DE10007205A1 - Method and device for regulating the running smoothness of an internal combustion engine - Google Patents

Method and device for regulating the running smoothness of an internal combustion engine

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine beschrieben, wobei jedem Zylinder ein Regler zugeordnet ist, der wenigstens einen integralen Anteil aufweist. Beim Einschalten des Reglers wird der integrale Anteil mit einem abhängig von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine vorgebbaren Wert initialisiert.A method and a device for regulating an internal combustion engine are described, with each cylinder being assigned a controller which has at least one integral part. When the controller is switched on, the integral part is initialized with a value that can be predetermined depending on the operating parameters of the internal combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Laufruheregelung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for smooth running control of an internal combustion engine according to General terms of the independent claims.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Laufruheregelung ei­ ner Brennkraftmaschine sind aus der DE 33 36 028 bekannt. Dort wird ausgehend von einem Drehzahlsignal ein Soll- und ein Istwert für jeden Zylinder gebildet. Den einzelnen Zy­ lindern ist jeweils ein Regler zugeordnet, der ausgehend von dem Vergleich zwischen einem zylinderindividuellen Istwert und einem gemeinsamen Sollwert eine Stellgröße zur Ansteue­ rung eines mengenbestimmenden Stellgliedes vorgibt. Dadurch wird eine Gleichstellung, der von den einzelnen Zylindern bereitgestellten Drehmomente, erreicht. Die den einzelnen Zylindern zugeordneten Regler weisen wenigstens integrales Verhalten auf. Beim Motorstart werden die Integralanteile vorzugsweise mit einem festen Wert insbesondere mit dem Wert 0 initialisiert. Ausgehend von diesem Startwert werden dann im Betrieb die Integratorwerte bestimmt. Dies führt dazu, dass beim Start der Brennkraftmaschine die Laufruheregelung erst nach einer kurzen Verzögerungszeit ihre volle Wirksamkeit erlangt. Dies führt beim Neustart der Brennkraftmaschi­ ne zu Mengenfehlern bei den einzelnen Zylindern. Diese Men­ genfehler können erhöhte Abgasemissionen bzw. Komforteinbu­ ßen zur Folge haben.A method and a device for smooth running control ner internal combustion engine are known from DE 33 36 028. There, based on a speed signal, a target and an actual value is formed for each cylinder. The individual Zy alleviate is assigned a controller that starts from the comparison between a cylinder-specific actual value and a common setpoint an actuating variable for control tion of a quantity-determining actuator. Thereby becomes an equality by the individual cylinders provided torques. The individual Controllers assigned to cylinders have at least integral Behavior on. When the engine starts, the integral parts preferably with a fixed value, in particular with the value 0 initialized. Based on this starting value then determines the integrator values during operation. This leads to, that when the engine starts, the smooth running control only fully effective after a short delay  acquired. This leads to the restart of the internal combustion engine ne to quantity errors in the individual cylinders. These men Genetic errors can increase exhaust gas emissions or comfort result.

Dadurch dass beim Einschalten des Reglers der integrale An­ teil mit einem vorgebbaren Wert initialisiert wird, können die Auswirkungen der Mengenfehler deutlich reduziert werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Werte für den Inte­ gralanteil abhängig von Betriebskenngrößen der Brennkraftma­ schine vorgebbar sind. Dadurch kann gewährleistet werden, dass unterschiedliche Korrekturwerte bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen berücksichtigt werden können. Einen sehr großen Einfluss auf die Korrekturwerte hat dabei die Tempe­ ratur, wobei insbesondere die Temperatur der Brennkraftma­ schine relevant ist und einen sehr großen Einfluss besitzt.Because the integral An part can be initialized with a predefinable value the effects of quantity errors are significantly reduced. It is particularly advantageous if the values for the inte Grail share depending on the operating parameters of the internal combustion engine can be specified. This can ensure that different correction values with different Operating conditions can be taken into account. A very The tempe has a great influence on the correction values rature, in particular the temperature of the internal combustion engine is relevant and has a very large influence.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen die Figur ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung.The invention is described below with reference to the drawing illustrated embodiments explained in more detail. Show it the figure is a block diagram of the device according to the invention tung.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorgehensweise anhand eines Blockdiagrammes dargestellt. Mit 100 ist ein Stellele­ ment dargestellt, dass die Leistungsabgabe der Brennkraftma­ schine beeinflusst. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein Magnetventil oder einen Piezosteller, der die einzu­ spritzende Kraftstoffmenge und/oder den Einspritzbeginn be­ einflusst. Mit 105 ist ein Drehzahlsensor bezeichnet. Der Drehzahlsensor beaufschlagt eine Sollwertvorgabe 110 und ei­ ne Istwertvorgabe 115 mit einem Drehzahlsignal. Die Istwertvorgabe 115 und die Sollwertvorgabe 110 beaufschlagt einen ersten Verknüpfungspunkt 120 sowie einen zweiten Verknüp­ fungspunkt 130. Von den Verknüpfungspunkten 120 und 130 ge­ langt das Signal jeweils zu einem Regler 125 bzw. 135. Die Regler 125 bzw. 135 beaufschlagen das Stellelement 100 mit einem entsprechenden Ansteuersignal. Desweiteren tauschen die Regler 125 und 135 mit einer Vorgabe 140 Signale aus. Die Vorgabe 140 verarbeitet das Ausgangssignal eines Sensors 150, der Betriebskenngrößen erfaßt.In Fig. 1, the procedure according to the invention is shown using a block diagram. 100 represents an adjusting element that influences the power output of the internal combustion engine. This is preferably a solenoid valve or a piezo actuator that influences the amount of fuel to be injected and / or the start of injection. With 105 a speed sensor is designated. The speed sensor acts on a setpoint specification 110 and an actual value specification 115 with a speed signal. The actual value specification 115 and the target value specification 110 act on a first connection point 120 and a second connection point 130 . From node 120 and 130, the signal reaches a controller 125 and 135, respectively. The controllers 125 and 135 act on the control element 100 with a corresponding control signal. Furthermore, controllers 125 and 135 exchange 140 signals with one default. The specification 140 processes the output signal of a sensor 150 , which detects operating parameters.

Fig. 1 ist lediglich ein Stellelement 100 dargestellt. Die Erfindung kann auch derart ausgestaltet sein, dass jedem Regler und damit jedem Zylinder ein Stellelement zugeordnet ist. In der Darstellung in Fig. 1 sind lediglich ein erster und ein zweiter Regler dargestellt. Üblicherweise ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Regler und ein Stellele­ ment zugeordnet. Das bedeutet, es ist für jeden Zylinder ein Regler und ein Stellelement vorhanden bzw. ein oder mehrere Regler bilden die Ansteuersignale für die den einzelenen Zy­ lindern zugeordneten Stellelemente. Fig. 1, only an actuator 100 is illustrated. The invention can also be designed in such a way that an actuator is assigned to each controller and thus to each cylinder. In the illustration in FIG. 1, only a first and a second controller are shown. Usually, a controller and a control element are assigned to each cylinder of the internal combustion engine. This means that there is a controller and a control element for each cylinder or one or more controllers form the control signals for the control elements assigned to the individual cylinders.

Die Sollwertvorgabe 110 bestimmt ausgehend von der Drehzahl N einen Sollwert S für die Regler. Die Istwertvorgabe 115 bestimmt für jeden Regler, d. h. für jeden Zylinder einen zy­ linderindividuellen Istwert I. Ausgehend von in den Verknüp­ fungspunkten 120 und 130 ermittelten Regelabweichungen be­ stimmen die Regler 125 und 135 die Stellgrößen. Mit diesen Stellgrößen wird das Stellelement beaufschlagt.The setpoint specification 110 determines a setpoint S for the controller based on the speed N. The actual value specification 115 determines for each controller, that is to say a cylinder-specific actual value I for each cylinder. Based on control deviations determined in the combination points 120 and 130, the controllers 125 and 135 determine the manipulated variables. The actuating element is acted upon with these manipulated variables.

Dabei ist die Bestimmung der Istwerte, der Sollwerte und die Regelung durch die Regler 125 und 135 derart ausgebildet, dass das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment der einzelnen Zylinder gleichgestellt ist, d. h. jeder Zylin­ der der Brennkraftmaschine trägt das gleiche Drehmoment zum Gesamtdrehmoment bei. Bei einer anderen Ausgestaltung, die auch als Mengenausgleichsregelung bezeichnet wird, erfolgt die Regelung derart, dass allen Zylindern die gleiche Kraft­ stoffmenge zugemessen wird. Die Regelung erfolgt derart, daß alle Zylinder bezüglich einer Größe, die die Verbrennung charakterisiert, gleichgestellt werden.The determination of the actual values, the target values and the regulation by the controllers 125 and 135 is designed such that the torque of the individual cylinders emitted by the internal combustion engine is equal, ie each cylinder of the internal combustion engine contributes the same torque to the total torque. In another embodiment, which is also referred to as a quantity compensation regulation, the regulation takes place in such a way that the same amount of fuel is metered to all cylinders. The control is carried out in such a way that all cylinders are equal in terms of a size that characterizes the combustion.

Die Regler 125 und/oder 135 beinhalten im wesentlichen einen integralen Anteil. Der integrale Anteil charakterisiert die Abweichung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge jedes ein­ zelnen Zylinders von den übrigen Zylindern.The controllers 125 and / or 135 essentially contain an integral part. The integral part characterizes the deviation of the fuel quantity to be injected from each individual cylinder from the other cylinders.

Beim Neustart der Brennkraftmaschine werden die Regler übli­ cherweise initialisiert, d. h. die Werte der Integratoren werden mit einem Startwert, der in der Regel den Wert 0 an­ nimmt, gesetzt. Dies hat zur Folge, dass zu Beginn des Be­ triebs der Brennkraftmaschine eine sehr große Abweichung von den gewünschten Werten auftritt. Erst nach Ablauf einer ge­ wissen Zeit nehmen die Integratoren die notwendigen Werte an, die zur Zylindergleichstellung bzw. zur Laufruheregelung notwendig sind. Um diese Verzögerungszeit zu minimieren wird erfindungsgemäß derart vorgegangen, dass die Vorgabe 140 die Integratoren beim Start mit vorgebbaren Werten initiali­ siert. D. h. in die Integratoren werden bestimmte Werte, die in der Vorgabe 140 abgespeichert sind, eingeschrieben.When the internal combustion engine is restarted, the regulators are usually initialized, ie the values of the integrators are set with a start value, which generally takes the value 0. As a result, a very large deviation from the desired values occurs at the start of the operation of the internal combustion engine. Only after a certain period of time do the integrators assume the necessary values that are necessary for cylinder equalization or for smooth running control. In order to minimize this delay time, the procedure according to the invention is such that the specification 140 initializes the integrators at the start with specifiable values. That is, Certain values, which are stored in the specification 140, are written into the integrators.

Dies bedeutet, beim Einschalten des Reglers wird der inte­ grale Anteil mit einem vorgebbaren Wert initialisiert. Dabei wird der vorgebbare Wert abhängig von Betriebskenngrößen, die mittels Sensoren 150 erfaßt werden, vorgegeben. Dabei werden vorzugsweise Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschi­ ne verwendet. Solche Betriebskenngrößen sind insbesondere Temperaturwerte. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei die Temperatur der Brennkraftmaschine oder eine Größe, die die Temperatur der Brennkraftmaschine charakterisiert, als geeignet erwiesen. So kann beispielsweise die Temperatur des Kühlwassers, des Kraftstoffs und/oder des Motorölsmittels mittels eines Sensors 150 erfaßt werden. Dabei wird die Kraftstofftemperatur an geeigneter Stelle des Kraftstoffsy­ stems gemessen. So kann beispielsweise die Kraftstofftempe­ ratur bei einem Common-Rail-System im Rail, in der Leitung zu den Injektoren, im Rücklauf zwischen den Injektoren und dem Niederdruckbereich und/oder in der Hochdruckpumpe gemes­ sen werden. Anstelle der Temperatur oder zusätzlich zur Tem­ peratur wird vorzugsweise die Motorlast berücksichtigt. Als eine die Motorlast charakterisierende Größe wird das Drehmo­ ment und/oder die Einspritzmenge verwendet.This means that when the controller is switched on, the integral part is initialized with a specifiable value. The predeterminable value is predefined as a function of operating parameters that are detected by sensors 150 . Operating parameters of the internal combustion engine are preferably used. Such operating parameters are in particular temperature values. The temperature of the internal combustion engine or a variable that characterizes the temperature of the internal combustion engine has proven to be particularly advantageous. For example, the temperature of the cooling water, the fuel and / or the engine oil can be detected by means of a sensor 150 . The fuel temperature is measured at a suitable point in the fuel system. For example, the fuel temperature can be measured in a common rail system in the rail, in the line to the injectors, in the return between the injectors and the low pressure area and / or in the high pressure pump. Instead of the temperature or in addition to the temperature, the engine load is preferably taken into account. The torque and / or the injection quantity is used as a variable characterizing the engine load.

Üblicherweise werden die Kennfeldwerte im Rahmen der Appli­ kation erfaßt und in einem Speicher abgelegt. Besonders vor­ teilhaft ist es, wenn die Kennfeldwerte laufend neu berech­ net und entsprechend abgelegt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass im eingeregelten Zustand, beispiels­ weise wenn sich die Brennkraftmaschine längere Zeit im Leer­ lauf befindet, die Werte der Integral-Anteile abhängig von Betriebskenngrößen in einem Speicher der Vorgabe 140 abge­ legt werden. Als Speicher eignen sich insbesondere ein E2PROM. Durch diese Vorgehensweise ist gewährleistet, dass immer die aktuellen Werte, die für diese Brennkraftmaschine gültig sind, in dem E2PROM abgelegt sind.The characteristic map values are usually recorded as part of the application and stored in a memory. It is particularly advantageous if the map values are continuously recalculated and stored accordingly. For example, it can be provided that in the adjusted state, for example when the internal combustion engine is idling for a long time, the values of the integral components are stored in a memory of the specification 140 as a function of operating parameters. An E 2 PROM is particularly suitable as memory. This procedure ensures that the current values that are valid for this internal combustion engine are always stored in the E 2 PROM.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Initialisierung der Integral-Anteile auch bei einem Einschalten der Regler nach einem Zeitabschnitt, in dem der Regler nicht aktiv war, er­ folgt.It is particularly advantageous if the initialization of the Integral components even when the controller is switched on a period in which the controller was not active, he follows.

Claims (5)

1. Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine, wobei jedem Zylinder ein Regler zugeordnet ist, der wenigstens einen integralen Anteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschalten des Reglers der integrale Anteil mit einem abhängig von Betriebskenngrößen der Brennkraft­ maschine vorgebbaren Wert initialisiert wird.1. A method for controlling an internal combustion engine, wherein each cylinder is assigned a controller which has at least one integral component, characterized in that when the controller is switched on, the integral component is initialized with a value which can be predetermined as a function of operating parameters of the internal combustion engine. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung derart erfolgt, daß alle Zylinder bezüglich einer Größe, die die Verbrennung charakterisiert, gleich­ gestellt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the regulation is such that all cylinders are related a quantity that characterizes the combustion be put. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Werte im laufenden Betrieb abhängig von Betriebskenngrößen abspeicherbar sind.3. The method according to any one of the preceding claims, since characterized by that the values during operation can be saved depending on the operating parameters. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass als Betriebskenngröße eine Temperaturgröße, insbesondere die Temperatur der Brenn­ kraftmaschine, des Kraftstoffes und/oder eine die Last der Brennkraftmaschine charakterisierende Größe verwendet wird. 4. The method according to any one of the preceding claims characterized by the fact that a Temperature magnitude, especially the temperature of the distillate engine, fuel and / or a load size used to characterize the internal combustion engine becomes.   5. Vorrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine, wobei jedem Zylinder ein Regler zugeordnet ist, der wenigstens einen integralen Anteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die beim Einschalten des Reglers den integralen Anteil mit einem abhängig von Be­ triebskenngrößen der Brennkraftmaschine vorgebbaren. Wert initialisieren.5. Device for controlling an internal combustion engine, wherein a controller is assigned to each cylinder, which at least has an integral part, characterized in that that means are provided that when switching on the Controller the integral part with a depending on loading drive parameters of the internal combustion engine can be specified. value initialize.
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