DE102009010309B4 - Method for operating an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei in n Arbeitszylindern, mit n = 1, 2, ... Z, n eine ganze Zahl und Z eine Gesamtzahl der Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine, jeweils ein Hubkolben aufeinander folgende Arbeitszyklen ausführt und über einen Arbeitszyklus jeweils wenigstens eine Einzelverbrennung ausführt, wobei alle Einzelverbrennungen eines Arbeitszyklus ein Gesamtmoment Trq und eine Gesamtwärmemenge Q erzeugen,dadurch gekennzeichnet, dassfür jeden Arbeitszyklus und jeden Arbeitszylinder folgende Schritte ausgeführt werden,(1) Bestimmen eines Sollwertes für das Gesamtmoment TrqDes;(2) Bestimmen eines Sollwertes für die Gesamtwärmemenge QDes;(3) Bestimmen eines Sollwertes für einen inversen Wirkungsgradfaktor gemäß der Formel(4) Vergleichen des Sollwertes für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes mit einem minimalen inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin wenigstens einer Einzelverbrennung, wobei der minimale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin aus einer Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor in Abhängigkeit von einer Schwerpunktlage der jeweiligen Einzelverbrennung innerhalb des Arbeitszyklus für eine vorbestimmte, früheste Lage der jeweiligen Einzelverbrennung im Arbeitszyklus bestimmt wird;(5) Vergleichen des Sollwertes für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes mit einem maximalen inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax wenigstens einer Einzelverbrennung, wobei der maximale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax aus der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor in Abhängigkeit von einer Schwerpunktlage der jeweiligen Einzelverbrennung innerhalb des Arbeitszyklus für eine vorbestimmte späteste Lage der jeweiligen Einzelverbrennung im Arbeitszyklus bestimmt wird;(6) Festlegen der Lage der jeweiligen Einzelverbrennung auf den vorbestimmten frühestens möglichen Wert sowie Bestimmen eines Ansteuerwinkels und einer Ansteuermenge für die jeweilige Einzelverbrennung mit frühester möglicher Lage, für den Fall, dass der Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes kleiner als der minimale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin ist;(7) Festlegen der Lage der jeweiligen Einzelverbrennung auf einen Wert zwischen der vorbestimmten, frühesten Lage und der vorbestimmten spätesten Lage der jeweiligen Einzelverbrennung, welcher in der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor dem Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes entspricht, sowie Bestimmen eines Ansteuerwinkels und einer Ansteuermenge für die jeweilige Einzelverbrennung, für den Fall, dass der Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes gleich oder größer als der minimale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin und gleich oder kleiner als der maximale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax ist;(8) Festlegen der Lage der jeweiligen Einzelverbrennung auf den vorbestimmten spätestens möglichen Wert im Arbeitszyklus und Aktivieren wenigstens einer Nachverbrennung, welche im Arbeitszyklus eine vorbestimmte Lage nach der jeweiligen Einzelverbrennung aufweist, sowie Bestimmen eines Ansteuerwinkels und einer Ansteuermenge für die jeweilige Einzelverbrennung und für die Nachverbrennung, für den Fall, dass der Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes größer als der maximale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax ist.Method for operating an internal combustion engine, wherein in n working cylinders, where n = 1, 2,... Z, n is an integer and Z is a total number of working cylinders of the internal combustion engine, one reciprocating piston executes successive working cycles and at least one over a working cycle Performing single combustion, wherein each individual combustion of a cycle produces a total torque Trq and a total amount Q of heat, characterized by performing the following steps for each cycle and cylinder: (1) determining a setpoint for the total torque TrqDes; (2) determining a setpoint for the (3) determining an inverse efficiency factor setpoint according to the formula (4) comparing the inverse efficiency factor setpoint facTrq2QDes with a minimum inverse efficiency factor facTrq2QMIM in at least one single combustion, wherein the minimum inverse efficiency factor facTr q2QMIMin is determined from an Inverse Efficiency Factor versus Centers of Gravity of the individual combustion within the work cycle for a predetermined, earliest position of the individual combustion in the work cycle; (5) comparing the inverse efficiency factor facTrq2QDes with a maximum inverse efficiency factor facTrq2QMIMax at least one individual combustion, wherein the maximum inefficiency factor facTrq2QMIMax is determined from the inverse efficiency factor characteristic versus a center of gravity of the respective individual combustion within the work cycle for a predetermined latest location of the respective individual combustion in the work cycle; (6) determining the location of the respective individual combustion on the predetermined earliest possible value and determining a control angle and a drive amount for each individual combustion with earliest possible in the event that the inverse efficiency factor facTrq2QDes is less than the minimum inverse efficiency factor facTrq2QMIMin; (7) setting the location of each individual combustion at a value between the predetermined earliest position and the predetermined latest position of the respective individual combustion which in the inverse efficiency factor curve corresponds to the inverse efficiency factor facTrq2QDes, and determining a drive angle and a drive amount for the respective single combustion, in the case where the inefficiency factor facTrq2QDes is equal to or greater than the minimum inverse efficiency factor facTrq2QMIMin and equal to or less than the maximum inverse efficiency factor facTrq2QMIMax; (8) Defining the location of each individual combustion at the predetermined latest possible value in the work cycle and activating at least one post-combustion g, which has a predetermined position after each combustion in the duty cycle, and determining a drive angle and a drive amount for the respective individual combustion and afterburning, in the event that the target value for the inefficiency factor facTrq2QDes greater than the maximum inverse efficiency factor facTrq2QMIMax ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei in n Arbeitszylindern, mit n = 1, 2, ... Z, n eine ganze Zahl und Z eine Gesamtzahl der Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine, jeweils ein Hubkolben aufeinander folgende Arbeitszyklen ausführt und über einen Arbeitszyklus jeweils wenigstens eine Einzelverbrennung ausführt, wobei alle Einzelverbrennungen eines Arbeitszyklus ein Gesamtmoment Trq und eine Gesamtwärmemenge Q erzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, wherein in n working cylinders, where n = 1, 2,... Z, n is an integer and Z is a total number of working cylinders of the internal combustion engine, in each case one reciprocating piston executes successive working cycles and over one Each individual combustion of a duty cycle generates a total torque Trq and a total amount of heat Q, according to the preamble of claim 1.

Im Betrieb einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug wird durch den Fahrerwunsch (Betätigung des Fahrpedals) und ggf. einigen Korrekturen eine Einspritzung von Kraftstoff in Brennräume von Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine vorgegeben. Ist es in einem bestimmten Betriebszustand, wie beispielsweise einer Partikelfilterregeneration, zusätzlich notwendig, die Abgastemperatur zu erhöhen, wird eine zusätzliche Nacheinspritzung aktiviert und es werden weitere Korrekturen von einem Temperaturregler an die Einspritzung übergeben. Dies führt zu einer großen Anzahl beeinflussbarer Größen. Diese werden an unterschiedlichen Stellen ermittelt und führen somit zu einer unüberschaubaren Fülle von beeinflussenden Funktionen.During operation of an internal combustion engine in a motor vehicle, an injection of fuel into combustion chambers of working cylinders of the internal combustion engine is predetermined by the driver's request (actuation of the accelerator pedal) and possibly some corrections. If, in a certain operating state, such as, for example, a particulate filter regeneration, it is additionally necessary to increase the exhaust gas temperature, an additional post-injection is activated and further corrections are transferred from a temperature regulator to the injection. This leads to a large number of influenceable variables. These are determined at different points and thus lead to an unmanageable wealth of influencing functions.

Aus der DE 103 19 332 B3 ist ein Verfahren und ein Steuergerät zur Begrenzung der einer Brennkraftmaschine zugeführten Wärmemenge bekannt. Um eine Optimierung des Drehmomentwunsches zu erreichen, wird mittels des Steuergerätes die Wärmemengenzufuhr in die Brennkraftmaschine überwacht. Die Wärmemengenzufuhr wird auf einen vorgegebenen Grenzwert begrenzt, wenn das von der Brennkraftmaschine abgegebene Ist-Drehmoment nicht mehr ansteigt oder der Anstieg des Ist-Drehmomentes einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.From the DE 103 19 332 B3 is a method and a control device for limiting the amount of heat supplied to an internal combustion engine known. In order to achieve an optimization of the torque request, the heat quantity supply is monitored in the internal combustion engine by means of the control unit. The heat quantity supply is limited to a predetermined limit when the output from the engine actual torque is no longer increasing or the increase in the actual torque falls below a predetermined limit.

Aus der DE 100 46 446 A1 ist ein Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine bekannt. Hierbei wird zu einem zu erbringenden Sollmoment unter Berücksichtigung des momentan vorliegenden Ist-Wirkungsgrades eine entsprechende Soll-Wärmemenge bestimmt, zu der wenigstens eine zugehörige Stellgröße entsprechend dem Wert der Soll-Wärmemenge eingestellt wird. Weiterhin wird die Ist-Wärmemenge erfasst, wobei ein Sollwirkungsgrad ermittelt wird aus der Ist-Wärmemenge unter Berücksichtigung einer zu erbringenden Arbeit bzw. einem zu erbringenden Sollmoment. Zeitnah wird dann wenigstens eine Stellgröße der Brennkraftmaschine entsprechende einer Einstellung des ermittelten Soll-Wirkungsgrades eingestellt.From the DE 100 46 446 A1 a method for controlling an internal combustion engine is known. In this case, a corresponding setpoint heat quantity is determined for a target torque to be performed, taking into account the instantaneous actual efficiency, to which at least one associated control variable is set in accordance with the value of the setpoint heat quantity. Furthermore, the actual amount of heat is detected, wherein a desired efficiency is determined from the actual amount of heat taking into account a work to be performed or a target torque to be provided. Then at least one manipulated variable of the internal combustion engine is adjusted in a timely manner corresponding to a setting of the determined target efficiency.

Als weiterer Stand der Technik werden die Druckschriften DE 10 2007 004 265 A1 , DE 10 2006 035 355 A1 und Pischinger R.: „Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine“, Wien: Springer-Verlag, 1989, ISBN 3-211-82105-8, S.84 genannt.As a further prior art, the publications DE 10 2007 004 265 A1 . DE 10 2006 035 355 A1 and Pischinger R .: "Thermodynamics of the internal combustion engine", Vienna: Springer-Verlag, 1989, ISBN 3-211-82105-8, p.84 called.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verfahren der o.g. Art dahingehend zu verbessern, dass eine stabilere Gesamtverbrennung erzielt wird.The invention has for its object to provide a method of o.g. Art to improve that a more stable overall combustion is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a method of o.g. Art solved with the features characterized in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.

Dazu ist es bei einem Verfahren der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass für jeden Arbeitszyklus und jeden Arbeitszylinder folgende Schritte ausgeführt werden,

  • (1) Bestimmen eines Sollwertes für das Gesamtmoment TrqDes;
  • (2) Bestimmen eines Sollwertes für die Gesamtwärmemenge QDes;
  • (3) Bestimmen eines Sollwertes für einen inversen Wirkungsgradfaktor gemäß der Formel f a c T r q 2 Q D e s = Q D e s T r q D e s ;
    Figure DE102009010309B4_0002
  • (4) Vergleichen des Sollwertes für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes mit einem minimalen inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin wenigstens einer Einzelverbrennung, wobei der minimale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin aus einer Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor in Abhängigkeit von einer Schwerpunktlage der jeweiligen Einzelverbrennung innerhalb des Arbeitszyklus für eine vorbestimmte, früheste Lage der jeweiligen Einzelverbrennung im Arbeitszyklus bestimmt wird;
  • (5) Vergleichen des Sollwertes für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes mit einem maximalen inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax wenigstens einer Einzelverbrennung, wobei der maximale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax aus der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor in Abhängigkeit von einer Schwerpunktlage der jeweiligen Einzelverbrennung innerhalb des Arbeitszyklus für eine vorbestimmte späteste Lage der jeweiligen Einzelverbrennung im Arbeitszyklus bestimmt wird;
  • (6) Festlegen der Lage der jeweiligen Einzelverbrennung auf den vorbestimmten frühestens möglichen Wert sowie Bestimmen eines Ansteuerwinkels und einer Ansteuermenge für die jeweilige Einzelverbrennung mit frühester möglicher Lage, für den Fall, dass der Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes kleiner als der minimale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin ist;
  • (7) Festlegen der Lage der jeweiligen Einzelverbrennung auf einen Wert zwischen der vorbestimmten, frühesten Lage und der vorbestimmten spätesten Lage der jeweiligen Einzelverbrennung, welcher in der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor dem Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes entspricht, sowie Bestimmen eines Ansteuerwinkels und einer Ansteuermenge für die jeweilige Einzelverbrennung, für den Fall, dass der Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes gleich oder größer als der minimale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin und gleich oder kleiner als der maximale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax ist;
  • (8) Festlegen der Lage der jeweiligen Einzelverbrennung auf den vorbestimmten spätestens möglichen Wert im Arbeitszyklus und Aktivieren wenigstens einer Nachverbrennung, welche im Arbeitszyklus eine vorbestimmte Lage nach der jeweiligen Einzelverbrennung aufweist, sowie Bestimmen eines Ansteuerwinkels und einer Ansteuermenge für die jeweilige Einzelverbrennung und für die Nachverbrennung, für den Fall, dass der Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes größer als der maximale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax ist.
For this purpose, it is provided according to the invention in a method of the aforementioned type that the following steps are carried out for each working cycle and each working cylinder,
  • (1) determining a setpoint value for the total torque TrqDes;
  • (2) determining a setpoint value for the total amount of heat Qdes;
  • (3) determining a target value for an inverse efficiency factor according to the formula f a c T r q 2 Q D e s = Q D e s T r q D e s ;
    Figure DE102009010309B4_0002
  • (4) comparing the inverse efficiency factor facTrq2QDes with a minimum inefficiency factor facTrq2QMIMin at least one individual combustion, the minimum inefficiency factor facTrq2QMIMin being an Inverse Efficiency Factor versus centroids of respective individual combustion within the duty cycle for a predetermined earliest one Location of each individual combustion in the work cycle is determined;
  • (5) comparing the inverse efficiency factor facTrq2QDes with a maximum inverse efficiency factor facTrq2QMIMax of at least one single combustion, wherein the maximum inefficiency factor facTrq2QMIMax from the inverse efficiency factor curve versus a center of gravity of the respective individual combustion within the duty cycle for a predetermined latest location the individual combustion in the work cycle is determined;
  • (6) setting the position of the respective individual combustion at the predetermined earliest possible value and determining a drive angle and a drive amount for each individual combustion with earliest possible position, in the event that the setpoint for the inefficiency factor facTrq2QDes less than the minimum inverse efficiency factor facTrq2QMIMin is;
  • (7) setting the position of the respective individual combustion at a value between the predetermined earliest position and the predetermined latest position of the respective individual combustion which corresponds to the inverse efficiency factor setpoint facTrq2QDes in the inverse efficiency factor characteristic, and determining a drive angle and a Drive amount for the respective single combustion, in case the inverse efficiency factor facTrq2QDes is equal to or greater than the minimum inefficiency factor facTrq2QMIMin and equal to or smaller than the maximum inefficiency factor facTrq2QMIMax;
  • (8) Setting the position of the respective individual combustion at the predetermined latest possible value in the work cycle and activating at least one afterburning, which has a predetermined position after each combustion in the work cycle, and determining a drive angle and a drive amount for the respective individual combustion and afterburning in the event that the inverse efficiency factor facTrq2QDes is greater than the maximum inverse efficiency factor facTrq2QMIMax.

Dies hat den Vorteil, dass ein Brennverlauf mittels einer physikalischen Schnittstelle basierend auf Moment und Wärmemenge vorgebbar ist und eine direkte Beeinflussung beispielsweise eines Temperaturreglers auf eine Nacheinspritzung aufgelöst ist. Durch die Mehrfachkontrolle der Einzelverbrennungen wird eine stabilere Gesamtverbrennung erzielt.This has the advantage that a combustion process can be predetermined by means of a physical interface based on torque and amount of heat, and a direct influence, for example, of a temperature regulator on a post-injection is resolved. The multiple control of the individual burns achieves a more stable overall combustion.

Zweckmäßigerweise ist die Einzelverbrennung eine Vorverbrennung, eine Hauptverbrennung und/oder eine Nachverbrennung.Conveniently, the individual combustion is a pre-combustion, a main combustion and / or a post-combustion.

Die früheste und/oder spätest mögliche Lage der Einzelverbrennung wird bevorzugt dadurch bestimmt, dass diese Einzelverbrennung noch stabil zündet.The earliest and / or latest possible position of the individual combustion is preferably determined by the fact that this individual combustion still stably ignites.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (6) und/oder Schritt (7) ein Faktor facQ2Qnt bestimmt, welcher gemäß der Formel f a c Q 2 Q n t = Q n t Q

Figure DE102009010309B4_0003
die freigesetzte Wärmemenge Q auf die eingesetzte Kraftstoffmenge Qnt bezieht, wobei die Ansteuermenge für die Einzelverbrennung gemäß Q n t = Q D e s * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0004
bestimmt wird.In a preferred embodiment, in step (6) and / or step (7) a factor facQ2Qnt is determined, which according to the formula f a c Q 2 Q n t = Q n t Q
Figure DE102009010309B4_0003
the amount of heat released Q refers to the amount of fuel used Qnt, wherein the driving amount for the individual combustion according to Q n t = Q D e s * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0004
is determined.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (8) aus der Solllage der Nachverbrennung im Arbeitszyklus mittels der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor ein Wert für den inversen Wirkungsgradfaktor der Nachverbrennung facTrq2QPol bestimmt, wobei ein Anteilsfaktor für den Anteil der Einzeleinspritzung an dem Gesamtmoment facTrqMI und ein Anteilsfaktor für den Anteil der Nacheinspritzung an dem Gesamtmoment facTrqPol gemäß der Formeln f a c T r q M I = f a c T r q 2 Q D e s f a c T r q 2 Q P o l f a c T r q 2 Q M I M a x f a c T r q 2 Q P o l

Figure DE102009010309B4_0005
f a c T r q P o l = 1 f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0006
bestimmt wird, wobei das von der Einzeleinspritzung erzeugte Moment TrqMI und das von der Nacheinspritzung erzeugte Moment TrqPol gemäß der Formeln T r q M I = T r q D e s * f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0007
T r q P o l = T r q D e s * f a c T r q P o l
Figure DE102009010309B4_0008
bestimmt wird, wobei die von der Einzeleinspritzung erzeugte Wärmemenge QMI und die von der Nacheinspritzung erzeugte Wärmemenge QPol gemäß der Formeln Q M I = T r q M I * f a c T r q 2 Q M I
Figure DE102009010309B4_0009
Q P o l = T r q P o l * f a c T r q 2 Q P o l
Figure DE102009010309B4_0010
berechnet wird, wobei ein Faktor facQ2Qnt bestimmt wird, welcher gemäß der Formel f a c Q 2 Q n t = Q n t Q
Figure DE102009010309B4_0011
die freigesetzte Wärmemenge Q auf die eingesetzte Kraftstoffmenge Qnt bezieht, wobei die Ansteuermenge für die Einzeleinspritzung QntMI und die Ansteuermenge für die Nacheinspritzung QntPol gemäß der Formeln Q n t M I = Q M I * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0012
Q n t P o l = Q P o l * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0013
berechnet wird.In a particularly preferred embodiment, in step (8), from the desired post-combustion position in the duty cycle by the inverse efficiency factor curve, a post-combustion inverse efficiency factor facTrq2QPol is determined, wherein a proportion factor of the single injection fraction of the total torque facTrqMI and a Proportion factor for the proportion of post-injection on the total moment facTrqPol according to the formulas f a c T r q M I = f a c T r q 2 Q D e s - f a c T r q 2 Q P O l f a c T r q 2 Q M I M a x - f a c T r q 2 Q P O l
Figure DE102009010309B4_0005
f a c T r q P O l = 1 - f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0006
wherein the torque TrqMI generated by the single injection and the torque TrqPol generated by the post-injection are determined according to the formulas T r q M I = T r q D e s * f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0007
T r q P O l = T r q D e s * f a c T r q P O l
Figure DE102009010309B4_0008
is determined, wherein the amount of heat generated by the single injection QMI and the amount of heat generated by the post-injection QPol according to the formulas Q M I = T r q M I * f a c T r q 2 Q M I
Figure DE102009010309B4_0009
Q P O l = T r q P O l * f a c T r q 2 Q P O l
Figure DE102009010309B4_0010
is calculated, whereby a factor facQ2Qnt is determined, which according to the formula f a c Q 2 Q n t = Q n t Q
Figure DE102009010309B4_0011
the amount of heat released Q refers to the amount of fuel used Qnt, wherein the driving amount for the single injection QntMI and the Activation quantity for the post-injection QntPol according to the formulas Q n t M I = Q M I * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0012
Q n t P O l = Q P O l * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0013
is calculated.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein zusätzlicher Regler mit einem entsprechenden Sensor zum Detektieren eines Istwertes vorgesehen.In a preferred embodiment, at least one additional controller with a corresponding sensor for detecting an actual value is provided.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (1) der Sollwert für die Gesamtwärmemenge QDes in Abhängigkeit von einer Temperaturanforderung und/oder Lambdaanforderung in Verbindung mit einer Gasfüllung und/oder Gaszusammensetzung bestimmt.In a preferred embodiment, in step (1), the setpoint value for the total heat quantity Qdes is determined as a function of a temperature requirement and / or lambda requirement in conjunction with a gas filling and / or gas composition.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

  • 1 eine graphische Darstellung eines integralen Heizverlaufes eines Verbrennungsvorganges in einem Arbeitszylinder über einen Arbeitszyklus mit drei Einzelverbrennungen,
  • 2 eine graphische Darstellung einer Kennlinie für einen inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2Q = (Wärmemenge Q) / (Moment Trq) in Abhängigkeit von einer Schwerpunktlage der jeweiligen Einzelverbrennung innerhalb des Arbeitszyklus,
  • 3 eine weitere graphische Darstellung der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2Q,
  • 4 eine weitere graphische Darstellung der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2Q und
  • 5 eine weitere graphische Darstellung der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2Q.
The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. This shows in
  • 1 a graphical representation of an integral heating course of a combustion process in a working cylinder over a work cycle with three individual burns,
  • 2 a graphical representation of a characteristic curve for an inverse efficiency factor facTrq2Q = (heat quantity Q) / (torque Trq) as a function of a center of gravity of the respective individual combustion within the work cycle,
  • 3 a further graphical representation of the characteristic curve for the inverse efficiency factor facTrq2Q,
  • 4 a further graphical representation of the characteristic curve for the inverse efficiency factor facTrq2Q and
  • 5 a further graphical representation of the characteristic curve for the inverse efficiency factor facTrq2Q.

Die vorliegende Erfindung stellt im weitesten Sinne einen Brennverlaufsformer zur Verfügung, wie nachfolgend im Detail erläutert wird.The present invention provides, in the broadest sense, a burnout former, as will be explained in detail below.

Für einen Verbrennungsvorgang in einem Arbeitszylinder einer Brennkraftmaschine innerhalb eines Arbeitszyklus, bei dem ein Hubkolben in dem Arbeitszylinder einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Ausschubtakt ausführt, ist in 1 auf einer horizontalen Achse 10 ein Kurbelwinkel [°KW] und auf einer vertikalen Achse 12 eine Wärmemenge [J] aufgetragen. Ein Graph 14 veranschaulicht einen Verlauf der Wärmemenge 12 über den Kurbelwinkel 10. Bei einem Kurbelwinkel von 0°KW liegt ein oberer Totpunkt (OT) des Hubkolbens im Arbeitstakt. Mit 16 ist eine Einspritzlage einer Voreinspritzung, mit 18 ist eine Einspritzlage einer Haupteinspritzung, mit 20 ist eine Einspritzlage einer Nacheinspritzung, mit 22 ist eine Schwerpunktlage einer Vorverbrennung (Zwischengröße), mit 24 ist eine Schwerpunktlage einer Hauptverbrennung (Zwischengröße), mit 26 ist eine Schwerpunktlage einer Nachverbrennung (Zwischengröße), mit 28 ist eine Wärmemenge der Vorverbrennung (Zwischengröße), mit 30 ist eine Wärmemenge der Hauptverbrennung (Zwischengröße), mit 32 ist eine Wärmemenge der Nachverbrennung (Zwischengröße) und mit 34 ist eine Wärmemenge der gesamten Verbrennung dieses einen Arbeitszyklus, welche als Eingangsgröße für das erfindungsgemäße Verfahren dient, bezeichnet.For a combustion process in a working cylinder of an internal combustion engine within a work cycle, in which a reciprocating piston in the working cylinder performs an intake stroke, a compression stroke, a power stroke and a Ausschubtakt is in 1 on a horizontal axis 10 a crank angle [° CA] and on a vertical axis 12 applied a quantity of heat [J]. A graph 14 illustrates a course of the amount of heat 12 over the crank angle 10 , At a crank angle of 0 ° KW is a top dead center (TDC) of the reciprocating piston in the power stroke. With 16 is an injection position of a pilot injection, with 18 is an injection position of a main injection, with 20 is an injection position of a post-injection, with 22 is a center of gravity of a pre-combustion (intermediate size), with 24 is a center of gravity of a main combustion (intermediate size), with 26 is a center of gravity of an afterburner (intermediate size), with 28 is a heat quantity of pre-combustion (intermediate size), with 30 is a heat quantity of the main combustion (intermediate size), with 32 is a heat quantity of the afterburning (intermediate size) and with 34 is a heat quantity of the total combustion of this one cycle, which serves as an input to the inventive method called.

In Messungen werden zunächst jeder Einzelverbrennung die umgesetzte Wärmemenge 12 sowie der Momentenwert Trq zugewiesen und mit der Schwerpunktlage der Einzelverbrennung verknüpft. Bei einer Verbrennung mit drei Einzelereignissen (Einzelverbrennungen mit jeweiligen Einspritzung von Kraftstoff), wie in 1 lediglich beispielhaft in Form eines integralen Heizverlaufes für die drei Einzelverbrennungen dargestellt, erfolgt eine Voreinspritzung 16 mit einer Kraftstoffmenge Qnt von 2 mg bei 15°Kurbelwinkel vor OT, die eine Vorverbrennung zur Folge hat, wobei die Vorverbrennung eine Wärmefreisetzung Q 28 von 50 J und ein Moment Trq von 10 Nm bei einer Schwerpunktlage 22 von 0° Kurbelwinkel aufweist. Danach erfolgt eine Haupteinspritzung 18 mit einer Kraftstoffmenge Qnt von 7 mg bei 5°Kurbelwinkel nach OT, die eine Hauptverbrennung zur Folge hat, wobei die Hauptverbrennung eine Wärmefreisetzung Q 30 von 200 J und ein Moment Trq von 40 Nm bei einer Schwerpunktlage 24 von 13° Kurbelwinkel nach OT aufweist. Danach erfolgt eine Nacheinspritzung 20 mit einer Kraftstoffmenge Qnt von 10 mg bei 40°Kurbelwinkel nach OT, die eine Nachverbrennung zur Folge hat, wobei die Nachverbrennung eine Wärmefreisetzung Q 32 von 250 J und ein Moment Trq von 20 Nm bei einer Schwerpunktlage 26 von 52° Kurbelwinkel nach OT aufweist. Die jeweils freigesetzten Wärmemengen Q 28, 30 und 32 ergeben in Summe die gesamte freigesetzte Wärmemenge Q 34.In measurements, each individual combustion is first of all the amount of heat converted 12 and the torque value Trq assigned and linked to the center of gravity of the individual combustion. In a combustion with three individual events (individual burns with respective injection of fuel), as in 1 merely exemplified in the form of an integral heating curve for the three individual burns, a pre-injection takes place 16 with a fuel quantity Qnt of 2 mg at 15 ° crank angle before TDC, which results in a pre-combustion, wherein the pre-combustion heat release Q 28 of 50 J and a moment Trq of 10 Nm at a center of gravity 22 of 0 ° crank angle. Thereafter, a main injection takes place 18 with a fuel quantity Qnt of 7 mg at 5 ° crank angle to TDC, which results in a main combustion, the main combustion heat release Q 30 of 200 J and a moment Trq of 40 Nm at a center of gravity 24 of 13 ° crank angle to TDC. Thereafter, a post-injection takes place 20 with a fuel quantity Qnt of 10 mg at 40 ° crank angle after TDC, which results in afterburning, the afterburning resulting in heat release Q 32 of 250 J and a moment Trq of 20 Nm at a center of gravity 26 from 52 ° crank angle to TDC. The amounts of heat released Q 28 . 30 and 32 sum in total the amount of heat released Q 34 ,

Aus den Messungen und Auswertungen der Einzelverbrennungen kann nun die freigesetzte Wärmemenge Q und das erzeugte Moment Trq der jeweiligen Einspritzung zugewiesen werden. Dividiert man die Wärmemenge Q durch das Moment Trq der Einzeleinspritzung und stellt diese der Schwerpunktlage der Einzelverbrennung gegenüber lässt sich eine Kennlinie für einen inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2Q = (Wärmemenge Q) / (Moment Trq) gemäß 2 erstellen, wobei mehrere Messungen integriert sind. Der inverse Wirkungsgradfaktor ist definiert als Quotient von Wärmemenge und Moment. In 2 ist auf einer horizontalen Achse 36 eine Schwerpunktlage der Einzelverbrennung in [°KW] aufgetragen und auf einer vertikalen Achse 38 ist der inverse Wirkungsgrad facTrq2Q aufgetragen. Bei einem Kurbelwinkel von 0°KW liegt ein oberer Totpunkt (OT) des Hubkolbens im Arbeitstakt. Die eingetragenen Einzelpunkt ergeben im Wesentlichen eine Kennlinie 40 für den inversen Wirkungsgrad facTrq2Q über die Schwerpunktlage der Verbrennung.From the measurements and evaluations of the individual burns, the released heat quantity Q and the generated torque Trq can now be assigned to the respective injection. If the quantity of heat Q is divided by the moment Trq of the individual injection and this is compared to the center of gravity of the individual combustion, a characteristic for an inverse efficiency factor facTrq2Q = (heat quantity Q) / (moment Trq) can be determined according to 2 create, with several measurements integrated. The inverse efficiency factor is defined as Quotient of heat quantity and moment. In 2 is on a horizontal axis 36 a center of gravity of the individual combustion plotted in [° KW] and on a vertical axis 38 the inverse efficiency facTrq2Q is plotted. At a crank angle of 0 ° KW is a top dead center (TDC) of the reciprocating piston in the power stroke. The registered individual points essentially result in a characteristic curve 40 for the inverse efficiency facTrq2Q about the center of gravity of combustion.

Konkrete Beispiele für in 2 eingetragene Punkte gemäß dem obigen Beispiel für eine Verbrennung mit drei Einzelverbrennungen (1) lauten wie folgt: Vorverbrennung: Inverser Wirkungsgradfaktor facTrq2Q = 50J / 10 Nm = 5 ergibt den Punkt (0;5) im Koordinatensystem von 2; Hauptverbrennung: facTrq2Q = 200 J / 40 Nm = 5 ergibt den Punkt (13;5) im Koordinatensystem von 2; Nachverbrennung: facTrq2Q = 250 J / 20 Nm = 12,5 ergibt den Punkt (52; 12,5) im Koordinatensystem von 2. Für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2Q ergibt sich, wie unmittelbar aus 2 ersichtlich, eine charakteristische Kennlinie 40 in Abhängigkeit von der Schwerpunktlage der Einzelverbrennung. Diese Kennlinie 40 wird für die weitere Bestimmung im Brennverlaufsformer hinterlegt.Concrete examples of in 2 registered points according to the above example of a combustion with three individual burns ( 1 ) are as follows: Pre-combustion: inverse efficiency factor facTrq2Q = 50J / 10 Nm = 5 gives the point (0; 5) in the coordinate system of 2 ; Main combustion: facTrq2Q = 200 J / 40 Nm = 5 gives the point (13; 5) in the coordinate system of 2 ; Afterburning: facTrq2Q = 250 J / 20 Nm = 12.5 gives the point (52; 12,5) in the coordinate system of 2 , For the inverse efficiency factor facTrq2Q, the result is as follows 2 can be seen, a characteristic curve 40 depending on the center of gravity of the individual combustion. This characteristic 40 is deposited for further determination in the Brennverlaufsformer.

Die einzelnen Verbrennungen lassen sich nicht frei in Ihrer Position verschieben, da sie entweder nicht mehr zünden würden oder ein wesentlich schlechteres Rohemissionsergebnis zur Folge hätten. Aus diesem Grund können die einzelnen Verbrennungen nur in gewissen Bereichen vorgegeben werden. Für die Hauptverbrennung ist beispielsweise ein Bereich zwischen 10° KW und 25° KW Kurbelwinkel nach OT vorgegeben. Aus diesem Grund werden mehrere Einspritzungen notwendig, um auch bei späten Einzelverbrennungslagen noch zündfähig zu sein.The individual burns can not be moved freely in your position, as they either would not ignite or would result in a much lower gross emission result. For this reason, the individual burns can be specified only in certain areas. For the main combustion, for example, a range between 10 ° CA and 25 ° CA crank angle is specified after TDC. For this reason, multiple injections are necessary to be ignitable even in late individual combustion situations.

Um unterschiedliche Einspritzungen so aufeinander abzustimmen, dass ein gewünschtes Gesamtmoment und eine gewünschte Gesamtwärmemenge eingehalten werden, ist es bekannt, unterschiedliche Regler mitunter gegeneinander regeln zu lassen So hebt beispielsweise ein Temperaturregler eine Nacheinspritzmenge an, wobei durch zu hohes Moment im Anschluss der Momentenregler die Haupteinspritzmenge verringert. Dies ist jedoch nachteilig, da bekannte Einflüsse nicht durch Regler kompensiert werden sollen. Regler sollten statt dessen für Störungen verwendet werden. Um dies zu beseitigen wird das erfindungsgemäße Verfahren vorgeschlagen, welches einen Brennverlaufsformer darstellt.In order to match different injections so that a desired total torque and a desired total amount of heat are maintained, it is known to sometimes regulate different regulators against each other. For example, a temperature controller raises a post-injection quantity, whereby the torque controller subsequently reduces the main injection quantity due to an excessively high torque , However, this is disadvantageous because known influences should not be compensated by controllers. Controllers should instead be used for disturbances. In order to eliminate this, the method according to the invention is proposed which represents a combustion progression former.

Die Eingangsgrößen des Verfahrens bzw. dieser Funktion des Brennverlaufsformers sind ein Sollwert des Gesamtmomentes (TrqDes) und ein Sollwert der Gesamtwärmemenge (QDes). Aus diesen beiden Größen wird ein Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor (facTrq2QDes) bestimmt. Dieser Sollwert wird mit dem durch die frühe Lage der Hauptverbrennung charakterisierten inversen Wirkungsgradfaktor (facTrq2QMIMin) verglichen, der mittels der Kennlinie 40 für den inversen Wirkungsgradfaktor (facTrq2Q) bestimmt wird, wie in 3 dargestellt ist. In 3 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in 2 bezeichnet, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der 2 verwiesen wird. Mit 42 ist eine frühe Lage der Hauptverbrennung bei 10° KW nach OT bezeichnet und eine Linie 44 kennzeichnet den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin der frühen Lage der Hauptverbrennung. Eine gestrichelte Linie 45 kennzeichnet den Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes.The input variables of the method or this function of the Brennverlaufsformers are a target value of the total torque (TrqDes) and a target value of the total amount of heat (QDes). From these two values, a setpoint for the inverse efficiency factor (facTrq2QDes) is determined. This set point is compared with the inverse efficiency factor (facTrq2QMIMin) characterized by the early position of the main combustion, which is determined by means of the curve 40 is determined for the inverse efficiency factor (facTrq2Q), as in 3 is shown. In 3 are the same parts with the same reference numbers as in 2 so that their explanation to the above description of 2 is referenced. With 42 is an early location of the main combustion at 10 ° KW after OT and a line designates 44 indicates the inverse efficiency factor facTrq2QMIM in the early location of the main combustion. A dashed line 45 indicates the set point for the inverse factor facTrq2QDes.

Wie in dem Beispiel gemäß 3 dargestellt, kann der Sollwert facTrq2QDes kleiner ausfallen als facTrq2QMIMin. Dies bedeutet, dass man zum Erreichen des gewünschten Momentes bzw. des Sollwertes des Gesamtmomentes TrqDes auf jeden Fall mehr Wärmemenge freisetzen muss, als die Anforderung eigentlich benötigt. Daraus folgt, dass die Lage der Hauptverbrennung auf der frühen Lage 42 gehalten wird und so viel Wärmemenge frei gesetzt wird, wie das gewünschte Moment TrqDes erfordert, solange die maximale Wärmemengengrenze nicht überschritten wird. Somit ist in diesem Fall keine Nachverbrennung notwendig. Dieser Fall tritt beispielsweise dann auf, wenn der Temperaturregler keine Anforderung an die Wärmemenge hat und keine Verschlechterung des Wirkungsgrades notwendig ist. Die Begrenzung der maximalen Wärmemenge wird später noch erläutert.As in the example according to 3 The setpoint facTrq2QDes may be smaller than facTrq2QMIMin. This means that in order to achieve the desired torque or the nominal value of the total torque TrqDes, it is necessary to release more heat than the requirement actually requires. It follows that the location of the main combustion on the early location 42 is held and as much heat is released as the desired torque TrqDes requires, as long as the maximum heat quantity limit is not exceeded. Thus, no afterburning is necessary in this case. This case occurs, for example, when the temperature controller has no requirement for the amount of heat and no deterioration of the efficiency is necessary. The limitation of the maximum amount of heat will be explained later.

Wenn nun bei gleich bleibender Momentenanforderung mehr Wärmemenge erzeugt werden soll, muss eine Wirkungsgradverschlechterung stattfinden. Das bedeutet, der errechnete Sollfaktor zwischen Gesamtmoment und Gesamtwärmenge (facTrq2QDes) ist größer als der Grenzfall der frühen Verschiebung (facTrq2QMIMin). Neben der frühen Grenze der Hauptverbrennungslageverschiebung gibt es eine späte Grenze, die wiederum mit Hilfe der Kennlinie 40 des durch die späte Lage der Hauptverbrennung charakterisierten inversen Wirkungsgradfaktors (facTrq2QMIMax) einen Vergleichswert liefert. In 4 ist dies dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in 3 bezeichnet, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der 3 verwiesen wird. Zusätzlich ist mit 46 eine späte Lage der Hauptverbrennung bei 18° KW nach OT bezeichnet und eine Linie 48 kennzeichnet facTrq2QMIMax. Eine gestrichelte Linie 50 kennzeichnet einen Wert für die Schwerpunktlage einer Einzelverbrennung, welche sich für den Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes 45 aufgrund der Kennlinie 40 ergeben würde.If now more heat is to be generated at the same torque request, a deterioration in efficiency must take place. This means that the calculated target factor between total torque and total heat quantity (facTrq2QDes) is greater than the limit case of the early shift (facTrq2QMIMin). In addition to the early limit of the Hauptverbrennungslageverschiebung there is a late limit, which in turn with the help of the characteristic curve 40 of the inverse efficiency factor (facTrq2QMIMax) characterized by the late position of the main combustion provides a comparison value. In 4 this is shown, wherein like parts with the same reference numerals as in 3 so that their explanation to the above description of 3 is referenced. In addition is with 46 a late location of the main combustion at 18 ° CA after TDC and a line 48 denotes facTrq2QMIMax. A dashed line 50 denotes a value for the center of gravity of a single combustion, which is for the setpoint for the inverse Efficiency factor facTrq2QDes 45 due to the characteristic 40 would result.

Liegt der Sollwert Trq2QDes, wie in 4 dargestellt, genau zwischen den beiden Grenzen facTrq2QMIMin und facTrq2QMIMax, wird die Wirkungsgradverschlechterung allein mit der Verschiebung der Hauptverbrennung erreicht. Es wird also weiterhin keine Nachverbrennung benötigt. Die Lage der Hauptverbrennung wird wiederum durch die Kennlinie 40 des inversen Wirkungsgradfaktor gebildet, indem nun der inverse Wirkungsgradfaktor 45 vorgegeben wird und die dazugehörige Lage 50 heraus kommt. Dies erfolgt beispielsweise dann, wenn die Temperaturanforderung nur eine geringe Temperaturerhöhung gegenüber dem Normalbetrieb mit Hilfe der Wärmemenge erzeugen will.Is the setpoint Trq2QDes, as in 4 shown exactly between the two limits facTrq2QMIMin and facTrq2QMIMax, the efficiency deterioration is achieved solely with the displacement of the main combustion. So it is still no afterburning needed. The position of the main combustion is again determined by the characteristic curve 40 the inverse efficiency factor formed by now the inverse efficiency factor 45 is given and the associated location 50 comes out. This occurs, for example, when the temperature requirement only wants to produce a slight increase in temperature compared to normal operation with the aid of the amount of heat.

Steigt die Wärmemengenanforderung weiter, so steigt auch der Sollfaktor facTrq2QDes 45 weiter und übersteigt facTrq2QMIMax 48 für die späte Grenze 46 der Lageverschiebung der Hauptverbrennung, wie in 5 dargestellt. In 5 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in 4 bezeichnet, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der 4 verwiesen wird. Zusätzlich kennzeichnet 52 eine Schwerpunktlage einer Nachverbrennung und 54 einen sich aus der Kennlinie für die Schwerpunktlage 52 einer Nachverbrennung ergebenden inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QPol der Nachverbrennung. In diesem Fall kann eine Wirkungsgradverschlechterung nicht mehr durch eine Verschiebung der Hauptverbrennung erreicht werden, denn ein noch weiteres Verschieben nach spät würde dazu führen, dass die Haupteinspritzung nicht mehr zündet und somit die Hauptverbrennung verloren wäre. Daher wird die Hauptverbrennung an dieser späten Lage 46 festgehalten und eine Nachverbrennung aktiviert. Abgesehen von einer/mehrerer gegebenenfalls vorhandenen, kleinen Voreinspritzung hat bisher die Hauptverbrennung nahezu den gesamten Anteil an Wärmemenge und Moment erzeugt. Nun muss die Aufteilung so erfolgen, dass sowohl Gesamtmoment, als auch Gesamtwärmemenge eingehalten werden. Ausgehend von der Solllage 52 der Nachverbrennung wird mit Hilfe der inversen Wirkungsgradkennlinie 40 der inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QPol 54 der Nachverbrennung bestimmt. Aus dem Vergleich der drei Faktoren Sollwert facTrq2QDes 45 mit Hauptverbrennung facTrq2QMIMax 48 und Nachverbrennung facTrq2QPol 54 wird ermittelt, wie viel vom Gesamtmoment durch die Hauptverbrennung erzeugt werden soll (Bilanzierung der inversen Wirkungsgradfaktoren). Dies erfolgt gemäß folgender Gleichungen: f a c T r q M I = f a c T r q 2 Q D e s f a c T r q 2 Q P o l f a c T r q 2 Q M I M a x f a c T r q 2 Q P o l

Figure DE102009010309B4_0014
f a c T r q P o l = 1 f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0015
If the heat quantity requirement continues to rise, the setpoint factor facTrq2QDes also increases 45 further and exceeds facTrq2QMIMax 48 for the late limit 46 the positional shift of the main combustion, as in 5 shown. In 5 are the same parts with the same reference numbers as in 4 so that their explanation to the above description of 4 is referenced. In addition features 52 a center of gravity of an afterburner and 54 one from the characteristic curve for the center of gravity 52 post-combustion inverse efficiency factor facTrq2QPol post-combustion. In this case, efficiency degradation can no longer be achieved by shifting the main combustion, because further retardation would cause the main injection to stop igniting and thus the main combustion would be lost. Therefore, the main combustion at this late location 46 held and activated an afterburner. Apart from one / more possibly present, small pre-injection has so far the main combustion produced almost the entire amount of heat and torque. Now, the division must be made so that both total momentum, as well as total amount of heat are met. Starting from the desired position 52 the afterburning is done with the help of the inverse efficiency curve 40 the inverse efficiency factor facTrq2QPol 54 the post-combustion determined. From the comparison of the three factors setpoint facTrq2QDes 45 with main combustion facTrq2QMIMax 48 and afterburning facTrq2QPol 54 it is determined how much of the total torque is to be generated by the main combustion (balancing the inverse efficiency factors). This is done according to the following equations: f a c T r q M I = f a c T r q 2 Q D e s - f a c T r q 2 Q P O l f a c T r q 2 Q M I M a x - f a c T r q 2 Q P O l
Figure DE102009010309B4_0014
f a c T r q P O l = 1 - f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0015

Multipliziert man den jeweiligen Faktor des Momentenanteils facTrqMI der Hauptverbrennung bzw. facTrqPol der Nachverbrennung mit dem Sollwert des Gesamtmomentes TrqDes so erhält man den jeweiligen Momentenwert der jeweiligen Einspritzung. Der Momentenwert der Hauptverbrennung (TrqMI) ist gleich dem Sollwert des Gesamtmomentes (TrqDes) multipliziert mit dem Momentenanteil der Hauptverbrennung (facTrqMI) bzw. der Momentenwert der Nachverbrennung (TrqPol) ist gleich dem Sollwert des Gesamtmomentes (TrqDes) multipliziert mit dem Momentenanteil der Nachverbrennung (facTrqMI): T r q M I = T r q D e s * f a c T r q M I

Figure DE102009010309B4_0016
T r q P o l = T r q D e s * f a c T r q P o l
Figure DE102009010309B4_0017
If one multiplies the respective factor of the moment component facTrqMI of the main combustion or facTrqPol of the afterburning with the setpoint value of the total torque TrqDes, one obtains the respective torque value of the respective injection. The torque value of the main combustion (TrqMI) is equal to the setpoint value of the total torque (TrqDes) multiplied by the moment proportion of the main combustion (facTrqMI) or the torque value of the afterburning (TrqPol) is equal to the setpoint value of the total torque (TrqDes) multiplied by the moment proportion of the afterburning ( facTrqMI): T r q M I = T r q D e s * f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0016
T r q P O l = T r q D e s * f a c T r q P O l
Figure DE102009010309B4_0017

Die von der Haupteinspritzung erzeugte Wärmemenge QMI und die von der Nacheinspritzung erzeugte Wärmemenge QPol wird dann gemäß der Formeln Q M I = T r q M I * f a c T r q 2 Q M I

Figure DE102009010309B4_0018
Q P o l = T r q P o l * f a c T r q 2 Q P o l
Figure DE102009010309B4_0019
berechnet, wobei facTrq2QMI der inverse Wirkungsgradfaktor der Hauptverbrennung ist.The quantity of heat QMI generated by the main injection and the amount of heat QPol generated by the post-injection are then calculated according to the formulas Q M I = T r q M I * f a c T r q 2 Q M I
Figure DE102009010309B4_0018
Q P O l = T r q P O l * f a c T r q 2 Q P O l
Figure DE102009010309B4_0019
where facTrq2QMI is the inverse efficiency factor of the main combustion.

Somit sind nun die Momentenanteile TrqMI, TrqPol, die Einzelwärmemengen QMI, QPol sowie die Lagen 46, 52 der einzelnen Verbrennungen bekannt. Anschließend wird aus dieser Soll-Verbrennung die Einspritzung hinsichtlich Einspritzlage und Einspritzmenge bestimmt. Ausgehend von einem Zündverzug wird jeweils für die Hauptverbrennung und die Nachverbrennung eine Einspritzlage berechnet, die zu den gewünschten Verbrennungsereignissen führt. Zusätzlich ist ein Regler für die entsprechende Einzelverbrennung vorgesehen, der bei Störungen die Einspritzlage so verstellt, dass die Verbrennungslage eingehalten wird.Thus, the torque components TrqMI, TrqPol, the individual heat quantities QMI, QPol and the layers are now 46 . 52 the individual burns known. Subsequently, the injection with respect to injection position and injection quantity is determined from this target combustion. Starting from an ignition delay, an injection position is calculated in each case for the main combustion and the post-combustion, which leads to the desired combustion events. In addition, a regulator is provided for the corresponding individual combustion, which adjusts the injection position in case of disturbances so that the combustion position is maintained.

Neben dem Faktor zwischen Moment und Wärmemenge wird ein weiterer Faktor bestimmt. Dieser bezieht die freigesetzte Wärmemenge Q auf die eingesetzte Kraftstoffmenge Qnt. f a c Q 2 Q n t = Q n t Q

Figure DE102009010309B4_0020
In addition to the factor between moment and amount of heat, another factor is determined. This relates the amount of heat released Q to the amount of fuel used Qnt. f a c Q 2 Q n t = Q n t Q
Figure DE102009010309B4_0020

Unter Anwendung dieses Faktors wird aus der jeweiligen Wärmemenge die Einspritzmenge für die Haupteinspritzung QntMI bzw. für die Nacheinspritzung QntPol gemäß folgender Formeln bestimmt: Q n t M I = Q M I * f a c Q 2 Q n t

Figure DE102009010309B4_0021
Q n t P o l = Q P o l * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0022
Using this factor, the injection quantity for the respective amount of heat for the main injection QntMI or for the post-injection QntPol determined according to the following formulas: Q n t M I = Q M I * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0021
Q n t P O l = Q P O l * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0022

Da unterschiedliche Effekte zu einer Störung führen können, ist auch hier ein Regler für die entsprechende Einspritzung tätig. Dieser passt die Einspritzmenge QntMl bzw. QntPol an, um die entsprechende Einzelwärmemenge QMI bzw. QPol zu erhalten. Letztendlich erhält man so die Einspritzlagen der einzelnen Verbrennungen mit den zugehörigen Kraftstoffmengen. Überlagert zu den einzelnen Wärmemengenreglern und Lagereglern ist zusätzlich ein Gesamtmomentenregler vorgesehen, der bei Bedarf eine Korrektur des Sollwertes des Gesamtmomentes TrqDes vornimmt. Für die vorgenannten Regler ist jeweils ein entsprechender Sensor vorgesehen, der die jeweilige Ist-Größe liefert.Since different effects can lead to a fault, a regulator for the corresponding injection is also active here. This adjusts the injection quantity QntMl or QntPol in order to obtain the corresponding individual heat quantity QMI or QPol. Ultimately, one obtains the injection positions of the individual burns with the associated fuel quantities. Superimposed on the individual heat quantity controllers and position controllers, an overall torque controller is additionally provided, which if necessary corrects the setpoint value of the total torque TrqDes. For the aforementioned controller, a respective sensor is provided in each case, which supplies the respective actual size.

Die beschriebene Wärmemengenanforderung QDes als Eingangsgröße stellt eine untere Grenze dar. Daneben gibt es eine obere Wärmemengengrenze. Ausgehend von der oberen Wärmemengengrenze wird ein maximales Moment bestimmt, welches beim besten einstellbaren Wirkungsgrad keine Überschreitung dieser oberen Grenze bedeutet. Die ist beispielsweise in der Dynamik relevant. Führt beispielsweise eine Temperaturanforderung zu einer erhöhten Wärmemengenanforderung und es wird gleichzeitig ein hohes Moment erforderlich, so würde die Momentanforderung an der Trägheit des Luftsystems hängen (Turboloch), da weiterhin die Nacheinspritzung mit ihrem schlechten Wirkungsgrad an der Temperaturerzeugung beteiligt ist. Durch diese Struktur und Betrachtungsweise würde die Rauchbegrenzung in der oberen Wärmemengengrenze aufgehen und ein maximales Moment bestimmen. Dieses Moment könnte sofort dargestellt werden und man würde sofort auf eine Wirkungsgradverschlechternde Nacheinspritzung verzichten. Somit würde mehr Moment zu einem früheren Zeitpunkt zur Verfügung stehen. Bis dahin sollte auch das Luftsystem die entsprechende Füllung bereit gestellt haben.The heat quantity requirement Qdes described as input quantity represents a lower limit. In addition, there is an upper limit of heat quantity. Based on the upper heat quantity limit, a maximum torque is determined, which at the best adjustable efficiency does not exceed this upper limit. This is relevant, for example, in dynamics. If, for example, a temperature requirement leads to an increased heat quantity requirement and at the same time a high torque is required, the instantaneous demand would be dependent on the inertia of the air system (turbo lag), since the post injection with its poor efficiency continues to be involved in the temperature generation. Due to this structure and approach, the smoke limitation in the upper heat quantity limit would rise and determine a maximum moment. This moment could be represented immediately and one would immediately forego an efficiency-deteriorating post-injection. Thus, more momentum would be available at an earlier time. Until then, the air system should have provided the appropriate filling.

Der Vergleich der inversen Wirkungsgradfaktoren muss nicht zwangsläufig so ausgeführt werden, es kann auch mit Hilfe der Kennlinie 40 die Solllage ermittelt und im Anschluss mit den Lagebegrenzungen verglichen werden.The comparison of the inverse efficiency factors does not necessarily have to be carried out this way; it can also be done with the aid of the characteristic curve 40 the desired position is determined and then compared with the position limits.

Bei der lediglich beispielhaft beschriebenen Ausführungsform wird in 2 Bereiche unterteilt, nämlich in die Hauptverbrennung, zu der auch alle Vorverbrennung gezählt werden, und in die Nachverbrennung, in der alle verbrennenden Nachverbrennung zusammen gezogen werden. Das weitere Vorgehen bezieht jedoch die einzelne Regelung von Verbrennungen mit ein, die getrennt voneinander verbrennen. Ein Beispiel betrifft mehrere einzeln verbrennende Nachverbrennungen, die ebenfalls schon in dieser Funktion mit integriert sind. Es sind also mehr als nur eine Hauptverbrennung und eine Nachverbrennung möglich.In the embodiment described by way of example only, two areas are divided into two, namely the main combustion, to which all pre-combustion are also counted, and the post-combustion, in which all burning after-burns are drawn together. The further procedure, however, involves the individual regulation of burns which burn separately. One example concerns several individually burning afterburns, which are also already integrated in this function. So there is more than just a main combustion and an afterburning possible.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können unterschiedliche Fehler und die zugehörigen Reaktionen beurteilt werden. Durch die Trennung in einzelne Verbrennungen und die Unterscheidung in die unterschiedlichen Regler kann beispielsweise eine Änderung von Kraftstoffeigenschaften durch die Wärmemengenregler ermittelt werden. Im Gegensatz dazu könnte der zylinderindividuelle Momentenregler Fehler im Hochdruckprozess ermitteln. Durch die mehrfache Kontrolle der Einzelverbrennungen wird eine stabilere Gesamtverbrennung erreicht.With the method according to the invention, different errors and the associated reactions can be assessed. By the separation into individual burns and the distinction in the different regulators, for example, a change of fuel properties can be determined by the heat quantity regulator. In contrast, the cylinder-specific torque controller could detect errors in the high-pressure process. The multiple control of the individual burns achieves a more stable overall combustion.

Durch die Verwendung der Wärmemenge ist ein direkter fester Einfluss des Temperaturreglers auf eine feste Nacheinspritzung unterbrochen. Eine andere Temperaturanforderung kann, wenn Sie durch eine Erhöhung der Wärmemenge verursacht werden soll, sowohl durch eine Verschiebung der Hauptverbrennung erreicht werden, als auch durch das Aktivieren/Umlagern einer Nachverbrennung. Diese Entscheidung wird der Funktion des Brennverlaufsformers überlassen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die erhöhte Wärmemenge von einem Temperaturregler stammt oder von einem Lambdaregler oder anderer Quellen angefordert wird. Es können daher sowohl Lambda als auch die Temperatur nur mit der Kombination zum Luftsystem (Gasmasse, Gaszusammensetzung) betrachtet werden. Das gleiche gilt für die obere Wärmemengengrenze. Beschrieben wurde diese als Art Rauchbegrenzung, kann aber auch von einer maximalen Temperatur bestimmt sein.By using the amount of heat, a direct fixed influence of the temperature controller is interrupted to a solid post-injection. Another temperature requirement, if it is to be caused by an increase in the amount of heat, can be achieved both by shifting the main combustion, and by activating / relocating an afterburner. This decision is left to the function of the Brennverlaufsformers. It does not matter whether the increased amount of heat comes from a temperature controller or is requested by a lambda controller or other sources. Both lambda and temperature can therefore only be considered with the combination of the air system (gas mass, gas composition). The same applies to the upper limit of heat. This was described as a kind of smoke limitation, but can also be determined by a maximum temperature.

Die Funktionalität des Brennverlaufformers bekommt als Eingangsgröße das Moment und eine Gesamtwärmemenge. Das Moment wird beispielsweise in einem Kraftfahrzeug von einem Fahrer durch die mehr oder weniger starke Betätigung eines Fahrpedals vorgegeben. Die Wärmemenge wird beispielsweise durch die Temperaturanforderung und/oder Lambdaanforderung in Verbindung mit der Gasfüllung bestimmt. Die Ausgangsgrößen sind Ansteuerwinkel und Einspritzmengen der einzelnen verbrennenden Einspritzungen (Einzelverbrennungen). Der Brennverlaufformer bestimmt Einzelverbrennungen, die in Summe genau die geforderten Sollwerte für Moment TrqDes sowie Wärmemenge QDes erzeugen. Hierzu dienen Zwischengrößen für Verbrennungslagen der Einzelverbrennungen, inverse Wirkungsgradfaktoren der Einzelverbrennungen, Momentenanteile der Einzelverbrennungen, Momentenwert der Einzelverbrennungen und/oder Wärmemengen der Einzelverbrennungen.The functionality of the Brennverlaufformers gets as input the moment and a total amount of heat. The moment is predetermined, for example, in a motor vehicle by a driver by the more or less strong operation of an accelerator pedal. The amount of heat is determined for example by the temperature requirement and / or Lambdaanforderung in connection with the gas filling. The output variables are control angles and injection quantities of the individual burning injections (individual burns). The combustion progression former determines individual burnings, which in total produce exactly the required setpoint values for torque TrqDes and heat quantity QDes. Serve for this purpose intermediate sizes for combustion situations of the individual burns, inverse efficiency factors of the individual burns, moment proportions of the individual burns, moment value of the individual burns and / or amounts of heat of the individual burns.

Um mehr Energie in das System zu packen, ohne dass das abgegebene Moment steigt, ist die Verschlechterung des Wirkungsgrades mittels Lageverschiebung der Einzelverbrennungen vorgesehen. Hierdurch wird beispielsweise die Abgastemperatur erhöht oder ein Lambdawert geregelt. Ein bekanntes Mittel ist die Verschiebung der Verbrennungsschwerpunktlage nach spät und das Aktivieren der verbrennenden Nacheinspritzung. Diese Methoden werden derzeit nur aufgrund der bekannten Wirkung angewandt, ohne physikalische Hintergründe zu beachten. Dadurch kommt es insbesondere zu Problemen, wenn mehrere Regler auf unterschiedliche Einspritzungen eingreifen, ohne dass sie aufeinander abgestimmt sind. Dieses Problem wird durch eine feste Schnittstelle in Form des Brennverlaufformers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behoben.In order to pack more energy into the system, without the delivered torque increases, the deterioration of the efficiency by means of positional shift of the individual burns is provided. As a result, for example, the exhaust gas temperature is increased or regulated a lambda value. One known means is the retard shift of the combustion center posture and the activation of the post-combustion burning injection. These methods are currently used only on the basis of the known effect, without paying attention to physical backgrounds. This leads in particular to problems when several controllers intervene on different injections without being coordinated with each other. This problem is solved by a fixed interface in the form of Brennverlaufformers according to the inventive method.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
horizontale Achse: Kurbelwinkel [°KW]horizontal axis: crank angle [° KW]
1212
vertikale Achse: Wärmemenge [J]vertical axis: amount of heat [J]
1414
Graph: Verlauf der Wärmemenge 12 über den Kurbelwinkel 10 Graph: Course of the heat quantity 12 over the crank angle 10
1616
Einspritzlage einer VoreinspritzungInjection position of a pilot injection
1818
Einspritzlage einer HaupteinspritzungInjection position of a main injection
2020
Einspritzlage einer NacheinspritzungInjection position of a post-injection
2222
Schwerpunktlage einer Vorverbrennung (Zwischengröße)Center of gravity of a pre-combustion (intermediate size)
2424
Schwerpunktlage einer Hauptverbrennung (Zwischengröße)Center of gravity of a main combustion (intermediate size)
2626
Schwerpunktlage einer Nachverbrennung (Zwischengröße)Center of gravity of an afterburner (intermediate size)
2828
Wärmemenge der Vorverbrennung (Zwischengröße)Amount of heat of pre-combustion (intermediate size)
3030
Wärmemenge der Hauptverbrennung (Zwischengröße)Heat quantity of the main combustion (intermediate size)
3232
Wärmemenge der Nachverbrennung (Zwischengröße)Amount of heat of afterburning (intermediate size)
3434
Wärmemenge der gesamten Verbrennung eines ArbeitszyklusHeat quantity of the entire combustion of a work cycle
3636
horizontalen Achse: Schwerpunktlage der Einzelverbrennung in [°KW]horizontal axis: center of gravity of individual combustion in [° CA]
3838
vertikalen Achse: inverser Wirkungsgrad facTrq2Qvertical axis: inverse efficiency facTrq2Q
4040
Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2Q in Abhängigkeit von der Schwerpunktlage der EinzelverbrennungCharacteristic curve for the inverse efficiency factor facTrq2Q as a function of the center of gravity of the individual combustion
4242
frühe Lage der Hauptverbrennungearly location of the main combustion
4444
Linie: facTrq2QMIMinLine: facTrq2QMIMin
4545
gestrichelte Linie: Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDesdashed line: setpoint for the inverse factor facTrq2QDes
4646
späte Lage der Hauptverbrennunglate location of the main combustion
4848
Linie: facTrq2QMIMaxLine: facTrq2QMIMax
5050
Linie: Wert für die Schwerpunktlage einer Einzelverbrennung, welche sich für den Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes 45 aufgrund der Kennlinie 40 ergeben würdeLine: value for the center of gravity of a single combustion, which is calculated for the setpoint value for the inverse efficiency factor facTrq2QDes 45 due to the characteristic 40 would result
5252
Schwerpunktlage eine NacheinspritzungCenter of gravity post-injection
5454
inverser Wirkungsgradfaktor facTrq2QPolinverse efficiency factor facTrq2QPol

Claims (8)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei in n Arbeitszylindern, mit n = 1, 2, ... Z, n eine ganze Zahl und Z eine Gesamtzahl der Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine, jeweils ein Hubkolben aufeinander folgende Arbeitszyklen ausführt und über einen Arbeitszyklus jeweils wenigstens eine Einzelverbrennung ausführt, wobei alle Einzelverbrennungen eines Arbeitszyklus ein Gesamtmoment Trq und eine Gesamtwärmemenge Q erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Arbeitszyklus und jeden Arbeitszylinder folgende Schritte ausgeführt werden, (1) Bestimmen eines Sollwertes für das Gesamtmoment TrqDes; (2) Bestimmen eines Sollwertes für die Gesamtwärmemenge QDes; (3) Bestimmen eines Sollwertes für einen inversen Wirkungsgradfaktor gemäß der Formel f a c T r q 2 Q D e s = Q D e s T r q D e s ;
Figure DE102009010309B4_0023
(4) Vergleichen des Sollwertes für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes mit einem minimalen inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin wenigstens einer Einzelverbrennung, wobei der minimale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin aus einer Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor in Abhängigkeit von einer Schwerpunktlage der jeweiligen Einzelverbrennung innerhalb des Arbeitszyklus für eine vorbestimmte, früheste Lage der jeweiligen Einzelverbrennung im Arbeitszyklus bestimmt wird; (5) Vergleichen des Sollwertes für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes mit einem maximalen inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax wenigstens einer Einzelverbrennung, wobei der maximale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax aus der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor in Abhängigkeit von einer Schwerpunktlage der jeweiligen Einzelverbrennung innerhalb des Arbeitszyklus für eine vorbestimmte späteste Lage der jeweiligen Einzelverbrennung im Arbeitszyklus bestimmt wird; (6) Festlegen der Lage der jeweiligen Einzelverbrennung auf den vorbestimmten frühestens möglichen Wert sowie Bestimmen eines Ansteuerwinkels und einer Ansteuermenge für die jeweilige Einzelverbrennung mit frühester möglicher Lage, für den Fall, dass der Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes kleiner als der minimale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin ist; (7) Festlegen der Lage der jeweiligen Einzelverbrennung auf einen Wert zwischen der vorbestimmten, frühesten Lage und der vorbestimmten spätesten Lage der jeweiligen Einzelverbrennung, welcher in der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor dem Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes entspricht, sowie Bestimmen eines Ansteuerwinkels und einer Ansteuermenge für die jeweilige Einzelverbrennung, für den Fall, dass der Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes gleich oder größer als der minimale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMin und gleich oder kleiner als der maximale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax ist; (8) Festlegen der Lage der jeweiligen Einzelverbrennung auf den vorbestimmten spätestens möglichen Wert im Arbeitszyklus und Aktivieren wenigstens einer Nachverbrennung, welche im Arbeitszyklus eine vorbestimmte Lage nach der jeweiligen Einzelverbrennung aufweist, sowie Bestimmen eines Ansteuerwinkels und einer Ansteuermenge für die jeweilige Einzelverbrennung und für die Nachverbrennung, für den Fall, dass der Sollwert für den inversen Wirkungsgradfaktor facTrq2QDes größer als der maximale inverse Wirkungsgradfaktor facTrq2QMIMax ist.
Method for operating an internal combustion engine, wherein in n working cylinders, where n = 1, 2,... Z, n is an integer and Z is a total number of working cylinders of the internal combustion engine, one reciprocating piston executes successive working cycles and at least one over a working cycle Performs single combustion, wherein all individual burns of a duty cycle produce a total torque Trq and a total heat quantity Q, characterized in that for each duty cycle and each working cylinder the following steps are performed: (1) determining a setpoint value for the total torque TrqDes; (2) determining a setpoint value for the total amount of heat Qdes; (3) determining a target value for an inverse efficiency factor according to the formula f a c T r q 2 Q D e s = Q D e s T r q D e s ;
Figure DE102009010309B4_0023
(4) comparing the inverse efficiency factor facTrq2QDes with a minimum inefficiency factor facTrq2QMIMin at least one individual combustion, the minimum inefficiency factor facTrq2QMIMin being an Inverse Efficiency Factor versus centroids of respective individual combustion within the duty cycle for a predetermined earliest one Location of each individual combustion in the work cycle is determined; (5) comparing the setpoint value for the inverse efficiency factor facTrq2QDes with a maximum inverse efficiency factor facTrq2QMIMax of at least one individual combustion, wherein the maximum inverse efficiency factor facTrq2QMIMax from the inverse efficiency factor curve as a function of a center of gravity of the respective individual combustion within the Duty cycle is determined for a predetermined latest position of each individual combustion in the work cycle; (6) setting the position of the respective individual combustion at the predetermined earliest possible value and determining a drive angle and a drive amount for each individual combustion with earliest possible position, in the event that the setpoint for the inefficiency factor facTrq2QDes less than the minimum inverse efficiency factor facTrq2QMIMin is; (7) setting the position of the respective individual combustion at a value between the predetermined earliest position and the predetermined latest position of the respective individual combustion which corresponds to the inverse efficiency factor setpoint facTrq2QDes in the inverse efficiency factor characteristic, and determining a drive angle and a Drive amount for the respective single combustion, in case the inverse efficiency factor facTrq2QDes is equal to or greater than the minimum inefficiency factor facTrq2QMIMin and equal to or smaller than the maximum inefficiency factor facTrq2QMIMax; (8) Setting the position of the respective individual combustion at the predetermined latest possible value in the work cycle and activating at least one afterburning, which has a predetermined position after each combustion in the work cycle, and determining a drive angle and a drive amount for the respective individual combustion and afterburning in the event that the inverse efficiency factor facTrq2QDes is greater than the maximum inverse efficiency factor facTrq2QMIMax.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelverbrennung eine Vorverbrennung, eine Hauptverbrennung und/oder eine Nachverbrennung ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the individual combustion is a pre-combustion, a main combustion and / or a post-combustion. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die früheste Lage der Einzelverbrennung dadurch bestimmt wird, dass diese Einzelverbrennung noch stabil zündet.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the earliest position of the individual combustion is determined by the fact that this individual combustion still stably ignites. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die späteste Lage der Einzelverbrennung dadurch bestimmt wird, dass diese Einzelverbrennung noch stabil zündet.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the latest position of the individual combustion is determined by the fact that this individual combustion still stably ignites. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (6) und/oder Schritt (7) ein Faktor facQ2Qnt bestimmt wird, welcher gemäß der Formel f a c Q 2 Q n t = Q n t Q
Figure DE102009010309B4_0024
die freigesetzte Wärmemenge Q auf die eingesetzte Kraftstoffmenge Qnt bezieht, wobei die Ansteuermenge für die Einzelverbrennung gemäß Q n t = Q D e s * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0025
bestimmt wird.
Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that in step (6) and / or step (7) a factor facQ2Qnt is determined, which according to the formula f a c Q 2 Q n t = Q n t Q
Figure DE102009010309B4_0024
the amount of heat released Q refers to the amount of fuel used Qnt, wherein the driving amount for the individual combustion according to Q n t = Q D e s * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0025
is determined.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (8) aus der Solllage der Nachverbrennung im Arbeitszyklus mittels der Kennlinie für den inversen Wirkungsgradfaktor ein Wert für den inversen Wirkungsgradfaktor der Nachverbrennung facTrq2QPol bestimmt wird, wobei ein Anteilsfaktor für den Anteil der Einzeleinspritzung an dem Gesamtmoment facTrqMI und ein Anteilsfaktor für den Anteil der Nacheinspritzung an dem Gesamtmoment facTrqPol gemäß der Formeln f a c T r q M I = f a c T r q 2 Q D e s f a c T r q 2 Q P o l f a c T r q 2 Q M I M a x f a c T r q 2 Q P o l
Figure DE102009010309B4_0026
f a c T r q P o l = 1 f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0027
bestimmt wird, wobei das von der Einzeleinspritzung erzeugte Moment TrqMI und das von der Nacheinspritzung erzeugte Moment TrqPol gemäß der Formeln T r q M I = T r q D e s * f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0028
T r q P o l = T r q D e s * f a c T r q P o l
Figure DE102009010309B4_0029
bestimmt wird, wobei die von der Einzeleinspritzung erzeugte Wärmemenge QMI und die von der Nacheinspritzung erzeugte Wärmemenge QPol gemäß der Formeln Q M I = T r q M I * f a c T r q 2 Q M I
Figure DE102009010309B4_0030
Q P o l = T r q P o l * f a c T r q 2 Q P o l
Figure DE102009010309B4_0031
berechnet wird, wobei ein Faktor facQ2Qnt bestimmt wird, welcher gemäß der Formel f a c Q 2 Q n t = Q n t Q
Figure DE102009010309B4_0032
die freigesetzte Wärmemenge Q auf die eingesetzte Kraftstoffmenge Qnt bezieht, wobei die Ansteuermenge für die Einzeleinspritzung QntMI und die Ansteuermenge für die Nacheinspritzung QntPol gemäß der Formeln Q n t M I = Q M I * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0033
Q n t P o l = Q P o l * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0034
berechnet wird.
Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that in step (8) a value for the inverse efficiency factor of afterburning facTrq2QPol is determined from the desired post-combustion position in the work cycle by means of the inverse efficiency factor characteristic curve, wherein a proportion factor for the proportion of Single injection on the total torque facTrqMI and a share factor for the proportion of post-injection on the total torque facTrqPol according to the formulas f a c T r q M I = f a c T r q 2 Q D e s - f a c T r q 2 Q P O l f a c T r q 2 Q M I M a x - f a c T r q 2 Q P O l
Figure DE102009010309B4_0026
f a c T r q P O l = 1 - f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0027
wherein the torque TrqMI generated by the single injection and the torque TrqPol generated by the post-injection are determined according to the formulas T r q M I = T r q D e s * f a c T r q M I
Figure DE102009010309B4_0028
T r q P O l = T r q D e s * f a c T r q P O l
Figure DE102009010309B4_0029
is determined, wherein the amount of heat generated by the single injection QMI and the amount of heat generated by the post-injection QPol according to the formulas Q M I = T r q M I * f a c T r q 2 Q M I
Figure DE102009010309B4_0030
Q P O l = T r q P O l * f a c T r q 2 Q P O l
Figure DE102009010309B4_0031
is calculated, whereby a factor facQ2Qnt is determined, which according to the formula f a c Q 2 Q n t = Q n t Q
Figure DE102009010309B4_0032
the amount of heat released Q refers to the amount of fuel used Qnt, the Single-injection control quantity QntMI and post-injection control quantity QntPol according to the formulas Q n t M I = Q M I * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0033
Q n t P O l = Q P O l * f a c Q 2 Q n t
Figure DE102009010309B4_0034
is calculated.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zusätzlicher Regler mit einem entsprechenden Sensor zum Detektieren eines Istwertes vorgesehen ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one additional controller is provided with a corresponding sensor for detecting an actual value. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (1) der Sollwert für die Gesamtwärmemenge QDes in Abhängigkeit von einer Temperaturanforderung und/oder Lambdaanforderung in Verbindung mit einer Gasfüllung und/oder Gaszusammensetzung bestimmt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that in step (1) the setpoint value for the total amount of heat Qdes is determined as a function of a temperature requirement and / or lambda requirement in connection with a gas filling and / or gas composition.
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EP3981974A1 (en) * 2020-10-12 2022-04-13 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Control system for internal combustion engine
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