DE102008046930B4 - Motorsteuerungssystem und Verfahren zum Abschätzen einer Restgasfraktion für Verbrennungsmotoren mithilfe von Höhenkompensation - Google Patents

Motorsteuerungssystem und Verfahren zum Abschätzen einer Restgasfraktion für Verbrennungsmotoren mithilfe von Höhenkompensation Download PDF

Info

Publication number
DE102008046930B4
DE102008046930B4 DE102008046930.0A DE102008046930A DE102008046930B4 DE 102008046930 B4 DE102008046930 B4 DE 102008046930B4 DE 102008046930 A DE102008046930 A DE 102008046930A DE 102008046930 B4 DE102008046930 B4 DE 102008046930B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rpm
ecam
icam
rgf
factor
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102008046930.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102008046930A1 (de
Inventor
Layne K. Wiggins
Jason Meyer
Yann G. Guezennec
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102008046930A1 publication Critical patent/DE102008046930A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102008046930B4 publication Critical patent/DE102008046930B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/006Controlling exhaust gas recirculation [EGR] using internal EGR
    • F02D41/0062Estimating, calculating or determining the internal EGR rate, amount or flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414Air temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/70Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle exterior
    • F02D2200/703Atmospheric pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/70Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle exterior
    • F02D2200/703Atmospheric pressure
    • F02D2200/704Estimation of atmospheric pressure
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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)

Abstract

Motorsteuerungssystem, das umfasst: ein Modul zur Berechnung eines ersten Faktors, das einen ersten Faktor auf der Basis einer Einlassnockenposition (ICAM), einer Auslassnockenposition (ECAM), einer Motordrehzahl (RPM) und erster Kalibrierfaktoren berechnet; ein Modul zur Berechnung eines zweiten Faktors, das einen zweiten Faktor auf der Basis von ICAM, ECAM, RPM und zweiter Kalibrierfaktoren berechnet; ein Abschätzmodul für eine Restgasfraktion (RGF), das einen RGF-Wert auf der Basis des ersten Faktors, höhenangepasst, und des zweiten Faktors abschätzt, und zwar auf der Basis vonwobei Pbaro ein Luftdruck ist und MAP ein Krümmerabsolutdruck ist; und ein Motorbetriebsmodul, das zumindest einen Motorbetriebsparameter auf der Basis des RGF-Wertes anpasst.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Motorsteuerungssystem für Verbrennungsmotoren und im Spezielleren ein Motorsteuerungssystem, um ein Restgas abzuschätzen.
  • Hintergrund
  • Restgas ist das verbrannte Luft/Kraftstoff-Gemisch, das nach einem Verbrennungsereignis in einem fremdgezündeten Benzinverbrennungsmotor in einem Zylinder zurückbleibt. Die Restgasmenge übt einen großen Einfluss auf die Emissionen, die Leistung, die Verbrennungsstabilität und den volumetrischen Wirkungsgrad aus.
  • Aus der US 2007/0112501 A1 ist es beispielsweise bekannt, die Restgasmenge unter Berücksichtigung der Einlassnockenposition, der Auslassnockenposition, der Motordrehzahl und dem Umgebungsdruck zu berechnen.
  • Ferner ist es aus der US 2002/0133286 A1 bekannt, den volumetrischen Wirkungsgrad mittels eines Korrekturglieds zu korrigieren.
  • Restgas beeinflusst den Verbrennungsprozess in fremdgezündeten Motoren durch seinen Einfluss auf eine Ladungsmasse, Verdünnung, Temperatur und Flammengeschwindigkeit. Diese Einflüsse können bedeutsam sein, um die Motorleerlaufstabilität, die Kraftstoffökonomie und den NOx-Ausstoß zu optimieren. Derzeitige Restgas-Abschätzungsstrategien sind jedoch verhältnismäßig ungenau.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, zumindest eine Realisierung zur möglichst genauen Abschätzung der Restgasmenge anzugeben.
  • Zusammenfassung
  • Diese Aufgabe wird mit einem Motorsteuerungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
  • Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich. Es sollte einzusehen sein, dass die Beschreibung und spezielle Beispiele nur Illustrationszwecken dienen sollen.
  • Zeichnungen
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich Illustrationszwecken.
  • 1 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines Motorsteuerungssystems, das eine Restgasfraktion (RGF) gemäß der vorliegenden Offenbarung berechnet;
  • 2A veranschaulicht ein beispielhaftes RGF-Abschätzmodul;
  • 2B veranschaulicht die Schritte eines beispielhaften Verfahrens zum Berechnen der RGF und zum Verwenden der RGF, um einen Motorbetrieb zu steuern;
  • 3 ist ein Graph einer tatsächlichen RGF auf der Basis von Einlass- und Auslassnockenpositionen für einen beispielhaften Motor und Betriebspunkt;
  • 4 ist ein Graph einer RGF, die mit der vorliegenden Offenbarung für den beispielhaften Motor und Betriebspunkt von 3 modelliert ist;
  • 5 ist ein Graph des Fehlers zwischen der tatsächlichen RGF und der mit der vorliegenden Offenbarung für den beispielhaften Motor und Betriebspunkt modellierten RGF;
  • 6 ist ein Graph der durch ein MIT-Modell für den beispielhaften Motor und Betriebspunkt modellierten RGF;
  • 7 ist ein Graph des Fehlers zwischen der tatsächlichen RGF und der mit der vorliegenden Offenbarung modellierten RGF;
  • 8 ist ein Histogramm von Fehlern zwischen der wahren RGF und der gemäß der vorliegenden Offenbarung modellierten RGF; und
  • 912 veranschaulichen einen RGF-Fehler für zwei Drücke, beide mit und ohne Barometerkorrekturfaktoren.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die nachfolgende Beschreibung ist rein beispielhaft. Es sollte einzusehen sein, dass in den Zeichnungen durchgehend entsprechende Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
  • Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (mehrfach genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder weitere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktion bereitstellen.
  • Eine RGF ist durch eine Gleichung mit dem Krümmerdruck, der Motordrehzahl, dem Umgebungsdruck, der Einlassnockenposition und der Auslassnockenposition beschrieben. Die vorliegende Offenbarung sieht ein verbessertes Modell zum Berechnen der RGF vor. Die vorliegende Offenbarung tendiert zu einem kleineren Fehler im Vergleich zu anderen Modellen.
  • Die Restgasfraktion (RGF) kann unter Verwendung der nachfolgenden Gleichungen dargestellt werden.
  • Figure DE102008046930B4_0003
  • RGF ist die Summe aus zwei Gleichungen (A und B). Beide Gleichungen sind Funktionen der Motordrehzahl (RPM), der Einlassnockenposition (ICAM) und der Auslassnockenposition (ECAM). Die Gleichung A wird mit dem Verhältnis zwischen dem Luftdruck (Pbaro) und dem Krümmerdruck (MAP) multipliziert, um Änderungen in der Höhe zu kompensieren. Die Gleichung B wird zu der Gleichung A addiert, um RGF zu erhalten.
  • Sowohl die erste als auch die zweite Gleichung enthalten Kalibrierparameter. Diese Kalibrierparameter sind die „a”-Werte in der Gleichung A und die „b”-Werte in der Gleichung B. Das Modell kann kalibriert werden, indem die tatsächliche Restgasfraktion über ein 1-D-Gasdynamikprogramm ermittelt wird und die Kalibrierkoeffizienten ermittelt werden, die den Fehler zwischen der tatsächlichen und der modellierten RGF minimieren.
  • Ein Verfahren, das verwendet wurde, um eine Restgasfraktion zu berechnen (bekannt als „MIT-Verfahren”) ist durch die folgende Gleichung beschrieben.
    Figure DE102008046930B4_0004
    wobei jede der Variablen in SAE 931 025 definiert ist, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Diese Veröffentlichung beschreibt ein Verfahren zum Abschätzen von Restgas mithilfe einer statischen Formel auf der Basis von Motorkonstanten (wie z. B. die Ventilüberschneidung) und zwei empirisch abgeleiteten Konstanten. In der Praxis ist dieses Modell nicht genau genug.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 ist ein beispielhaftes Motorsystem 10 mit Einlass- und Auslassnockenphasenstellern gezeigt. Das Motorsystem 10 umfasst einen Motor 12, der ein Luft- und Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Luft wird über eine Drosselklappe 16 in einen Einlasskrümmer 14 gesaugt. Die Drosselklappe 16 regelt die Luftmassenströmung in den Einlasskrümmer 14. Die Luft innerhalb des Einlasskrümmers 14 wird in Zylinder 18 verteilt. Wenngleich ein einziger Zylinder 18 veranschaulicht ist, kann das Motorsystem 10 in Motoren ausgeführt sein, die eine Vielzahl von Zylindern aufweisen, umfassend, jedoch nicht beschränkt auf 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und 12 Zylinder.
  • Ein Kraftstoffinjektor (nicht gezeigt) spritzt Kraftstoff ein, der sich mit der Luft kombiniert, wenn diese durch einen Einlasskanal in den Zylinder 18 gesaugt wird. Der Kraftstoffinjektor kann ein Injektor sein, der einer elektronischen oder einer mechanischen Kraftstoffeinspritzanlage 20 zugeordnet ist. Der Kraftstoffinjektor ist gesteuert, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff(L/K)-Verhältnis im Inneren eines jeden Zylinders 18 bereitzustellen.
  • Ein Einlassventil 22 öffnet und schließt selektiv, um es dem Luft/Kraftstoff-Gemisch zu ermöglichen, in den Zylinder 18 zu gelangen. Die Einlassventilposition ist durch eine Einlassnockenwelle 24 geregelt. Ein Kolben (nicht gezeigt) verdichtet das Luft/Kraftstoff-Gemisch im Inneren des Zylinders 18. Eine Zündkerze 26 leitet die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches ein, die den Kolben in dem Zylinder 18 antreibt. Der Kolben treibt eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) an, um ein Antriebsdrehmoment zu entwickeln. Das Verbrennungsabgas im Inneren des Zylinders 18 wird durch einen Auslasskanal nach außen gezwungen, wenn ein Auslassventil 28 sich in einer offenen Position befindet. Die Auslassventilposition ist durch eine Auslassnockenwelle 30 geregelt. Das Abgas wird in einem Abgassystem behandelt und wird in die Umgebung freigesetzt. Wenngleich einzelne Einlass- und Auslassventile 22, 28 veranschaulicht sind, ist einzusehen, dass der Motor 12 mehrere Einlass- und Auslassventile 22, 28 pro Zylinder 18 aufweisen kann.
  • Das Motorsystem 10 umfasst ferner einen Einlassnockenphasensteller 32 und einen Auslassnockenphasensteller 34, die jeweils die/den rotatorische/n Verstellung und/oder Hub der Einlass- und der Auslassnockenwelle 24, 30 regeln. Im Spezielleren kann die Verstellung der Einlass- und der Auslassnockenwelle 24, 30 nach spät oder nach früh in Bezug zueinander oder in Bezug auf einen Ort des Kolbens im Inneren des Zylinders 18 oder eine Kurbelwellenposition erfolgen. Auf diese Weise kann die Position des Einlass- und des Auslassventils 22, 28 in Bezug zueinander oder in Bezug auf einen Ort des Kolbens im Inneren des Zylinders 18 geregelt sein. Durch Regeln der Position des Einlassventils 22 und des Auslassventils 28 kann die Menge des in den Zylinder 18 aufgenommenen Luft/Kraftstoff-Gemisches geregelt werden. Darüber hinaus kann die über das Auslassventil 28 entlüftete Abgasmenge geregelt werden.
  • Ein Steuermodul 40 erzeugt ein Drosselklappensteuersignal auf der Basis einer Position eines Gaspedals (nicht gezeigt) und eines durch einen Drosselklappenpositionssensor (TPS) 42 erzeugten Drosselklappenpositionssignals. Ein Drosselklappensteller passt die Drosselklappenposition auf der Basis des Drosselklappensteuersignals an. Der Drosselklappensteller kann einen Motor oder einen Schrittmotor umfassen, der eine begrenzte und/oder grobe Steuerung der Drosselklappenposition bereitstellt. Das Steuermodul 40 regelt auch die Kraftstoffeinspritzanlage 20 und die Nockenwellen-Winkelverstellungen 32, 34, wie unten stehend in größerem Detail beschrieben.
  • Der Luftdruck Pbaro kann abgeschätzt oder erfasst werden. Wenn er erfasst ist, kann ein Luftdrucksensor 43 verwendet werden, um ein Luftdrucksignal Pbaro auszugeben. Der Luftdrucksensor 43 kann an jedem geeigneten Ort angeordnet sein. Rein beispielhaft kann der Luftdrucksensor 43 in dem Einlassluftsystem stromaufwärts von der Drosselklappe angeordnet sein. Der Luftdrucksensor 43 kann das Luftdrucksignal Pbaro während eines Betriebes erzeugen, wenn das Fahrzeug die Höhe ändert.
  • Ein Einlasslufttemperatur(IAT)-Sensor 44 spricht auf eine Temperatur der Einlassluftströmung an und erzeugt ein Einlasslufttemperatursignal. Ein Luftmassen(MAF)-Sensor 46 spricht auf die Masse der Einlassluftströmung an und erzeugt ein MAF-Signal. Ein Krümmerabsolutdruck(MAP)-Sensor 48 spricht auf den Druck im Inneren des Einlasskrümmers 14 an und erzeugt ein MAP-Signal. Ein Motorkühlmitteltemperatursensor 50 spricht auf eine Kühlmitteltemperatur an und erzeugt ein Motortemperatursignal. Ein Motordrehzahlsensor 52 spricht auf eine Rotationsgeschwindigkeit des Motors 102 an und erzeugt ein Motordrehzahlsignal. Jedes der von den Sensoren erzeugten Signale wird von dem Steuermodul 40 empfangen.
  • Das Steuermodul 40 kann die Verstellung und/oder Energie der Zündkerzenzündung steuern. Die Verstellung kann nach früh oder nach spät in Bezug auf die Position des Kolbens im Inneren des Zylinders 18 und in Bezug auf die Positionen des Einlassventils 22 und/oder des Auslassventils 28 erfolgen. Das Motorsystem 10 ist rein beispielhaft. Lediglich beispielhaft kann das Motorsystem 10 andere Sensoren, eine Aufladung mithilfe eines Turboladers oder Kompressors und/oder andere Varianten umfassen.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 2A ist ein beispielhaftes RGF-Abschätzmodul 100 gezeigt. Das RGF-Abschätzmodul 100 kann ein Modul 104 zur Erzeugung eines ersten (oder A-)Faktors, ein Modul 108 zur Erzeugung eines zweiten (oder B-)Faktors und ein RGF-Berechnungsmodul 112 umfassen. Das Modul 104 zur Erzeugung eines ersten Faktors erzeugt den A-Faktor auf der Basis von RPM, ICAM, ECAM und erster Kalibrierfaktoren. Das Modul 108 zur Erzeugung eines zweiten Faktors erzeugt den B-Faktor auf der Basis von RPM, ICAM, ECAM und zweiter Kalibrierfaktoren. Das RGF-Berechnungsmodul 112 berechnet RGF auf der Basis von Pbaro, MAP und der Faktoren A und B. Das Steuermodul 40 kann die RGF-Abschätzung verwenden, um einen weiteren Steuerungswert zu modifizieren und/oder einen Motorbetriebsparameter anzupassen, wie hierin beschrieben. Rein beispielhaft kann das Steuermodul 40 ein Motorbetriebsmodul 116 umfassen, das einen Motorbetriebsparameter wie z. B. einen Kraftstoff, eine Drosselklappe und/oder eine Motordrehzahl auf der Basis der RGF-Abschätzung anpasst.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 2B sind Verarbeitungsschritte gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt, die von dem Motorsteuermodul eines Verbrennungsmotors verwendet werden, um eine Restgasfraktion (RGF) zu berechnen. Die Steuerung beginnt mit Schritt 200. In Schritt 204 berechnet die Steuerung die Gleichung A oder A(ICAM, ECAM, RPM). In Schritt 208 berechnet die Steuerung die Gleichung B oder B(ICAM, ECAM, RPM). In Schritt 212 wird RGF als eine Funktion der Gleichungen A und B berechnet. Sowohl Gleichung A als auch Gleichung B sind Funktionen der Motordrehzahl (RPM), der Einlassnockenposition (ICAM) und der Auslassnockenposition (ECAM). Die Gleichung A wird mit dem Verhältnis zwischen dem Luftdruck (Pbaro) und dem Krümmerdruck (MAP) multipliziert, um Höhenänderungen zu kompensieren. Die Gleichung B wird zu der angepassten Gleichung A addiert, um RGF zu erhalten. In Schritt 220 wird die RGF verwendet, um einen Motorbetriebmodus zu berechnen oder einen Motorbetriebsparameter auf der Basis von RGF anzupassen. Rein beispielhaft kann die RGF verwendet werden, um zumindest eines von einer Ladungsmasse, einer Verdünnung, einer Temperatur und einer Flammengeschwindigkeit zu berechnen und/oder zumindest eines von einer Motorleerlaufdrehzahl, einem Kraftstoff und einer Drosselklappe anzupassen.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 35 ist die tatsächliche RGF für einen beispielhaften Verbrennungsmotor auf der Basis von Einlass- und Auslassnockenpositionen gezeigt. In 4 ist die mit der vorliegenden Offenbarung modellierte RGF an dem Betriebspunkt von 3 gezeigt. In 5 ist der Fehler zwischen der tatsächlichen RGF und der mit der vorliegenden Offenbarung modellierten RGF gezeigt. Es kann erwartet werden, dass der Fehler kleiner als 3% über den gesamten Bereich von Nockenwellenpositionen ist.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 6 ist die mit dem MIT-Modell modellierte RGF an demselben Betriebspunkt gezeigt. Diese Fig. zeigt die mit dem MIT-Modell für den beispielhaften Verbrennungsmotor bei 4000 RPM und einem Krümmerdruck von 61 kPa auf der Basis der Einlass- und Auslassnockenpositionen modellierte RGF.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 7 ist der Fehler zwischen der tatsächlichen RGF und der mit der vorliegenden Offenbarung modellierten RGF gezeigt. Es kann erwartet werden, dass der Fehler bei einigen Kombinationen von Nockenpositionen 7% betragen kann.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 8 ist ein Histogramm der Fehler zwischen der wahren RGF und der gemäß der vorliegenden Offenbarung modellierten RGF gezeigt. Die Koeffizienten des Modells wurden gewählt, um die Differenz zwischen dem wahren volumetrischen Wirkungsgrad und dem modellierten volumetrischen Wirkungsgrad zu minimieren.
  • Einer der Vorteile der vorliegenden Offenbarung ist die Fähigkeit, RGF als Höhenänderungen genau vorherzusagen. 8 zeigt eine Verteilung der Fehler der mit der vorliegenden Offenbarung berechneten RGF bei einem Luftdruck von 99 kPa über den gesamten Betriebsbereich des Motors in den Dimensionen Motordrehzahl, Last, Einlassnockenposition und Auslassnockenposition.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 912 ist die Fehlerverteilung der mit der vorliegenden Offenbarung berechneten RGF über den Betriebsbereich des Motors, jedoch bei verschiedenen Luftdrücken, gezeigt. In 9 ist der RGF-Fehler für 80 kPa ohne einen Barometerkorrekturfaktor gezeigt. In 10 ist der RGF-Fehler für 80 kPa mit einem Barometerkorrekturfaktor gezeigt. Der Fehler bei einem Umgebungsdruck von 80 kPa ohne die Korrektur ist groß und auf einer Seite asymmetrisch.
  • In 11 ist der RGF-Fehler für 60 kPa ohne einen Barometerkorrekturfaktor gezeigt. In 12 ist der RGF-Fehler für 60 kPa mit einem Barometerkorrekturfaktor gezeigt. In den 11 und 12 steckt dieselbe Aussage mit einem Umgebungsdruck von 60 kPa.
  • Eine RGF beeinflusst den Verbrennungsprozess in fremdgezündeten Motoren durch ihren Einfluss auf eine Ladungsmasse, Verdünnung, Temperatur und Flammengeschwindigkeit. Diese Einflüsse können bedeutsam sein, um die Motorleerlaufstabilität, die Kraftstoffökonomie und den NOx-Ausstoß zu optimieren. Daher kann das Steuermodul der vorliegenden Offenbarung die verbesserte RGF verwenden, um zumindest eines von einer Ladungsmasse, einer Verdünnung, einer Temperatur und einer Flammengeschwindigkeit zu berechnen, um zumindest eines von der Motorleerlaufstabilität, der Kraftstoffökonomie und dem NOx-Ausstoß zu verbessern.

Claims (14)

  1. Motorsteuerungssystem, das umfasst: ein Modul zur Berechnung eines ersten Faktors, das einen ersten Faktor auf der Basis einer Einlassnockenposition (ICAM), einer Auslassnockenposition (ECAM), einer Motordrehzahl (RPM) und erster Kalibrierfaktoren berechnet; ein Modul zur Berechnung eines zweiten Faktors, das einen zweiten Faktor auf der Basis von ICAM, ECAM, RPM und zweiter Kalibrierfaktoren berechnet; ein Abschätzmodul für eine Restgasfraktion (RGF), das einen RGF-Wert auf der Basis des ersten Faktors, höhenangepasst, und des zweiten Faktors abschätzt, und zwar auf der Basis von
    Figure DE102008046930B4_0005
    wobei Pbaro ein Luftdruck ist und MAP ein Krümmerabsolutdruck ist; und ein Motorbetriebsmodul, das zumindest einen Motorbetriebsparameter auf der Basis des RGF-Wertes anpasst.
  2. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Modul zur Berechnung des ersten Faktors den ersten Faktor auf der Basis von: A(ICAM, ECAM, RPM) = a0 + a1ICAM + a2ECAM + a3RPM + a4ICAM·ECAM + a5ICAM·RPM + a6ECAM·RPM + a7ICAM2 + a8ECAM2 + a9RPM2 berechnet, wobei a0, a1, ... a9 die ersten Kalibrierfaktoren sind.
  3. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Modul zur Berechnung des zweiten Faktors den zweiten Faktor auf der Basis von: B(ICAM, ECAM, RPM) = b0 + b1ICAM + b2ECAM + b3RPM + b4ICAM·ECAM + b5ICAM·RPM + b6ECAM·RPM + b2ICAM2 + b8ECAM2 + b9RPM2 berechnet, wobei b0, b1, ... b9 die zweiten Kalibrierfaktoren sind.
  4. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei Pbaro abgeschätzt wird.
  5. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei Pbaro periodisch während eines Betriebes erfasst wird.
  6. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Motorbetriebsmodul eine Ladungsmasse und/oder eine Verdünnung und/oder eine Temperatur und/oder eine Flammengeschwindigkeit auf der Basis des RGF-Wertes berechnet.
  7. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Motorbetriebsmodul eine Motorleerlaufdrehzahl und/oder einen Kraftstoff und/oder eine Drosselklappe auf der Basis des RGF-Wertes anpasst.
  8. Verfahren, welches umfasst, dass: ein erster Faktor auf der Basis einer Einlassnockenposition (ICAM), einer Auslassnockenposition (ECAM), einer Motordrehzahl (RPM) und erster Kalibrierfaktoren berechnet wird; ein zweiter Faktor auf der Basis von ICAM, ECAM, RPM und zweiter Kalibrierfaktoren berechnet wird; ein Wert für eine Restgasfraktion (RGF) auf der Basis des ersten Faktors, höhenangepasst, und des zweiten Faktors abgeschätzt wird, und zwar auf der Basis von
    Figure DE102008046930B4_0006
    wobei Pbaro ein Luftdruck ist und MAP ein Krümmerabsolutdruck ist; und zumindest ein Motorbetriebsparameter auf der Basis des RGF-Wertes angepasst wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der erste Faktor auf: A(ICAM, ECAM, RPM) = a0 + a1ICAM + a2ECAM + a3RPM + a4ICAM·ECAM + a5ICAM·RPM + a6ECAM·RPM + a7ICAM2 + a8ECAM2 + a9RPM2 basiert, wobei a0, a1, ... a9 die ersten Kalibrierfaktoren sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der zweite Faktor auf: B(ICAM, ECAM, RPM) = b0 + b1ICAM + b2ECAM + b3RPM + b4ICAM·ECAM + b5ICAM·RPM + b6ECAM·RPM + b7ICAM2 + b8ECAM2 + b9RPM2 basiert, wobei b0, b1, ... b9 die zweiten Kalibrierfaktoren sind.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, welches ferner umfasst, dass Pbaro abgeschätzt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 8, welches ferner umfasst, dass Pbaro periodisch während eines Betriebes erfasst wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Motorbetriebsmodul eine Ladungsmasse und/oder eine Verdünnung und/oder eine Temperatur und/oder eine Flammengeschwindigkeit auf der Basis des RGF-Wertes berechnet.
  14. Verfahren nach Anspruch 8, welches ferner umfasst, dass eine Motorleerlaufdrehzahl und/oder ein Kraftstoff und/oder eine Drosselklappe auf der Basis des RGF-Wertes angepasst wird.
DE102008046930.0A 2007-09-17 2008-09-12 Motorsteuerungssystem und Verfahren zum Abschätzen einer Restgasfraktion für Verbrennungsmotoren mithilfe von Höhenkompensation Expired - Fee Related DE102008046930B4 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US97293007P 2007-09-17 2007-09-17
US60/972,930 2007-09-17
US11/965,057 2007-12-27
US11/965,057 US7689345B2 (en) 2007-09-17 2007-12-27 Systems and methods for estimating residual gas fraction for internal combustion engines using altitude compensation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008046930A1 DE102008046930A1 (de) 2009-05-14
DE102008046930B4 true DE102008046930B4 (de) 2015-09-03

Family

ID=40455455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008046930.0A Expired - Fee Related DE102008046930B4 (de) 2007-09-17 2008-09-12 Motorsteuerungssystem und Verfahren zum Abschätzen einer Restgasfraktion für Verbrennungsmotoren mithilfe von Höhenkompensation

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7689345B2 (de)
CN (1) CN101392697B (de)
DE (1) DE102008046930B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016201650A1 (de) * 2016-02-03 2017-08-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Berechnen einer Restgasmasse in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine und Steuerung

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2941266B1 (fr) * 2009-01-21 2011-02-11 Inst Francais Du Petrole Procede pour controler les masses de gaz enfermees dans un cylindre d'un moteur essence a distribution variable
US8235012B2 (en) * 2010-01-13 2012-08-07 GM Global Technology Operations LLC Method for controlling combustion mode transitions in an internal combustion engine
US8863728B2 (en) * 2010-08-17 2014-10-21 GM Global Technology Operations LLC Model-based transient fuel injection timing control methodology
CN102022202A (zh) * 2010-12-03 2011-04-20 三一重机有限公司 一种挖掘机高海拔功率匹配控制方法
FR2982908B1 (fr) * 2011-11-17 2014-11-14 IFP Energies Nouvelles Procede de controle de la fraction de gaz brules dans un cylindre moteur avec egr rt igr
JP5648040B2 (ja) * 2012-12-18 2015-01-07 本田技研工業株式会社 内燃機関の内部egr量算出装置
CN103711600B (zh) 2013-12-23 2016-05-18 奇瑞汽车股份有限公司 海拔修正系数获取方法和装置
CN108386281B (zh) * 2018-02-28 2021-07-02 北京汽车动力总成有限公司 一种内燃机系统的残余废气的估算系统及方法
CN108572079B (zh) * 2018-06-26 2024-01-30 湖南罗创动力科技有限公司 一种瞬变工况下发动机残余废气系数的检测装置和方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020133286A1 (en) * 2001-01-25 2002-09-19 Kolmanovsky Ilya V Method and system for engine air-charge estimation
US20070112501A1 (en) * 2005-10-25 2007-05-17 Vick Roger K Method for controlling an operating condition of a vehicle engine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10106169A1 (de) * 2001-02-10 2002-08-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Betriebs einer Brennkraftmaschine
JP4101625B2 (ja) * 2002-12-03 2008-06-18 株式会社日立製作所 内燃機関の可変動弁制御装置
CN100451301C (zh) * 2005-07-22 2009-01-14 通用汽车环球科技运作公司 凸轮相位器运动的空气动力稳定状态和瞬变状态的检测方法
US7464676B2 (en) * 2005-07-22 2008-12-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Air dynamic steady state and transient detection method for cam phaser movement
US7941260B2 (en) * 2006-05-09 2011-05-10 GM Global Technology Operations LLC Rapid engine mapping and modeling
US7305950B1 (en) * 2006-05-26 2007-12-11 Delphi Technologies, Inc. Method for control of dilution in engines during variable camshaft phasing
US7472013B1 (en) * 2007-07-20 2008-12-30 Gm Global Technology Operations, Inc. System and method for estimating volumetric efficiency for engines with intake and exhaust cam phasers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020133286A1 (en) * 2001-01-25 2002-09-19 Kolmanovsky Ilya V Method and system for engine air-charge estimation
US20070112501A1 (en) * 2005-10-25 2007-05-17 Vick Roger K Method for controlling an operating condition of a vehicle engine

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. w. Fox, W. K. Cheng, J. B. Heywood: A Model for Predicting Residual Gas Fraction in Spark-Ignition Engines; SAE 931 025; MIT *
P. Giansetti, G. Colin, P. Higelin, Y. Chamaillard: Residual gas fraction measurement and computation; PSA Peugeot–Citroen, France; LME, Universite d’Orle ans, France; DOI: 10.1243/14680874JER00407; 29 March 2007.
P. Giansetti, G. Colin, P. Higelin, Y. Chamaillard: Residual gas fraction measurement and computation; PSA Peugeot-Citroen, France; LME, Universite d'Orle ans, France; DOI: 10.1243/14680874JER00407; 29 March 2007. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016201650A1 (de) * 2016-02-03 2017-08-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Berechnen einer Restgasmasse in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine und Steuerung
US10612477B2 (en) 2016-02-03 2020-04-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for calculating a residual gas mass in a cylinder of an internal combustion engine and controller

Also Published As

Publication number Publication date
CN101392697B (zh) 2012-07-11
US20090076703A1 (en) 2009-03-19
DE102008046930A1 (de) 2009-05-14
US7689345B2 (en) 2010-03-30
CN101392697A (zh) 2009-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008046930B4 (de) Motorsteuerungssystem und Verfahren zum Abschätzen einer Restgasfraktion für Verbrennungsmotoren mithilfe von Höhenkompensation
DE102007056406B4 (de) Verfahren zum Regeln des Betriebs eines Verbrennungsmotors
DE102007053782B4 (de) Verfahren zum Steuern einer Drehmomentabgabe eines Verbrennungsmotors und Motorsteuersystem
DE102015103412B4 (de) Verfahren zum Voraussagen von mit einer Luftströmung durch einen Motor verbundenen Parametern
DE102007056738B4 (de) Drehmomentbasierte Motordrehzahlsteuerung
DE102006033250B4 (de) System und Verfahren zur Detektion eines stationären und eines transienten Zustands für eine Nockenphasenstellerbewegung
DE102012203087B4 (de) Verfahren und System für Feuchtigkeitssensordiagnose
DE102007041228B4 (de) Feuchtigkeitsbasiertes Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine
DE102015219684B4 (de) Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen Innenverbrennungsmotor
DE102008013426B4 (de) Drehmomentbasierte Kraftstoffabschaltung
DE102011109487B4 (de) Verfahren zum Schätzen und Steuern eines akustischen Geräuschs während der Verbrennung
DE102007043174A1 (de) Drehmomentsteuerung für Motor mit Turbolader
DE102014116583B4 (de) Verfahren zum diagnostizieren einer störung in einer einlassluftströmungsbeschränkungen kompensierenden drosselflächenkorrektur
DE102008054061B4 (de) Maschinensteuersystem und Verfahren zum Steuern einer Maschine
DE102005027470A1 (de) Bestimmung des Krümmerdrucks auf der Grundlage einer Motordrehmomentsteuerung
DE102006061754B4 (de) Bestimmung des Kraftstoffausnutzungsgrades für eine Maschine
DE102008033673B4 (de) Motorsteuermodul und Verfahren zum Schätzen des Füllungsgrads für Motoren mit Einlass- und Auslassnocken-Phasenlagenstellern
DE102011016517B4 (de) Steuermodul zum Verringern einer Turboverzögerung bei einem Verbrennungsmotor
DE102014102663B4 (de) Verfahren zum Steuern einer Luftströmung durch ein Ventilationssystem eines Motors bei Deaktivierung von Zylindern des Motors
DE102016120484A1 (de) Verfahren zur Luft/Kraftstoff-Ungleichgewicht-Detektion
DE102013214543B4 (de) Ausgleich von zylinder zu zylinder unter verwendung einer vollflexiblen ventilbetätigung und einer zylinderdruckrückkopplung
DE102014224521A1 (de) Verfahren zum Bestimmen eines Offsets eines Krümmerdrucksensors
DE112015005580T5 (de) Regelungsvorrichtung für einen verbrennungsmotor
DE102014224523A1 (de) Verfahren zum Ableiten von Barometerdruck bei flachen Drosselklappenwinkeln
DE102011079726A1 (de) Verfahren und System zur Steuerung eines Motors

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT AUFGEHOBEN

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC , ( N. D. , US

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC (N. D. GES, US

Free format text: FORMER OWNER: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS, INC., DETROIT, MICH., US

Effective date: 20110323

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee