DE102008022213A1 - Method for determining pressure as model value according to throttle flap for volume limited by throttle valve, recirculating air flap and compressor, involves determining pressure according to throttle flap, and charge air pressure - Google Patents
Method for determining pressure as model value according to throttle flap for volume limited by throttle valve, recirculating air flap and compressor, involves determining pressure according to throttle flap, and charge air pressure Download PDFInfo
- Publication number
- DE102008022213A1 DE102008022213A1 DE102008022213A DE102008022213A DE102008022213A1 DE 102008022213 A1 DE102008022213 A1 DE 102008022213A1 DE 102008022213 A DE102008022213 A DE 102008022213A DE 102008022213 A DE102008022213 A DE 102008022213A DE 102008022213 A1 DE102008022213 A1 DE 102008022213A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- volume
- pressure
- throttle
- thr
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
- F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
- F02B33/40—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of non-positive-displacement type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0406—Intake manifold pressure
- F02D2200/0408—Estimation of intake manifold pressure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln von in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine vorherrschenden Drücken.The The invention relates to a method and a device for determining from prevailing in an intake tract of an internal combustion engine To press.
Für ein Steuern einer Brennkraftmaschine wird insbesondere eine Kenntnis einer in Zylinder der Brennkraftmaschine einströmenden Frischluftmasse benötigt. Ein entsprechender Luftmassenstrom ist abhängig von Größen ermittelbar, die einen aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisieren. Diese Größen umfassen zum Beispiel eine Drehzahl der Brennkraftmaschine, eine Drosselklappenposition, einen absoluten Saugrohrdruck, eine Nockenwellenposition und eine Temperatur der Ansaugluft.For Control of an internal combustion engine becomes especially a knowledge an incoming in cylinder of the internal combustion engine Fresh air mass needed. A corresponding air mass flow is determined depending on sizes, which characterize a current operating state of the internal combustion engine. These quantities include, for example, a speed the internal combustion engine, a throttle position, an absolute Intake manifold pressure, a camshaft position and a temperature of Intake air.
Die
Die
Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das bzw. die ein präzises Ermitteln von in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine vorherrschenden Drücken ermöglicht.The The object of the invention is to provide a method and a device create, the or a precise determination of in one Intake tract of an internal combustion engine prevailing pressures allows.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The Task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung. Ein Druck nach einer Drosselklappe wird als eine Modellgröße ermittelt für ein erstes Volumen, das begrenzt ist durch die Drosselklappe, eine Umluftklappe und einen Kompressor. Ferner wird ein Ladedruck als Modellgröße ermittelt für ein zweites Volumen, das begrenzt ist durch den Kompressor, die Umluftklappe und entweder mindestens einen Zylinder der Brennkraftmaschine oder einen Lade luftkühler. Der Druck nach der Drosselklappe und der Ladedruck werden ermittelt abhängig von einer jeweiligen Berechnungsvorschrift, die hergeleitet ist abhängig von Gleichungen, die gemäß einem jeweiligen physikalischen Modell für das erste Volumen und für das zweite Volumen separat aufgestellt worden sind für das erste Volumen und für das zweite Volumen zu einer jeweiligen Luftmassenstrombilanz.The Invention is characterized by a method and a corresponding Contraption. A pressure after a throttle is considered a model size determined for a first volume, which is limited by the throttle, a recirculation damper and a compressor. Further is a boost pressure determined as a model size for a second volume, which is limited by the compressor, the Recirculation damper and either at least one cylinder of the internal combustion engine or a charging air cooler. The pressure after the throttle and the boost pressure are determined depending on a respective one Calculation rule that is derived depends on Equations that are in accordance with a respective physical Model for the first volume and for the second Volume has been set up separately for the first volume and for the second volume to a respective air mass flow balance.
Der Begriff ”vor” wird im Sinne von stromaufwärts und der Begriff ”nach” wird im Sinne von stromabwärts benutzt. Dabei wird diesbezüglich von einem stationären Betrieb und in Bezug auf die Drosselklappe und den Kompressor von einer Strömungsrichtung von einem Lufteinlass hin zu Zylindern der Brennkraftmaschine ausgegangen und wird in Bezug auf die Umluftklappe von einer Strömungsrichtung von stromabwärts des Kompressors hin zu stromaufwärts des Kompressors ausgegangen.Of the Term "before" is in the sense of upstream and the term "after" is used in the sense of downstream used. It is in this regard of a stationary Operation and with respect to the throttle and the compressor of a flow direction from an air inlet to cylinders the internal combustion engine and is in relation to the recirculation damper from a flow direction from downstream of Compressor out to the upstream of the compressor.
Die Luftmassenströme, die das erste Volumen betreffen, sind insbesondere ein Luftmassenstrom durch die Drosselklappe, ein Luftmassenstrom durch die Umluftklappe und ein Luftmassenstrom durch den Kompressor und gegebenenfalls weitere Luftmassenströme, wie zum Beispiel zur Tankentlüftung oder Kurbelgasentlüftung. Die Luftmassenströme, die das zweite Volumen betreffen, sind insbesondere der Luftmassenstrom durch den Kompressor, der Luftmassenstrom durch die Umluftklappe und ein Luftmassenstrom in Zylinder der Brennkraftmaschine. Die Drosselklappe und die Umluftklappe sind insbesondere unabhängig voneinander steuerbar, so dass der Luftmassenstrom durch die Drosselklappe und der Luftmassenstrom durch die Umluftklappe im Wesentlichen unabhängig voneinander sind.The Air mass flows that affect the first volume are in particular an air mass flow through the throttle valve, an air mass flow through the recirculation damper and an air mass flow through the compressor and optionally further air mass flows, such as for tank ventilation or crankcase ventilation. The Air mass flows that affect the second volume are in particular the air mass flow through the compressor, the air mass flow through the recirculation damper and an air mass flow in the cylinder of the internal combustion engine. The throttle and the recirculation damper are in particular independent controllable from each other, so that the air mass flow through the throttle and the air mass flow through the recirculation damper substantially independent from each other.
Der Vorteil ist, dass der Druck nach der Drosselklappe und der Ladedruck präzise ermittelbar sind für einen Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, bei dem die Drosselklappe vor dem Kompressor angeordnet ist. Ferner sind auch Luftmassenströme in dem Ansaugtrakt abhängig von dem ermittelten Druck nach der Drosselklappe und/oder abhängig von dem ermittelten Ladedruck präzise ermittelbar. Die derart präzise ermittelbaren Modellgrößen ermöglichen ein präzises Vorsteuern der Brennkraftmaschine insbesondere bei dynamischem Betrieb der Brennkraftmaschine. Ferner können die Modellgrößen auch vorteilhaft für Diagnosezwecke genutzt werden, beispielsweise zum Prüfen von Messwerten von Sensoren, die in dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet sind, und/oder können als Ersatzwerte genutzt werden für den Fall, dass ein entsprechender Sensor ausfallen sollte. Dadurch ist ein besonders zuverlässiger Betrieb der Brennkraftmaschine möglich.The advantage is that the pressure after the throttle and the boost pressure can be precisely determined for an intake tract of an internal combustion engine, wherein the throttle valve is arranged in front of the compressor. Furthermore, air mass flows in the intake tract depending on the determined pressure after the throttle and / or depending on the determined boost pressure precisely determined. The thus accurately determinable model sizes allow a precise pilot control of the internal combustion engine, especially in dynamic operation of the internal combustion engine. Furthermore, the model sizes can also be advantageously used for diagnostic purposes, for example for checking measured values of sensors which are arranged in the intake tract of the internal combustion engine, and / or can be used as substitute values in the event that a corresponding sensor should fail. As a result, a particularly reliable operation of the internal combustion engine is possible.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Berechnungsvorschrift ferner hergeleitet durch Integrieren eines ersten Ausdrucks, der umfasst eine Gaskonstante von Luft multipliziert mit einer Temperatur in dem ersten Volumen multipliziert mit der Luftmassenstrombilanz des ersten Volumens und geteilt durch einen Näherungswert für einen Volumeninhalt des ersten Volumens. Die Berechnungsvorschrift ist weiter hergeleitet durch Integrieren eines zweiten Ausdrucks, der umfasst die Gaskonstante von Luft multipliziert mit einer Temperatur in dem zweiten Volumen multipliziert mit der Luftmassenstrombilanz des zweiten Volumens und geteilt durch einen Näherungswert für einen Volumeninhalt des zweiten Volumens. Ferner ist die Berechnungsvorschrift hergeleitet durch Auflösen der beiden aus der jeweiligen Integration resultierenden Gleichungen nach dem Druck nach der Drosselklappe und dem Ladedruck.In an advantageous development is the calculation rule further derived by integrating a first term that includes a gas constant of air multiplied by a temperature in the first volume multiplied by the air mass flow balance of the first volume and divided by an approximation for a volume content of the first volume. The calculation rule is further derived by integrating a second expression, which includes the gas constant of air multiplied by a temperature in the second volume multiplied by the air mass flow balance of second volume and divided by an approximation for a volume content of the second volume. Further is derived the calculation rule by dissolving the both equations resulting from the respective integration after the pressure after the throttle and the boost pressure.
Der erste und der zweite Ausdruck repräsentieren jeweils eine Kontinuitätsgleichung für das jeweilige Volumen und entsprechen einer ersten Ableitung des jeweiligen Drucks, das heißt der ersten Ableitung des Drucks nach der Drosselklappe im Falle des ersten Ausdrucks und der ersten Ableitung des Ladedrucks im Falle des zweiten Ausdrucks. Aus dem Integrieren des ersten Ausdrucks und des zweiten Ausdrucks resultieren zwei Gleichungen mit dem Druck nach der Drosselklappe und dem Ladedruck als Unbekannte. Dieses Gleichungssystem ist nach dem Druck nach der Drosselklappe und nach dem Ladedruck auflösbar. Die jeweilige Integration erfolgt vorzugsweise durch Anwenden der Trapezregel. Das Integrieren kann jedoch ebenso durch Anwenden eines anderen Integrationsalgorithmus erfolgen. Der Druck nach der Drosselklappe und der Ladedruck sowie abhängig von diesen die Luftmassenströme in dem Ansaugtrakt sind so präzise ermittelbar.Of the first and second expressions each represent one Continuity equation for the respective volume and correspond to a first derivative of the respective pressure, the means the first derivative of the pressure after the throttle in the case of the first printout and the first discharge of the boost pressure in the case of the second term. From integrating the first expression and the second term results in two equations with the pressure after the throttle and the boost pressure as unknown. This Equation system is after the pressure to the throttle and after the charge pressure resolvable. The respective integration preferably takes place by applying the trapezoid rule. However, the integration can as well by applying a different integration algorithm. The pressure after the throttle and the boost pressure as well as dependent of these, the air mass flows are in the intake tract so precisely determinable.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are explained below with reference to the schematic drawings. Show it:
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.elements the same construction or function are cross-figurative provided with the same reference numerals.
Ein
Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine umfasst einen Luftfilter AIC,
eine Drosselklappe THR und einen Verdichter, der vorzugsweise als
ein Kompressor COMP ausgebildet ist und der durch eine Überbrückungsleitung
L überbrückt ist, in der eine Umluftklappe RFP
angeordnet ist (
Ferner
kann in dem Ansaugtrakt auch ein Ladeluftkühler ICO oder
kann mehr als ein Ladeluftkühler ICO vorgesehen sein. Die
Brennkraftmaschine umfasst beispielsweise eine erste Bank B1 und
eine zweite Bank B2 an Zylindern. Jeder Bank kann jeweils ein separater
Ladeluftkühler ICO zugeordnet sein. Es kann jedoch ebenso
der ersten und der zweiten Bank
Die Drosselklappe THR ist eingangsseitig des Kompressors COMP, das heißt stromaufwärts des Kompressors COMP angeordnet. Die Überbrückungsleitung L mündet zwischen der Drosselklappe THR und dem Kompressor COMP in eine die Drosselklappe THR und einen Eingang des Kompressors COMP verbindende Verbindungsleitung. Der Luftfilter AIC ist stromaufwärts der Drosselklappe THR angeordnet. Ausgangsseitig ist der Kompressor COMP mit einem Eingang der Ladeluftkühler ICO verbunden. Die Ladeluftkühler ICO sind ausgangsseitig verbunden mit der ersten Bank B1 und der zweiten Bank B2, also mit den Zylindern der Brennkraftmaschine.Throttle valve THR is on the input side of the compressor COMP, that is, located upstream of the compressor COMP. The bypass line L flows between the throttle valve THR and the compressor COMP into a connection line connecting the throttle valve THR and an input of the compressor COMP. The air filter AIC is disposed upstream of the throttle valve THR. On the output side, the compressor COMP is connected to an input of the intercooler ICO. The intercooler ICO are the output side connected to the first bank B1 and the second bank B2, so with the cylinders of the internal combustion engine.
Begrenzt durch die Drosselklappe THR, die Umluftklappe RFP und den Kompressor COMP ist ein erstes Volumen VOL1 gebildet. Anders ausgedrückt ist das erste Volumen VOL1 gebildet stromabwärts der Drosselklappe THR, stromabwärts der Umluftklappe RFP und stromaufwärts des Kompressors COMP. Bezüglich der jeweiligen Strömungsrichtung wird von einem stationären Betriebszustand der Brennkraftmaschine ausgegangen. Die Strömungsrichtung verläuft dann von einem Lufteinlass durch die Drosselklappe THR und den Kompressor COMP und durch die gegebenenfalls vorgesehenen Ladeluftkühler ICO hin zu den Zylindern der Brennkraftmaschine. In Bezug auf die Umluftklappe RFP verläuft die Strömungsrichtung von einem Ausgang des Kompressors COMP hin zu dessen Eingang. Der Begriff ”vor” wird im Folgenden im Sinne von ”stromaufwärts” und der Begriff ”nach” im Sinne von ”stromabwärts” benutzt.Limited through the throttle valve THR, the recirculation damper RFP and the compressor COMP is a first volume VOL1 formed. In other words is the first volume VOL1 formed downstream of the throttle THR, downstream of the recirculation damper RFP and upstream of the compressor COMP. With respect to the respective flow direction is from a stationary operating state of the internal combustion engine went out. The flow direction then runs from an air intake through the throttle THR and the compressor COMP and by the optionally provided intercooler ICO towards the cylinders of the internal combustion engine. Regarding the Recirculation damper RFP runs the flow direction from an output of the compressor COMP to its input. Of the The term "before" is used below in the sense of "upstream" and the term "after" in the sense of "downstream" used.
Ein
zweites Volumen VOL2 ist gebildet begrenzt durch den Kompressor
COMP, die Umluftklappe RFP und die erste und die zweite Bank B1,
B2. Anders ausgedrückt ist das zweite Volumen VOL2 gebildet
stromabwärts des Kompressors COMP, stromaufwärts
der Umluftklappe RFP und stromaufwärts der ersten und der
zweiten Bank B1, B2. In
Das Programm beginnt in einem Schritt S1. In einem Schritt S2 werden für das Ermitteln des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR und des Ladedrucks CAP erforderliche Messwerte von Messgrößen mittels Sensoren erfasst und/oder erforderliche Modellwerte von Modellgrößen ermittelt. Diese Messgrößen und/oder Modellgrößen umfassen insbesondere Temperaturen, zum Beispiel eine Temperatur T1 in dem ersten Volumen VOL1, die im Wesentlichen einer Lufttemperatur T_SCHA_UP vor dem Kom pressor COMP entspricht, eine Temperatur T2 in dem zweiten Volumen VOL2, die im Wesentlichen einer Lufttemperatur T_SCHA_DOWN nach dem Kompressor COMP entspricht, eine Temperatur T_THR an der Drosselklappe THR und/oder eine Temperatur T_RFP an der Umluftklappe RFP. Ferner umfassen diese Messgrößen und/oder Modellgrößen auch einen abhängig von einer aktuellen Drosselklappenposition ermittelbaren wirksamen Drosselklappenquerschnitt AR_RED_THR und/oder einen abhängig von einer aktuellen Umluftklappenposition ermittelbaren wirksamen Umluftklappenquerschnitt AR_RED_RFP.The Program starts in a step S1. In a step S2 for determining the pressure PDT after the throttle THR and the boost pressure CAP required measured values of measured variables detected by sensors and / or required model values of Model sizes determined. These measurements and / or model sizes include in particular temperatures, For example, a temperature T1 in the first volume VOL1, the essentially an air temperature T_SCHA_UP in front of the compressor COMP corresponds to a temperature T2 in the second volume VOL2, the essentially one air temperature T_SCHA_DOWN after the compressor COMP corresponds to a temperature T_THR at the throttle THR and / or a temperature T_RFP at the recirculation damper RFP. Further include these measurements and / or model sizes also one depending on a current throttle position detectable effective throttle section AR_RED_THR and / or a determinable depending on a current Umluftklappenposition effective recirculating air flap cross section AR_RED_RFP.
In einem Schritt S3 wird für einen aktuellen Zeitschritt n der Druck PDT nach der Drosselklappe THR als Modellgröße abhängig von einer vorgegebenen Berechnungsvorschrift für das Ermitteln des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR ermittelt. Eingangsgrößen der Berechnungsvorschrift sind insbesondere der wirksame Drosselklappenquerschnitt AR_RED_THR, der wirksame Umluftklappenquerschnitt AR_RED_RFP, die Temperatur T1 in dem ersten Volumen VOL1 und die Temperatur T2 in dem zweiten Volumen VOL2. Weitere Eingangsgrößen der Berechnungsvorschrift sind insbesondere ein Volumeninhalt V1 des ersten Volumens VOL1 und ein Volumeninhalt V2 des zweiten Volumens VOL2. Der Volumeninhalt V1 des ersten Volumens VOL1 und der Volumeninhalt V2 des zweiten Volumens VOL2 sind insbesondere Näherungswerte. Für den Fall, dass ein oder mehr als ein Ladeluftkühler ICO vorgesehen ist, umfasst der Volumeninhalt V2 des zweiten Volumens VOL2 auch einen Volumeninhalt der jeweiligen Ladeluftkühler ICO. Ferner sind auch für mindestens einen vorangegangenen Zeitschritt n-1 ermittelte Modellwerte des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR und des Ladedrucks CAP sowie eine für den mindestens einen vorangegangenen Zeitschritt n-1 ermittelte erste zeitliche Ableitung PDT_DRV1 des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR und erste zeitliche Ab leitung CAP_DRV1 des Ladedrucks CAP weitere Eingangsgrößen der Berechnungsvorschrift.In a step S3, for a current time step n, the pressure PDT after the throttle valve THR is determined as a model size as a function of a predetermined calculation rule for determining the pressure PDT after the throttle valve THR. Input variables of the calculation specification are, in particular, the effective throttle valve cross section AR_RED_THR, the effective circulating air flap cross section AR_RED_RFP, the temperature T1 in the first volume VOL1, and the temperature T2 in the second volume VOL2. Further input variables of the calculation rule are in particular a volume content V1 of the first volume VOL1 and a volume content V2 of the second volume VOL2. The volume content V1 of the first volume VOL1 and the volume content V2 of the second volume VOL2 are in particular approximate values. In the event that one or more than one charge air cooler ICO is provided, the volume content V2 of the second volume VOL2 also includes a volume content of the respective charge air cooler ICO. Furthermore, model values of the pressure PDT determined after the throttle flap THR and the boost pressure CAP and also for at least one preceding time are also determined for at least one preceding time step n-1 Step n-1 determined first time derivative PDT_DRV1 the pressure PDT after the throttle valve THR and first time derivative CAP_DRV1 of the boost pressure CAP other input variables of the calculation rule.
In einem Schritt S4 wird der ermittelte Modellwert des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR bereitgestellt, zum Beispiel zum Steuern der Brennkraftmaschine abhängig von dem ermittelten Druck PDT nach der Drosselklappe THR. Beispielsweise kann abhängig von dem ermittelten Modellwert des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR eine Vorsteuerung der Brennkraftmaschine bei einem dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine besonders präzise und zuverlässig erfolgen. Der ermittelte Modellwert des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR kann jedoch auch genutzt werden beispielsweise zum Überprüfen eines Messwerts, der mittels eines gegebenenfalls vorgesehenen Drucksensors in dem ersten Volumen VOL1 erfasst wurde, oder zum Ersetzen eines solchen Messwerts, falls dieser als fehlerhaft erkannt wurde, zum Beispiel aufgrund eines Defekts des Drucksensors. Ferner kann vorgesehen sein, in einem Schritt S5 mindestens einen Luftmassenstrom in dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine abhängig von dem ermittelten Modellwert des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR zu ermitteln. Insbesondere kann ein Luftmassenstrom MAF_SCHA durch den Kompressor COMP präzise ermittelt werden.In In a step S4, the determined model value of the pressure PDT is after the throttle valve THR provided, for example, for controlling the internal combustion engine depending on the detected pressure PDT after the throttle THR. For example, depending on the determined model value of Pressure PDT after the throttle valve THR a pilot control of the internal combustion engine in a dynamic operation of the internal combustion engine particularly precise and done reliably. The determined model value of the However, pressure PDT after the throttle THR can also be used for example, to check a reading, the by means of an optionally provided pressure sensor in the first volume VOL1 was detected, or to replace such Measured value, if it was detected as faulty, for example due to a defect of the pressure sensor. Furthermore, it can be provided be in a step S5 at least one air mass flow in the Intake tract of the internal combustion engine depending on the determined Model value of the pressure PDT after the throttle THR to determine. In particular, an air mass flow MAF_SCHA through the compressor COMP can be determined precisely.
Entsprechend dem Schritt S3 wird in einem Schritt S6 für den aktuellen Zeitschritt n der Ladedruck CAP als Modellgröße abhängig von einer vorgegebenen Berechnungsvorschrift für das Ermitteln des Ladedrucks CAP ermittelt. Die Eingangsgrößen dieser Berechnungsvorschrift entsprechen weitgehend denen der Berechnungsvorschrift für das Ermitteln des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR. Entsprechend dem Schritt S4 wird in einem Schritt S7 der ermittelte Modellwert des Ladedrucks CAP bereitgestellt. Die Nutzungsmöglichkeiten dieses Modellwerts des Ladedrucks CAP und die resultierenden Vorteile entspre chen im Wesentlichen denen des ermittelten Modellwerts des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR. In einem Schritt S8 kann ferner vorgesehen sein, einen Saugrohrdruck MAP abhängig von dem ermittelten Modellwert des Ladedrucks CAP zu ermitteln und/oder mindestens einen Luftmassenstrom in dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine abhängig von dem ermittelten Modellwert des Ladedrucks CAP zu ermitteln. Insbesondere können ein Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine abhängig von dem Saugrohrdruck MAP und somit abhängig von dem ermittelten Modellwert des Ladedrucks CAP und ein Luftmassenstrom MAF_RFP durch die Umluftklappe RFP präzise ermittelt werden.Corresponding the step S3 is in a step S6 for the current Time step n the boost pressure CAP as model size depending on a given calculation rule for determines the determination of the boost pressure CAP. The input variables of this Calculation instructions largely correspond to those of the calculation rule for determining the pressure PDT after the throttle THR. According to the step S4, in a step S7, the determined Model value of the boost pressure CAP provided. The uses this model value of the boost CAP and the resulting benefits essentially correspond to those of the determined model value of the Pressure PDT after the throttle THR. In a step S8 can be further provided, an intake manifold pressure MAP dependent determined by the determined model value of the boost pressure CAP and / or at least one air mass flow in the intake tract of the internal combustion engine depending on the determined model value of the boost pressure CAP to determine. In particular, an air mass flow MAF_CYL in cylinder of the internal combustion engine depending on the intake manifold pressure MAP and thus dependent on the determined model value the boost pressure CAP and a mass air flow MAF_RFP through the recirculation damper RFP can be determined precisely.
Das Programm wird nach Ablauf einer vorgegebenen Intervalldauer TW in dem Schritt S2 fortgesetzt. Dabei ersetzt der zuvor aktuelle Zeitschritt n den vorangegangenen Zeitschritt n-1. Der Druck PDT nach der Drosselklappe THR und der Ladedruck CAP und gegebenenfalls auch die Luftmassenströme werden für den nächsten und nunmehr aktuellen Zeitschritt n ermittelt.The Program will be in after a predetermined interval TW in the step S2 continued. This replaces the previously current time step n the previous time step n-1. The pressure PDT after the throttle THR and the boost pressure CAP and possibly also the air mass flows become for the next and now current time step n determined.
In
einem Schritt S01 werden gemäß dem physikalischen
Modell für das erste Volumen VOL1 Gleichungen aufgestellt
für die das erste Volumen VOL1 betreffenden Luftmassenströme.
Diese Luftmassenströme umfassen einen Luftmassenstrom MAF_THR
durch die Drosselklappe THR, den Luftmassenstrom MAF_RFP durch die
Umluftklappe RFP und den Luftmassenstrom MAF_SCHA durch den Kompressor
COMP. Ferner sind gegebenenfalls der in
Zwischen einem Umgebungsdruck AMP vor dem Luftfilter AIC und dem Druck PUT vor der Drosselklappe THR besteht im Wesentlichen ein luftmassenstromabhängiger Druckabfall. Dieser Druckabfall ist vorzugsweise als eine Kennlinie gespeichert in Abhängigkeit von dem Luftmassenstrom durch den Luftfilter AIC, der im Wesentlichen dem Luftmassenstrom MAF_THR durch die Drosselklappe THR entspricht. Daher kann der Druck PUT vor der Drosselklappe THR als Differenz des Umgebungsdrucks AMP und eines Druckabfalls am Luftfilter AIC ausgedrückt werden.Between an ambient pressure AMP upstream of the air filter AIC and the pressure PUT upstream of the throttle valve THR, there is essentially an air mass flow-dependent pressure drop. This pressure drop is preferably stored as a characteristic in Dependence on the air mass flow through the air filter AIC, which essentially corresponds to the air mass flow MAF_THR through the throttle valve THR. Therefore, the pressure PUT before the throttle valve THR can be expressed as a difference of the atmospheric pressure AMP and a pressure drop at the air cleaner AIC.
Der Umgebungsdruck AMP ist als Messwert eines Umgebungsdrucksensors erfassbar oder als eine Modellgröße abhängig von anderen Modellgrößen und/oder Messwerten ermittelbar und stellt in Bezug auf das physikalische Modell für das erste Volumen VOL1 eine bekannte Größe dar, das heißt der Druck PUT vor der Drosselklappe THR ist abhängig von dem Umgebungsdruck AMP ermittelbar, so dass der Druck PUT vor der Drosselklappe THR in Bezug auf das physikalische Modell für das erste Volumen VOL1 eine bekannte Größe darstellt. Der Druck PUT vor der Drosselklappe THR kann alternativ auch als Messwert erfasst werden, wenn ein entsprechender Drucksensor vor der Drosselklappe THR vorgesehen ist. Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass der Luftmassenstrom MAF_THR durch die Drosselklappe THR in einem Kennfeld gespeichert ist.Of the Ambient pressure AMP is the reading of an ambient pressure sensor detectable or as a model size dependent can be determined from other model sizes and / or measured values and represents with respect to the physical model for the first volume VOL1 is a known quantity that is the pressure PUT before the throttle THR depends on the ambient pressure AMP can be determined, so that the pressure PUT before the Throttle valve THR with respect to the physical model for the first volume VOL1 represents a known quantity. The pressure PUT in front of the throttle valve THR can alternatively also be used as a measured value be detected when a corresponding pressure sensor in front of the throttle THR is provided. It may alternatively be provided that the Air mass flow MAF_THR through the throttle valve THR in a map is stored.
In dem Schritt S01 wird ferner der Luftmassenstrom MAF_RFP durch die Umluftklappe RFP ausgedrückt als Produkt des wirksamen Umluftklappenquerschnitts AR_RED_RFP, des Luftmassenstromkoeffizienten MAF_MDL_CON_1 abhängig von der Lufttemperatur T_RFP an der Umluftklappe RFP, des Ladedrucks CAP und des Durchflusskoeffizienten PSI abhängig von einem Umluftklappendruckverhältnis PQ_RFP. Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass der Luftmassenstrom MAF_RFP durch die Drosselklappe RFP in einem Kennfeld gespeichert ist. Der Luftmassenstrom MAF_SCHA durch den Kompressor COMP wird ausgedrückt durch den Druck PDT nach der Drosselklappe THR multipliziert mit dem Kompressorvolumenstrom VOL_SCHA abhängig von einem Kompressordruckverhältnis PQ_SCHA und geteilt durch ein Produkt einer Gaskonstanten R von Luft mit der Lufttemperatur T_SCHA_UP vor dem Kompressor COMP. Der Kompressorvolumenstrom VOL_SCHA ist beispielsweise in einem Kennfeld gespeichert. Es kann jedoch alternativ auch vorgesehen sein, dass der Luftmassenstrom MAF_SCHA durch den Kompressor COMP beispielsweise in einem Kennfeld gespeichert ist.In In step S01, the mass air flow MAF_RFP is further controlled by the Recirculation flap RFP expressed as a product of the effective Recirculation damper cross section AR_RED_RFP, the air mass flow coefficient MAF_MDL_CON_1 depends on the air temperature T_RFP the recirculation damper RFP, the boost pressure CAP and the flow coefficient PSI dependent on a recirculating air flap pressure ratio PQ_RFP. It may alternatively be provided that the air mass flow MAF_RFP is stored by the throttle flap RFP in a map. The mass air flow MAF_SCHA through the compressor COMP is expressed by the pressure PDT after the throttle THR multiplied by the compressor volumetric flow VOL_SCHA depending on a Compressor pressure ratio PQ_SCHA and divided by a Product of a gas constant R of air with the air temperature T_SCHA_UP in front of the compressor COMP. The compressor volumetric flow VOL_SCHA is stored for example in a map. It may, however, alternatively be provided that the air mass flow MAF_SCHA through the Compressor COMP is stored for example in a map.
Aus den in dem Schritt S01 genannten Luftmassenströmen, das heißt insbesondere aus dem Luftmassenstrom MAF_THR durch die Drosselklappe THR, dem Luftmassenstrom MAR_RFP durch die Umluftklappe RFP, den Luftmassenstrom MAF_SCHA durch den Kompressor COMP und gegebenenfalls weiteren Luftmassenströmen, zum Beispiel dem Luftmassenstrom FLOW_CPS der Tankentlüftung und/oder dem Luftmassenstrom FLOW_CRCV der Kurbelgasentlüftung, wird eine Luftmassenstrombilanz für das erste Volumen VOL1 gebildet. In einem Schritt S02 wird die erste zeitliche Ableitung PDT_DRV1 des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR ausgedrückt als Produkt dieser Luftmassenstrombilanz, der Gaskonstante R von Luft und der Temperatur T1 in dem ersten Volumen VOL1 geteilt durch den Volumeninhalt V1 des ersten Volumens VOL1.Out the air mass flows referred to in step S01, the is called in particular from the air mass flow MAF_THR the throttle valve THR, the mass air flow MAR_RFP through the recirculation damper RFP, the mass air flow MAF_SCHA through the compressor COMP and optionally further air mass flows, for example the air mass flow FLOW_CPS of the tank ventilation and / or the air mass flow FLOW_CRCV of the crankcase ventilation, an air mass flow balance for the first volume VOL1 is formed. In a step S02, the first time derivative PDT_DRV1 of the pressure PDT after the throttle THR expressed as Product of this air mass flow balance, the gas constant R of air and the temperature T1 in the first volume VOL1 divided by the volume content V1 of the first volume VOL1.
In einem Schritt S03 wird die in dem Schritt S02 erhaltene erste zeitliche Ableitung PDT_DRV1 des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR integriert. Für das Integrieren wird beispielhaft die Trapezregel angewendet. Es ist jedoch ebenso möglich, eine andere Integrationsregel anzuwenden. Durch das Integrieren mittels der Trapezregel ist der Druck PDT nach der Drosselklappe THR für den aktuellen Zeitschritt n ausgedrückt als Summe des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR zu dem vorangegangenen Zeitschritt n-1 und eines Produkts einer halben Segmentzeitdauer T_SEG und einer Summe der ersten zeitlichen Ableitung PDT_DRV1 des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR zu dem aktuellen Zeitschritt n und der ersten zeitlichen Ableitung PDT_DRV1 des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR zu dem vorangegangenen Zeitschritt n-1.In In a step S03, the first time obtained in the step S02 becomes Derivative PDT_DRV1 the pressure PDT after the throttle THR integrated. For integration, the trapezoid rule is used as an example. However, it is also possible to have a different integration rule apply. By integrating by means of the trapezoidal rule is the Pressure PDT after the throttle THR for the current time step n expressed as the sum of the pressure PDT after the throttle THR at the previous time step n-1 and a product of a half segment time T_SEG and a sum of the first temporal Derivative PDT_DRV1 of the pressure PDT after the throttle valve THR too the current time step n and the first time derivative PDT_DRV1 of the pressure PDT after the throttle valve THR to the previous one Time step n-1.
In einem Schritt S04 werden in die in dem Schritt S03 erhaltene Gleichung für den Druck PDT nach der Drosselklappe THR zu dem aktuellen Zeitschritt n die in dem Schritt S02 erhal tende Gleichung für den aktuellen und für den vorangegangenen Zeitschritt n, n-1 der ersten Ableitung PDT_DRV1 des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR eingesetzt und werden in diese die in dem Schritt S01 aufgestellten Gleichungen für den Luftmassenstrom MAF_THR durch die Drosselklappe THR, den Luftmassenstrom MAF_RFP durch die Umluftklappe RFP und den Luftmassenstrom MAF_SCHA durch den Kompressor COMP eingesetzt. Das Ergebnis ist eine erste Gleichung mit den zwei Unbekannten Druck PDT nach der Drosselklappe THR und Ladedruck CAP. Der Durchflusskoeffizient PSI ist dabei zwecks Vereinfachung vorzugsweise als stückweise linear approximiert gespeichert, zum Beispiel in Form einer Kennlinie. Ein Steigungswert PSIS und ein Verschiebungswert PSIO des Durchflusskoeffizienten PSI repräsentieren eine Verschiebung, die auch als ”Offset” bezeichnet werden kann, sowie eine Steigung des jeweiligen Geradenabschnitts des approximierten Durchflusskoeffizienten. Der Durchflusskoeffizient PSI kann jedoch auch anders ausgedrückt werden.In Step S04 becomes the equation obtained in step S03 for the pressure PDT after the throttle THR to the current Time step n is the equation obtained in step S02 for the current and for the previous time step n, n-1 of the first derivative PDT_DRV1 of the pressure PDT after the throttle THR are inserted and placed in these in step S01 Equations for the mass air flow MAF_THR through the throttle THR, the air mass flow MAF_RFP through the recirculation damper RFP and the mass air flow MAF_SCHA used by the compressor COMP. The result is a first equation with the two unknown pressures PDT after the throttle THR and boost CAP. The flow coefficient PSI is preferably for the sake of simplicity as a piecewise linear Approximated stored, for example in the form of a characteristic. A slope value PSIS and a displacement value PSIO of the flow coefficient PSI represent a displacement, also referred to as "offset" can be, as well as a slope of the respective straight section of the approximated flow coefficient. The flow coefficient However, PSI can also be expressed differently.
Entsprechend den Schritten S01 bis S04 wird in Schritten S05 bis S08 eine zweite Gleichung mit den zwei Unbekannten Druck PDT nach der Drosselklappe THR und Ladedruck CAP gemäß dem physikalischen Modell des zweiten Volumens VOL2 hergeleitet. In einem Schritt S05 werden gemäß dem physikalischen Modell für das zweite Volumen VOL2 Gleichungen aufgestellt für die das zweite Volumen VOL2 betreffenden Luftmassenströme. Diese Luftmassenströme umfassen den Luftmassenstrom MAF_RFP durch die Umluftklappe RFP, den Luftmassenstrom MAF_SCHA durch den Kompressor COMP sowie einen Luftmassenstrom MAF_IM durch das jeweilige Saugrohr oder den Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine. Bezüglich des Luftmassenstroms MAF_RFP durch die Umluftklappe RFP und des Luftmassenstroms MAF_SCHA durch den Kompressor COMP wird auf die Ausführungen zu dem Schritt S01 verwiesen.According to steps S01 to S04, in steps S05 to S08, a second equation having the two unknown pressures PDT after the throttle valve THR and boost pressure CAP according to the physical model of the second volume VOL2 derived. In a step S05, according to the physical model for the second volume VOL2, equations are set up for the air mass flows relating to the second volume VOL2. These air mass flows comprise the air mass flow MAF_RFP through the recirculating air flap RFP, the air mass flow MAF_SCHA through the compressor COMP and an air mass flow MAF_IM through the respective intake manifold or the air mass flow MAF_CYL in the cylinder of the internal combustion engine. With regard to the air mass flow MAF_RFP through the recirculation damper RFP and the mass air flow MAF_SCHA through the compressor COMP, reference is made to the comments on the step S01.
Bei einem kleinen Volumen in dem Ladeluftkühler ICO oder in den Ladeluftkühlern ICO sowie nach diesem beziehungsweise diesen kann vereinfachend angenommen werden, dass die Luft in einem Raum zwischen Ladeluftkühler ICO und Einlassventilen der Zylinder der Brennkraftmaschine keine eigene Dynamik besitzt, das heißt ein Luftmassenstrom durch den Ladeluftkühler ICO oder die Ladeluftkühler ICO im Wesentlichen gleich dem Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine ist. Ferner wird vereinfachend eine isobare Kühlung in dem Ladeluftkühler oder in den Ladeluftkühlern angenommen. Dann besteht zwischen dem Ladedruck CAP vor dem Ladeluftkühler ICO oder vor den Ladeluftkühlern ICO und dem Saugrohrdruck MAP nach diesem beziehungsweise nach diesen lediglich ein luftmassenstromabhängiger Druckabfall. Dieser Druckabfall ist vorzugsweise als eine Kennlinie gespeichert in Abhängigkeit von dem Luftmassenstrom durch den Ladeluftkühler ICO oder durch die Ladeluftkühler ICO, also im Wesentlichen in Abhängigkeit von dem Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine. Der jeweilige Saugrohrdruck MAP kann daher als Differenz des Ladedrucks CAP und eines Druckabfalls PRS_LOSS_ICO am jeweiligen Ladeluftkühler ICO ausgedrückt werden. Der jeweilige Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine kann dann vereinfacht ausgedrückt werden durch den jeweiligen Saugrohrdruck MAP multipliziert mit einem jeweiligen Steigungswert ETAS einer Schlucklinie der Brennkraftmaschine minus einem jeweiligen Verschiebungswert ETAO der Schlucklinie der Brennkraftmaschine. Die Schlucklinie der Brennkraftmaschine ist dabei vorzugsweise als stückweise linear approximiert gespeichert, zum Beispiel in Form einer Kennlinie. Der Steigungswert ETAS und der Verschiebungswert ETAO der Schlucklinie repräsentieren eine Verschiebung, die auch als ”Offset” bezeichnet werden kann, sowie eine Steigung des jeweiligen Geradenabschnitts der approximier ten Schlucklinie. Der Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine kann jedoch auch anders ausgedrückt werden. Insbesondere können weitere Terme und insbesondere nichtlineare Terme vorgesehen sein, um den Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine präziser auszudrücken. Beispielsweise kann ein weiterer Verschiebungswert berücksichtigt werden, der abhängig von einem Abgasgegendruck und abhängig von einer Ventilstellung ermittelbar ist. Dadurch kann ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen dem Saugrohrdruck MAP und dem Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine bei großen Ventilüberschneidungen berücksichtigt werden. Dies ist im Allgemeinen jedoch nur relevant bei Brennkraftmaschinen, die einen sehr weiten Verstellbereich von Einlass- und Auslassnockenwellen aufweisen.at a small volume in the intercooler ICO or in the intercoolers ICO and after this or This can be assumed simplifying that the air in a room between intercooler ICO and intake valves of the cylinders the internal combustion engine has no own dynamics, that is an air mass flow through the intercooler ICO or the Intercooler ICO substantially equal to the mass air flow MAF_CYL in cylinder of the internal combustion engine is. Further, it becomes simplistic an isobaric cooling in the intercooler or assumed in the intercoolers. Then there is between the boost pressure CAP before the intercooler ICO or before the Intercoolers ICO and the intake manifold pressure MAP after this or according to these only an air mass flow dependent Pressure drop. This pressure drop is preferably as a characteristic stored in dependence on the air mass flow through the intercooler ICO or through the intercooler ICO, that is essentially dependent on the air mass flow MAF_CYL in cylinder of the internal combustion engine. The respective intake manifold pressure MAP can therefore be considered the difference of the boost pressure CAP and a pressure drop PRS_LOSS_ICO expressed on the respective intercooler ICO become. The respective air mass flow MAF_CYL in cylinders of the internal combustion engine can then be expressed in a simplified way by the respective Intake manifold pressure MAP multiplied by a respective slope value ETAS a sip line of the internal combustion engine minus a respective Displacement value ETAO of the intake line of the internal combustion engine. The Schlucklinie the internal combustion engine is preferably as piecewise linearly approximated stored, for example in the form of a characteristic. The slope value ETAS and the displacement value ETAO of the sipline represent a shift, which can also be referred to as "offset", and a slope of the respective straight section of the approximier th Absorption line. The air mass flow MAF_CYL in cylinder of the internal combustion engine but it can also be expressed differently. Especially can use more terms and in particular nonlinear terms be provided to the mass air flow MAF_CYL in cylinders of the Express the internal combustion engine more precisely. For example a further shift value can be taken into account, which depends on an exhaust backpressure and depending can be determined from a valve position. This can be a nonlinear Relationship between the intake manifold pressure MAP and the mass air flow MAF_CYL in cylinders of the internal combustion engine with large valve overlaps be taken into account. This is generally only relevant to internal combustion engines, which has a very wide adjustment range intake and exhaust camshafts.
Aus den in dem Schritt S05 genannten Luftmassenströmen, das heißt insbesondere aus dem Luftmassenstrom MAF_RFP durch die Umluftklappe RFP, den Luftmassenstrom MAF_SCHA durch den Kompressor COMP und dem Luftmassenstrom MAF_IM durch das jeweilige Saugrohr oder entsprechend dem Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine wird eine Luftmassenstrombilanz für das zweite Volumen VOL2 gebildet. In einem Schritt S06 wird die erste zeitliche Ableitung CAP_DRV1 des Ladedrucks CAP ausgedrückt als Produkt dieser Luftmassenstrombilanz, der Gaskonstante R von Luft und der Temperatur T2 in dem zweiten Volumen VOL2 geteilt durch den Volumeninhalt V2 des zweiten Volumens VOL2.Out the air mass flows mentioned in step S05, the is in particular from the air mass flow MAF_RFP by the recirculation damper RFP, the mass air flow MAF_SCHA through the compressor COMP and the air mass flow MAF_IM through the respective intake manifold or according to the air mass flow MAF_CYL in cylinders of the internal combustion engine becomes an air mass flow balance for the second volume VOL2 formed. In a step S06, the first time derivative CAP_DRV1 the boost pressure CAP expressed as the product of this air mass flow the gas constant R of air and the temperature T2 in the second Volume VOL2 divided by the volume volume V2 of the second volume VOL2.
In einem Schritt S07 wird die in dem Schritt S06 erhaltene erste zeitliche Ableitung CAP_DRV1 des Ladedrucks CAP integriert. Für das Integrieren wird entsprechend dem Schritt S03 beispielhaft die Trapezregel angewendet. Es ist jedoch ebenso möglich, eine andere Integrationsregel anzuwenden. Durch das Integrieren mittels der Trapezregel ist der Ladedruck CAP für den aktuellen Zeitschritt n ausgedrückt als Summe des Ladedrucks CAP zu dem vorangegangenen Zeitschritt n-1 und eines Produkts der halben Segmentzeitdauer T_SEG und einer Summe der ersten zeitlichen Ableitung CAP_DRV1 des Ladedrucks CAP zu dem aktuellen Zeitschritt n und der ersten zeitlichen Ableitung CAP_DRV1 des Ladedrucks CAP zu dem vorangegangenen Zeitschritt n-1.In In a step S07, the first time obtained in the step S06 becomes Derivation CAP_DRV1 of the boost pressure CAP integrated. For the In accordance with step S03, the trapezoidal rule is integrated as an example applied. However, it is also possible to have a different integration rule apply. By integrating by means of the trapezoidal rule is the boost pressure CAP expressed for the current time step n as the sum of the boost pressure CAP at the previous time step n-1 and a product of the half segment time T_SEG and one Sum of the first time derivative CAP_DRV1 of the boost pressure CAP to the current time step n and the first time derivative CAP_DRV1 of the boost pressure CAP to the previous time step n-1.
In einem Schritt S08 werden in die in dem Schritt S07 erhaltene Gleichung für den Ladedruck CAP zu dem aktuellen Zeitschritt n die in dem Schritt S06 erhaltende Gleichung für den aktuellen und für den vorangegangenen Zeitschritt n, n-1 der ersten zeitlichen Ableitung CAP_DRV1 des Ladedrucks CAP eingesetzt und werden in diese die in dem Schritt S05 aufgestellten Gleichungen für den Luftmassenstrom MAF_RFP durch die Umluftklappe RFP, den Luftmassenstrom MAF_SCHA durch den Kompressor COMP und den Luftmassenstrom MAF_IM durch das jeweilige Saugrohr oder den jeweiligen Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine eingesetzt. Das Ergebnis ist die zweite Gleichung mit den zwei Unbekannten Druck PDT nach der Drosselklappe THR und Ladedruck CAP.In a step S08, the equation for the boost pressure CAP obtained in the step S07 at the current time step n becomes the equation obtained in the step S06 for the current and for the preceding time step n, n-1 of the first time derivative CAP_DRV1 of the boost pressure CAP are used and are in this the established in step S05 equations for the mass air flow MAF_RFP through the recirculation damper RFP, the mass air flow MAF_SCHA through the compressor COMP and the air mass flow MAF_IM through the respective intake manifold or the respective air mass flow MAF_CYL in cylinder Internal combustion engine used. The result is the second equation with the two unknown pressure PDT after the throttle THR and boost CAP.
Das durch die erste und die zweite Gleichung gebildete Gleichungssystem mit den zwei Unbekannten wird in einem Schritt S09 aufgelöst nach dem Druck PDT nach der Drosselklappe THR und wird in einem Schritt S010 aufgelöst nach dem Ladedruck CAP. Die in den Schritten S09 und S010 resultierenden Ausdrücke repräsentieren die jeweilige Berechnungsvorschrift, die in den Schritten S3 und S6 genutzt werden zum Ermitteln des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR beziehungsweise des Ladedrucks CAP.The equation system formed by the first and second equations with the two unknowns is resolved in a step S09 after the pressure PDT after the throttle THR and is in one Step S010 dissolved after the boost pressure CAP. The in the Representing steps S09 and S010 the respective calculation rule, which in steps S3 and S6 are used to determine the pressure PDT after the throttle THR or the boost pressure CAP.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der in dem Schritt S3 ermittelte Modellwert des Drucks PDT nach der Drosselklappe THR und der ermittelte Modellwert des Ladedrucks CAP jeweils einem Regler zugeführt werden zum Abgleichen mit einem gegebenenfalls mittels eines jeweiligen Sensors erfassten tatsächlich in dem ersten beziehungsweise zweiten Volumen VOL1, VOL2 vorherrschenden Druck.Prefers it is provided that the model value determined in step S3 the pressure PDT after the throttle THR and the determined model value each of the boost pressure CAP be fed to a controller for matching with an optionally by means of a respective Sensors actually detected in the first or second volume VOL1, VOL2 prevailing pressure.
Alle Eingangsgrößen des beschriebenen Verfahrens, insbesondere Temperaturen und Drücke, können als Modellgrößen ermittelt oder als Messgrößen erfasst werden. Beispielsweise werden der Umgebungsdruck AMP, der Druck PDT nach der Drosselklappe THR, die Lufttemperatur T_SCHA_UP vor dem Kompressor COMP und der Saugrohrdruck MAP als Messgrößen mittels entsprechend vorgesehener Druck- beziehungsweise Temperatursensoren erfasst. Andere Größen, beispielsweise die Lufttemperatur T_SCHA_DOWN nach dem Kompressor COMP, die Lufttemperatur T_THR an der Drosselklappe THR und die Lufttemperatur T_RFP an der Umluftklappe, werden als Modellgrößen ermittelt. Die Zuordnung, welche der Größen als Messgrößen erfasst oder als Modellgrößen ermittelt werden, kann jedoch auch anders sein. Insbesondere ist es durch Nutzen der beschriebenen Berechnungsvorschriften möglich, den Druck PDT nach der Drosselklappe THR und den Ladedruck CAP sowie gegebenenfalls abhängig von diesen den Saugrohrdruck MAP und/oder Luftmassenströme, insbesondere den Luftmassenstrom MAF_CYL in Zylinder der Brennkraftmaschine, ausschließlich oder nahezu ausschließlich abhängig von Modellgrößen zu ermitteln, also ohne oder nahezu ohne Rückgriff auf Messwerte. Zum Beispiel ist nur der Umgebungsdrucksensor zum Erfassen des Umgebungsdrucks AMP oder der Drucksensor zum Erfassen des Drucks PUT vor der Drosselklappe THR vorgesehen.All Input variables of the described method, in particular Temperatures and pressures can be used as model sizes determined or recorded as measured variables. For example, the ambient pressure AMP, the pressure PDT after the throttle THR, the air temperature T_SCHA_UP in front of the compressor COMP and the intake manifold pressure MAP as measured variables detected by means of correspondingly provided pressure or temperature sensors. Other sizes, such as the air temperature T_SCHA_DOWN after the compressor COMP, the air temperature T_THR the throttle valve THR and the air temperature T_RFP at the recirculation damper, are determined as model sizes. The assignment, which of the variables as measured variables recorded or determined as model sizes, but it can also be different. In particular, it is through the benefit of described calculation rules possible, the pressure PDT after the throttle valve THR and the boost pressure CAP and possibly dependent of these the intake manifold pressure MAP and / or air mass flows, in particular the air mass flow MAF_CYL in cylinders of the internal combustion engine, exclusively or almost exclusively dependent of model sizes, ie without or almost without recourse to measured values. For example, only the ambient pressure sensor for detecting the ambient pressure AMP or the pressure sensor for detecting the pressure PUT before the throttle THR provided.
- AICAIC
- Luftfilterair filter
- AMPAMP
- Umgebungsdruckambient pressure
- AR_RED_RFPAR_RED_RFP
- wirksamer Umluftklappenquerschnitteffective Recirculated air flap section
- AR_RED_THRAR_RED_THR
- wirksamer Drosselklappenquerschnitteffective Throttle area
- 3131
- erste Bankfirst Bank
- 3232
- zweite Banksecond Bank
- CAPCAP
- Ladedruckboost pressure
- CAP_DRV1CAP_DRV1
- erste zeitliche Ableitung des Ladedrucksfirst Timing of the boost pressure
- COMPCOMP
- Kompressorcompressor
- ETAOEtao
- Verschiebungswert der Schlucklinieshift value the swallow line
- ETASETAS
- Steigungswert der Schlucklinieslope value the swallow line
- FLOW_CPSFLOW_CPS
- Luftmassenstrom der TankentlüftungAir mass flow the tank ventilation
- FLOW_CRCVFLOW_CRCV
- Luftmassenstrom der KurbelgasentlüftungAir mass flow the crankcase ventilation
- ICOICO
- LadeluftkühlerIntercooler
- LL
- Überbrückungsleitungbypass line
- MAF_CYLMAF_CYL
- Luftmassenstrom in ZylinderAir mass flow in cylinders
- MAF_IMMAF_IM
- Luftmassenstrom durch das SaugrohrAir mass flow through the suction pipe
- MAF_MDL_CON_1MAF_MDL_CON_1
- LuftmassenstromkoeffizientAir mass flow coefficient
- MAF_RFPMAF_RFP
- Luftmassenstrom durch die UmluftklappeAir mass flow through the recirculation damper
- MAF_SCHAMAF_SCHA
- Luftmassenstrom durch den KompressorAir mass flow through the compressor
- MAF_THRMAF_THR
- Luftmassenstrom durch die DrosselklappeAir mass flow through the throttle
- MAPMAP
- SaugrohrdruckIntake manifold pressure
- nn
- aktueller Zeitschrittcurrent time step
- n-1n-1
- vorangegangener Zeitschrittprevious time step
- PDTPDT
- Druck nach der Drosselklappeprint after the throttle
- PDT_DRV1PDT_DRV1
- erste zeitliche Ableitung des Drucks nach der Drosselklappefirst time derivative of the pressure after the throttle
- PQ_RFPPQ_RFP
- UmluftklappendruckverhältnisRecirculated air dampers pressure ratio
- PQ_SCHAPQ_SCHA
- KompressordruckverhältnisCompressor pressure ratio
- PQ_THRPQ_THR
- DrosselklappendruckverhältnisThrottle pressure ratio
- PRS_LOSS_ICOPRS_LOSS_ICO
- Druckabfall am Ladeluftkühlerpressure drop on the intercooler
- PSIPSI
- DurchflusskoeffizientFlow Coefficient
- PSIOPSIO
- Verschiebungswert des Durchfluss-koeffizientenshift value the flow coefficient
- PSISPSIS
- Steigungswert des Durchflusskoeffizientenslope value the flow coefficient
- PUTPUT
- Druck vor der Drosselklappeprint in front of the throttle
- RR
- Gaskonstante von Luftgas constant of air
- RFPRFP
- Umluftklapperecirculation damper
- STST
- Steuereinheitcontrol unit
- T_RFPT_RFP
- Lufttemperatur an der Umluftklappeair temperature at the recirculation damper
- T_SCHA_DOWNT_SCHA_DOWN
- Lufttemperatur nach dem Kompressorair temperature after the compressor
- T_SCHA_UPT_SCHA_UP
- Lufttemperatur vor dem Kompressorair temperature in front of the compressor
- T_SEGT_SEG
- SegmentzeitdauerSegment period
- T_THRT_THR
- Lufttemperatur an der Drosselklappeair temperature at the throttle
- T1T1
- Temperatur in dem ersten Volumentemperature in the first volume
- T2T2
- Temperatur in dem zweiten Volumentemperature in the second volume
- THRTHR
- Drosselklappethrottle
- TWTW
- vorgegebene Intervalldauerspecified interval duration
- V1V1
- Volumeninhalt des ersten Volumensvolume content of the first volume
- V2V2
- Volumeninhalt des zweiten Volumensvolume content of the second volume
- VOL_SCHAVOL_SCHA
- KompressorvolumenstromCompressor flow
- VOL1VOL1
- erstes Volumenfirst volume
- VOL2VOL2
- zweites Volumensecond volume
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - WO 96/32579 A1 [0003] WO 96/32579 A1 [0003]
- - DE 19709955 A1 [0004] - DE 19709955 A1 [0004]
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008022213A DE102008022213A1 (en) | 2008-05-06 | 2008-05-06 | Method for determining pressure as model value according to throttle flap for volume limited by throttle valve, recirculating air flap and compressor, involves determining pressure according to throttle flap, and charge air pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008022213A DE102008022213A1 (en) | 2008-05-06 | 2008-05-06 | Method for determining pressure as model value according to throttle flap for volume limited by throttle valve, recirculating air flap and compressor, involves determining pressure according to throttle flap, and charge air pressure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008022213A1 true DE102008022213A1 (en) | 2009-11-12 |
Family
ID=41152523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102008022213A Withdrawn DE102008022213A1 (en) | 2008-05-06 | 2008-05-06 | Method for determining pressure as model value according to throttle flap for volume limited by throttle valve, recirculating air flap and compressor, involves determining pressure according to throttle flap, and charge air pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008022213A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114000954A (en) * | 2020-07-28 | 2022-02-01 | 广州汽车集团股份有限公司 | Method and device for determining fresh charge in engine cylinder |
WO2022129243A1 (en) * | 2020-12-16 | 2022-06-23 | Vitesco Technologies GmbH | Air volume estimation method for electric supercharger system of an engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4873961A (en) * | 1987-04-02 | 1989-10-17 | Mazda Motor Corporation | Air-fuel ratio control for supercharged automobile engine |
WO1996032579A1 (en) | 1995-04-10 | 1996-10-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for finding the mass of air entering the cylinders of an internal combustion engine with the aid of a model |
DE19709955A1 (en) | 1997-03-11 | 1998-09-17 | Siemens Ag | Method of controlling IC engine with charging device |
DE10158262A1 (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 |
-
2008
- 2008-05-06 DE DE102008022213A patent/DE102008022213A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4873961A (en) * | 1987-04-02 | 1989-10-17 | Mazda Motor Corporation | Air-fuel ratio control for supercharged automobile engine |
WO1996032579A1 (en) | 1995-04-10 | 1996-10-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for finding the mass of air entering the cylinders of an internal combustion engine with the aid of a model |
DE19709955A1 (en) | 1997-03-11 | 1998-09-17 | Siemens Ag | Method of controlling IC engine with charging device |
DE10158262A1 (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 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Kimmich F., Schwarte A., Isermann R.: Modelbasierte Fehlerdiagnose am Dieselmotor, 10. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik, 2001, S. 1-33 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114000954A (en) * | 2020-07-28 | 2022-02-01 | 广州汽车集团股份有限公司 | Method and device for determining fresh charge in engine cylinder |
CN114000954B (en) * | 2020-07-28 | 2023-10-03 | 广州汽车集团股份有限公司 | Method and device for determining fresh charge in engine cylinder |
WO2022129243A1 (en) * | 2020-12-16 | 2022-06-23 | Vitesco Technologies GmbH | Air volume estimation method for electric supercharger system of an engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1247016B1 (en) | Method and device for controlling an internal combustion engine that is provided with an air system | |
DE102010044164B4 (en) | Method and device for controlling an internal combustion engine | |
DE102009002890B4 (en) | Method and device for monitoring a charge air cooler bypass valve | |
DE102008027762B3 (en) | Method and device for diagnosing an intake tract of an internal combustion engine | |
DE102007062794B4 (en) | Method and device for detecting a leak in an exhaust section of an internal combustion engine | |
EP3698032B1 (en) | Method for the model-based control and regulation of an internal combustion engine | |
WO2015086245A1 (en) | Method for detecting a leak in a crankcase breather | |
DE102005027565A1 (en) | Method for fault diagnosis of an ambient pressure sensor and an intake manifold pressure sensor | |
DE19740970A1 (en) | Operation of internal combustion engine | |
DE102015016095A1 (en) | Methods and systems for diagnosing an inlet oxygen sensor based on pressure | |
DE102008041804A1 (en) | Method and device for monitoring an exhaust gas recirculation arrangement | |
DE102005019017A1 (en) | Method and device for fault diagnosis for internal combustion engines | |
DE102014217591B4 (en) | Method and device for controlling an exhaust gas recirculation valve of a supercharged internal combustion engine with exhaust gas recirculation | |
DE102016101211A1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR DIAGNOSIS OF RUSS ASSEMBLY ON AN EXHAUST GAS RECYCLING VALVE | |
DE102007039691A1 (en) | Modeling method and control unit for an internal combustion engine | |
DE102004041708B4 (en) | Method for the model-based determination of fresh air mass flowing into the cylinder combustion chamber of an internal combustion engine during an intake phase | |
DE102007035314A1 (en) | Internal combustion engine e.g. petrol engine, operating method for vehicle, involves determining value of filling of combustion chamber, and applying pipe model and/or engine characteristic for emergency operation position of valve | |
DE102008040633B4 (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
DE102016219781A1 (en) | Method and control unit for balancing and diagnosing an exhaust gas recirculation mass flow meter | |
DE102014000397A1 (en) | Model-based cylinder fill detection for an internal combustion engine | |
DE102014220815A1 (en) | Method for monitoring the secondary air system in an exhaust gas purification system of an internal combustion engine | |
DE102008022213A1 (en) | Method for determining pressure as model value according to throttle flap for volume limited by throttle valve, recirculating air flap and compressor, involves determining pressure according to throttle flap, and charge air pressure | |
DE102016206329B4 (en) | Method for operating a combustion engine having a wastegate turbocharger and internal combustion engine | |
DE102007035312B4 (en) | Method and device for operating an internal combustion engine | |
EP1431547B1 (en) | Method and device for calculating the exhaust gas recirculation amount in an internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20140618 |