DE102004046084B4

DE102004046084B4 - Method and device for controlling an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102004046084B4
Application number: DE102004046084.1A
Authority: DE
Inventors: Jens Damitz; Thilo Regitz; Volker Beuche; Michael Kessler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-23
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2016-02-25
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: DE102004046084A1; ITMI20051759A1; FR2875546A1; FR2875546B1

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei dem ausgehend von wenigstens einer Messgröße, die den Zustand im Brennraum charakterisiert, wenigstens ein Merkmal für wenigstens einen Zylinder bestimmt wird, wobei unter Verwendung dieses Merkmals eine Ausgleichsregelung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Zylinder wenigstens einer Gruppe von Zylindern ein Merkmal ermittelt wird, und dass zylinderindividuell eine Größe, die den Drehmomentbeitrag eines Zylinders charakterisiert, mit einem Sollwert verglichen wird und dass ausgehend von dem Vergleich eine zylinderindividuelle Stellgröße vorgebbar ist.Method for controlling an internal combustion engine, in which, starting from at least one measured variable which characterizes the state in the combustion chamber, at least one characteristic is determined for at least one cylinder, wherein using this feature a compensation control takes place, characterized in that for a cylinder of at least one group Cylinders a feature is determined, and that each cylinder is a size that characterizes the torque contribution of a cylinder is compared with a target value and that based on the comparison of a cylinder-specific variable is predetermined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine.

Die Kraftstoffeinspritzung bei Brennkraftmaschinen wird üblicher Weise durch Injektoren gesteuert. Diese bestehen aus einem elektromagnetisch oder mittels Piezoaktoren angesteuertem Ventil und einer Einspritzdüse. Der Injektor unterliegt im Betrieb einem Verschleiß, der dazu führt, dass sich die eingespritzte Menge bei gleichbleibender Ansteuerdauer verändert. Des weiteren weisen die Injektoren auf Grund von Fertigungstoleranzen, auch bei identischen Steuerwerten für alle Zylinder, Unterschiede in der Zylinderleistung bzw. dem Zylinderdrehmoment und damit auch den Emissionen auf.Fuel injection in internal combustion engines is usually controlled by injectors. These consist of an electromagnetically or by means of piezo actuators driven valve and an injection nozzle. During operation, the injector is subject to wear, which causes the injected quantity to change while the activation duration remains constant. Furthermore, due to manufacturing tolerances, even with identical control values for all cylinders, the injectors have differences in the cylinder power or the cylinder torque and thus also in the emissions.

Zur Gleichstellung der Einspritzmengen der einzelnen Injektoren ist eine sogenannte Mengenausgleichsregelung bekannt. Diese Funktion analysiert das Drehzahlsignal eines Drehzahlsensors. Ausgehend von diesem Signal bestimmt die Mengenausgleichsregelung zylinderspezifische Beiträge der Drehzahl und stellt die Einspritzmengen gleich.To equalize the injection quantities of the individual injectors, a so-called quantity compensation control is known. This function analyzes the speed signal of a speed sensor. Based on this signal, the quantity compensation control determines cylinder-specific contributions of the rotational speed and sets the injection quantities equal.

Im Falle, dass alle Injektoren ihre Lebensdauer zu einer höheren bzw. zu einer geringeren Menge driften, wird die Mengenausgleichsregelung bei älteren Injektoren eine höhere bzw. eine niedere Menge als bei neuen Injektoren einstellen.In the case of all injectors drifting their life to a higher or a lower amount, the quantity compensation control for older injectors will set a higher or lower amount than for new injectors.

Aus der DE 101 59 017 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bekannt. Wenigstens ein Sensor dient zur Erfassung eines Brennraumdrucks. Ausgehend von diesem Brennraumdruck wird eine zweite Größe ermittelt. Diese zweite Größe dient zur Steuerung und/oder Regelung von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine.From the DE 101 59 017 A1 a method and a device for controlling an internal combustion engine is known. At least one sensor is used to detect a combustion chamber pressure. Based on this combustion chamber pressure, a second variable is determined. This second variable is used for controlling and / or regulating operating parameters of the internal combustion engine.

Aus der DE 197 09 395 C2 ist ein Verfahren zur Klopfregelung in einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine bekannt. Jeweils einer Gruppe von Zylindern ist ein Klopfsensor zugeordnet. Ein Steuergerät legt die Steuergrößen der Zündung zylinderindividuell fest. Mindestens ein Zylinder wird ausgewählt und mit einem Zündwinkel angesteuert, der im Vergleich zu den anderen Zylindern dichter an der Klopfgrenze liegt.From the DE 197 09 395 C2 is a method for knock control in a multi-cylinder internal combustion engine known. In each case a group of cylinders, a knock sensor is assigned. A control unit sets the control variables of the ignition cylinder-specific. At least one cylinder is selected and controlled with an ignition angle that is closer to the knock limit than the other cylinders.

Die DE 40 00 220 A1 beschreibt eine Kraftstoffsteuerung für einen Verbrennungsmotor. Eine Steuereinheit berechnet die Luftmasse in jedem Zylinder auf Basis der Ansauglufttemperatur und des Zylinderdrucks.The DE 40 00 220 A1 describes a fuel control for an internal combustion engine. A control unit calculates the air mass in each cylinder based on intake air temperature and cylinder pressure.

Ziel der Erfindung ist es, diese Ungenauigkeiten bei der Einspritzung möglichst auszugleichen.The aim of the invention is to compensate for these inaccuracies in the injection as possible.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features of claims 1 and 5. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Dadurch, dass ausgehend von einem Brennraumdrucksignal eine Ausgleichsregelung erfolgt, und dass für einen Zylinder wenigstens einer Gruppe von Zylindern ein Merkmal ermittelt wird, und dass zylinderindividuell eine Größe, die den Drehmomentbeitrag eines Zylinders charakterisiert, mit einem Sollwert verglichen wird und dass ausgehend von dem Vergleich eine zylinderindividuelle Stellgröße vorgebbar ist, können die obigen Nachteile vermieden werden. Dies bedeutet, es ist vorgesehen, dass das Merkmal lediglich für einen Zylinder oder für einen Zylinder einer Gruppe von Zylindern ermittelt wird. Das Merkmal des einen Zylinders wird auf einen Sollwert eingeregelt. Dieser Sollwert wird ausgehend von Betriebskenngrößen, insbesondere dem Fahrerwunsch, vorgegeben. Ausgehend von einer Betriebskenngröße werden zylinderindividuelle Istwerte ermittelt und einer zylinderindividuellen Regelung zugeführt. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine bekannte Mengenausgleichsregelung. Bei einer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass als Betriebskenngröße ein Merkmal verwendet wird, das ausgehend von einer Messgröße, die den Zustand im Brennraum charakterisiert, gewonnen wird.Characterized in that, starting from a combustion chamber pressure signal, a compensation control, and that for a cylinder of at least one group of cylinders, a feature is determined, and that each cylinder is a size that characterizes the torque contribution of a cylinder is compared with a target value and that starting from the comparison a cylinder-specific control variable can be specified, the above disadvantages can be avoided. That is, it is intended that the feature be determined only for one cylinder or for a cylinder of a group of cylinders. The characteristic of the one cylinder is adjusted to a nominal value. This setpoint is specified based on operating parameters, in particular the driver's request. Starting from an operating parameter, cylinder-specific actual values are determined and fed to a cylinder-specific control. This is, for example, a known quantity compensation scheme. In an embodiment, it can also be provided that a feature is used as the operating parameter that is obtained on the basis of a measured variable that characterizes the condition in the combustion chamber.

Die mit diesen beiden Ausführungsformen ermittelten Stellgrößen werden einer Betriebspunktabhängigen Stellgröße überlagert. Vorzugsweise werden die beiden Stellgrößen addiert. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Regelung gemäß den Ausführungsbeispielen einen multiplikativen Korrekturfaktor und/oder adaptiven Korrekturwert liefern.The manipulated variables determined with these two embodiments are superimposed on an operating point-dependent manipulated variable. Preferably, the two manipulated variables are added. However, it can also be provided that the control according to the embodiments provide a multiplicative correction factor and / or adaptive correction value.

Dies bedeutet ausgehend von einer Messgröße, die den Zustand im Brennraum charakterisiert wird ein Merkmal ermittelt, das das innere Moment M, den indizierten Mitteldruck PMI oder eine entsprechende Größe charakterisiert. Ausgehend von diesem Merkmal erfolgt eine Ausgleichsregelung. Als Messgröße wird vorzugsweise das Ausgangssignal eines Sensors verwendet, der ein Signal bereitstellt, das den Druck im Brennraum charakterisiert. Es sind aber auch andere Sensoren, wie beispielsweise ein Körperschallsensor oder ein Ionenstromsensor geeignet, die eine gleichwertige Größe bereitstellen.This means, based on a measured variable which characterizes the state in the combustion chamber, a feature is determined which characterizes the internal moment M, the indicated mean pressure PMI or a corresponding variable. Starting from this feature, a compensation regulation takes place. The measured variable used is preferably the output signal of a sensor which provides a signal which characterizes the pressure in the combustion chamber. However, other sensors, such as a structure-borne sound sensor or an ion current sensor, which provide an equivalent size, are also suitable.

Des weiteren ist auf Grund der Verwendung des Drehzahlsignals, der Funktionsbereich dieser Ausgleichsregelung beschränkt, da in bestimmten Drehzahl- und Lastbereichen, das Drehzahlsignal nur eine unzureichende Information liefert. Dies beruht unter anderem auf Torsionsschwingungen, die von Drehmoment und Drehzahl abhängig sind.Furthermore, due to the use of the speed signal, the functional range of this compensation control is limited, since in certain speed and load ranges, the speed signal provides only insufficient information. Among other things, this is due to torsional vibrations, which are dependent on torque and speed.

Bei Verwendung eines Signals, das unmittelbar eine Größe aus dem Brennraum charakterisiert, kann das Verfahren im gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine eingesetzt werden. Durch die zylinderindividuelle Erfassung des Zylinderdrucks werden der Mitteldruck und damit die Drehmomentbeiträge der Zylinder ohne Einschränkung im gesamten Betriebsbereich mit höherer Genauigkeit gleich gestellt als mit bekannten Verfahren. Dadurch ergeben sich Vorteile in der Drehgleichförmigkeit sowie Drift- und Exemplarstreuungskompensation des Motors. When using a signal that directly characterizes a size from the combustion chamber, the method can be used in the entire operating range of the internal combustion engine. Due to the cylinder-specific detection of the cylinder pressure of the medium pressure and thus the torque contributions of the cylinder without restriction in the entire operating range with higher accuracy are set equal than with known methods. This results in advantages in the rotational uniformity and drift and specimen scatter compensation of the engine.

Vorzugsweise wird als Merkmal der indizierte Mitteldruckes verwendet, da dieser direkt proportional zum inneren Moment des Zylinders ist. Dieses Merkmal ist aufgrund der Drucksignalintegration über ein Arbeitsspiel oder zumindestens die Hochdruckphase eines Arbeitsspiels sehr unempfindlich gegenüber Torsionsschwingungen der Kurbelwelle. Beide Größen sind physikalisch direkt interpretierbar und können, zusammen mit der Drehzahl und anderen Geometrieparametern des Motors, auch in einen Leistungsbeitrag des jeweiligen Zylinders umgerechnet werden.Preferably, the indexed mean pressure is used as a characteristic, since this is directly proportional to the internal moment of the cylinder. This feature is very insensitive to torsional vibrations of the crankshaft due to the pressure signal integration over a working cycle or at least the high pressure phase of a working cycle. Both quantities are physically directly interpretable and can, together with the speed and other geometry parameters of the motor, also be converted into a power contribution of the respective cylinder.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. 1 zeigt ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Regelung, 2 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform, 3 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform und 4 die in die einzelnen Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge.The invention will be explained below with reference to embodiments shown in a drawing. 1 shows a block diagram of the control according to the invention, 2 a block diagram of a first embodiment, 3 a block diagram of a second embodiment and 4 the amount of fuel injected into each cylinder.

In 1 sind die wesentlichen Elemente einer Ausgleichsregelung dargestellt. Eine Brennkraftmaschine ist mit 100 bezeichnet. Ein erster Sensor 110 erfasst ein Brennraumdrucksignal P. Ein zweiter Sensor 120 erfasst ein Drehzahlsignal N. Ferner sind weitere Sensoren vorgesehen, die verschiedene Betriebskenngrößen und Umgebungsbedingungen sowie den Fahrerwunsch erfassen.In 1 the essential elements of a compensation scheme are shown. An internal combustion engine is with 100 designated. A first sensor 110 detects a combustion chamber pressure signal P. A second sensor 120 detects a speed signal N. Further, further sensors are provided which detect various operating characteristics and environmental conditions and the driver's request.

Des weiteren ist ein Steller 130 vorgesehen, der abhängig von einem Ansteuersignal A einem Zylinder der Brennkraftmaschine eine entsprechende Kraftstoffmenge zumisst. Vorzugsweise ist jedem Zylinder ein solcher Steller zugeordnet. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist lediglich einer der Steller dargestellt. Bei dem Steller 130 handelt es sich vorzugsweise um einen sogenannten Injektor, der ein Magnetventil bzw. einen Piezoaktor umfasst. Abhängig von dem Ansteuersignal des Aktors bzw. des Magnetventils misst der Injektor dem entsprechenden Zylinder der Brennkraftmaschine eine bestimmte Kraftstoffmenge zu.Furthermore, a steller 130 provided, which depends on a drive signal A a cylinder of the internal combustion engine meters a corresponding amount of fuel. Preferably, each cylinder is assigned such a controller. To simplify the drawing, only one of the actuator is shown. At the steller 130 it is preferably a so-called injector comprising a solenoid valve or a piezoelectric actuator. Depending on the drive signal of the actuator or the solenoid valve, the injector measures the corresponding cylinder of the internal combustion engine to a certain amount of fuel.

Vorzugsweise ist diese Stellgröße A die Einspritzmenge des Zylinders. Alternativ zur Einspritzmenge können auch andere Größen, die die Einspritzmenge charakterisieren, wie beispielsweise die Ansteuerdauer, die Förderdauer verwendet werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass auch andere Größen, die nur einen geringeren Einfluss auf das Drehmoment besitzen, wie beispielsweise der Ansteuerbeginn, die Einspritzlage und/oder der Einspritzdruck bei konstanter Einspritzdauer entsprechend korrigiert werden.Preferably, this manipulated variable A is the injection quantity of the cylinder. As an alternative to the injection quantity, it is also possible to use other variables which characterize the injection quantity, such as the activation duration, the delivery duration. Furthermore, it can be provided that other variables which only have a smaller influence on the torque, such as, for example, the activation start, the injection position and / or the injection pressure are corrected correspondingly with a constant injection duration.

Das Ansteuersignal A des Stellers wird von einem Verknüpfungspunkt 140 bereitgestellt. Am ersten Eingang des Verknüpfungspunkt 140 liegt das Ausgangssignal einer Steuerung 150. Diese Steuerung gibt vorzugsweise abhängig vom Fahrerwunsch und gegebenenfalls weiteren Betriebskenngrößen, die von dem Block 155 erfasst werden, eine die Kraftstoffmenge charakterisierende Größe, wie beispielsweise die Ansteuerdauer, vor. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 140 liegt das Ausgangssignal eines Reglers 160. Der Regler wird mit dem Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 170 beaufschlagt, an dessen ersten Eingang das Ausgangssignal einer Sollwertvorgabe 175 anliegt. Sowohl die Sollwertvorgabe 175 als auch der zweite Eingang des Verknüpfungspunktes 170 wird von einer Merkmalsberechnung 180 mit einem Signal fest beaufschlagt. Der Merkmalsberechnung 180 wird das Ausgangssignal einer Signalaufbereitung 190 zugeführt. Am ersten Eingang der Signalaufbereitung steht das Ausgangssignal N des Drehzahlsensors und an dem zweiten Eingang das Ausgangssignal P des Brennraumdrucksensors 110.The drive signal A of the actuator is from a node 140 provided. At the first input of the node 140 is the output signal of a controller 150 , This control preferably outputs depending on the driver's request and, if appropriate, further operating parameters that are derived from the block 155 are detected, a quantity characterizing the amount of fuel, such as the driving time before. At the second input of the connection point 140 is the output signal of a controller 160 , The controller will start with the output signal of the node 170 acted upon at the first input, the output signal of a setpoint input 175 is applied. Both the setpoint specification 175 as well as the second input of the node 170 is from a feature calculation 180 firmly applied with a signal. The feature calculation 180 becomes the output signal of a signal conditioning 190 fed. At the first input of the signal conditioning is the output signal N of the speed sensor and at the second input, the output signal P of the combustion chamber pressure sensor 110 ,

Von wenigstens einem der Zylinder der Brennkraftmaschine wird mit Hilfe eines Zylinderdrucksensors und eines Drehzahlsensors das Zylinderdrucksignal und die Kurbelwellenstellung hoch aufgelöst erfasst und einander zugeordnet. Dies erfolgt in der Signalaufbereitung 190. Dabei erstreckt sich die Erfassung des Zylinderdrucks bei einem Viertaktmotor mindestens auf einen Kurbelwinkelbereich von 360 Grad Kurbelwinkel, symmetrisch zum oberen Totpunkt der Hochdruckphase. Alternativ kann der Druckverlauf auch über ein volles Arbeitsspiel von 720 Grad Kurbelwinkel Hochdruck- und Niederdruckphase erfasst und verarbeitet werden. Somit liegt für den Zylinder der Druckverlauf über dem Kurbelwinkel im benötigten Winkelfenster vor. In der Signalaufbereitung 190 werden vorzugsweise Korrekturen am Druckverlauf vorgenommen. Hierbei werden Fehler, beispielsweise Fehler in der Zuordnung des Kurbelwinkels zum oberen Totpunkt des Zylinders, korrigiert. Nach dieser Vorverarbeitung durch die Signalaufbereitung 190 wird in der Merkmalsberechnung 180 durch Integration des Druckverlaufs über einen bestimmten Winkelbereich, der beispielsweise die Hochdruckphase bzw. das gesamte Arbeitsspiel umfasst, der indizierte Mitteldruck PMI berechnet. Diese Größe PMI charakterisiert die Arbeit eines Zylinders bezogen auf das Zylinderhubvolumen und kann über folgende Beziehung einfach in das innere Moment des Zylinders umgerechnet werden M = PMI·V/(4·π)·(4-Takt) From at least one of the cylinders of the internal combustion engine, the cylinder pressure signal and the crankshaft position detected high resolution and associated with each other using a cylinder pressure sensor and a speed sensor. This is done in the signal conditioning 190 , In this case, the detection of the cylinder pressure in a four-stroke engine extends at least to a crank angle range of 360 degrees crank angle, symmetrical to the top dead center of the high pressure phase. Alternatively, the pressure profile can also be recorded and processed over a full working cycle of 720 degrees crank angle high pressure and low pressure phase. Thus, the pressure curve over the crank angle in the required angle window is available for the cylinder. In signal processing 190 Preferably, corrections are made to the pressure curve. This error, for example, errors in the assignment of the crank angle to the top dead center of the cylinder, corrected. After this preprocessing by the signal conditioning 190 is in the feature calculation 180 by integrating the pressure curve over a certain angular range, which includes, for example, the high-pressure phase or the entire working cycle, the indicated mean pressure PMI calculated. This size PMI characterizes the work of a Cylinder based on the cylinder stroke volume and can be converted via the following relationship simply into the internal moment of the cylinder M = PMI * V / (4 * π) * (4-stroke)

Wobei V dem Zylinderhubvolumen, M dem inneren Moment des Zylinders und PMI dem indizierten Mitteldruck entspricht.Where V is the cylinder stroke volume, M is the internal moment of the cylinder and PMI is the indicated mean pressure.

Dies bedeutet, dass ausgehend von einer Messgröße, die den Zustand im Brennraum charakterisiert, ein Merkmal ermittelt wird, das das innere Moment M, den indizierten Mitteldruck PMI oder eine entsprechende Größe charakterisiert. Dieses Merkmal, im folgenden als PMI bezeichnet, wird dem Regler 160 als Istwert zugeführt. Das heißt, im Verknüpfungspunkt 170 wird dieser Istwert mit dem Ausgangssignal der Sollwertvorgabe 175, dies den entsprechenden Sollwert vorgibt, verknüpft und die entsprechende Regelabweichung dem Regler 160 zugeleitet. Die Sollwertvorgabe 175 berechnet den Sollwert vorzugsweise ausgehend von dem Ausgangssignal der Merkmalsberechnung 180. Das heißt, jedem der Zylinder ist ein Drucksensor zugeordnet, und der Druck wird auf einen Sollwert bzw. das indizierte Moment auf einen Sollwert eingeregelt. Vorzugsweise wird der Sollwert ausgehend von dem Mittelwert der Istwerte der einzelnen Zylinder vorgegeben. Dies bedeutet, dass der Regler 160 alle Istwerte der einzelnen Zylinder auf ein gemeinsamen Sollwert, der dem Mittelwert aller Istwerte entspricht, einregelt.This means that, based on a measured variable which characterizes the state in the combustion chamber, a feature is determined which characterizes the internal moment M, the indicated mean pressure PMI or a corresponding variable. This feature, hereafter referred to as PMI, becomes the regulator 160 fed as actual value. That is, in the connection point 170 this actual value becomes the output signal of the setpoint specification 175 , this specifies the corresponding setpoint, linked and the corresponding control deviation to the controller 160 fed. The setpoint specification 175 preferably calculates the setpoint based on the output of the feature calculation 180 , That is, each of the cylinders is associated with a pressure sensor, and the pressure is adjusted to a desired value or the indicated torque to a desired value. The desired value is preferably predetermined on the basis of the mean value of the actual values of the individual cylinders. This means that the regulator 160 all actual values of the individual cylinders are adjusted to a common setpoint, which corresponds to the mean value of all actual values.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Ausgangssignal des Reglers 160 lediglich zur Korrektur der Steuermenge, die dem Ausgangssignal der Steuerung 150 entspricht verwendet wird. Das heißt, ausgehend von Betriebskenngrößen 155 berechnet die Steuerung 150 ein Ansteuersignal zur Beaufschlagung des Stellers. Zylinderindividuelle Abweichungen werden dann von dem Regler 160 durch Vorgabe eines Korrekturwerts für dieses Ausgangssignal kompensiert. Bei den weiteren Ausführungsformen in 2 und 3 ist der Block 150 und der Verknüpfungspunkt nicht mehr dargestellt. Es wird lediglich die Bestimmung des Korrekturwerts, der dem Verknüpfungspunkt 140 zugeführt wird, beschrieben und dargestellt.According to the invention, it is now provided that the output signal of the controller 160 just to correct the amount of control that is the output of the controller 150 equivalent is used. That is, starting from operating parameters 155 calculates the control 150 a drive signal for acting on the actuator. Cylinder-individual deviations are then from the controller 160 compensated by specifying a correction value for this output signal. In the other embodiments in 2 and 3 is the block 150 and the node is no longer displayed. It only becomes the determination of the correction value, that of the node 140 is supplied, described and illustrated.

In 4 sind für die Zylinder Z1, Z2, Z3 und Z4 die entsprechenden Einspritzmengen dargestellt. In der ersten Teilfigur der Figur sind die unkorrigierten Mengen anhand eines Beispiels dargestellt. Dabei ist mit einer ersten gestrichelten Linie 1 die ideale Menge und mit einer zweiten gestrichelten Linie 2 der Wert der Menge, der sich mit einer Ausgleichsregelung bei im Mittel zu höheren Einspritzmengen driftendem Verhalten aller Injektoren einstellt, aufgetragen. Der erste Zylinder misst deutlich mehr und der dritte Zylinder deutlich weniger als die übrigen Zylinder zu. Wird auf diese Mengen eine übliche Ausgleichsregelung, die beispielsweise auf der Drehzahl basiert, angewandt, so ergibt sich die in der zweiten Teilfigur der 4 dargestellte Mengenverteilung. Dies bedeutet, alle vier Zylinder messen nahezu die gleiche Menge zu, die aber von der idealen Menge, im Beispiel nach oben, abweicht. Diese Abweichung beruht insbesondere auf Driften- und Alterungserscheinungen des Injektors oder des übrigen Zumesssystems. Wird auf diese Mengen die erfindungsgemäße Ausgleichsregelung angewandt, so ergibt sich die in der dritten Teilfigur der 4 dargestellte Mengenverteilung. Dies bedeutet, alle vier Zylinder messen nahezu die ideale Menge zu.In 4 are shown for the cylinders Z1, Z2, Z3 and Z4 the corresponding injection quantities. In the first part of the figure, the uncorrected quantities are shown by way of example. In this case, with a first dashed line 1, the ideal amount and with a second dashed line 2, the value of the amount that adjusts itself with a compensation control in average to higher injection amounts drifting behavior of all injectors, plotted. The first cylinder measures significantly more and the third cylinder significantly less than the remaining cylinders too. If a conventional compensation control, which is based for example on the rotational speed, applied to these amounts, then the results in the second part of the figure 4 shown quantity distribution. This means that all four cylinders measure almost the same amount, but deviates from the ideal amount, in the example above. This deviation is based in particular on drifting and aging phenomena of the injector or the remainder of the metering system. If the equalization control according to the invention is applied to these quantities, the result is that in the third subfigure of FIG 4 shown quantity distribution. This means that all four cylinders measure almost the ideal amount.

Diese Abweichungen vom idealen Wert 1 werden erfindungsgemäß dadurch kompensiert, dass die Sollwertvorgabe zusätzlich ein Signal der Betriebskenngrößen 155 verarbeitet. Das heißt, weicht der Mittelwert der Istwerte aller Zylinder von dem erwarteten Wert ab, der sich bei diesen Betriebskenngrößen einstellen müsste, so wird der Sollwert entsprechend korrigiert. Dies kann z. B. so erfolgen, dass der Mittelwert aller Istwerte um den Offset korrigiert wird.These deviations from the ideal value 1 are compensated according to the invention in that the setpoint specification additionally produces a signal of the operating characteristics 155 processed. In other words, if the mean value of the actual values of all cylinders deviates from the expected value which would have to be set for these operating parameters, then the setpoint is corrected accordingly. This can be z. B. so that the mean value of all actual values is corrected by the offset.

In 2 ist eine Ausführungsform am Beispiel zweier Zylinder dargestellt, bei der jedem Zylinder eine Regelung und ein Zylinderdrucksensor zugeordnet ist. Bereits in 1 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Dabei sind die Elemente, die einem ersten Zylinder zugeordnet werden, mit a und die Elemente, die einem zweiten Zylinder zugeordnet werden, mit b gekennzeichnet. Das heißt, der Regler des ersten Zylinders ist mit 160a, der Steller mit 130a und der Sensor mit 110a bezeichnet. Des weiteren ist die Merkmalsberechnung und die Signalaufbereitung für den ersten Zylinder mit 200a und für den zweiten Zylinder mit 200b bezeichnet.In 2 an embodiment is shown using the example of two cylinders, in which each cylinder is associated with a control and a cylinder pressure sensor. Already in 1 Elements described are designated by corresponding reference numerals. In this case, the elements which are assigned to a first cylinder are denoted by a and the elements which are assigned to a second cylinder are denoted by b. That is, the controller of the first cylinder is with 160a , the steller with 130a and the sensor with 110a designated. Furthermore, the feature calculation and the signal conditioning for the first cylinder with 200a and for the second cylinder with 200b designated.

Erfindungsgemäß ist für jeden Zylinder ein Steller vorgesehen. Entsprechendes gilt auch für den Brennraumdrucksensor. Hier ist für jeden Zylinder ein Brennraumdrucksensor vorzusehen. Die Auswertungen 200a und 200b können auch derart realisiert sein, dass lediglich eine Auswertung vorgesehen ist, der zeitlich nacheinander die Signale der unterschiedlichen Sensoren zugeführt werden, damit diese ein entsprechendes zeitlich aufeinander folgendes Signal bereit stellen. Entsprechendes gilt auch für die Regler 160a und 160b. Hier kann auch lediglich ein Regler vorgesehen sein, dem nacheinander die entsprechenden Signale der unterschiedlichen Zylinder zugeführt und der nacheinander die unterschiedlichen Steller der unterschiedlichen Zylinder ansteuert.According to the invention, a controller is provided for each cylinder. The same applies to the combustion chamber pressure sensor. Here, a combustion chamber pressure sensor is to be provided for each cylinder. The evaluations 200a and 200b can also be realized such that only an evaluation is provided, which are successively fed the signals of the different sensors, so that they provide a corresponding temporally successive signal. The same applies to the controller 160a and 160b , Here, too, only one controller can be provided, which is successively supplied with the corresponding signals of the different cylinders and which successively activates the different actuators of the different cylinders.

Das Merkmal PMI wird für jeden Zylinder einzeln und für jedes Arbeitsspiel berechnet. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass das Signal PMI über mehrere Arbeitsspiele eines Zylinders gemittelt wird. Ausgehend von den Signalen PMI der einzelnen Zylinder ermittelt die Sollwertvorgabe 175 den Sollwert dadurch, dass der Mittelwert aller Merkmale aller Zylinder berechnet wird. Durch die zylinderindividuellen Regler 160a und 160b werden die jeweiligen Regeldifferenzen zwischen dem Sollwert und dem Istwert ausgeregelt. Der Regler gibt zylinderindividuell einen Korrekturwert für eine das Drehmoment bestimmende Steuergröße des Motors aus.The characteristic PMI is calculated for each cylinder individually and for each working cycle. In a particularly advantageous embodiment can also be provided that the signal PMI is averaged over several cycles of a cylinder. Based on the PMI signals of the individual cylinders, the setpoint specification is determined 175 the setpoint by calculating the mean of all the characteristics of all cylinders. Through the cylinder-specific controller 160a and 160b the respective control differences between the setpoint and the actual value are corrected. The controller outputs a cylinder-specific correction value for a torque-determining control variable of the motor.

Durch Verknüpfen des Korrekturwerts und des Ausgangswertes der Steuerung 150, wird der Steller dann angesteuert. Durch die Korrekturen der Einspritzungen werden die indizierten Mitteldrücke der Zylinder gleichgestellt.By linking the correction value and the output value of the controller 150 , the actuator is then activated. Due to the corrections of the injections, the indicated mean pressures of the cylinders are equalized.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sollwertvorgabe 175 ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen 155 den Sollwert berechnet. Vorzugsweise wird hierzu das Fahrerwunschsignal verwendet. Dies bedeutet die einzelnen Zylinder werden individuell auf einen gemeinsamen Sollwert, der dem gewünschten indizierten Moment entspricht eingeregelt.In a particularly advantageous embodiment, it is provided that the desired value specification 175 starting from different operating parameters 155 calculated the setpoint. Preferably, the driver request signal is used for this purpose. This means that the individual cylinders are individually adjusted to a common desired value which corresponds to the desired indicated torque.

Problematisch bei der Ausgestaltung gemäß 2 ist, dass für jeden Zylinder ein Sensor vorgesehen sein muss. Dadurch entstehen erhebliche Kosten.Problematic in the embodiment according to 2 is that a sensor must be provided for each cylinder. This results in significant costs.

Diese Nachteile werden bei der Ausgestaltung gemäß 3 vermieden. Bereits in 1 oder 2 beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.These disadvantages are in the embodiment according to 3 avoided. Already in 1 or 2 Elements described are designated by corresponding reference numerals.

Die Ausgestaltung der 3 unterscheidet sich von der 2 im Wesentlichen darin, dass lediglich ein Sensor 110 pro Brennkraftmaschine bzw. ein Sensor pro Gruppe von Zylindern vorgesehen ist. Das heißt bei einer Sechs- oder Achtzylinderbrennkraftmaschine kann beispielsweise vorgesehen sein, dass für jede Bank von Zylindern, d. h. für drei oder vier Zylinder ein Sensor, vorgesehen ist. Dabei ist lediglich ein Regler 160 vorgesehen, der das aus dem Brennraumdruck abgeleitete Merkmal auf einen vorgegebenen Sollwert einregelt. Die Sollwertermittlung 175 berechnet dabei den Sollwert ausgehend von Betriebskenngrößen 155.The design of the 3 is different from the 2 essentially in that only one sensor 110 per internal combustion engine or a sensor per group of cylinders is provided. That is, in a six-cylinder or eight-cylinder internal combustion engine, it may be provided, for example, that a sensor is provided for each bank of cylinders, ie for three or four cylinders. It is just a regulator 160 provided that adjusts the derived from the combustion chamber pressure feature to a predetermined desired value. The setpoint determination 175 calculates the setpoint based on operating parameters 155 ,

Des weiteren wird das Sensorsignal des Drehzahlgebers von einer Auswertung 300 ausgewertet, die einen zylinderindividuellen Istwert ausgehend von dem Drehzahlsignal oder anderen Größen ermittelt, der den Drehmomentbeitrag eines Zylinders charakterisiert. Diese Istwerte werden über einen Verknüpfungspunkt 315 zu dem Regler 320 geleitet. Des weiteren gelangt dieses Signal zur Sollwertermittlung 310, die ausgehend von dem Mittelwert über alle Zylinder einen entsprechenden Sollwert bereitstellt. Dieses Sollwert gelangt zum zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 315. Der Regler 320 berechnet ausgehend von der Abweichung des Drehmomentbeitrages der einzelnen Zylinder vom Mittelwert eine Korrekturgröße zur Ansteuerung der Steller der einzelnen Zylinder 130a bzw. 130b.Furthermore, the sensor signal of the speed sensor of an evaluation 300 evaluated, which determines a cylinder-individual actual value based on the speed signal or other variables that characterizes the torque contribution of a cylinder. These actual values are via a connection point 315 to the controller 320 directed. Furthermore, this signal reaches the setpoint determination 310 , which provides a corresponding setpoint from all cylinders based on the mean value. This setpoint reaches the second input of the connection point 315 , The regulator 320 Based on the deviation of the torque contribution of the individual cylinders from the mean value, a correction variable is calculated for controlling the actuators of the individual cylinders 130a respectively. 130b ,

Erfindungsgemäß wird nun wie folgt vorgegangen. Mit Hilfe des Brennraumdrucksensors 110 und der entsprechenden Auswertung bei der 1 oder 2 wird ein Merkmal ermittelt, das das indizierte Moment dieses einen Zylinders angibt. Ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen 155 berechnet die Sollwertvorgabe 175 einen Sollwert für das indizierte Moment des einen Zylinders. Vorzugsweise wird hierzu das Fahrerwunschsignal verwendet. Der Regler 160 ermittelt ausgehend von der Abweichung zwischen dem Soll- und dem Istwert für das indizierte Moment des einen Zylinders einen Korrekturwert. Mit diesem Korrekturwert wird dann die für diesen Zylinder bestimmte einzuspritzende Kraftstoffmenge korrigiert. Dies bedeutet, der Regler 160 stellt die Einspritzmenge des einen Zylinders derart ein, dass dieser das gewünschte indizierte Moment bereitstellt. Der Regler 320, der als übliche Mengenausgleichsregelung ausgestaltet ist, korrigiert dann die einzuspritzende Kraftstoffmenge der übrigen Zylinder derart, dass diese das gleiche indizierte Moment bereitstellen.According to the invention, the procedure is as follows. With the help of the combustion chamber pressure sensor 110 and the corresponding evaluation at the 1 or 2 a feature is determined that indicates the indexed moment of that one cylinder. Starting from different operating parameters 155 calculates the setpoint specification 175 a setpoint for the indexed moment of the one cylinder. Preferably, the driver request signal is used for this purpose. The regulator 160 determines a correction value based on the deviation between the setpoint and the actual value for the indicated torque of the one cylinder. With this correction value, the fuel quantity to be injected for this cylinder is then corrected. This means the regulator 160 adjusts the injection amount of the one cylinder to provide the desired indicated torque. The regulator 320 , which is designed as a conventional amount compensation control, then corrects the fuel quantity to be injected of the remaining cylinders so that they provide the same indexed moment.

Das heißt, mittels des Reglers 320 werden die anderen Zylinder auf den Wert des gemessenen Zylinders korrigiert das heißt gleichgestellt. Durch die Kombination der beiden Regler 160 und 320 werden die Einspitzmenge aller Zylinder absolut auf die gewünschte Kraftstoffmenge bzw. das gewünschte indizierte Moment eingeregelt.That is, by means of the regulator 320 the other cylinders are corrected to the value of the measured cylinder that is equivalent. By combining the two controllers 160 and 320 the Einspitzmenge all cylinders are absolutely adjusted to the desired amount of fuel or the desired indicated moment.

Durch diese Vorgehensweise können sowohl Abweichungen der einzelnen Zylinder untereinander als auch eine Drift- oder Alterungserscheinungen, die zu einer veränderten Kraftstoffmenge führen ausgeglichen werden. Des weiteren hat diese Vorgehensweise den Vorteil dass lediglich ein Brennraumdrucksensor erforderlich ist.By doing so, both deviations of the individual cylinders with each other and a drift or aging phenomena, which lead to a change in fuel quantity can be compensated. Furthermore, this approach has the advantage that only a combustion chamber pressure sensor is required.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die beiden Ausführungsformen gemäß 2 und 3 kombiniert werden. Besonders vorteilhaft hierbei ist, dass zwei unabhängige Ausgleichsregelungen zu Diagnosezwecken miteinander verglichen werden können.It is particularly advantageous if the two embodiments according to 2 and 3 be combined. It is particularly advantageous here that two independent equalization schemes can be compared with each other for diagnostic purposes.

Claims

Method for controlling an internal combustion engine, in which, starting from at least one measured variable which characterizes the state in the combustion chamber, at least one feature for at least one Cylinder is determined using this feature is a compensation control, characterized in that for a cylinder of at least one group of cylinders, a feature is determined, and that each cylinder is a size that characterizes the torque contribution of a cylinder is compared with a target value and that Based on the comparison, a cylinder-specific manipulated variable can be specified.

A method according to claim 1, characterized in that the measured variable characterizes the pressure in the combustion chamber.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desired value is determined based on the mean value of the variables which characterize the torque contribution of a cylinder over a plurality of cylinders.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder-specific manipulated variable is superimposed on an operating point-dependent manipulated variable.

Device for controlling an internal combustion engine, comprising means determining at least one characteristic for at least one cylinder, starting from at least one measured variable characterizing the state in the combustion chamber, wherein using this feature a compensating control is carried out characterized in that means are provided for a cylinder of at least one group of cylinders determine a feature, and the cylinder individually a size that characterizes the torque contribution of a cylinder, compare with a setpoint and specify based on the comparison of a cylinder-specific manipulated variable.