DE102004046056A1 - Internal combustion engine e.g. diesel engine, controlling method for vehicle, involves detecting positions of actuating unit such that deviation between measured pressure and calculated pressure in inlet line presents minimum amplitude - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.The The invention relates to a method and a device for Operating an internal combustion engine with at least one cylinder after the genus of independent claims out.
Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern bekannt. Den Zylindern wird dabei von einem Saugrohr der Brennkraftmaschine über jeweils einen Luftkanal Luft zugeführt. Dabei umfasst ein solcher Luftkanal zwei Luftleitungen, wobei in einer der beiden Luftleitungen eine Ladungsbewegungsklappe angeordnet ist, die in einer geschlossenen Stellung zu einem verringerten Öffnungsquerschnitt des zugehörigen Luftkanals führt und die in einer geöffneten Stellung zu einem maximalen Öffnungsquerschnitt des zugeordneten Luftkanals führt. Zwischen der geöffneten Stellung der Ladungsbewegungsklappe und der geschlossenen Stellung der Ladungsbewegungsklappe kann dabei umgeschaltet werden. Ladungsbewegungsklappen stellen eine ausreichende Luftbewegung auch in der Teillast sicher. Die Gemischaufbereitung wird besser. Die Verbrennung wird besser. Die Emissionen sinken. Es ist weiterhin bekannt, durch Schließen von Einlassventilen eine Zylinderabschaltung durchzuführen, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Weiterhin ist die Verwendung mindestens einer Resonanzklappe im Saugrohr zur Leistungserhöhung bekannt. Bei vielzylindrigen Motoren, wie z.B. bei Motoren mit acht Zylindern werden in einem Teillastbereich beispielsweise vier Zylinder durch Schließen des jeweiligen Einlassventils abgeschaltet. Um den Motor bzw. die Brennkraftmaschine mit gleicher Leistung weiter zubetreiben, müssen die restlichen, nicht abgeschalteten Zylinder mit einem höheren Druck im Saugrohr befüllt werden. Der höhere Druck im Saugrohr reduziert die Ladungswechselverluste und damit den Kraftstoffverbrauch. Im Volllastbereich können im Saugrohr vorgesehene Resonanzklappen abhängig von der Motordrehzahl so eingestellt werden, dass zum Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils des jeweiligen Zylinders der Überdruck einer Druckwelle an diesem Einlassventil für eine bessere Füllung des Brennraums sorgt und damit die Leistung steigert. Die eingangs genannten Ladungsbewegungsklappen sorgen für eine größere Bewegung des Luftmassenstroms und damit für eine bessere Durchmischung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Teillastbetriebsbereich der Brennkraftmaschine, indem sie in ihrer geschlossenen Stellung die Querschnittsfläche des zugeordneten Luftkanals, der zum Einlassventil des zugeordneten Zylinders führt, verringern. Im Volllastbetriebsbereich geben sie dann in ihrer geöffneten Stellung die maximale Querschnittsfläche des zugeordneten Luftkanals frei, um nicht leistungsmindernd zu wirken. Der dadurch bewirkte größere Luftmassenstrom im Volllastbetriebsbereich hat auch ohne Verengung der Querschnittsfläche ausreichend Bewegung.It are already methods and apparatus for operating an internal combustion engine known with several cylinders. The cylinders is thereby from a Intake manifold of the internal combustion engine via each supplied with an air duct air. This includes such Air duct two air ducts, being in one of the two air ducts a charge movement flap is arranged, which in a closed Position to a reduced opening cross-section of the associated Air duct leads and those in an open position to a maximum opening cross section of associated air duct leads. Between the open Position of the cargo movement flap and the closed position the charge movement flap can be switched. Charge movement flaps ensure sufficient air movement even in partial load. The mixture preparation is getting better. The burning gets better. Emissions are falling. It is also known by closing Inlet valves perform a cylinder shutdown to to reduce fuel consumption. Furthermore, the use is at least a resonance flap in the intake manifold for power increase known. In multi-cylinder engines, such as e.g. for engines with eight cylinders For example, in a part load range, four cylinders will go through Shut down of the respective intake valve turned off. To the engine or the Continue to run the internal combustion engine with the same power, the remaining, un-deactivated cylinders are filled with a higher pressure in the intake manifold. The higher one Pressure in the intake manifold reduces the charge cycle losses and thus the fuel consumption. In full load range, provided in the intake manifold resonance flaps dependent be set from the engine speed so that at the time of closing the inlet valve of the respective cylinder, the pressure of a pressure wave this inlet valve for a better filling of the combustion chamber and thus increases the performance. The aforementioned Cargo movement flaps provide for a greater movement the air mass flow and thus for a better mixing of the air / fuel mixture in the part-load operating range of the Internal combustion engine, in its closed position the Cross sectional area the associated air duct, the inlet valve of the associated Cylinder leads, reduce. In full load operating area, they then enter in their open Position the maximum cross-sectional area of the associated air duct free, so as not to impair performance. The effected thereby larger air mass flow in the Full load operating range is sufficient even without narrowing the cross-sectional area Move.
Zur Messung der Luftfüllung des Brennraums werden bisher Luftmassenmesser verwendet. Dabei wird der durch die Luftsteller umgeschaltete Luftmassenstrom korrekt gemessen. Auf diese Weise kann auch die korrekte Einspritzmenge an Kraftstoff abgespritzt werden. Die Luftsteller sind dabei nicht abgasrelevant. Aus Kostengründen werden jedoch die Luftmassenmesser immer mehr durch Saugrohrdrucksensoren ersetzt. Dabei wird über ein Modell der Zusammenhang zwischen Saugrohrdruck und Luftfüllung im Brennraum hergestellt. In diesem Modell muss dann die Stellung des schaltenden Luftstellers berücksichtigt werden. Das Modell liefert jedoch einen falschen Wert für die Luftfüllung, wenn der Luftsteller seine vorgegebene Sollposition nicht einnimmt. Der Luftsteller ist deshalb in diesem Fall abgasrelevant und muss daher überwacht werden. Deshalb verwendet man Stellungsrückmeldungen, um der Überwachungspflicht nachzukommen. Im Falle von Zylinderabschaltung sind solche Stellungsrückmeldungen nicht ohne Weiteres realisierbar. Deshalb wird für diesen Fall empfohlen, den Luftmassenmesser beizubehalten.to Measurement of air filling the combustion chamber so far air mass meter are used. It will the air mass flow switched by the air controls correct measured. In this way, also the correct injection quantity be sprayed on fuel. The air plates are not emission-relevant. For cost reasons However, the air mass meter are more and more by intake manifold pressure sensors replaced. It is about a model of the relationship between intake manifold pressure and air charge in the Combustion chamber made. In this model then the position of the switching air actuator taken into account become. However, the model provides an incorrect value for the air charge when the Air actuator does not assume its specified target position. The air actuator is therefore relevant to exhaust emissions in this case and must therefore be monitored become. Therefore one uses position feedback to the supervision obligation comply. In the case of cylinder deactivation are such position feedback not easily feasible. Therefore it is recommended for this case, the Maintain air mass meter.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder mit den Merkmalen der unab hängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass für jede einstellbare Stellung des ersten Stellgliedes mittels eines Modells ein Saugrohrdruck berechnet wird, dass der Saugrohrdruck gemessen wird, dass der gemessene Saugrohrdruck mit jedem der berechneten Werte für den Saugrohrdruck verglichen wird und dass diejenige Stellung des ersten Stellgliedes detektiert wird, bei der die Abweichung des gemessenen Saugrohrdruckes zum zu dieser Stellung zugeordneten berechneten Saugrohrdruck betragsmäßig minimal ist. Auf diese Weise lässt sich die Stellung des ersten Stellgliedes diagnostizieren, ohne dass dazu ein Luftmassenmesser oder eine aufwendige Stellungsrückmeldung erforderlich ist.The inventive method and the device according to the invention for operating an internal combustion engine having at least one cylinder the characteristics of the independent claims have in contrast the advantage of that for each adjustable position of the first actuator by means of a model An intake manifold pressure is calculated that the intake manifold pressure measured is that the measured intake manifold pressure with each of the calculated Values for the Saugrohrdruck is compared and that the position of the first Actuator is detected, in which the deviation of the measured Saugrohrdruckes assigned to this position calculated Intake manifold pressure absolute minimum is. That way to diagnose the position of the first actuator, without that requires an air mass meter or a complicated position feedback is.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.By in the subclaims listed activities are advantageous developments and improvements of the main claim specified method possible.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der jeweilige Saugrohrdruck ausgehend von einem Ausgangsdruckwert durch Hinzufügen eines Differenzdruckwertes gebildet wird, wobei der Differenzdruckwert aus einer Differenz der in das Saugrohr zufließenden Füllung und der aus dem Saugrohr abfließenden Füllung ermittelt wird. Auf diese Weise lässt sich der jeweilige Saugrohrdruck besonders einfach iterativ berechnen.It is particularly advantageous if the respective intake manifold pressure is formed starting from an initial pressure value by adding a differential pressure value, the differential pressure value being determined from a difference of the charge flowing into the intake manifold and the charge flowing out of the intake manifold. In this way, the respective intake manifold pressure can be particularly easy iteratively be expected.
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die aus dem Saugrohr abfließende Füllung für jede einstellbare Stellung des ersten Stellgliedes berechnet wird. Auf diese Weise lässt sich für jede einstellbare Stellung des ersten Stellgliedes ein zugeordneter Saugrohrdruck modellieren.Advantageous is also when the effluent from the suction pipe filling for each adjustable position of the first actuator is calculated. That way you can for every adjustable position of the first actuator an associated intake manifold pressure model.
Entsprechendes gilt, wenn die in das Saugrohr zufließende Füllung für jede einstellbare Stellung des ersten Stellgliedes berechnet wird.The same applies if the inflowing into the suction pipe filling for each adjustable position of the first actuator is calculated.
Besonders einfach wird die Berechnung des jeweiligen Saugrohrdruckes, wenn dazu ein linearer Zusammenhang zwischen Füllung und Saugrohrdruck zu Grunde gefegt wird.Especially simply the calculation of the respective intake manifold pressure, if to a linear relationship between filling and intake manifold pressure too Basically swept.
Dabei lässt sich jede einstellbare Stellung des ersten Stellgliedes besonders einfach dadurch berücksichtigen, indem ein Wert für Offset und/oder Steigung des linearen Zusammenhangs vorgegeben wird.there let yourself each adjustable position of the first actuator particularly simple take into account by adding a value for Offset and / or slope of the linear relationship is specified.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die in des Saugrohr zufließende Füllung abhängig von einer Stellung eines zweiten, die Luftzufuhr in das Saugrohr beeinflussenden Stellgliedes und einer Zuflussgeschwindigkeit der Luft in das Saugrohr für jede einstellbare Stellung des ersten Stellgliedes berechnet wird. Auf diese Weise lässt sich die in das Saugrohr zufließende Füllung besonders einfach und zuverlässig modellieren.One Another advantage arises when the inflowing in the suction pipe filling depends on a position of a second, the air supply into the suction pipe influencing Actuator and an inflow velocity of the air in the suction pipe for each adjustable Position of the first actuator is calculated. In this way let yourself the inflowing into the suction pipe filling especially easy and reliable model.
Dabei kann in einfacher Weise die Zuflussgeschwindigkeit aus einem Druckverhältnis über dem zweiten Stellglied abgeleitet werden.there can easily measure the inflow rate from a pressure ratio above that second actuator are derived.
Zusätzliche Präzision bei der Bestimmung der in das Saugrohr zufließenden Füllung ergibt sich, wenn die in das Saugrohr zufließende Füllung abhängig von einer Temperatur stromauf des zweiten Stellgliedes berechnet wird.additional precision in the determination of the inflowing into the suction pipe filling results when the flowing into the intake manifold filling dependent calculated from a temperature upstream of the second actuator becomes.
Zeichnungdrawing
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen
Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment
In
Im
gemeinsamen Saugrohr
In
Dabei
ist pbrint1 ein erster Wert für
einen Offset und fupsrl1 ein erster Wert für eine Steigung der Kennlinie
gemäß Gleichung
(1). Der erste Wert pbrint1 für
den Offset entspricht dabei einem Restgasanteil im Brennraum der
beiden Zylinder
Ferner
umfasst das Funktionsdiagramm nach
In
Gleichung (2) kennzeichnet dabei pbrint2 einen zweiten Offsetwert
und fupsrl2 eine zweite Steigung, die für die Kennlinie nach Gleichung
(2) vorgegeben sind. Dabei entspricht der zweite Offsetwert pbrint2
dem Restgasanteil im Brennraum der beiden Zylinder
Das
erste Subtraktionsglied
Das
beschriebene erfindungsgemäße Verfahren
und die beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich
in entsprechender Weise für
eine beliebige Anzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine
Somit
lassen sich beliebig viele einstellbare Stellungen des ersten Stellgliedes
Auch
die Zahl der Luftleitungen pro Luftkanal ist für die Funktion der Erfindung
nicht von entscheidender Bedeutung. Es können auch mehr als zwei Luftleitungen
pro Luftkanal sein. Es kann auch pro Luftkanal nur eine einzige
Luftleitung verwendet werden, wobei dann im Falle eines vollständig geschlossenen
ersten Stellgliedes
Der
erste Iterationsschritt beim ersten Modell
Im
vorbeschriebenen Beispiel wurde davon ausgegangen, dass für die verwendeten
Modelle
Ganz
allgemein kann es somit vorgesehen sein, dass für jede einstellbare Stellung
des ersten Stellgliedes
Je
nach dem, ob die Brennkraftmaschine
Durch
das erste Stellglied
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20110802 |
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |