DE102008060929A1 - Method for running-smoothness control of internal combustion engine, involves detecting cylinder internal pressure in each cylinder of internal combustion engine during working cycle of cylinder - Google Patents
Method for running-smoothness control of internal combustion engine, involves detecting cylinder internal pressure in each cylinder of internal combustion engine during working cycle of cylinder Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Laufruheregelung eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern und mindestens einem Drucksensor für jeden Zylinder zur Ermittelung eines Zylinderinnendrucks in dem Zylinder, wobei Kraftstoffeinspritzmengen, die den einzelnen Zylindern jeweils während eines Arbeitszyklus zugeführt werden, mittels eines Regelkreises einander angeglichen werden.The The invention relates to a method for regulating the noise of an internal combustion engine with multiple cylinders and at least one pressure sensor for each Cylinder for determining an in-cylinder pressure in the cylinder, wherein fuel injection amounts corresponding to each cylinder be fed during a work cycle, be aligned with each other by means of a control loop.
Bei Verbrennungsmotoren mit mehreren Zylindern führen Bauteiltoleranzen und/oder Einspritzmengenfehler zu Momentenunterschieden zwischen den Zylindern und damit zu einer Drehungleichförmigkeit, die die Laufruhe und damit auch das Geräusch des Verbrennungsmotors beeinträchtigt. Weiterhin führen die erwähnten Einspritzmengenfehler der einzelnen Zylinder zu zylinderindividuellen Emissionsunterschieden und damit zu einer möglichen Aufweitung des Emissionsstreubandes eines Motors.at Combustion engines with multiple cylinders carry component tolerances and / or injection quantity error to torque differences between the Cylinders and thus to a rotational nonuniformity, the the smoothness and thus the noise of the internal combustion engine impaired. Furthermore, the mentioned lead Injection quantity error of the individual cylinders to cylinder individual Emission differences and thus to a possible expansion the emission spread of an engine.
Es sind bereits Vorrichtungen und Verfahren zur Laufruheregelung eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern bekannt.It are already devices and procedures for the truancy of a Internal combustion engine with several cylinders known.
Aus
der
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes, insbesondere vereinfachtes, Verfahren zu einer Laufruheregelung eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern anzugeben.Of the Invention is based on the object, an improved, in particular Simplified, method for a rudder control of an internal combustion engine specify with several cylinders.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.The The object is achieved by a method solved with the features specified in claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren bezweckt eine Laufruheregelung eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern und mindestens einem Drucksensor für jeden Zylinder zur Ermittelung eines Zylinderinnendrucks in dem Zylinder, wobei Kraftstoffeinspritzmengen, die den einzelnen Zylindern jeweils während eines Arbeitszyklus zugeführt werden, mittels eines Regelkreises einander angeglichen werden. Dabei wird in jedem Zylinder während eines Arbeitszyklus des Zylinders wenigstens ein erster Zylinderinnendruck erfasst, bevor ein Kolben in dem Zylinder einen oberen Totpunkt erreicht, und wenigstens ein zweiter Zylinderinnendruck erfasst, nachdem der Kolben in dem Zylinder den oberen Totpunkt erreicht hat. Für jeden Zylinder wird wenigstens eine Druckdifferenz durch Subtraktion eines ersten Zylinderinnendrucks von einem zweiten Zylinderinnendruck gebildet und aus den Druckdifferenzen werden Regelgrößen des Regelkreises zur Angleichung der Kraftstoffeinspritzmengen der Zylinder gebildet.The The purpose of the method according to the invention is to provide a restorative exercise an internal combustion engine with multiple cylinders and at least one pressure sensor for each cylinder for determining a cylinder internal pressure in the cylinder, wherein fuel injection amounts to the individual Cylinders each fed during a work cycle be adjusted by means of a control loop. This is done in each cylinder during a work cycle of the cylinder detects at least a first in-cylinder pressure, before a piston in the cylinder reaches top dead center, and at least one second in-cylinder pressure detected after the Piston in the cylinder has reached the top dead center. For each cylinder is at least one pressure difference by subtraction a first in-cylinder pressure of a second in-cylinder pressure formed and from the pressure differences are controlled variables the control circuit for the adjustment of the fuel injection quantities of Cylinder formed.
Als alternative Regelgröße ist auch der mittlere indizierte Druck eines Zylinders des Verbrennungsmotors geeignet, welcher aus einer festlegbaren Anzahl gemessener Zylinderdruckwerte und einem zugehörigen bekannten inkrementalen Hubvolumen berechnet wird.When alternative controlled variable is also the middle indicated Pressure of a cylinder of the internal combustion engine suitable, which a definable number of measured cylinder pressure values and a calculated known incremental stroke volume becomes.
Dabei wird vorteilhaft ausgenutzt, dass die Druckdifferenzen ein Maß für die den Zylindern jeweils zugeführten Kraftstoffeinspritzmengen sind. Je höher eine einem Zylinder zugeführte Kraftstoffeinspritzmenge ist, umso höher ist auch die entsprechende Druckdifferenz. Daher können aus den Druckdifferenzen Regelgrößen gebildet werden, die als Mengenersatzsignale für die den Zylindern jeweils zugeführten Kraftstoffeinspritzmengen fungieren.there is advantageously exploited that the pressure differences are a measure of the fuel injection amounts respectively supplied to the cylinders are. The higher a cylinder supplied Fuel injection amount is, the higher is the corresponding Pressure difference. Therefore, from the pressure differences controlled variables formed as quantity replacement signals for the Cylinders each supplied fuel injection quantities act.
Die Bildung derartiger Mengenersatzsignale hat den Vorteil, dass sie einen nur geringen Rechenaufwand erfordert, da die ihnen zugrunde liegenden Druckdifferenzen durch einfache Differenzbildung zweier Zylinderinnendrücke gebildet werden. Diese einfache Bildung der Regelgrößen hat zudem die Vorteile, dass nur eine kurze Signalkette und ein geringer Filterungsaufwand bei der Signalverarbeitung benötigt wird, wodurch die Verarbeitungszeit reduziert und die Genauigkeit der Regelung erhöht werden. Ferner erfordert das Verfahren vorteilhaft einen geringen Hardwareaufwand. Insbesondere werden keine zusätzlichen Sensoren benötigt, sofern die einzelnen Zylinder bereits Drucksensoren aufweisen.The Forming such quantity replacement signals has the advantage of being requires only a small computational effort, since the basis of them lying pressure differences by simply subtracting two Cylinder internal pressures are formed. This simple education The control variables also have the advantages that only a short signal chain and a low filtering effort in the Signal processing is needed, reducing the processing time reduced and the accuracy of the control can be increased. Furthermore, the method advantageously requires a small amount of hardware. In particular, no additional sensors are needed if the individual cylinders already have pressure sensors.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be described in more detail below with reference to drawings explained.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.
Jeder Zylinder Zi weist einen Drucksensor Si auf. Mittels des Drucksensors Si werden während eines Arbeitszyklus des Zylinders Zi ein erster Zylinderinnendruck pi1 und ein zweiter Zylinderinnendruck pi2 des Zylinders Zi erfasst. Der erste Zylinderinnendruck pi1 wird erfasst, bevor ein Kolben in dem Zylinder Zi einen oberen Totpunkt erreicht, und der zweite Zylinderinnendruck pi2 wird erfasst, nachdem der Kolben in dem Zylinder Zi den oberen Totpunkt erreicht hat.Each cylinder Z i has a pressure sensor S i . By means of the pressure sensor S i , during a working cycle of the cylinder Z i, a first in-cylinder pressure p i1 and a second in-cylinder pressure p i2 of the cylinder Z i are detected. The first in-cylinder pressure p i1 is detected before a piston in the cylinder Z i reaches top dead center, and the second in-cylinder pressure p i2 is detected after the piston in the cylinder Z i has reached top dead center.
Bevorzugt werden dabei der erste Zylinderinnendruck pi1 und der zweite Zylinderinnendruck pi2 bei Stellungen einer mit dem Kolben des jeweiligen Zylinders Zi verbundenen Kurbelwelle erfasst, die, bezogen auf den oberen Totpunkt, zueinander symmetrisch liegen, so dass Kurbelwellenwinkel dieser Stellungen um einen gleichen Kurbelwellenwinkelbetrag, beispielsweise 80 Grad, von einem Kurbelwellenwinkel abweichen, der dem oberen Totpunkt entspricht.The first in-cylinder pressure p i1 and the second in-cylinder pressure p i2 are preferably detected at positions of a crankshaft connected to the piston of the respective cylinder Z i , which are symmetrical to one another relative to top dead center, so that crankshaft angles of these positions are equal to one crankshaft angle , For example, 80 degrees, deviate from a crankshaft angle corresponding to the top dead center.
Aus dem ersten Zylinderinnendruck pi1 und dem zweiten Zylinderinnendruck pi2 wird für jeden Zylinder Zi mittels einer Steuereinheit C eine Regelgröße ri des Regelkreises gebildet, die als ein Mengenersatzsignal für die dem Zylinder Zi zugeführte Kraftstoffeinspritzmenge Mi fungiert.From the first in-cylinder pressure p i1 and the second in-cylinder pressure p i2 , a controlled variable r i of the control loop is formed for each cylinder Z i by means of a control unit C, which functions as a set replacement signal for the fuel injection quantity M i fed to the cylinder Z i .
Dazu
wird für jeden Zylinder Zi durch
Subtraktion des ersten Zylinderinnendrucks pi1 von
dem zweiten Zylinderinnendruck pi2 eine
Druckdifferenz Δpi gebildet gemäß
Aus
der Druckdifferenz Δpi wird eine
korrigierte Druckdifferenz Δpi,c gebildet,
indem zu der Druckdifferenz Δpi ein
von einer momentanen Motordrehzahl D des Verbrennungsmotors V abhängiger Korrekturwert
pc addiert wird, der einem gespeicherten
Korrekturwertkennfeld für den Korrekturwert pc in Abhängigkeit
von der Motordrehzahl D entnommen wird. Die korrigierte Druckdifferenz Δpi,c ergibt sich somit aus der Druckdifferenz Δpi und dem Korrekturwert pc gemäß
Durch die Addition des Korrekturwertes pc zu der Druckdifferenz Δpi wird berücksichtigt, dass der Zusammenhang zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge Mi und der Druckdifferenz Δpi von der Motordrehzahl D abhängt. Dadurch wird vorteilhaft die Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge Mi über die Druckdifferenz Δpi verbessert.By adding the correction value p c to the pressure difference Δp i , it is taken into account that the relationship between the fuel injection quantity M i and the pressure difference Δp i depends on the engine speed D. This advantageously improves the regulation of the fuel injection quantity M i via the pressure difference Δp i .
Die
korrigierten Druckdifferenzen Δpi,c oder die
mit einem Skalierungsfaktor multiplizierten korrigierten Druckdifferenzen Δpi,c werden als Regelgrößen
ri verwendet. Sie werden zur Angleichung
der Kraftstoffeinspritzmenge Mi der Zylinder
Zi von einem Sollwert w subtrahiert, wodurch
für jeden Zylinder Zi ein Abweichungswert
ei gemäß
Der Sollwert w wird dabei in einer Ausführung der Erfindung einem gespeicherten Sollwertkennfeld für den Sollwert in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebskenngröße des Verbrennungsmotors V, beispielsweise der Motordrehzahl D und/oder einer Temperatur, entnommen.Of the Setpoint w is in an embodiment of the invention a stored nominal value map for the nominal value in Dependence on at least one operating parameter the internal combustion engine V, for example, the engine speed D and / or a Temperature, taken.
In einer alternativen Ausführung wird der Sollwert w aus den Regelgrößen ri ermittelt, beispielsweise indem aus den momentanen Werten der Regelgrößen ri ein Mittelwert oder ein gewichteter Mittelwert über alle Zylinder Zi gebildet wird.In an alternative embodiment, the desired value w is determined from the controlled variables r i , for example by forming an average value or a weighted mean value over all cylinders Z i from the instantaneous values of the controlled variables r i .
Die Abweichungswerte ei werden einem Regler R zugeführt, mittels dessen für jeden Zylinder Zi aus dem Abweichungswert ei eine Einspritzdauer ti ermittelt wird, während derer in einem folgenden Arbeitszyklus Kraftstoff in den Zylinder Zi einzuspritzen ist.The deviation values e i are fed to a regulator R, by means of which an injection duration t i is determined for each cylinder Z i from the deviation value e i , during which fuel is to be injected into the cylinder Z i in a following operating cycle.
Die von dem Regler R für den jeweiligen Zylinder Zi ermittelte Einspritzdauer ti wird zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge Mi verwendet, die dem Zylinder Zi zugeführt wird, beispielsweise indem sie als Ansteuerdauer einer Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder Zi verwendet wird. Die den Zylindern Zi jeweils zugeführten Kraftstoffeinspritzmengen Mi werden außerdem von Störgrößen di beeinflusst, die durch Bauteiltoleranzen der Zylinder Zi und/oder Einspritzmengenfehler bedingt sind.The injection duration determined by the regulator R for the respective cylinder Z i t i is used to control the fuel injection quantity M i used, which is supplied to the cylinder Z i, for example, by being used as a control period of an injection nozzle for injecting fuel into the cylinder Z i , The cylinders Z i respectively supplied fuel injection quantity M i are also of sturgeon variables d i , which are caused by component tolerances of the cylinder Z i and / or injection quantity errors.
Die korrigierte Druckdifferenz Δpi,c ergibt sich aus der zugehörigen Druckdifferenz Δpi durch Addition des von der Motordrehzahl D abhängigen Korrekturwertes pc gemäß Gleichung [2], wobei der Korrekturwert pc einem gespeicherten Korrekturwertkennfeld für den Korrekturwert pc in Abhängigkeit von der Motordrehzahl D entnommen wird.The corrected pressure difference Δp i, c results from the associated pressure difference Δp i by addition of the dependent on the engine speed D correction value p c according to equation [2], wherein the correction value p c a stored correction value map for the correction value p c as a function of the engine speed D is taken.
Eine Weitergestaltung des Ausführungsbeispiels sieht vor, in jedem Zylinder Zi während eines Arbeitszyklus mehrere erste Zylinderinnendrücke pi1 bei jeweils verschiedenen Stellungen der Kurbelwelle zu erfassen, bevor ein Kolben in dem Zylinder Zi einen oberen Totpunkt erreicht, und/oder mehrere zweite Zylinderinnendrücke pi2, nachdem der Kolben in dem Zylinder Zi den oberen Totpunkt erreicht hat.A further embodiment of the embodiment provides to detect in each cylinder Z i during a work cycle a plurality of first internal cylinder pressures p i1 at each different positions of the crankshaft before a piston in the cylinder Z i reaches a top dead center, and / or a plurality of second internal cylinder pressures p i2 After the piston in the cylinder Z i has reached the top dead center.
Entsprechend werden für jeden Zylinder Zi mehrere Druckdifferenzen Δpi durch Subtraktion eines ersten Zylinderinnendrucks pi1 von einem zweiten Zylinderinnendruck pi2 gebildet. Zu diesen Druckdifferenzen Δpi wird jeweils ein von der Motordrehzahl D abhängiger Korrekturwert pc addiert. Dabei hängt der addierte Korrekturwert pc bevorzugt von der Stellungen der Kurbelwelle ab, bei denen jeweils der erste Zylinderinnendruck pi1 und der zweite Zylinderinnendruck pi2 ermittelt werden.Accordingly, for each cylinder Z i, a plurality of pressure differences Δp i are formed by subtracting a first cylinder internal pressure p i1 from a second cylinder internal pressure p i2 . These pressure differences Ap i is a dependent on the engine speed correction value D p c is added in each case. In this case, the added correction value p c preferably depends on the positions of the crankshaft, in each of which the first internal cylinder pressure p i1 and the second internal cylinder pressure p i2 are determined.
Dadurch werden für jeden Zylinder Zi gemäß Gleichung [2] während eines Arbeitszyklus mehrere korrigierte Druckdifferenzen Δpi,c gebildet. Aus diesen wird für jeden Zylinder Zi eine Regelgröße ri gebildet, indem ein Mittelwert oder ein gewichteter Mittelwert der für den jeweiligen Zylinder Zi während eines Arbeitszyklus ermittelten korrigierten Druckdifferenzen Δpi,c gebildet wird.As a result, a plurality of corrected pressure differences Δp i, c are formed for each cylinder Z i according to equation [2] during a work cycle. From these, a controlled variable r i is formed for each cylinder Z i by forming an average value or a weighted mean value of the corrected pressure differences Δp i, c determined for the respective cylinder Z i during a work cycle.
Im Falle der Bildung eines gewichteten Mittelwertes kann die Wichtung dabei die Stellungen der Kurbelwelle berücksichtigen, bei denen jeweils der erste Zylinderinnendruck pi1 und der zweite Zylinderinnendruck pi2 ermittelt werden, aus denen die jeweilige Druckdifferenz Δpi gebildet wird. Ferner kann bei der Wichtung eine korrigierte Druckdifferenz Δpi,c weniger stark gewichtet oder bei der Mittelwert völlig unberücksichtigt bleiben, wenn ihr Wert signifikant von zeitlich vorher ermittelten Werten und/oder den Werten der anderen ermittelten korrigierten Druckdifferenz Δpi,c abweicht.In the case of the formation of a weighted mean value, the weighting can take into account the positions of the crankshaft, in each of which the first internal cylinder pressure p i1 and the second internal cylinder pressure p i2 are determined, from which the respective pressure difference Δp i is formed. Furthermore, in the case of weighting, a corrected pressure difference Δp i, c may be less heavily weighted or completely ignored in the mean value if its value deviates significantly from previously determined values and / or the values of the other determined corrected pressure difference Δp i, c .
Durch eine derartige Bildung der Regelgrößen ri aus jeweils mehreren Druckdifferenzen Δpi können vorteilhaft Messungenauigkeiten und/oder statistische Schwankungen bei den Druckerfassungen ausgeglichen werden und dadurch die Qualität der Regelung verbessert werden.Such a formation of the control variables r i from a plurality of pressure differences Δp i advantageously makes it possible to compensate for measurement inaccuracies and / or statistical fluctuations in the pressure sockets, thereby improving the quality of the control.
- 1.11.1
- Druckdifferenz eines ersten Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlpressure difference a first cylinder in response to an engine speed
- 2.12.1
- Druckdifferenz eines zweiten Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlpressure difference a second cylinder in response to an engine speed
- 3.13.1
- Druckdifferenz eines dritten Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlpressure difference a third cylinder in response to an engine speed
- 4.14.1
- Druckdifferenz eines vierten Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlpressure difference a fourth cylinder in response to an engine speed
- 5.15.1
- Druckdifferenz eines fünften Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlpressure difference of a fifth cylinder depending on one Engine speed
- 6.16.1
- Druckdifferenz eines sechsten Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlpressure difference a sixth cylinder in response to an engine speed
- 1.21.2
- korrigierte Druckdifferenz eines ersten Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlcorrected Pressure difference of a first cylinder as a function of an engine speed
- 2.22.2
- korrigierte Druckdifferenz eines zweiten Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlcorrected Pressure difference of a second cylinder in dependence from an engine speed
- 3.23.2
- korrigierte Druckdifferenz eines dritten Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlcorrected Pressure difference of a third cylinder in dependence from an engine speed
- 4.24.2
- korrigierte Druckdifferenz eines vierten Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlcorrected Pressure difference of a fourth cylinder in dependence from an engine speed
- 5.25.2
- korrigierte Druckdifferenz eines fünften Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlcorrected Pressure difference of a fifth cylinder in dependence from an engine speed
- 6.26.2
- korrigierte Druckdifferenz eines sechsten Zylinders in Abhängigkeit von einer Motordrehzahlcorrected Pressure difference of a sixth cylinder in dependence from an engine speed
- VV
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- Mi M i
- KraftstoffeinspritzmengeFuel injection quantity
- Zi Z i
- Zylindercylinder
- nn
- Zylinderanzahlnumber of cylinders
- Si S i
- Drucksensorpressure sensor
- pi1 p i1
- erster Zylinderinnendruckfirst Cylinder pressure
- pi2 p i2
- zweiter Zylinderinnendrucksecond Cylinder pressure
- CC
- Steuereinheitcontrol unit
- ri i
- Regelgrößecontrolled variable
- Δpi Δp i
- Druckdifferenzpressure difference
- DD
- MotordrehzahlEngine speed
- pc p c
- Korrekturwertcorrection value
- Δpi,c Δp i, c
- korrigierte Druckdifferenzcorrected pressure difference
- ww
- Sollwertsetpoint
- ei e i
- Abweichungswertdeviation value
- RR
- Reglerregulator
- ti t i
- EinspritzdauerInjection duration
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 19945618 A1 [0004] - DE 19945618 A1 [0004]
- - DE 19741965 C1 [0005] - DE 19741965 C1 [0005]
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DE102008060929A DE102008060929A1 (en) | 2008-12-06 | 2008-12-06 | Method for running-smoothness control of internal combustion engine, involves detecting cylinder internal pressure in each cylinder of internal combustion engine during working cycle of cylinder |
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---|---|
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- 2008-12-06 DE DE102008060929A patent/DE102008060929A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |