion of the cylinder wall which has contact with the fresh air, which, for example, enters the cylinder for subsequent combustion by an intake process, is considered, since the aim in some embodiments is to determine the correct amount of fuel to be injected based on the fresh air mass present in the cylinder to determine. This section can be, for example, the section of the cylinder wall in the combustion chamber of the cylinder, the cylinder bottom (or piston surface), etc.

Das Verfahren berechnet dann die Frischluftmasse der Frischluft in dem Zylinder basierend auf der ermittelten Erwärmung der Frischluftmasse.The method then calculates the fresh air mass of the fresh air in the cylinder based on the determined heating of the fresh air mass.

Damit ermöglichen Ausführungsbeispiele der Erfindung, dass die Erwärmung der Frischluft an der Zylinderwand auch bei dynamischen Änderungen der Temperatur der Zylinderwand während der Ansaugphase berücksichtigt wird und damit die Genauigkeit der berechneten Frischluftmasse steigt. Dadurch kann bei manchen Ausführungsbeispielen eine höhere Gemischgenauigkeit zwischen Luft und Kraftstoff bei vom Normzustand abweichenden Ansaugtemperaturen, Kühlmitteltemperaturen und Kühlmittelmassenströmen durch das Zylinderkurbelgehäuse bzw. durch den Zylinderkopf erreicht werden. Diese Temperaturkorrektur geht über Temperaturkorrekturen hinaus, bei denen nur die Erwärmung bis zum Einlassventil modelliert wird. Die zusätzliche Einbindung der Zylinderwandtemperatur als Wärmekontaktfläche hat den Vorteil, dass insbesondere die Füllungsfehler unter anderen Umgebungstemperaturen reduziert werden. Auch ein Kühlmittelmassenstrom kann bei manchen Ausführungsbeispielen bei der Wärmeübertragung mittels Wärmekonvektion mit eingebunden werden. Ziel des Verfahrens ist es folglich bei manchen Ausführungsbeispielen, die Erwärmung der Frischluft an der Zylinderwand während der Ansaugphase zu berücksichtigen. Dazu wird, wie erwähnt, die aktuelle hochdynamische Zylinderwandtemperatur ermittelt, denn z. B. gerade nach Abkühlphasen im unbefeuerten Schub oder in einem Niedrigst-Lastbereich sinkt die Temperatur der Zylinderwand stark ab. Bei einem dynamischen Wechsel des Motorbetriebspunktes bzw. des Betriebspunkts der Verbrennungskraftmaschine in einen höheren Lastbereich erwärmt sich die Zylinderwand verzögert an einen stationären Zustand an. Bei manchen Ausführungsbeispielen werden diese Aufwärm- und Abkühlvorgänge möglichst genau modelliert und deren Einfluss auf die Frischluftfüllung berücksichtigt. Damit stellen manche Ausführungsbeispiel eine höhere Fahrzeugdynamik und ruckärmere Lastwechsel bereit sowie geringere Abgasemissionen bei Lastwechseln insbesondere aus Schubphasen und bei FMA-Konzepten („Freilauf-Motor-aus“). Außerdem haben manche Ausführungsbeispiele den Vorteil, dass die dynamische Korrektur der Frischlufttemperatur basierend auf den Aufwärm- und Abkühlvorgängen der Zylinderwand die Gemischgenauigkeit in der Dynamik verbessert. Die Abgasemissionen können verstärkt in der Dynamik auftreten, auf die Regelsysteme wie die Lambdaregelung und die Gemischadaption teilweise nur verzögert reagieren, um die Füllungsfehler auszugleichen, sodass manche Ausführungsbeispiele durch die dynamische Korrektur der Frischlufttemperatur Füllungsfehler reduzieren können.Thus, embodiments of the invention make it possible to take into account the heating of the fresh air on the cylinder wall even with dynamic changes in the temperature of the cylinder wall during the intake phase and thus increase the accuracy of the calculated fresh air mass. Thereby, in some embodiments, a higher mixture accuracy between air and fuel can be achieved at deviating from the standard state intake temperatures, coolant temperatures and coolant mass flows through the cylinder crankcase or through the cylinder head. This temperature correction goes beyond temperature corrections, in which only the heating up to the inlet valve is modeled. The additional integration of the cylinder wall temperature as a heat contact surface has the advantage that in particular the filling errors are reduced under other ambient temperatures. In some embodiments, a coolant mass flow can also be integrated in the heat transfer by means of heat convection. The aim of the method is therefore, in some embodiments, to consider the heating of the fresh air to the cylinder wall during the intake phase. For this purpose, as mentioned, the current high-dynamic cylinder wall temperature is determined because z. B. just after cooling phases in the unfired thrust or in a Niedrigst load range, the temperature of the cylinder wall drops sharply. In a dynamic change of the engine operating point or the operating point of the internal combustion engine in a higher load range, the cylinder wall heats up delayed to a stationary state. In some embodiments, these warm-up and cooling processes are modeled as accurately as possible and taken into account their influence on the fresh air filling. Thus, some embodiments provide higher vehicle dynamics and lower load changes and lower exhaust emissions during load changes, especially from overrun phases and FMA concepts ("freewheel engine off"). In addition, some embodiments have the advantage that the dynamic correction of the fresh air temperature based on the warm-up and cool-down operations of the cylinder wall improves the mixture accuracy in dynamics. The exhaust emissions can occur more intensely in the dynamics to which control systems such as the lambda control and the mixture adaptation partially react only delayed to compensate for the filling errors, so that some embodiments can reduce filling errors by dynamically correcting the fresh air temperature.

Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Ermitteln der Erwärmung der Frischluft das Ermitteln der Erwärmung der Frischluft unter Annahme einer konstanten Temperatur der Wand des Zylinders. Eine konstante Temperatur der Zylinderwand entspricht bei manchen Ausführungsbeispielen auch einem stationären Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine. Die Ermittlung der Erwärmung bei einer angenommenen konstanten Temperatur der Zylinderwand ist einfacher und kann als Startpunkt für die Berechnung der Erwärmung der Frischluft bei einer dynamischen Temperaturänderung der Zylinderwand verwendet werden.In some embodiments, determining the heating of the fresh air includes determining the heating of the fresh air, assuming a constant temperature of the wall of the cylinder. A Constant temperature of the cylinder wall corresponds in some embodiments, a stationary operating condition of the internal combustion engine. The determination of the heating at an assumed constant temperature of the cylinder wall is simpler and can be used as a starting point for the calculation of the heating of the fresh air at a dynamic temperature change of the cylinder wall.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann sich die stationäre Zylinderwandtemperatur bei einem Betriebspunktwechsel der Verbrennungskraftmaschine stark unterscheiden, z. B. um 180 K, ohne dass die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht beschränkt sein soll. Da sich der stationäre Zustand typischerweise erst nach einigen Sekunden einstellt, wirkt sich die noch nicht eingeschwungene Zylinderwandtemperatur auf die angesaugte Frischluftmasse aus. Bei Lastwechseln von einem „kalten“ auf einen „warmen“ Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine stellt sich ein Dichtevorteil ein und bei umgekehrten Lastwechseln stellt sich ein Dichtenachteil ein, der sich bis zum Erreichen der stationären Zylinderwandtemperatur auswirken kann. Dies kann, wenn der Effekt nicht berücksichtigt wird, zu Füllungsfehlern führen.In some embodiments, the stationary cylinder wall temperature can vary greatly at a change in operating point of the internal combustion engine, z. B. 180 K, without the present invention should be limited in this regard. Since the stationary state typically sets only after a few seconds, the not yet steady cylinder wall temperature affects the intake fresh air mass. During load changes from a "cold" to a "warm" operating point of the internal combustion engine, a density advantage is established and with reverse load changes, a density disadvantage arises, which can have an effect until the stationary cylinder wall temperature is reached. This can lead to fill errors if the effect is not taken into account.

Bei manchen Ausführungsbeispielen wird die ermittelte Erwärmung der Frischluft bei Annahme einer konstanten Temperatur der Wand des Zylinders durch einen Filter gefiltert, um eine dynamische Korrektur der Erwärmung der Frischluft an der Wand des Zylinders zu ermitteln. Wenn die Erwärmung der Frischluft unter der Annahme einer konstanten Temperatur der Zylinderwand, d. h. bei einem stationären Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine, ermittelt wird, führt dies zu einem Verlauf der Temperatur der Frischluft, der näher an einem realen Verlauf ist, wie auch 1 veranschaulicht.In some embodiments, the determined heating of the fresh air is filtered by assuming a constant temperature of the wall of the cylinder through a filter to determine a dynamic correction of the heating of the fresh air to the wall of the cylinder. If the heating of the fresh air is determined on the assumption of a constant temperature of the cylinder wall, ie at a stationary operating point of the internal combustion engine, this leads to a profile of the temperature of the fresh air, which is closer to a real course, as well 1 illustrated.

In 1 ist die Zylinderwandtemperatur „TZyl-w“ in Kelvin auf der Ordinate und die Zeit „t“ auf der Abszisse in Sekunden aufgetragen. 1 zeigt einen Verlauf 100 einer Temperatur der Frischluft in Abhängigkeit der Zylinderwandtemperatur und der Zeit, wie er sich ergibt, wenn eine konstante Temperatur der Zylinderwand für die Berechnung der Erwärmung der Frischluft an der Zylinderwand angenommen wird. Der Verlauf 100 zeichnet sich durch einen instantanen steilen bzw. vertikalen Temperatursprung von 320 K auf 500 K aus, also um eine Differenz von 180 K (d. h. 180 °C). Dies liegt daran, dass bei der Annahme einer konstanten Temperatur der Zylinderwand für die Berechnung der Temperaturerhöhung der Frischluft keine kontinuierliche Temperaturerhöhung möglich ist, was zu diesem künstlichen Sprung im Verlauf 100 führt. Im Gegensatz dazu zeigt ein Verlauf 101 eine Simulation, wie theoretisch ein natürlicher Verlauf der Zylinderwandtemperatur aussehen könnte, wobei der Verlauf 101 auf einer Simulation einer dynamischen Änderung der Zylinderwandtemperatur beruht. Ein Verlauf 102 veranschaulicht nun die Erwärmung der Frischluft an der Zylinderwand, wenn sie durch einen Filter entsprechend gefiltert wird, der den Sprung im Verlauf 100 so verändert, dass die Erwärmung der Frischluft nicht sprunghaft, sondern kontinuierlich erfolgt und sich an einen natürlichen Verlauf annähert.In 1 is the cylinder wall temperature "T Zyl-w " in Kelvin on the ordinate and the time "t" on the abscissa in seconds. 1 shows a course 100 a temperature of the fresh air as a function of the cylinder wall temperature and the time, as it results when a constant temperature of the cylinder wall for the calculation of the heating of the fresh air is assumed at the cylinder wall. The history 100 is characterized by an instantaneous steep or vertical temperature jump from 320 K to 500 K, ie by a difference of 180 K (ie 180 ° C). This is due to the fact that assuming a constant temperature of the cylinder wall for the calculation of the temperature increase of the fresh air, no continuous temperature increase is possible, leading to this artificial jump in the course 100 leads. In contrast, a course shows 101 a simulation, as theoretically a natural course of the cylinder wall temperature could look like, whereby the course 101 based on a simulation of a dynamic change in the cylinder wall temperature. A course 102 now illustrates the heating of the fresh air at the cylinder wall, when it is filtered by a filter corresponding to the jump in the course 100 changed so that the warming of the fresh air is not sudden, but continuously and approaches a natural history.

Durch das Vorsehen eines solchen Filters ist eine einfache und kostengünstige Korrektur der dynamischen Erwärmung der Frischluft an der sich dynamisch verändernden Temperatur der Zylinderwand möglich.By providing such a filter, a simple and cost-effective correction of the dynamic heating of the fresh air at the dynamically changing temperature of the cylinder wall is possible.

Bei manchen Ausführungsbeispielen weist der Filter wenigstens einen PT1-Filter auf. PT1-Filter sind grundsätzlich bekannt und sind einfach und kostengünstig vorzusehen. Bei manchen Ausführungsbeispielen weist der Filter zwei hintereinandergeschaltete PT1-Filter auf, die einen besonders guten Verlauf der Temperatur der Frischluft bei einer dynamischen Zylinderwandtemperatur erzeugen.In some embodiments, the filter has at least one PT1 filter. PT1 filters are basically known and are simple and inexpensive to provide. In some embodiments, the filter has two series-connected PT1 filters, which produce a particularly good temperature profile of the fresh air at a dynamic cylinder wall temperature.

Der Filter wird bei manchen Ausführungsbeispielen empirisch, bspw. auf einem Prüfstand ermittelt, sodass er an eine konkrete Verbrennungskraftmaschine bzw. ein konkretes Modell einer Verbrennungskraftmaschine angepasst werden kann.In some exemplary embodiments, the filter is determined empirically, for example on a test bench, so that it can be adapted to a specific internal combustion engine or a concrete model of an internal combustion engine.

Bei manchen Ausführungsbeispielen hängt der Filter von wenigstens einem Parameter ab, der charakteristisch für die Temperatur der Wand des Zylinders ist, sodass auf diese Art und Weise für unterschiedlichste Temperaturen und Temperaturverläufe der Zylinderwandtemperatur eine gut angepasste dynamische Erwärmung der Frischluft erzielt werden kann.In some embodiments, the filter depends on at least one parameter that is characteristic of the temperature of the wall of the cylinder, so that a well adapted dynamic heating of the fresh air can be achieved in this way for different temperatures and temperature profiles of the cylinder wall temperature.

Bei manchen Ausführungsbeispielen repräsentiert der Parameter eine während der Verbrennung eingebrachte Wärmemenge, eine Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und/oder eine Wärmeübertragung von Kühlwasser auf die Wand des Zylinders. Anhand dieser Parameter kann die Temperaturveränderung der Zylinderwand und damit die Temperaturveränderung der Frischluft gut ermittelt werden.In some embodiments, the parameter represents an amount of heat introduced during combustion, a speed of the internal combustion engine, and / or a heat transfer of cooling water to the wall of the cylinder. On the basis of these parameters, the temperature change of the cylinder wall and thus the change in temperature of the fresh air can be well determined.

Bei manchen Ausführungsbeispielen wird, wie auch weiter unten noch erläutert wird, die gefilterte Erwärmung mit einem effektiven und dynamischen Wärmeübergangskoeffizienten multipliziert. Dadurch kann eine Korrekturtemperatur erhalten werden, welche eine dynamische Temperaturänderung der Zylinderwand berücksichtigt. Außerdem berücksichtigt der dynamische Wärmeübertragungskoeffizient die Wärmeübertragung von der Zylinderwand an die Frischluft bei dynamischer Temperaturänderung.In some embodiments, as will be explained below, the filtered heating is multiplied by an effective and dynamic heat transfer coefficient. As a result, a correction temperature can be obtained, which is a dynamic temperature change of the cylinder wall considered. In addition, the dynamic heat transfer coefficient takes into account the heat transfer from the cylinder wall to the fresh air with dynamic temperature change.

Bei manchen Ausführungsbeispielen wird der effektive und dynamische Wärmeübertragungskoeffizient empirisch ermittelt, sodass er in einer Steuerung nicht kompliziert berechnet werden muss, sondern bspw. als Kennfeld vorliegt. Der effektive und dynamische Wärmeübertragungskoeffizient kann bspw. auf einem Prüfstand für einen konkreten Typ der Verbrennungskraftmaschine ermittelt werden.In some embodiments, the effective and dynamic heat transfer coefficient is determined empirically, so that it does not have to be complicated in a controller, but, for example, is present as a map. The effective and dynamic heat transfer coefficient can be determined, for example, on a test bench for a specific type of internal combustion engine.

Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Ermitteln der Erwärmung der Frischluft an der Wand des Zylinders, wobei sich die Temperatur der Wand des Zylinders dynamisch verändert, die Addition aus der ermittelten Erwärmung der Frischluft unter Annahme einer konstanten Temperatur der Wand des Zylinders und der dynamischen Korrektur der Erwärmung der Frischluft an der Wand des Zylinders. Damit ist eine sehr einfache Berücksichtigung der dynamischen Erwärmung der Zylinderwand und damit auch der Frischluft möglich.In some embodiments, determining the heating of the fresh air at the wall of the cylinder, wherein the temperature of the wall of the cylinder changes dynamically, the addition of the determined heating of the fresh air, assuming a constant temperature of the wall of the cylinder and the dynamic correction of the heating the fresh air on the wall of the cylinder. For a very simple consideration of the dynamic heating of the cylinder wall and thus the fresh air is possible.

Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren weiter das Ermitteln einer Referenz-Erwärmung der Frischluft der Wand des Zylinders, basierend auf wenigstens einem Referenzparameter, wie auch weiter unten noch weiter ausgeführt wird. Die Referenz-Erwärmung kann einfach empirisch auf einem Prüfstand ermittelt werden und vereinfacht so insgesamt die Ermittlung der Erwärmung der Frischluft.In some embodiments, the method further includes determining a reference heating of the fresh air of the wall of the cylinder based on at least one reference parameter, as further discussed below. The reference heating can be easily determined empirically on a test bench and thus simplifies the overall determination of the heating of the fresh air.

Bei manchen Ausführungsbeispielen wird die Frischluftmasse der Frischluft in dem Zylinder basierend auf der ermittelten Erwärmung der Frischluftmasse und der ermittelten Referenz-Erwärmung berechnet, wie auch weiter unten noch ausführlicher dargestellt wird.In some embodiments, the fresh air mass of the fresh air in the cylinder is calculated based on the determined heating of the fresh air mass and the determined reference heating, as also shown in more detail below.

Bei manchen Ausführungsbeispielen wird folglich die bereits bestehende Temperaturkorrektur der Frischluft(masse) in der Ansaugstrecke bis hinter das Einlassventil um den Wandwärmeaustausch zwischen Zylinderwand und der Frischluft erweitert und insbesondere auch um die dynamische Temperaturveränderung durch die dynamische Temperaturveränderung der Zylinderwand korrigiert.In some embodiments, therefore, the existing temperature correction of the fresh air (mass) is extended in the intake to behind the inlet valve to the wall heat exchange between the cylinder wall and the fresh air and corrected in particular by the dynamic change in temperature by the dynamic change in temperature of the cylinder wall.

Allgemein kann bei manchen Ausführungsbeispielen die Temperaturerhöhung der Frischluft auf dem Weg in den Zylinder auf Grundlage der folgenden Gleichung ermittelt werden: T Luft_kor ,i = α w ,i ( T w ,l T Luft ,i 1 ) + T Luft ,i 1

Figure DE102018207467A1_0001
Generally, in some embodiments, the temperature increase of the fresh air on the way into the cylinder may be determined based on the following equation: T Luft_kor i = α w i ( T w , l - T air i - 1 ) + T air i - 1
Figure DE102018207467A1_0001

Der Parameter „i“ repräsentiert dabei ein Bauteil, das Wärme an die Frischluft auf ihrem Weg in den Zylinder abgibt, sodass „i-1“ das nächste, stromaufwärtsliegende Bauteil kennzeichnet, von dem die Frischluft kommt.The parameter "i" represents a component that releases heat to the fresh air on its way into the cylinder, so that "i-1" marks the next, upstream component from which the fresh air comes.

Der Parameter „Tw,i“ repräsentiert die Temperatur der Wandfläche „w“ des Bauteils „i“, für das gerade die abgegebene Wärme auf die Frischluft bestimmt werden soll.The parameter "T w, i " represents the temperature of the wall surface "w" of the component "i" for which the heat given off to the fresh air is to be determined.

Der Parameter „TLuft, i-1“ stellt die Temperatur (oder Temperaturerhörung) der Frischluft an dem nächsten, stromaufwärtsliegenden Bauteil „i-1“ dar.The parameter "T air, i-1 " represents the temperature (or temperature sense) of the fresh air at the next upstream component "i-1".

Der Parameter „αw,i“ stellt einen effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten für einen Wandabschnitt bzw. eine Kontaktfläche Ai des Bauteils i dar, der in Kontakt mit der Frischluft kommt: α w ,l = ( Q w α i A i ) ,

Figure DE102018207467A1_0002
wobei „Qw“ die abgegebene Wärme an der Wand „w“ darstellt, „αi“ den Wärmeübertragungskoeffizienten des Bauteils „i“ und „Ai“ die Kontaktfläche des Bauteils „i“:The parameter "α w, i " represents an effective heat transfer coefficient for a wall section or a contact surface A i of the component i, which comes into contact with the fresh air: α w , l = ( Q w α i A i ) .
Figure DE102018207467A1_0002
where "Q w " represents the heat released on the wall "w", "α i " the heat transfer coefficient of the component "i" and "A i " the contact surface of the component "i":

Bei manchen Ausführungsbeispielen wird der effektive Wärmeübertragungskoeffizient empirisch, bspw. auf einem Prüfstand, und/oder modellbasiert ermittelt.In some embodiments, the effective heat transfer coefficient is determined empirically, for example on a test bench, and / or model-based.

Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Ermitteln der Erwärmung der Frischluft das Ermitteln einer Erwärmung der Frischluft an einem Einlasskanal zum Zylinder vor einem Einlassventil des Zylinders (wobei von einem stationären Betriebszustand ausgegangen wird). Bei manchen Ausführungsbeispielen gibt es bspw. einen Temperatursensor in einem Saugrohr, das sich vor dem Zylinder befindet und durch welches Frischluft angesaugt wird, sodass die Temperatur der Frischluft im Saugrohr an der Stelle des Temperatursensors mit Hilfe dieses Temperatursensors ermittelt werden kann. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist nach diesem Temperatursensor kein weiterer Temperatursensor vorgesehen, sodass durch die Einbeziehung der Erwärmung der Frischluft am Einlasskanal zum Zylinder die Erwärmung der Frischluft auf dem Weg von dem Saugrohr an der Stelle des Temperatursensors bis in den Zylinder genauer berechnet werden kann.In some embodiments, determining the heating of the fresh air includes determining a heating of the fresh air at an intake passage to the cylinder in front of an intake valve of the cylinder (assuming a steady-state operating condition). In some embodiments, there is, for example, a temperature sensor in a suction tube, which is located in front of the cylinder and through which Fresh air is sucked in, so that the temperature of the fresh air in the intake manifold at the location of the temperature sensor using this temperature sensor can be determined. In some embodiments, no further temperature sensor is provided after this temperature sensor, so that the inclusion of the heating of the fresh air at the inlet channel to the cylinder, the heating of the fresh air on the way from the suction pipe at the location of the temperature sensor can be calculated to the cylinder in more detail.

Das Ermitteln der Erwärmung der Frischluft an dem Einlasskanal kann auf dem folgenden Zusammenhang beruhen: T Luft_v_EV = ( T EV T Luft_Sgr ) α w 1 + T Luft_Sgr ,

Figure DE102018207467A1_0003
wobei TLuft_v_EV die Temperaturerhöhung der Frischluft am Einlasskanal vorm Einlassventil des Zylinders repräsentiert, TEK die Temperatur des Einlasskanals repräsentiert, TLuft_Sgr die Temperatur der Frischluft in einem Saugrohr zum Einlasskanal des Zylinders repräsentiert und αw1 einen effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten des Einlasskanals repräsentiert.Determining the heating of the fresh air at the intake passage may be based on the following relationship: T Luft_v_EV = ( T EV - T Luft_Sgr ) α w 1 + T Luft_Sgr .
Figure DE102018207467A1_0003
wherein T Luft_v_EV represents the temperature increase of the fresh air at the inlet port upstream of the intake valve of the cylinder, T EK represents the temperature of the intake port , T Luft_Sgr represents the temperature of the fresh air in a suction pipe to the intake port of the cylinder and α w1 represents an effective heat transfer coefficient of the intake port .

Gleichung (3) lässt folglich die Bestimmung der Temperaturerhöhung der Frischluft am Einlasskanal vorm Einlassventil des Zylinders zu, wobei die Temperatur TLuft_Sgr der Frischluft in einem Saugrohr zum Einlasskanal des Zylinders bspw. durch einen Temperatursensor in dem Saugrohr ermittelt wird, sodass diese Temperatur als Messwert vorliegt. Die Temperatur TEK des Einlasskanals kann bspw. modellbasiert ermittelt werden und/oder auf Grundlage einer Kühlwassertemperatur ermittelt werden.Thus, equation (3) allows the determination of the temperature increase of the fresh air at the intake passage in front of the intake valve of the cylinder, wherein the temperature T Luft_Sgr of the fresh air in a suction pipe to the intake port of the cylinder is determined by a temperature sensor in the intake manifold, so that this temperature as a measured value is present. The temperature T EK of the intake duct can be determined, for example, model-based and / or determined on the basis of a cooling water temperature.

Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der effektive Wärmeübertragungskoeffizient αw1 ein Kennfeld, das die Wärmeübertragung des Einlasskanals in Abhängigkeit einer Drehzahl und/oder eines Saugrohrdrucks repräsentiert. Dadurch ist eine genaue Bestimmung der Erwärmung der Frischluft bzw. der Wärmeübertragung des Einlasskanals auf die Frischluft möglich.In some embodiments, the effective heat transfer coefficient αw1 includes a map representing the heat transfer of the intake passage in response to a speed and / or an intake manifold pressure. As a result, an accurate determination of the heating of the fresh air or the heat transfer of the inlet channel to the fresh air is possible.

Der effektive Wärmeübertragungskoeffizient αw1 kann durch Messung auf einem Prüfstand ermittelt werden, sodass die Wärmeübertragung für die Verbrennungskraftmaschine besonders genau bestimmt werden kann.The effective heat transfer coefficient α w1 can be determined by measurement on a test bench, so that the heat transfer for the internal combustion engine can be determined particularly accurately.

Bei manchen Ausführungsbeispielen wird die Temperatur der Frischluft in dem Saugrohr mit Hilfe eines Temperatursensors in dem Saugrohr ermittelt, sodass als Startpunkt der Berechnungen für die Erwärmung der Frischluft in der Ansaugstrecke ein Messwert und bspw. kein modellbasierter Wert für die Frischlufttemperatur vorliegt, wodurch die Genauigkeit verbessert werden kann.In some embodiments, the temperature of the fresh air is determined in the intake manifold by means of a temperature sensor in the intake manifold, so that as a starting point of the calculations for the heating of the fresh air in the intake a measured value and, for example, no model-based value for the fresh air temperature is present, whereby the accuracy improves can be.

Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Ermitteln der Erwärmung der Frischluft das Ermitteln einer Erwärmung der Frischluft an einem Einlassventil des Zylinders. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist das Einlassventil das nächste Bauteil in der Ansaugstrecke welches maßgeblich an der Erwärmung der angesaugten Frischluft auf dem Weg in den Zylinder nach dem oben genannten Einlasskanal beteiligt ist, sodass die Genauigkeit der Ermittlung der Erwärmung weiter erhöht werden kann.In some embodiments, determining the heating of the fresh air includes determining a heating of the fresh air at an intake valve of the cylinder. In some embodiments, the intake valve is the next component in the intake line which is significantly involved in the heating of the intake fresh air on the way into the cylinder after the above-mentioned intake passage, so that the accuracy of the determination of the heating can be further increased.

Das Ermitteln der Erwärmung der Frischluft an dem Einlassventil des Zylinders kann auf dem Zusammenhang beruhen: T Luft_h_EV = ( T EV T Luft_v_EV ) α w 2 + T Luft_v_EV ,

Figure DE102018207467A1_0004
wobei TLuft_h_EV die Temperaturerhöhung der Frischluft am Einlassventil des Zylinders repräsentiert, TEV die Temperatur des Einlassventils repräsentiert, TLuft_v_EV die Temperatur der Frischluft im Einlasskanal vorm Einlassventil des Zylinders repräsentiert und αw2 einen effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten des Einlassventils repräsentiert.Determining the heating of the fresh air at the intake valve of the cylinder may be based on the context: T Luft_h_EV = ( T EV - T Luft_v_EV ) α w 2 + T Luft_v_EV .
Figure DE102018207467A1_0004
wherein T Luft_h_EV represents the temperature increase of the fresh air at the intake valve of the cylinder, T EV represents the temperature of the intake valve, T Luft_v_EV represents the temperature of the fresh air in the intake passage in front of the intake valve of the cylinder and α w2 represents an effective heat transfer coefficient of the intake valve.

Gleichung (4) lässt folglich die Bestimmung der Temperaturerhöhung TLuft_h_EV der Frischluft am Einlassventil des Zylinders zu, wobei die Temperatur TLuft_v_EV auf Grundlage der Gleichung (3) oben ermittelt werden kann, sodass sie bei manchen Ausführungsbeispielen besonders genau vorliegen kann. Die Temperatur TEV des Einlassventils kann bspw. modellbasiert ermittelt werden und/oder auf Grundlage einer Kühlwassertemperatur oder Öltemperatur der Verbrennungskraftmaschine ermittelt werden.Equation (4) thus allows the determination of the temperature increase T Luft_h_EV of the fresh air at the intake valve of the cylinder, the temperature T Luft_v_EV can be determined based on the equation (3) above, so that they can be particularly accurate in some embodiments. The temperature T EV of the intake valve can be determined, for example, model-based and / or determined on the basis of a cooling water temperature or oil temperature of the internal combustion engine.

Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der effektive Wärmeübertragungskoeffizient αw2 ein Kennfeld, das die Wärmeübertragung des Einlassventils in Abhängigkeit einer Drehzahl und/oder eines Saugrohrdrucks repräsentiert. Dadurch ist eine genaue Bestimmung der Erwärmung der Frischluft bzw. der Wärmeübertragung des Einlassventils auf die Frischluft möglich. In some embodiments, the effective heat transfer coefficient αw2 includes a map representing the heat transfer of the intake valve in response to a speed and / or an intake manifold pressure. As a result, an accurate determination of the heating of the fresh air or the heat transfer of the intake valve to the fresh air is possible.

Der effektive Wärmeübertragungskoeffizient αw2 kann durch Messung auf einem Prüfstand ermittelt werden, sodass die Wärmeübertragung für die Verbrennungskraftmaschine besonders genau bestimmt werden kann oder er kann auch modellbasiert ermittelt werden und entsprechend als Kennfeld abgelegt sein.The effective heat transfer coefficient α w2 can be determined by measurement on a test bench, so that the heat transfer for the internal combustion engine can be determined particularly accurately or it can also be determined model-based and stored accordingly as a map.

Bei manchen Ausführungsbeispielen beruht das Ermitteln der Erwärmung der Frischluft an der Wand des Zylinders für den stationären Betriebszustand auf dem Zusammenhang: T Luft_Zyl_stationär = ( T Zyl_Wand T Luft_h_EV ) α w 3 + T Luft_h_EV ,

Figure DE102018207467A1_0005
wobei TLuft_Zyl_stationär die Temperaturhöhung der Frischluft an der Wand des Zylinders repräsentiert, TZyl_Wand die Temperatur der Wand des Zylinders ist, TLuft_h_EV die Temperatur der Frischluft nach dem Einlassventil des Zylinders ist und αw3 einen effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten der Wand des Zylinders repräsentiert (der empirisch auf dem Prüfstand und/oder modellbasiert ermittelt wird und bspw. als Kennfeld abgelegt ist).In some embodiments, determining the heating of the fresh air at the wall of the cylinder for steady state operation is based on the context: T Luft_Zyl_stationär = ( T Zyl_Wand - T Luft_h_EV ) α w 3 + T Luft_h_EV .
Figure DE102018207467A1_0005
T Luft_Zyl_stationär represents the increase in temperature of the fresh air on the wall of the cylinder, T Zyl_Wand is the temperature of the wall of the cylinder, T Luft_h_EV is the temperature of the fresh air to the inlet valve of the cylinder and α w3 represents an effective heat transfer coefficient of the wall of the cylinder (empirically is determined on the test bench and / or model-based and, for example, is stored as a map).

Gleichung (5) lässt folglich die Bestimmung der Temperaturerhöhung TLuft_Zyl_stationär der Frischluft an der Wand des Zylinders bei einem stationären Betriebszustand zu, wobei die Temperatur TLuft_h_EV auf Grundlage der Gleichung (4) oben ermittelt werden kann, sodass sie bei manchen Ausführungsbeispielen besonders genau vorliegen kann. Die Temperatur TZyl_Wand der Wand des Zylinders kann bspw. modellbasiert ermittelt werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen basiert die Ermittlung der Temperatur TZyl_Wand der Wand des Zylinders auf einer Simulationsberechnung, wobei ein thermodynamisches Modell der Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, sodass die Temperatur in Abhängigkeit zum Beispiel einer Frischluftfüllung und einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine angegeben werden kann und bspw. als Kennfeld abgelegt werden kann. Entsprechend liegt bei manchen Ausführungsbeispielen die Temperatur TZyl_Wand der Wand des Zylinders als Kennfeld vor, das diese Temperatur bspw. in Abhängigkeit der Frischluftfüllung und/oder der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine angibt. Damit ist eine sehr genaue Ermittlung der Temperatur der Wand des Zylinders und damit der Erwärmung der Frischluft möglich.Equation (5) thus permits the determination of the temperature increase T air_zyl_stationary of the fresh air at the wall of the cylinder in steady state operation, the temperature T Luft_h_EV can be determined based on the equation (4) above, so that they are particularly accurate in some embodiments can. The temperature T Zyl_Wand of the wall of the cylinder can be determined, for example, model-based. In some embodiments, the determination of the temperature T Zyl_Wand the wall of the cylinder based on a simulation calculation, a thermodynamic model of the internal combustion engine is used, so that the temperature depending on, for example, a fresh air filling and a speed of the internal combustion engine can be specified and, for example, filed as a map can be. Accordingly, in some embodiments, the temperature T Zyl_Wand the wall of the cylinder as a map that indicates this temperature, for example. Depending on the fresh air filling and / or the speed of the internal combustion engine. For a very accurate determination of the temperature of the wall of the cylinder and thus the heating of the fresh air is possible.

Um nun auch die dynamische Temperaturveränderung der Frischluft an der Zylinderwand zu berücksichtigen, bei der sich die Temperatur dynamisch verändert, wird ein Korrekturfaktor TLuft_Zyl_kor_dyn ermittelt. Dazu wird zunächst die aus Gleichung (5) stammende Temperaturerhöhung TLuft_Zyl_stationär der Frischluft an der Zylinderwand für einen angenommen stationären Betriebszustand durch einen Filter, bspw. zwei hintereinandergeschaltete PT1-Filter gefiltert, sodass man eine gefilterte Temperaturerhöhung TLuft_Zyl_PT1 der Frischluft erhält. Diese gefilterte Temperaturerhöhung TLuft_Zyl_PT1 wird nun mit dem effektiven und dynamischen Wärmübertragungskoeffizient adyn multipliziert, der die dynamische Wärmeübertragung an die Frischluft von der Zylinderwand darstellt und der bspw. als Kennfeld dargestellt sein kann und von wenigstens einem der Parameter abhängt: Menge der einströmenden Frischluft und Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine.In order to take into account also the dynamic temperature change of the fresh air at the cylinder wall, at which the temperature changes dynamically, a correction factor T Luft_Zyl_kor_dyn is determined. For this purpose, first of all the temperature increase T Luft_Zyl_stationär of the fresh air at the cylinder wall originating from equation (5) is filtered by a filter, for example two PT1 filters connected in series, so that a filtered temperature increase T Luft_Zyl_PT1 of the fresh air is obtained. This filtered temperature increase T Luft_Zyl_PT1 is now multiplied by the effective and dynamic heat transfer coefficient adyn, which represents the dynamic heat transfer to the fresh air from the cylinder wall and can be represented, for example, as a map and depends on at least one of the parameters: amount of incoming fresh air and speed the internal combustion engine.

Damit kann der Korrekturfaktor TLuft_Zyl_kor_dyn wie folgt ermittelt werden: T Luft_Zyl_kor_dyn = T Luft_Zyl_PT 1 α dyn

Figure DE102018207467A1_0006
Thus, the correction factor T Luft_Zyl_kor_dyn can be determined as follows: T Luft_Zyl_kor_dyn = T Luft_Zyl_PT 1 α dyn
Figure DE102018207467A1_0006

Durch die Multiplikation der Temperaturdifferenz der Zylinderwand mit dem effektiven dynamischen Wandwärmeübergangskoeffizienten ergibt sich eine Temperaturdifferenz für die Frischluft in dynamischen Betriebszuständen, die bei der Berechnung der aktuellen Frischlufttemperatur nach Einlass-Ventil-schließt bei manchen Ausführungsbeispielen Berücksichtigung findet.By multiplying the temperature difference of the cylinder wall with the effective dynamic wall heat transfer coefficient results in a temperature difference for the fresh air in dynamic operating conditions, which is taken into account in the calculation of the current fresh air temperature after intake valve includes in some embodiments.

Die insgesamte Erwärmung TLuft_Zyl der Frischluft an der Zylinderwand, wobei die dynamische Veränderung der Temperatur der Zylinderwand berücksichtigt wird, ergibt sich aus der Addition aus der ermittelten Erwärmung TLuft_Zyl_stationär der Frischluft unter Annahme einer konstanten Temperatur der Wand des Zylinders nach Gleichung (5) und der dynamischen Korrektur der Erwärmung TLuft_Zyl_kor_dyn der Frischluft an der Wand des Zylinders nach Gleichung (6): T Luft = T Luft_Zyl_stationär + T Luft_Zyl_kor_dyn

Figure DE102018207467A1_0007
oder ausgeschrieben, das heißt TLuft_Zyl_stationär ersetzt durch die Gleichung (5) oben: T Luft_Zyl = ( T Zyl_Wand T Luft_h_EV ) α w 3 + T Luft_h_EV + T Luft_Zyl_kor_dyn
Figure DE102018207467A1_0008
The total heating T Luft_Zyl of the fresh air at the cylinder wall, wherein the dynamic change of the temperature of the cylinder wall is taken into account, results from the addition of the determined heating T Luft_Zyl_stationär the fresh air, assuming a constant temperature of the wall of the cylinder according to equation (5) and the dynamic correction of the heating T Luft_Zyl_kor_dyn of the fresh air at the wall of the cylinder according to equation (6): T air = T Luft_Zyl_stationär + T Luft_Zyl_kor_dyn
Figure DE102018207467A1_0007
or spelled out, that is, T air_Zyl_stationary replaced by the equation (5) above: T Luft_Zyl = ( T Zyl_Wand - T Luft_h_EV ) α w 3 + T Luft_h_EV + T Luft_Zyl_kor_dyn
Figure DE102018207467A1_0008

Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren das Ermitteln einer Referenz-Erwärmung der Frischluft an einer Wand des Zylinders, basierend auf wenigstens einem Referenzparameter, wobei der Referenzparameter bspw. Referenztemperaturen von Ansaug-, Einlasskanal-, Einlassventil- und/oder Zylinderwandtemperatur umfassen kann. Die Referenztemperaturen können dabei beliebig gewählt werden und der Fachmann wird begrüßen, dass er die Temperaturen je nach Ausführungsbeispiel entsprechend wählen kann.In some embodiments, the method includes determining a reference heating of the fresh air to a wall of the cylinder based on at least one reference parameter, wherein the reference parameter may include, for example, reference temperatures of intake, intake port, intake valve and / or cylinder wall temperature. The reference temperatures can be chosen arbitrarily and the expert will appreciate that he can choose the temperatures according to the embodiment accordingly.

Die Referenz-Erwärmung der Frischluft an der Wand des Zylinders erfolgt bei manchen Ausführungsbeispielen grundsätzlich auf Grundlage der gleichen Berechnungsvorschriften wie für die oben diskutierte Erwärmung der Frischluft an der Wand des Zylinders, insbesondere die Gleichungen (1) bis (5), nur mit dem Unterschied, dass die genannte(n) ReferenzTemperaturen) verwendet wird (werden).The reference heating of the fresh air on the wall of the cylinder takes place in some embodiments basically based on the same calculation rules as for the above discussed heating of the fresh air on the wall of the cylinder, in particular the equations (1) to (5), only with the difference in that said reference temperature (s) is (are) used.

Entsprechend werden bei manchen Ausführungsbeispielen folgende Zusammenhänge für die Berechnung der Referenz-Erwärmung der Frischluft an der Wand des Zylinders verwendet:Accordingly, in some embodiments, the following relationships are used to calculate the reference heating of the fresh air to the wall of the cylinder:

Das Ermitteln der Referenz-Erwärmung der Frischluft an dem Einlasskanal kann auf dem folgenden Zusammenhang beruhen: T Luft_v_EV_ref = ( T EK_ref T Luft_Sgr_ref ) α w 1 + T Luft_sgr_ref ,

Figure DE102018207467A1_0009
wobei TLuft_v_EV_ref die Referenz-Temperaturerhöhung der Frischluft am Einlasskanal vor dem Einlassventil des Zylinders repräsentiert, TEK_ref die Referenz-Temperatur des Einlasskanals repräsentiert (und bspw. der Referenz-Kühlwassertemperatur entspricht), TLuft_Sgr_ref die Referenz-Temperatur der Frischluft in einem Saugrohr zum Einlasskanal des Zylinders repräsentiert und αw1 einen effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten des Einlasskanals repräsentiert, wie auch schon oben diskutiert (Gleichung (3)).Determining the reference heating of the fresh air at the intake passage may be based on the following relationship: T Luft_v_EV_ref = ( T EK_ref - T Luft_Sgr_ref ) α w 1 + T Luft_sgr_ref .
Figure DE102018207467A1_0009
wherein T Luft_v_EV_ref represents the reference temperature increase of the fresh air at the intake passage in front of the intake valve of the cylinder, T EK_ref represents the reference temperature of the intake passage (and corresponds, for example, the reference cooling water temperature), T Luft_Sgr_ref is the reference temperature of the fresh air in a suction pipe for Inlet port of the cylinder and α w1 represents an effective heat transfer coefficient of the intake passage , as discussed above (equation (3)).

Das Ermitteln der Referenz-Erwärmung der Frischluft an dem Einlassventil des Zylinders kann auf dem Zusammenhang beruhen: T Luft_h_EV_ref = ( T EV_ref T Luft_v_EV_ref ) α w 2 + T Luft_v_EV_ref

Figure DE102018207467A1_0010
wobei TLuft_h_EV_ref die Referenz-Temperaturerhöhung der Frischluft am Einlassventil des Zylinders repräsentiert, TEV_ref die Referenz-Temperatur des Einlassventils repräsentiert (und z. B. der Referenz-Kühlwassertemperatur entspricht), TLuft_v_EV_ref die Referenz-Temperatur der Frischluft im Einlasskanal vor dem Einlassventil des Zylinders repräsentiert (und z. B. nach Gleichung (9) berechnet) und αw2 einen effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten des Einlassventils repräsentiert, wie auch schon oben diskutiert (Gleichung (4)).Determining the reference heating of the fresh air at the intake valve of the cylinder may be based on the relationship: T Luft_h_EV_ref = ( T EV_ref - T Luft_v_EV_ref ) α w 2 + T Luft_v_EV_ref
Figure DE102018207467A1_0010
where T Luft_h_EV_ref represents the reference temperature increase of the fresh air at the intake valve of the cylinder, T EV_ref represents the reference temperature of the intake valve (and corresponds, for example, to the reference cooling water temperature), T Luft_v_EV_ref is the reference temperature of the fresh air in the intake passage in front of the intake valve of the cylinder (and calculates, for example, according to equation (9)) and α w2 represents an effective heat transfer coefficient of the intake valve, as discussed above (equation (4)).

Bei manchen Ausführungsbeispielen beruht das Ermitteln der Referenz-Erwärmung der Frischluft an der Wand des Zylinders auf dem Zusammenhang: T Luft_Zyl_ref = ( T Zyl_Wand_ref T Luft_h_EV_ref ) α w 3 + T Luft_h_EV_ref

Figure DE102018207467A1_0011
wobei TLuft_Zyl_ref die Referenz-Temperaturhöhung der Frischluft an der Wand des Zylinders repräsentiert, TZyl_Wand_ref die Referenz-Temperatur der Wand des Zylinders ist, TLuft_h_EV_ref die - Referenz-Temperatur der Frischluft nach dem Einlassventil des Zylinders ist (bspw. nach Gleichung (10) berechnet) und αw3 einen effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten der Wand des Zylinders repräsentiert, wie auch schon oben diskutiert (Gleichung (5)).In some embodiments, determining the reference heating of the fresh air at the wall of the cylinder is based on the relationship: T Luft_Zyl_ref = ( T Zyl_Wand_ref - T Luft_h_EV_ref ) α w 3 + T Luft_h_EV_ref
Figure DE102018207467A1_0011
where T Luft_Zyl_ref represents the reference temperature increase of the fresh air at the wall of the cylinder, T Zyl_Wand_ref is the reference temperature of the wall of the cylinder, T Luft_h_EV_ref is the reference temperature of the fresh air after the inlet valve of the cylinder (eg according to equation (10 ) and α w3 represents an effective heat transfer coefficient of the wall of the cylinder, as discussed above (Equation (5)).

Wie erwähnt, wird bei manchen Ausführungsbeispielen die Frischluftmasse der Frischluft in dem Zylinder basierend auf der ermittelten Erwärmung der Frischluftmasse und der ermittelten Referenz-Erwärmung berechnet, wodurch die Frischluftmasse besonders exakt berechnet werden kann. As mentioned, in some embodiments, the fresh air mass of the fresh air in the cylinder is calculated based on the determined heating of the fresh air mass and the determined reference heating, whereby the fresh air mass can be calculated very precisely.

Die oben genannten Berechnungen basieren bei manchen Ausführungsbeispielen auf der Annahme, dass die Verbrennungskraftmaschine in einem stationären Zustand ist und dementsprechend stabile Temperaturverhältnisse vorherrschen (das heißt bspw., dass sich die Verbrennungskraftmaschine (stabil) an einem Betriebspunkt befindet), wobei dann, wie oben ausgeführt, die Erwärmung der Frischluft entsprechend um die dynamische Erwärmung korrigiert wird (siehe oben auch Gleichungen (6) bis (8)).The above calculations, in some embodiments, are based on the assumption that the internal combustion engine is in a steady state and, accordingly, stable temperature conditions prevail (ie, that the internal combustion engine is stable at an operating point), and then as stated above , the heating of the fresh air is corrected accordingly to the dynamic heating (see also equations (6) to (8) above).

Bei manchen Ausführungsbeispielen wird die Frischluftmenge bzw. Frischluftmasse im Zylinder auf einem Prüfstand ermittelt und als Kennfeld hinterlegt, wobei bspw. das Kennfeld mehrdimensional ist und von einem oder mehreren der folgenden Parameter abhängt: Drehzahl, Saugrohrdruck, Nockenwellenstellung am Einlass und Auslass, etc.In some embodiments, the fresh air quantity or fresh air mass in the cylinder is determined on a test bench and stored as a map, for example. The map is multi-dimensional and depends on one or more of the following parameters: speed, intake manifold pressure, camshaft position at the inlet and outlet, etc.

Diese am Prüfstand ermittelte Frischluftmenge bzw. Frischluftmasse wird dann anhand der ermittelten Temperatur(-erwärmung) der Frischluft an der Zylinderwand (nach Gleichung (7) bzw. (8)) und der Referenz-Temperatur(erwärmung) der Frischluft an der Zylinderwand (nach Gleichung (11)) korrigiert.This fresh air quantity or fresh air mass determined on the test stand is then determined on the basis of the determined temperature (heating) of the fresh air on the cylinder wall (according to equation (7) or (8)) and the reference temperature (warming) of the fresh air on the cylinder wall (after Equation (11)) corrected.

Entsprechend wird bei manchen Ausführungsbeispielen ein Korrekturfaktor ermittelt: FAC T_kor = T Luft_Zyl_ref /T Luft_Zyl

Figure DE102018207467A1_0012
wobei die Referenz-Temperatur(erhöhung) TLuft_Zyl_ref der Frischluft an der Wand des Zylinders nach Gleichung (11) berechnet wird und die Temperatur(erhöhung) TLuft_Zyl der Frischluft an der Wand des Zylinders nach Gleichung (7) bzw. (8) berechnet wird und somit die Korrektur für die dynamische Temperaturerhöhung der Frischluft aufgrund der dynamischen Temperaturerhöhung der Zylinderwand enthält.Accordingly, in some embodiments, a correction factor is determined: FAC T_kor = T Luft_Zyl_ref / T Luft_Zyl
Figure DE102018207467A1_0012
wherein the reference temperature (increase) T Luft_Zyl_ref of the fresh air at the wall of the cylinder is calculated according to equation (11), and the temperature (increase) T Luft_Zyl of the fresh air at the wall of the cylinder is calculated according to equation (7) or (8) is and thus contains the correction for the dynamic increase in temperature of the fresh air due to the dynamic increase in temperature of the cylinder wall.

Dann ergibt sich eine korrigierte Frischluftmenge bzw. Frischluftmasse „Luftmassekor“ in dem Zylinder wie folgt, wobei hier die Korrektur für die dynamische Temperaturänderung der Frischluft nach Gleichungen (7) bzw. (8) enthalten ist: Luftmasse kor = Luftmasse Kennfeld FAC T_kor

Figure DE102018207467A1_0013
wobei LuftmasseKennfeld die oben erwähnte am Prüfstand ermittelte und im Kennfeld abgelegte Frischluftmenge bzw. Frischluftmasse ist und der Korrekturfaktor FACT_kor nach Gleichung (9) berechnet wird.Then, a corrected amount of fresh air or fresh air mass "air mass kor " in the cylinder results as follows, wherein here the correction for the dynamic temperature change of the fresh air according to equations (7) or (8) is included: air mass kor = air mass map FAC T_kor
Figure DE102018207467A1_0013
wherein air mass map is the above-mentioned determined on the test bench and stored in the map fresh air quantity or fresh air mass and the correction factor FAC T_kor is calculated according to equation (9).

Damit ist bei manchen Ausführungsbeispielen eine sehr einfache, aber exakte Korrektur der Frischluftmenge bzw. Frischluftmasse, die im Kennfeld abgelegt ist, unter Berücksichtigung dynamischer Temperaturerhöhungen der Zylinderwand und damit auch der Frischluft möglich, ohne dass komplexe und aufwändige Berechnungen notwendig sind, um die Frischluftmenge bzw. Frischluftmasse zu ermitteln.Thus, in some embodiments, a very simple, but exact correction of the fresh air quantity or fresh air mass, which is stored in the map, taking into account dynamic temperature increases of the cylinder wall and thus the fresh air possible without complex and complex calculations are necessary to the fresh air quantity or To determine fresh air mass.

Manche Ausführungsbeispiele betreffen eine Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine, die wenigstens einen Zylinder, ein Saugrohr, einen Saugrohrtemperatursensor, ein Einlassventil am Zylinder und einen Einlasskanal vor dem Einlassventil hat, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, das hierin beschriebene Verfahren auszuführen. Die Steuerung kann bspw. als Motorsteuergerät ausgestaltet sein und dementsprechend typische Elemente eines Motorsteuergeräts aufweisen, wie einen oder mehrere Prozessoren, einen flüchtigen und einen nichtflüchten Speicher, eine Schnittstelle zu einem Kraftfahrzug-Bussystem, etc.Some embodiments relate to a controller for an internal combustion engine having at least one cylinder, a draft tube, a port temperature sensor, an intake valve on the cylinder, and an intake port upstream of the intake valve, the controller configured to perform the method described herein. The controller may, for example, be designed as an engine control unit and accordingly have typical elements of an engine control unit, such as one or more processors, a volatile and a non-volatile memory, an interface to a motor coach bus system, etc.

Manche Ausführungsbeispiele betreffen ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuerung und einer Verbrennungskraftmaschine.Some embodiments relate to a motor vehicle having such a controller and an internal combustion engine.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:

  • 1 schematisch Verläufe für die Frischlufttemperaturerhöhung veranschaulicht;
  • 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 3 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Steuerung der Verbrennungskraftmaschine von 1 veranschaulicht; und
  • 4 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Berechnung einer Frischluftmasse gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Embodiments of the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:
  • 1 schematically illustrates curves for the fresh air temperature increase;
  • 2 schematically illustrates an embodiment of an internal combustion engine of a motor vehicle of the present invention;
  • 3 schematically an embodiment of a control of the internal combustion engine of 1 illustrated; and
  • 4 schematically illustrates an embodiment of a method for calculating a fresh air mass according to the present invention.

Ein Ausführungsbeispiel einer Verbrennungskraftmaschine 1 ist in 2 schematisch veranschaulicht, wobei die Verbrennungskraftmaschine 1 ein Ottomotor ist und vier Zylinder hat, wobei in 2 eine Schnittansicht eines Zylinders 2 der Verbrennungskraftmaschine 1 veranschaulicht ist.An embodiment of an internal combustion engine 1 is in 2 schematically illustrates, wherein the internal combustion engine 1 is a gasoline engine and has four cylinders, being in 2 a sectional view of a cylinder 2 the internal combustion engine 1 is illustrated.

Der Zylinder 2 hat ein Einlassventil 3, ein Auslassventil 4 und einen Verbrennungsraum 5, der durch einen Zylinderkolben 6 komprimiert werden kann, wie es grundsätzlich bekannt ist und eine Zylinderwand 2a. Die Zylinderwand 2a ist die Innenwand des Verbrennungsraums 5 und in der Schnittansicht in 1 ist eine linke und eine rechte Seite der Zylinderwand 2a gezeigt.The cylinder 2 has an inlet valve 3 , an outlet valve 4 and a combustion chamber 5 that by a cylinder piston 6 can be compressed, as it is known in principle and a cylinder wall 2a , The cylinder wall 2a is the inner wall of the combustion chamber 5 and in the sectional view in 1 is a left and a right side of the cylinder wall 2a shown.

Im Verbrennungsraum 5, wie in 2 veranschaulicht, befindet sich während der Ansaugphase typischerweise angesaugte Frischluft 7 und Restgas 8, das von einem vorherigen Takt im Verbrennungsraum 5 verblieben ist.In the combustion chamber 5 , as in 2 illustrated, is typically aspirated fresh air during the intake phase 7 and residual gas 8th that from a previous clock in the combustion chamber 5 remained.

Die Frischluft 7 wird durch ein Saugrohr 9 angesaugt und gelangt über einen Einlasskanal 10, der zwischen dem Einlassventil 3 und dem Saugrohr 9 angeordnet ist, durch das in 2 geöffnete Einlassventil 3 in den Verbrennungsraum 5.The fresh air 7 is through a suction tube 9 sucked and passes through an inlet channel 10 that is between the inlet valve 3 and the suction tube 9 is arranged through the in 2 open inlet valve 3 in the combustion chamber 5 ,

Nach der Verbrennung gelangt bspw. das Abgas durch das geöffnete Auslassventil 4 in einen Auslasskanal 11, wie es allgemein bekannt ist.After combustion, for example, the exhaust gas passes through the opened outlet valve 4 in an exhaust duct 11 as it is well known.

Kühlwasser 12 fließt durch entsprechende Kühlwasserkanäle, wobei in 2, ein Kühlwasserkanal 13a nahe des Einlasskanals 10 und des Einlassventils 3 gezeigt ist, ein Kühlwasserkanal 13b nahe des Auslassventils 4 und des Auslasskanals 11 und jeweils ein Kühlwasserkanal 13c bzw. 13d nahe der linken bzw. rechten Seite Zylinderwand 2a.cooling water 12 flows through appropriate cooling water channels, with in 2 , a cooling water channel 13a near the inlet channel 10 and the intake valve 3 shown is a cooling water channel 13b near the exhaust valve 4 and the outlet channel 11 and one cooling water channel each 13c respectively. 13d near the left and right side of the cylinder wall 2a ,

Ferner befindet sich im Saugrohr 9 kurz vor dem Einlasskanal 10 ein Temperatursensor 14 zum Erfassen der Temperatur der Frischluft 7 im Saugrohr 9.It is also located in the intake manifold 9 just before the inlet channel 10 a temperature sensor 14 for detecting the temperature of the fresh air 7 in the intake manifold 9 ,

Die Frischluft 7 nimmt auf ihrem Weg in den Zylinder 2 Wärme an verschiedenen Stellen auf und erwärmt sich dadurch, was zu einer Temperaturerhöhung und einer Dichteänderung der Frischluft 7 führt.The fresh air 7 takes on her way into the cylinder 2 Heat at various points and thus warms, resulting in a temperature increase and a change in density of the fresh air 7 leads.

Zunächst erfolgt eine Wärmeaufnahme der Frischluft 7 auf dem in den Zylinder 2 an der Stelle des Pfeils 15a im Bereich des Einlasskanals 10 vor dem Einlassventil 3. Dann gibt das Einlassventil 3 Wärme an die Frischluft 7 ab (siehe Pfeil 15b) und schlussendlich gibt die Zylinderwand 2a Wärme an die Frischluft 7 ab (siehe Pfeile 15c und 15d).First, a heat absorption of the fresh air takes place 7 on the in the cylinder 2 in the place of the arrow 15a in the area of the inlet channel 10 in front of the inlet valve 3 , Then there is the inlet valve 3 Heat to the fresh air 7 off (see arrow 15b) and finally there is the cylinder wall 2a Heat to the fresh air 7 off (see arrows 15c and 15d) ,

Die Temperaturen der Kontaktflächen am Einlasskanal 10 und am Einlassventil 3 sind bei diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen durch die Kühlwassertemperatur geprägt. Diese ändert sich zeitlich gesehen langsam (d. h. mehrere Sekunden) und bewegt sich bei betriebswarmen Motor 1 typischerweise im Bereich 85-115 Grad Celsius.The temperatures of the contact surfaces at the inlet channel 10 and at the inlet valve 3 are essentially characterized by the cooling water temperature in this embodiment. It changes slowly in time (ie several seconds) and moves when the engine is warm 1 typically in the field 85 - 115 Centigrade.

Im Gegensatz dazu können die Temperaturen der Zylinderinnenflächen (Zylinderwand 2a, Kolbenboden etc.) stark von dem Wärmeeintrag der stattgefundenen Verbrennung beeinflusst werden. Der Wärmeeintrag durch die Verbrennung kann stark last- und drehzahlabhängig sein und in Schubphasen gar nicht vorhanden sein (Abkühlung) und kann sich binnen weniger Verbrennungszyklen ändern. Die Zylinderwandtemperaturen bewegen sich typischerweise zwischen 320K-530K bei einem warmen Motor 1.In contrast, the temperatures of the cylinder inner surfaces (cylinder wall 2a , Piston head, etc.) are strongly influenced by the heat input of the combustion occurred. The heat input due to combustion can be heavily dependent on load and speed and can not even be present in overrun phases (cooling) and can change within a few combustion cycles. Cylinder wall temperatures typically range between 320K-530K with a warm engine 1 ,

3 zeigt nun eine Steuerung 20, die ein Verfahren 30 ausführen kann, welches weiter unten im Zusammenhang mit 4 näher erläutert wird. 3 now shows a control 20 that a procedure 30 which can be explained below 4 is explained in more detail.

Die Steuerung 20 ist als Motorsteuergerät zur Steuerung der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgestaltet und hat einen Prozessor 21, einen Arbeitsspeicher 22, einen Festwertspeicher (oder einen anderen nicht flüchtigen Speicher) 23 und eine Schnittstelle 24 zu einem Bussystem des Kraftfahrzeugs (z. B. CAN-Bus oder dergleichen), über die sie mit der Verbrennungskraftmaschine 1 und den Temperatursensor 14 verbunden ist, sodass sie Daten sowohl von der Verbrennungskraftmaschine 1 bzw. für sie relevante Daten (z. B. Drehzahl, Öltemperatur, Kühlwassertemperatur, Nockenwellenstellung, etc.) als auch von dem Temperatursensor 14 empfangen kann.The control 20 is as an engine control unit for controlling the internal combustion engine 1 designed and has a processor 21 , a working memory 22 , a read-only memory (or other non-volatile memory) 23 and an interface 24 to a bus system of the motor vehicle (eg, CAN bus or the like) via which it communicates with the internal combustion engine 1 and the temperature sensor 14 is connected so that it data from both the internal combustion engine 1 or relevant data (eg Speed, oil temperature, cooling water temperature, camshaft position, etc.) as well as from the temperature sensor 14 can receive.

Im Festwertspeicher 23 sind bspw. Daten, wie Kennfelder, Kennlinien und dergleichen abgespeichert, sowie ein Programm welches Befehle enthält, sodass die Steuerung 20 in der Lage ist, das Verfahren 30 auszuführen.In read-only memory 23 For example, data such as maps, characteristics and the like are stored, as well as a program containing commands, so that the controller 20 is capable of the procedure 30 perform.

4 veranschaulicht ein Ablaufschema des Verfahrens 30 zur Berechnung einer Frischluftmasse in dem Zylinder 2 der Verbrennungskraftmaschine 1. Das Verfahren 30 wird typischerweise bei einem Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgeführt und für jeden Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 1 im Takt der Verbrennungskraftmaschine, sodass für die jeweilige Einspritzung im Zylinder die zugehörige Frischluftmasse zur Verfügung steht. 4 illustrates a flowchart of the method 30 for calculating a fresh air mass in the cylinder 2 the internal combustion engine 1 , The procedure 30 is typically at an operating point of the internal combustion engine 1 executed and for each cylinder of the internal combustion engine 1 in time with the internal combustion engine, so that the associated fresh air mass is available for the respective injection in the cylinder.

Dazu wird zunächst bei 31 unter Annahme eines stationären Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 1 die Erwärmung der Frischluft an dem Einlasskanal 10 mit Hilfe von Gleichung (3) oben bei dem entsprechenden aktuellen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine ermittelt (bspw. anhand der Drehzahl, Kühlwassertemperatur, Öltemperatur, Nockenwellenstellung, etc.). Dazu ermittelt die Steuerung 20 den effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten für den Einlasskanal anhand des Kennfelds αw1, das im Festwertspeicher 23 abgelegt ist bzw. ermittelt den effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten für den aktuellen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 anhand des Kennfelds. Außerdem ermittelt die Steuerung 20 die aktuelle Temperatur TEK des Einlasskanals 10 anhand der Temperatur des Kühlwassers 12 und ermittelt die Temperatur TLuft_Sgr der Frischluft 7 im Saugrohr 9 anhand entsprechender Temperaturdaten, welche die Steuerung 20 von dem Temperatursensor 14 erhält, sodass die aktuelle Temperatur der Frischluft 7 im Saugrohr 9 ermittelt werden kann.For this purpose, first at 31 assuming a steady-state operating state of the internal combustion engine 1 the heating of the fresh air at the inlet channel 10 determined with the aid of equation (3) above at the corresponding current operating point of the internal combustion engine (for example, based on the speed, cooling water temperature, oil temperature, camshaft position, etc.). The controller determines this 20 the effective heat transfer coefficient for the inlet channel on the basis of the map α w1 , in the read-only memory 23 is stored or determines the effective heat transfer coefficient for the current operating point of the internal combustion engine 1 based on the map. In addition, the controller determines 20 the current temperature T EK of the inlet channel 10 based on the temperature of the cooling water 12 and determines the temperature T Luft_Sgr the fresh air 7 in the intake manifold 9 based on appropriate temperature data, which the controller 20 from the temperature sensor 14 receives, so the current temperature of the fresh air 7 in the intake manifold 9 can be determined.

Damit erhält die Steuerung bei 31 die aktuelle Temperatur TLuft_v_EV der Frischluft 7 mittels Gleichung (3) nachdem sie in dem Einlasskanal 9 erwärmt wurde und bevor sie eine weitere Erwärmung durch das Einlassventil 3 erfährt.This gives the controller at 31 the current temperature T Luft_v_EV the fresh air 7 by equation (3) after being in the inlet channel 9 was heated and before further heating through the inlet valve 3 experiences.

Im nächsten Schritt 32, ermittelt die Steuerung 20 eine Erwärmung der Frischluft an dem Einlassventil 3 des Zylinders 2 auf Grundlage der Gleichung (4). Dazu nimmt die Steuerung (20) die aktuelle Temperatur TLuft_v_EV vor dem Einlassventil 3, wie sie in Schritt 31 ermittelt wurde, ermittelt die aktuelle Temperatur TEV des Einlassventils auf Grundlage der Kühlwassertemperatur und ermittelt den effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten für das Einlassventil 3 anhand des Kennfelds αw2, das im Festwertspeicher 23 abgelegt ist, anhand des aktuellen Betriebspunkts der Verbrennungskraftmaschine 1.In the next step 32 , determines the control 20 a heating of the fresh air at the inlet valve 3 of the cylinder 2 based on the equation (4). For this purpose, the controller takes ( 20 ) the current temperature T Luft_v_EV before the inlet valve 3 as they step in 31 is determined, the current temperature T EV of the intake valve based on the cooling water temperature and determines the effective heat transfer coefficient for the intake valve 3 based on the map α w2 , in the read-only memory 23 is stored, based on the current operating point of the internal combustion engine 1 ,

Damit erhält die Steuerung bei 32 die aktuelle Temperatur TLuft_h_EV der Frischluft 7 mittels Gleichung (4) nachdem sie durch das Einlassventil 3 erwärmt wurde und mit der sie in den Verbrennungsraum 5 einströmt.This gives the controller at 32 the current temperature T Luft_h_EV the fresh air 7 by means of equation (4) after passing through the inlet valve 3 was heated and with it in the combustion chamber 5 flows.

Schließlich ermittelt das Verfahren 30 bei Schritt 33 die Erwärmung der Frischluft 7 durch die Zylinderwand 2a auf Grundlage der Gleichung (5) unter Annahme eines stationären Betriebszustands. Dazu nimmt die Steuerung 20 die aktuelle Temperatur TLuft_h_EV der Frischluft 7, nachdem sie durch das Einlassventil 3 erwärmt wurde und wie sie in Schritt 32 ermittelt wurde. Außerdem ermittelt die Steuerung 20 den aktuellen effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten für die Zylinderwand 2a (das heißt den Wandabschnitt des Verbrennungsraums 5), mit dem die Frischluft 7 in Kontakt kommt, anhand des aktuellen Betriebspunkts der Verbrennungskraftmaschine 1 und auf Grundlage des Kennfelds αw3, welches im Festwertspeicher 23 abgelegt ist. Wie oben ausgeführt, ergibt sich die Temperatur TZyl_Wand der Zylinderwand aufgrund eines Kennfelds, das ebenfalls im Festwertspeicher 23 abgelegt ist.Finally, the procedure determines 30 at step 33 the warming of the fresh air 7 through the cylinder wall 2a based on equation (5) assuming steady-state operation. The controller takes this 20 the current temperature T Luft_h_EV of the fresh air 7 after passing through the inlet valve 3 was heated and how to step in 32 was determined. In addition, the controller determines 20 the actual effective heat transfer coefficient for the cylinder wall 2a (that is, the wall portion of the combustion chamber 5 ), with which the fresh air 7 comes in contact, based on the current operating point of the internal combustion engine 1 and on the basis of the map α w3 , which in the read-only memory 23 is stored. As stated above, the temperature T Zyl_Wand of the cylinder wall results from a characteristic map which is also stored in read-only memory 23 is stored.

Dadurch erhält die Steuerung 20 bei 33 die aktuelle (stationäre) Temperatur TLuft_Zyl_stationär der Frischluft 7 nachdem sie durch die Zylinderwand 2a erwärmt wurde.This gives the controller 20 at 33 the current (stationary) temperature T Luft_Zyl_stationär the fresh air 7 after passing through the cylinder wall 2a was heated.

Im Schritt 34 wird die aktuelle Temperatur TLuft_Zyl_stationär durch zwei PT1-Filter gefiltert, sodass eine Temperatur TLuft_Zyl_PT1 erhalten wird, die einen Verlauf 102 hat, wie in 1 veranschaulicht ist.In step 34 the current temperature T Luft_Zyl_stationär is filtered by two PT1 filters, so that a temperature T Luft_Zyl_PT1 is obtained, which is a course 102 has, as in 1 is illustrated.

Im Schritt 35 ermittelt die Steuerung 29 den Korrekturfaktor TLuft_Zyl_kor_dyn nach Gleichung (6), der die dynamische Temperaturänderung der Frischluft berücksichtigt, indem sie die aktuelle und gefilterte Temperatur TLuft_Zyl_PT1, die sie in Schritt 34 ermittelt hat, mit einem effektiven und dynamischen Wärmeübertragungskoeffizienten multipliziert, den sie anhand eines entsprechenden Kennfelds auf Grundlage der Menge der einströmenden Frischluft und der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 1 ermittelt, das im Festwertspeicher 23 abgelegt ist.In step 35 determines the control 29 the correction factor T Luft_Zyl_kor_dyn according to equation (6), which takes into account the dynamic change in temperature of the fresh air, by taking the current and filtered temperature T Luft_Zyl_PT1 , which they in step 34 multiplied by an effective and dynamic heat transfer coefficient, which it calculates on the basis of the quantity of the corresponding characteristic map incoming fresh air and the speed of the internal combustion engine 1 determined in the read-only memory 23 is stored.

Im Schritt 36 ermittelt die Steuerung 20 die aktuelle Temperatur TLuft_Zyl nach Gleichung (7) bzw. (8), indem sie den Korrekturfaktor TLuft_Zyl_kor_dyn (Schritt 35) zu der aktuellen Temperatur TLuft_Zyl_stationär (Schritt 33) addiert.In step 36 determines the control 20 the actual temperature T Luft_Zyl according to equation (7) or (8) by the correction factor T Luft_Zyl_kor_dyn (step 35 ) to the current temperature T Luft_Zyl_stationär (step 33 ) added.

Bei Schritt 37 ermittelt die Steuerung 20 eine aktuelle Referenz-Erwärmung der Frischluft bei im Festwertspeicher 23 abgelegten Referenztemperaturen von Ansaug-, Einlasskanal-, Einlassventil- und Zylinderwandtemperatur nach Gleichung (9), wobei die Berechnung beim aktuellen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 erfolgt. Die Steuerung 20 ermittelt also eine Referenztemperatur für die Temperatur TEK_ref des Einlasskanals entweder auf Grundlage eines abgelegten Temperaturwerts oder auf Grundlage einer Referenztemperatur des Kühlwassers. Gleiches gilt für die Temperatur der Frischluft 7 im Saugrohr 9 TLuft_Sgr_ref, für die eine abgelegte Referenztemperatur genommen wird. Der zugehörige effektive Wärmeübertragungskoeffizient wird analog zu Schritt 31 ermittelt.At step 37 determines the control 20 a current reference heating of fresh air in the read-only memory 23 stored reference temperatures of intake, intake port, intake valve and cylinder wall temperature according to equation (9), wherein the calculation at the current operating point of the internal combustion engine 1 he follows. The control 20 So determines a reference temperature for the temperature T EK_ref the inlet channel either based on a stored temperature value or based on a reference temperature of the cooling water. The same applies to the temperature of the fresh air 7 in the intake manifold 9 T Luft_Sgr_ref , for which a stored reference temperature is taken. The associated effective heat transfer coefficient becomes analogous to step 31 determined.

Damit erhält die Steuerung 20 bei 37 eine Referenztemperatur TLuft_v_EV_ref der Frischluft 7, nachdem sie durch den Einlasskanal 10 bei Referenzbedingungen erwärmt wurde.This gives the controller 20 at 37, a reference temperature T air_v_EV_ref of the fresh air 7 after passing through the inlet channel 10 was heated at reference conditions.

Bei Schritt 38 ermittelt die Steuerung 20 eine aktuelle Referenz-Erwärmung der Frischluft an dem Einlassventil 3 des Zylinders 2 gemäß Gleichung (10). Dazu wird eine Referenztemperatur TEV_ref des Einlassventils ermittelt, die bspw. im Festwertspeicher 23 abgelegt ist oder der Referenz-Kühlwassertemperatur entspricht und die in Schritt 37 ermittelte Referenztemperatur TLuft_v_EV_ref genommen. Die Ermittlung des zugehörigen effektiven Wärmeübertragungskoeffizienten für die Wärmeübertragung am Einlassventil geschieht analog zu Schritt 32.At step 38 determines the control 20 a current reference heating of the fresh air at the inlet valve 3 of the cylinder 2 according to equation (10). For this purpose, a reference temperature T EV_ref of the inlet valve is determined, which, for example, in the read-only memory 23 is stored or corresponds to the reference cooling water temperature and in step 37 determined reference temperature T Luft_v_EV_ref taken. The determination of the associated effective heat transfer coefficient for the heat transfer at the inlet valve is analogous to step 32 ,

Damit erhält die Steuerung 20 bei 38 eine Referenztemperatur TLuft_h_EV_ref der Frischluft 7, nachdem die durch das Einlassventil 3 bei Referenzbedingungen erwärmt wurde.This gives the controller 20 at 38, a reference temperature T air_h_EV_ref of the fresh air 7 after passing through the inlet valve 3 was heated at reference conditions.

Bei Schritt 39 ermittelt die Steuerung 20 eine aktuelle Referenz-Erwärmung der Frischluft an der Zylinderwand 2a des Zylinders gemäß Gleichung (11). Dazu wird eine Referenztemperatur TZyl_Wand_ref der Zylinderwand ermittelt, die entweder abgelegt oder modellbasiert sein kann (oder auch auf der Kühlwassertemperatur beruhen kann und einen Massenstrom des Kühlwassers berücksichtigen kann), und es wird die in Schritt 35 ermittelte Referenztemperatur TLuft_h_EV_ref der Frischluft 7 genommen, nachdem sie durch das Einlassventil 2 erwärmt wurde. Der zughörige effektive Wärmeübertragungskoeffizient für die Übertragung von Wärme von der Zylinderwand 2a auf die Frischluft 7 wird analog zu Schritt 33 ermittelt.At step 39 determines the control 20 a current reference heating of the fresh air on the cylinder wall 2a of the cylinder according to equation (11). For this purpose, a reference temperature T Zyl_Wand_ref of the cylinder wall is determined, which can either be stored or model-based (or can also be based on the cooling water temperature and can take into account a mass flow of the cooling water), and it becomes the in step 35 determined reference temperature T Luft_h_EV_ref the fresh air 7 taken after passing through the inlet valve 2 was heated. The associated effective heat transfer coefficient for the transfer of heat from the cylinder wall 2a to the fresh air 7 becomes analogous to step 33 determined.

Damit erhält die Steuerung 20 bei 39 die Temperatur TLuft_Zyl_ref der Frischluft 7, nachdem sie durch die Zylinderwand 2a erwärmt wurde.This gives the controller 20 at 39 the temperature T Luft_Zyl_ref of the fresh air 7 after passing through the cylinder wall 2a was heated.

Bei 40 ermittelt die Steuerung 20 nun den Korrekturfaktor FACT_kor für die Frischluftmasse der Frischluft 7 im Verbrennungsraum 5 nach Gleichung (12), indem sie das Verhältnis aus der aktuellen Referenz-Temperatur (Gleichung (11)) der Frischluft 7 beim aktuellen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 und der entsprechenden aktuellen Temperatur (Gleichung (7) bzw. (8)) gemäß TLuft_Zyl_ref / TLuft_Zyl berechnet.at 40 determines the control 20 now the correction factor FAC T_kor for the fresh air mass of the fresh air 7 in the combustion chamber 5 according to equation (12), by taking the ratio of the actual reference temperature (equation (11)) of the fresh air 7 at the current operating point of the internal combustion engine 1 and the corresponding actual temperature (Equation (7) or (8)) calculated according to T Luft_Zyl_ref / T Luft_Zyl .

Bei 41 ermittelt die Steuerung 20 nun bei dem aktuellen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 die aktuelle Frischluftmasse Luftmassekor gemäß Gleichung (13), indem sie aus einem im Festwertspeicher 23 abgelegten Kennfeld eine Frischluftmasse LuftmasseKennfeld ermittelt, die an einem Prüfstand ermittelt wurde, und diese Frischluftmasse mit dem Korrekturfaktor FACT_kor, der in Schritt 40 ermittelt wurde, multipliziert.at 41 determines the control 20 now at the current operating point of the internal combustion engine 1 the current fresh air mass air mass cor according to equation (13), by one of the read-only memory 23 stored map determines a fresh air mass air mass map , which was determined on a test bench, and this fresh air mass with the correction factor FAC T_kor , in step 40 was determined multiplied.

Damit erhält die Steuerung 20 bei Schritt 41 die korrigierte Frischluftmasse Luftmassekor, bei der (auch) die dynamische Erwärmung der angesaugten Frischluft 7 durch die Zylinderwand 2a berücksichtigt ist.This gives the controller 20 at step 41 the corrected fresh air mass air mass cor , in which (also) the dynamic heating of the fresh air sucked in 7 through the cylinder wall 2a is taken into account.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
22
Zylindercylinder
2a2a
Zylinderwandcylinder wall
33
Einlassventilintake valve
4 4
Auslassventiloutlet valve
55
Verbrennungsraumcombustion chamber
66
Zylinderkolbencylinder piston
77
Frischluftfresh air
88th
Restgasresidual gas
99
Saugrohrsuction tube
1010
Einlasskanalinlet channel
1111
Auslasskanalexhaust port
1212
Kühlwassercooling water
13a-d13a-d
KühlwasserkanäleCooling water passages
1414
Temperatursensortemperature sensor
15a-c15a-c
Pfeile (Wärmeaufnahme)Arrows (heat absorption)
2020
Steuerungcontrol
2121
Prozessorprocessor
2222
Arbeitsspeicherrandom access memory
2323
FestwertspeicherOnly memory
2424
Schnittstelleinterface
3030
Verfahren zur Berechnung einer Frischluftmasse in einem ZylinderMethod for calculating fresh air mass in a cylinder
3131
Ermitteln einer Erwärmung der Frischluft im Einlasskanal zum ZylinderDetermining a warming of the fresh air in the inlet channel to the cylinder
3232
Ermitteln Erwärmung am EinlassventilDetermine warming at the inlet valve
3333
Ermitteln Erwärmung an Zylinderwand (stationär)Determine heating on cylinder wall (stationary)
3434
Filter der stationären Erwärmung ZylinderwandFilter of stationary heating cylinder wall
3535
Ermitteln Korrekturfaktor für dynamische TemperaturerhöhungDetermine correction factor for dynamic temperature increase
3636
Ermitteln Erwärmung der Frischluft einschließlich Berücksichtigung dynamischer TemperaturerhöhungDetermine warming of the fresh air including consideration of dynamic temperature increase
3737
Ermitteln Referenz-Erwärmung der Frischluft im Einlasskanal zum ZylinderDetermine reference heating of the fresh air in the inlet duct to the cylinder
3838
Ermitteln Referenz-Erwärmung am EinlassventilDetermine reference heating at inlet valve
3939
Ermitteln Referenz-Erwärmung an ZylinderwandDetermine reference heating to cylinder wall
4040
Ermitteln KorrekturfaktorDetermine correction factor
4141
Ermitteln korrigierte FrischluftmasseDetermine corrected fresh air mass
100100
Temperaturverlauf der Frischluft unter Annahme einer konstanten ZylinderwandtemperaturTemperature curve of the fresh air assuming a constant cylinder wall temperature
101101
Theoretischer Temperaturverlauf der FrischluftTheoretical temperature profile of the fresh air
102102
Temperaturverlauf der Frischluft durch Anwendung zweier PT1-FilterTemperature profile of the fresh air by using two PT1 filters

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10158261 A1 [0003]DE 10158261 A1 [0003]

Claims (15)

Verfahren zur Berechnung einer Frischluftmasse in einem Zylinder (2) einer Verbrennungskraftmaschine (1), umfassend: Ermitteln (36) einer Erwärmung der Frischluft (7) an einer Wand (2a) des Zylinders (2), wobei sich die Temperatur der Wand (2a) des Zylinders dynamisch verändert; und Berechnen (41) der Frischluftmasse der Frischluft (7) in dem Zylinder (2) basierend auf der ermittelten Erwärmung der Frischluftmasse.Method for calculating a fresh air mass in a cylinder (2) of an internal combustion engine (1), comprising: Determining (36) a heating of the fresh air (7) on a wall (2a) of the cylinder (2), wherein the temperature of the wall (2a) of the cylinder changes dynamically; and Calculating (41) the fresh air mass of the fresh air (7) in the cylinder (2) based on the determined heating of the fresh air mass. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln der Erwärmung der Frischluft (7) das Ermitteln der Erwärmung der Frischluft (7) unter Annahme einer konstanten Temperatur der Wand (2a) des Zylinders umfasst.Method according to Claim 1 wherein determining the heating of the fresh air (7) comprises determining the heating of the fresh air (7) assuming a constant temperature of the wall (2a) of the cylinder. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die ermittelte Erwärmung der Frischluft (7) bei Annahme einer konstanten Temperatur der Wand (2a) des Zylinders durch einen Filter gefiltert wird, um eine dynamische Korrektur der Erwärmung der Frischluft (7) an der Wand (2a) des Zylinders zu ermitteln.Method according to Claim 2 wherein the determined heating of the fresh air (7) is filtered by a filter assuming a constant temperature of the wall (2a) of the cylinder to determine a dynamic correction of the heating of the fresh air (7) on the wall (2a) of the cylinder. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Filter wenigstens einen PT1-Filter aufweist.Method according to Claim 3 wherein the filter comprises at least one PT1 filter. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Filter zwei hintereinandergeschaltete PT1-Filter aufweist.Method according to Claim 4 wherein the filter comprises two series-connected PT1 filters. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Filter empirisch ermittelt wird.Method according to Claim 4 or 5 , where the filter is determined empirically. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Filter von wenigstens einem Parameter abhängt, der charakteristisch für die Temperatur der Wand (2a) des Zylinders (2) ist.Method according to one of Claims 3 to 6 wherein the filter depends on at least one parameter characteristic of the temperature of the wall (2a) of the cylinder (2). Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Parameter eine während der Verbrennung eingebrachte Wärmemenge repräsentiert, eine Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und/oder eine Wärmeübertragung von Kühlwasser auf die Wand (2a) des Zylinders (2).Method according to Claim 7 wherein the parameter represents a quantity of heat introduced during the combustion, a speed of the internal combustion engine and / or a heat transfer of cooling water to the wall (2a) of the cylinder (2). Verfahren nach einem der Anspruch 3 bis 8, wobei die gefilterte Erwärmung mit einem effektiven und dynamischen Wärmeübergangskoeffizienten multipliziert wird.Method according to one of Claim 3 to 8th wherein the filtered heating is multiplied by an effective and dynamic heat transfer coefficient. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der effektive und dynamische Wärmeübertragungskoeffizient von einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und/oder einem Saugrohrdruck abhängt.Method according to Claim 9 , wherein the effective and dynamic heat transfer coefficient of a speed of the internal combustion engine and / or an intake manifold pressure depends. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der effektive und dynamische Wärmeübertragungskoeffizient empirisch ermittelt wird.Method according to Claim 10 , wherein the effective and dynamic heat transfer coefficient is determined empirically. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3 und einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei das Ermitteln (36) der Erwärmung der Frischluft (7) an der Wand (2a) des Zylinders (2), wobei sich die Temperatur der Wand (2a) des Zylinders dynamisch verändert, die Addition aus der ermittelten Erwärmung der Frischluft (7) unter Annahme einer konstanten Temperatur der Wand (2a) des Zylinders und der dynamischen Korrektur der Erwärmung der Frischluft (7) an der Wand (2a) des Zylinders umfasst.Method according to the Claims 2 and 3 and one of the Claims 4 to 11 wherein determining (36) the heating of the fresh air (7) on the wall (2a) of the cylinder (2), wherein the temperature of the wall (2a) of the cylinder changes dynamically, the addition from the determined heating of the fresh air (7 ) assuming a constant temperature of the wall (2a) of the cylinder and the dynamic correction of the heating of the fresh air (7) on the wall (2a) of the cylinder. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend das Ermitteln (39) einer Referenz-Erwärmung der Frischluft (7) der Wand (2a) des Zylinders (2), basierend auf wenigstens einem Referenzparameter.Method according to one of the preceding claims, further comprising determining (39) reference heating of the fresh air (7) of the wall (2a) of the cylinder (2) based on at least one reference parameter. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Frischluftmasse der Frischluft (7) in dem Zylinder (2) basierend auf der ermittelten Erwärmung der Frischluftmasse und der ermittelten Referenz-Erwärmung berechnet wird.Method according to Claim 13 wherein the fresh air mass of the fresh air (7) in the cylinder (2) is calculated based on the determined heating of the fresh air mass and the determined reference heating. Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine (1), die wenigstens einen Zylinder (2), ein Saugrohr (9), einen Saugrohrtemperatursensor (14), ein Einlassventil (3) am Zylinder (2) und einen Einlasskanal (10) vor dem Einlassventil (3) hat, wobei die Steuerung (20) dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Control for an internal combustion engine (1) comprising at least one cylinder (2), a suction pipe (9), a suction pipe temperature sensor (14), an inlet valve (3) on the cylinder (2) and an inlet channel (10) in front of the inlet valve (3) , wherein the controller (20) is adapted to carry out the method according to one of the preceding claims.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312783A1 (en) * 2001-10-05 2003-05-21 Robert Bosch GmbH Method for operating an internal combustion engine
DE10158261A1 (en) * 2001-11-28 2003-06-12 Volkswagen Ag Determining gas mixture composition in combustion chamber of internal combustion engine with exhaust gas feedback, involves determining state parameters with physically based models
DE102004062018A1 (en) * 2004-12-23 2006-07-13 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5522365A (en) * 1995-04-28 1996-06-04 Saturn Corporation Internal combustion engine control
DE10242234B4 (en) * 2002-09-12 2006-03-23 Daimlerchrysler Ag Method for determining an exhaust gas recirculation quantity for an internal combustion engine with exhaust gas recirculation
DE102011013481A1 (en) * 2011-03-10 2012-09-13 Volkswagen Ag Method for determining temperature of gas in combustion chamber of e.g. diesel engine, for passenger car, involves determining temperature of gas based on total mass and pressure in chamber, rotation speed of engine and volume of chamber
CN107278239A (en) * 2015-01-23 2017-10-20 品纳科动力有限公司 For the prediction wall temperature modeling for controlling the fuel in internal combustion engine to supply and light a fire
FR3044717B1 (en) * 2015-12-04 2017-11-24 Renault Sas METHOD OF ESTIMATING MASS EMERGED IN THE COMBUSTION CHAMBER OF A CYLINDER OF A MOTOR VEHICLE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312783A1 (en) * 2001-10-05 2003-05-21 Robert Bosch GmbH Method for operating an internal combustion engine
DE10158261A1 (en) * 2001-11-28 2003-06-12 Volkswagen Ag Determining gas mixture composition in combustion chamber of internal combustion engine with exhaust gas feedback, involves determining state parameters with physically based models
DE102004062018A1 (en) * 2004-12-23 2006-07-13 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine

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