DE102009043431A1 - Method for determining correction for measured combustion chamber pressure in combustion chamber of internal-combustion engine, involves comparing measured pressure process over crank angle for compression phase - Google Patents

Method for determining correction for measured combustion chamber pressure in combustion chamber of internal-combustion engine, involves comparing measured pressure process over crank angle for compression phase Download PDF

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Abstract

The method involves comparing a measured pressure process (16) over a crank angle for a compression phase of a sub crank angle up to another sub crank angle with a computed pressure process over the crank angle for the compression phase of both sub crank angles. An uncorrected pressure process is measured in combustion chamber during a compression phase in dependence of the crank angle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Korrektur für einen gemessenen Brennraumdruck in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for determining a correction for a measured combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine, according to the preamble of patent claim 1.

In einem zylinderdruckbasierten Motorsteuerungssystem werden die Zylinderdruckverläufe durch Sensoren erfasst und dem Kurbelwinkel φ zugeordnet. Es wird dabei von folgenden Randbedingungen ausgegangen. Die Signale der Zylinderdrucksensoren sind in ihrer Absolutlage (Amplitude) verschoben und die Signale haben durch Vorverarbeitung im Sensor und im Steuergerät einen zeitlichen Verzug zu ihrer Entstehung, d. h. zum Kurbelwinkel φ. Dieser Verzug setzt sich aus einem Zeitanteil (Laufzeit) und einem Winkelverzug (Winkelfehler) zusammen. Die Absolutlage (Amplitudenoffset) des Signals wird für jedes Arbeitsspiel mit einem thermodynamischen Vergleichsmodell bestimmt und kompensiert. Für die Kompensation von Laufzeit und Winkelfehler (Lageoffset) wird die Erfassung in einem bestimmten Zustand des Motors (Schubbetrieb ohne Einspritzung) detailliert beobachtet. Anhand der OT-Lage wird der Winkelversatz zu einer gespeicherten Referenzlage (thermodynamische Verlustkennlinie) bestimmt. Durch Wiederholmessungen bei verschiedenen Drehzahlen kann dann der Winkel- und der Zeitversatz durch Geradenapproximation ermittelt werden (Steigung = Zeit/Offset Winkel).In a cylinder-pressure-based engine control system, the cylinder pressure curves are detected by sensors and assigned to the crank angle φ. It is assumed that the following boundary conditions. The signals of the cylinder pressure sensors are shifted in their absolute position (amplitude) and the signals have a time delay to their formation by preprocessing in the sensor and in the control unit, d. H. to the crank angle φ. This delay consists of a time component (running time) and an angular distortion (angular error). The absolute position (amplitude offset) of the signal is determined and compensated for each cycle with a thermodynamic comparison model. For the compensation of runtime and angular error (position offset), the detection in a specific state of the engine (coasting without injection) is monitored in detail. Based on the OT position, the angular offset to a stored reference position (thermodynamic loss characteristic) is determined. By repeating measurements at different speeds, the angle and time offset can be determined by straight line approximation (slope = time / offset angle).

Der entscheidende Nachteil dieses Vorgehens ist, dass die oben genannte Referenzlage in dem Referenzmotorbetriebszustand „Schub” ermittelt wird und dieser Referenzzustand in modernen Motorkonzepten immer seltener zur Verfügung stehen wird, z. B. wegen Hybridantrieben, Start/Stop-Funktionen, etc. Somit wird eine Überwachung und Korrektur des Zylinderdrucksignals in der Zeitebene immer schwieriger durchzuführen sein. Zudem beeinflusst die zeitliche Zuordnung des Zylinderdrucksignals das Ergebnis der Offsetkorrektur.The decisive disadvantage of this approach is that the above-mentioned reference position in the reference engine operating state "thrust" is determined and this reference state in modern engine concepts will be available less and less, z. B. because of hybrid drives, start / stop functions, etc. Thus, a monitoring and correction of the cylinder pressure signal in the time plane will be increasingly difficult to perform. In addition, the temporal allocation of the cylinder pressure signal influences the result of the offset correction.

Aus der DE 10 2004 045 151 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Brennraumdruckes in einem Verbrennungsmotor bekannt, wobei mittels eines Modells bei jedem erfasstem Messwert eines Brennraumdruckes ein Fehler korrigiert wird, welcher auf Grund eines Thermoschockes des Drucksensors auftritt.From the DE 10 2004 045 151 A1 a method for determining a combustion chamber pressure in an internal combustion engine is known, wherein an error is corrected by means of a model at each detected measured value of a combustion chamber pressure, which occurs due to a thermal shock of the pressure sensor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der o. g. Art dahingehend zu verbessern, dass ein gemessenes Zylinderdrucksignal sowohl in seiner zeitlichen Lage als auch in seinem Absolutbetrag unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine, also auch bei aktiver Verbrennung bzw. im befeuerten Betrieb, korrigiert wird.The invention is based on the object, a method of o. G. Art to be improved so that a measured cylinder pressure signal both in its temporal position and in its absolute value regardless of the operating condition of the internal combustion engine, including in active combustion or in fired operation, is corrected.

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 ein gemessener Druckverlauf über einen Kurbelwinkel φ für eine Kompressionsphase von einem Kurbelwinkel φ1 am Beginn der Kompressionsphase, beispielsweise am Beginn des Kompressionstaktes, bis zu einem Kurbelwinkel φ2 am Ende der Kompressionsphase, beispielsweise am Ende des Kompressionstaktes, mit einem berechneten, modellierten Druckverlauf über den Kurbelwinkel φ für die Kompressionsphase von φ1 bis φ2 verglichen und aus einem Differenzverlauf über den Kurbelwinkel φ für die Kompressionsphase von φ1 bis φ2 des gemessenen Druckverlaufes und des modellierten Druckverlaufes ein Wert für eine Amplitudenkorrektur ΔpKorr und ein Wert für eine Kurbelwinkelkorrektur ΔφKorr als Korrektur für den gemessenen Brennraumdruck derart bestimmt wird, dass der Differenzverlauf minimiert wird.For this purpose, it is provided according to the invention in a method of the aforementioned type that a measured pressure curve over a crank angle φ for a compression phase of a crank angle φ 1 at the beginning of the compression phase, for example at the beginning of the compression stroke, to a crank angle φ 2 at the end of the compression phase, for example, at the end of the compression stroke, compared with a calculated, modeled pressure curve over the crank angle φ for the compression phase of φ 1 to φ 2 and a difference curve over the crank angle φ for the compression phase from φ 1 to φ 2 of the measured pressure curve and the modeled pressure curve a value for an amplitude correction Δp Korr and a value for a crank angle correction Δφ Korr is determined as a correction for the measured combustion chamber pressure such that the difference profile is minimized.

Dies hat den Vorteil, dass sowohl die zeitliche als auch die absolute Korrektur miteinander verbunden sind und auch im gefeuerten Motorbetrieb eine zeitliche Korrektur des Zylinderdrucksignals möglich ist.This has the advantage that both the temporal and the absolute correction are connected to each other and also in the fired engine operation, a temporal correction of the cylinder pressure signal is possible.

Eine besonders genaue Korrektur des gemessenen Brennraumdruckes erzielt man dadurch, dass folgende Schritte vorgesehen sind,

  • (a) Messen eines unkorrigierten Druckverlaufes im Brennraum während einer Kompressionsphase in Abhängigkeit von einem Kurbelwinkel φ;
  • (b) Bestimmen eines modellierten, theoretischen Druckverlaufes im Brennraum für die Kompressionsphase in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel φ aus der Gleichung
    Figure 00030001
    wobei κ der Isentropenindex, p1 ein Druck im Brennraum zu Beginn der Kompressionsphase, V1, ein Volumen des Brennraumes zu Beginn der Kompressionsphase, p2(φ) ein Druck im Brennraum bei dem Kurbelwinkel φ und V2(φ) ein Volumen des Brennraumes bei dem Kurbelwinkel φ ist;
  • (c) Bestimmen ab einem vorbestimmten Kurbelwinkel φVerlust einer Abweichung des modellierten Druckverlaufes von einer realen Kompression aufgrund thermodynamischer Verluste der Kompression mittels eines Verlustmodells in Abhängigkeit von mindestens einer vorbestimmten Eingangsgröße;
  • (d) Bestimmen eines modellierten, verlustkompensierten Druckverlaufes für die Kompressionsphase in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel φ aus dem in Schritt (b) bestimmten modellierten Druckverlauf und der in Schritt (c) bestimmten Abweichung;
  • (e) Bestimmen eines Differenzverlaufes über den Kurbelwinkel φ für die Kompressionsphase zwischen dem in Schritt (a) gemessenen Druckverlauf über den Kurbelwinkel φ und dem in Schritt (d) bestimmten modellierten, verlustkompensierten Druckverlauf über den Kurbelwinkel φ;
  • (f) Bestimmen eines Wertes für eine Amplitudenkorrektur ΔpKorr und eines Wertes für eine Kurbelwinkelkorrektur ΔφKorr als Korrektur für den gemessenen Brennraumdruck derart, dass der in Schritt (e) bestimmte Differenzverlauf minimiert wird.
A particularly accurate correction of the measured combustion chamber pressure is achieved by the following steps being provided,
  • (a) measuring an uncorrected pressure curve in the combustion chamber during a compression phase as a function of a crank angle φ;
  • (b) determining a modeled, theoretical pressure curve in the combustion chamber for the compression phase as a function of the crank angle φ from the equation
    Figure 00030001
    where κ is the isentropic index, p 1 is a pressure in the combustion chamber at the beginning of the compression phase, V 1 , a volume of the combustion chamber at the beginning of the compression phase, p 2 (φ) is a pressure in the combustion chamber at the crank angle φ and V 2 (φ) is a volume of Combustion chamber at the crank angle φ;
  • (c) determining from a predetermined crank angle φ loss of a deviation of the modeled pressure profile from a real compression due to thermodynamic losses of the compression by means of a loss model as a function of at least one predetermined input variable;
  • (d) determining a modeled, loss-compensated pressure curve for the compression phase as a function of the crank angle φ from the modeled pressure profile determined in step (b) and the deviation determined in step (c);
  • (e) determining a difference profile over the crank angle φ for the compression phase between the pressure profile measured in step (a) over the crank angle φ and the modeled, loss-compensated pressure profile over the crank angle φ determined in step (d);
  • (f) determining a value for an amplitude correction Δp Korr and a value for a crank angle correction Δφ Korr as a correction for the measured combustion chamber pressure such that the difference profile determined in step (e) is minimized.

Eine besonders gute Bestimmung der Abweichung in Schritt (c) erzielt man dadurch, dass die vorbestimmte Eingangsgröße in Schritt (c) eine Zylinderladungsmasse, eine Zylinderladungszusammensetzung, insbesondere ein Anteil an rückgeführtem Abgas (AGR), eine Zylinderladungstemperatur, eine Wandtemperatur, eine Restgasmasse und/oder eine Restgastemperatur umfasst.A particularly good determination of the deviation in step (c) is achieved in that the predetermined input quantity in step (c) is a cylinder charge mass, a cylinder charge composition, in particular a proportion of recirculated exhaust gas (EGR), a cylinder charge temperature, a wall temperature, a residual gas mass and / or a residual gas temperature.

Eine besonders gute Bestimmung der Korrektur für einen gemessenen Brennraumdruck erzielt man dadurch, dass die Amplitudenkorrektur ΔpKorr und die Kurbelwinkelkorrektur ΔφKorr für den minimalen Differenzverlauf mittels eines numerischen Verfahrens, insbesondere mittels einer Kreuzkorrelation, einer Signalverschiebung und/oder einer Regression, bestimmt werden.A particularly good determination of the correction for a measured combustion chamber pressure is achieved by determining the amplitude correction Δp Korr and the crank angle correction Δφ Korr for the minimum difference profile by means of a numerical method, in particular by means of a cross-correlation, a signal shift and / or a regression.

Die erfindungsgemäß angesprochene Kompressionsphase von dem Kurbelwinkel φ1 bis zum Kurbelwinkel φ2 ist bevorzugt ca. 100° bis 180° Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine breit. Dabei erstreckt sie sich insbesondere über den gesamten Kompressionstakt der Brennkraftmaschine, d. h. über 180°. Das erfindungsgemäße Verfahren findet jedoch auch in einer Kompressionsphase Anwendung, die geringer als die erwähnten 180° Kurbelwinkel breit ist. Dabei ist die Lage des durch φ1 und φ2 definierten Kurbelwinkelfensters im gesamten Kompressionstakt in Abhängigkeit der vorherrschenden Randbedingungen frei verschiebbar.The invention addressed compression phase of the crank angle φ 1 to the crank angle φ 2 is preferably about 100 ° to 180 ° crank angle of the engine wide. In this case, it extends in particular over the entire compression stroke of the internal combustion engine, ie over 180 °. However, the method according to the invention also finds application in a compression phase that is smaller than the mentioned 180 ° crank angle. The position of the crank angle window defined by φ 1 and φ 2 is freely displaceable in the entire compression stroke as a function of the prevailing boundary conditions.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Fig. ein Flussdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. This shows in the only Fig. A flowchart of an exemplary embodiment of the method according to the invention.

Bei der in der einzigen Fig. dargestellten, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem Modell 10 ein modellierter, verlustkompensierter Druckverlauf 12 p2,modelliert(φ) über einen Kurbelwinkel φ eines Druckes p2 in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine für eine Kompressionsphase von einem Kurbelwinkel φ1 am Beginn der Kompressionsphase bis zu einem Kurbelwinkel φ2 am Ende der Kompressionsphase berechnet. In einer Zylinderdruckerfassung 14 wird ein gemessener Druckverlauf 16 p2,gemessen(φ) über den Kurbelwinkel φ des Druckes p2 in dem Brennraum der Brennkraftmaschine für die Kompressionsphase von dem Kurbelwinkel φ1 am Beginn der Kompressionsphase bis zu dem Kurbelwinkel φ2 am Ende der Kompressionsphase bestimmt. Der gemessene Druckverlauf p2,gemessen(φ) wird ggf. in einem Block 18 korrigiert, sofern bereits Korrekturwerte vorliegen, und in einem Korrekturblock 20 bei 22 mit dem berechneten, modellierten, verlustkompensierten Druckverlauf 12 p2,modelliert(φ) verglichen. Aus diesem Vergleich wird in Block 24 ein Differenzverlauf 26 über den Kurbelwinkel φ für die Kompressionsphase von dem Kurbelwinkel φ1 am Beginn der Kompressionsphase bis zu dem Kurbelwinkel φ2 am Ende der Kompressionsphase bestimmt. Aus diesem Differenzverlauf 26 über den Kurbelwinkel φ werden in Block 28 ein Wert für eine Amplitudenkorrektur ΔpKorr und ein Wert für eine Kurbelwinkelkorrektur ΔφKorr als Korrektur für den gemessenen Brennraumdruck derart bestimmt, dass der Differenzverlauf 26 minimiert wird. Diese Korrekturwerte werden dem Block 18 zur Korrektur des gemessenen Druckverlaufes 16 zugeführt und gleichzeitig dafür verwendet, einen aktuell gemessenen Druckwert (hierin auch Brennraumdruck genannt) zu korrigieren. Ein derart korrigierter, gemessener aktueller Druckwert 30 für einen Druck p2 in einem Brennraum der Brennkraftmaschine wird der Zylinderdruckerfassung entnommen und einer Zylinderdruckauswertung (nicht dargestellt), zugeführt.In the preferred embodiment of the method according to the invention shown in the only FIGURE, a model is used 10 a modeled, loss-compensated pressure curve 12 p 2, modeled (φ) over a crank angle φ of a pressure p 2 in a combustion chamber of an internal combustion engine for a compression phase from a crank angle φ 1 at the beginning of the compression phase to a crank angle φ 2 at the end of the compression phase. In a cylinder pressure acquisition 14 becomes a measured pressure curve 16 p 2, measured (φ) over the crank angle φ of the pressure p 2 in the combustion chamber of the internal combustion engine for the compression phase from the crank angle φ 1 at the beginning of the compression phase to the crank angle φ 2 determined at the end of the compression phase. The measured pressure curve p 2, measured (φ) is possibly in a block 18 corrected if correction values already exist, and in a correction block 20 at 22 with the calculated, modeled, loss-compensated pressure curve 12 p 2, modeled (φ) compared. For this comparison is in block 24 a difference course 26 is determined via the crank angle φ for the compression phase from the crank angle φ 1 at the beginning of the compression phase to the crank angle φ 2 at the end of the compression phase. From this difference course 26 over the crank angle φ are in block 28 a value for an amplitude correction Δp Korr and a value for a crank angle correction Δφ Korr as a correction for the measured combustion chamber pressure is determined such that the difference profile 26 is minimized. These correction values become the block 18 to correct the measured pressure curve 16 supplied and simultaneously used to correct a currently measured pressure value (also referred to herein as combustion chamber pressure). Such a corrected, measured current pressure value 30 for a pressure p 2 in a combustion chamber of the internal combustion engine, the cylinder pressure detection is taken and a cylinder pressure evaluation (not shown) supplied.

Der modellierte Druckverlauf p2,modelliert(φ) der reinen Verdichtung (Kompression) der angesaugten Ladungsmasse vom Kurbelwinkel φ1 am Beginn der Kompressionsphase bis zu dem Kurbelwinkel φ2 am Ende der Kompressionsphase in einem Brennraum wird in einem Block 32 des Modells 10 unter Annahme einer idealen Kompression mittels der folgenden Gleichung näherungsweise bestimmt:

Figure 00050001
The modeled pressure curve p 2, modeled (φ) of the pure compression of the sucked charge mass from the crank angle φ 1 at the beginning of the compression phase up to the crank angle φ 2 at the end of the compression phase in a combustion chamber, becomes one block 32 of the model 10 assuming ideal compression using the following equation:
Figure 00050001

Hierbei ist κ der Isentropenindex, p1 ein Druck im Brennraum zu Beginn der Kompressionsphase, V1 ein Volumen des Brennraumes zu Beginn der Kompressionsphase, p2(φ) ein Druck im Brennraum bei dem Kurbelwinkel φ und V2(φ) ein Volumen des Brennraumes bei dem Kurbelwinkel φ.Here, κ is the isentropic index, p 1 is a pressure in the combustion chamber at the beginning of the compression phase, V 1 is a volume of the combustion chamber at the beginning of the compression phase, p 2 (φ) is a pressure in the combustion chamber at the crank angle φ and V 2 (φ) is a volume of Combustion chamber at the crank angle φ.

Ab einem vorbestimmten Kurbelwinkel φVerlust ändern sich die thermischen Bedingungen (Wärmeübergang/Änderung der Stoffwerte) derart, dass die ideale Kompression gemäß Block 32 nicht ausreichend genau das Verhalten des Druckverlaufes während der Kompressionsphase beschreibt. Mit einem Verlustmodell 34 werden im Modell 10 die verschiedenen Einflüsse auf die thermodynamischen Verluste der Kompression, die letztendlich einen thermodynamischen Verlustwinkel Δφ bedingen, abhängig von den maßgeblichen Eingangsgrößen, wie beispielsweise Zylinderladungsmasse, Zylinderladungszusammensetzung (AGR), Zylinderladungstemperatur, Wandtemperatur, Restgasmasse, Restgastemperatur sowie weiter hier nicht genannte Größen, modelliert, d. h. nmerisch im Steuergerät abgelegt. Durch Überlagerung beider Grundmodelle 32 und 34 erhält man den modellierten, verlustkompensierten Druckverlauf 12 des Zylinderdrucks der Kompression, der dem der realen Kompression sehr nahe kommt und welcher mit dem Zylinderdrucksensor gemessen werden müsste.From a predetermined crank angle φ loss , the thermal conditions (heat transfer / change of material values) change in such a way that the ideal compression according to block 32 does not describe the behavior of the pressure curve during the compression phase. With a loss model 34 be in the model 10 the various influences on the thermodynamic losses of the compression, which ultimately cause a thermodynamic loss angle Δφ, depending on the relevant input variables, such as cylinder charge mass, cylinder charge composition (EGR), cylinder charge temperature, wall temperature, residual gas mass, residual gas temperature and further sizes not mentioned here, modeled, ie stored nmerisch in the control unit. By superposition of both basic models 32 and 34 one obtains the modeled, loss-compensated pressure curve 12 the cylinder pressure of the compression, which comes very close to the real compression and which would have to be measured with the cylinder pressure sensor.

Durch Vergleich von modelliertem Zylinderdruckverlauf 12 und gemessenem sowie ggf. korrigiertem (Block 18) Zylinderdruckverlauf 16 wird in Block 24 die Differenzkurve 26 (Fehlerkurve) der Kompression ermittelt, die die aktuellen Abweichungen der erfassten Zylinderdruckkurve 16 in Absolutlage (Amplitudenoffset Δp) und zeitlichen Verzug (Lageoffset Δφ) beinhaltet. Durch eine geeignete numerische Methode (Kreuzkorrelation/Signalverschiebung/Regression) wird die Differenzkurve 26 nun minimiert, indem auf die erfasste Zylinderdruckkurve 16 ein Offset sowohl in zeitlicher (ΔφKorr) als auch in absoluter (ΔpKorr) Dimension angewendet wird. Solange der Fehler der Differenzkurve 26 minimal ist, werden sowohl Amplitudenoffset als auch Lageoffset der Zylinderdruckerfassung 14 durch die Korrekturwerte Amplitudenkorrektur ΔpKorr und Kurbelwinkelkorrektur ΔφKorr optimal korrigiert. Zusammengefasst wird die gemessene Zylinderdruckkurve 16 möglichst exakt in eine modellierte Kompressionskurve 12 eingepasst.By comparison of modeled cylinder pressure curve 12 and measured and possibly corrected (Block 18 ) Cylinder pressure curve 16 will be in block 24 the difference curve 26 (Error curve) of the compression determines the actual deviations of the recorded cylinder pressure curve 16 in absolute position (amplitude offset Δp) and time delay (position offset Δφ). By a suitable numerical method (cross correlation / signal shift / regression) becomes the difference curve 26 now minimized by looking at the recorded cylinder pressure curve 16 an offset is applied in both temporal (Δφ Korr ) and absolute (Δp Korr ) dimensions. As long as the error of the difference curve 26 is minimal, both the amplitude offset and the position offset of the cylinder pressure detection become 14 corrected by the correction values amplitude correction Δp Korr and crank angle correction Δφ Korr optimally. The measured cylinder pressure curve is summarized 16 as accurately as possible in a modeled compression curve 12 fitted.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch im gefeuerten Motorbetrieb eine zeitliche Korrektur des Zylinderdrucksignals. Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem der Motor ohne Verbrennung betrieben werden muss, also die Kompression und die Expansion ohne Einspritzung bzw. Verbrennung erfolgen, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Bereich eines Arbeitsspiels, nämlich die Kompression, ausgewählt, bei der weder Verbrennung noch Einspritzung erfolgt. Die Verbrennung kann aber im weiteren Verlauf des Arbeitsspiels erfolgen und einen beliebigen Expansionsverlauf erzeugen.The method according to the invention also permits a time correction of the cylinder pressure signal in fired engine operation. In contrast to the prior art, in which the engine must be operated without combustion, so the compression and the expansion take place without injection or combustion, in the method according to the invention, a range of working cycle, namely the compression, is selected in which neither combustion still injection done. However, the combustion can take place in the further course of the working cycle and generate an arbitrary expansion course.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004045151 A1 [0004] DE 102004045151 A1 [0004]

Claims (6)

Verfahren zum Bestimmen einer Korrektur für einen gemessenen Brennraumdruck in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemessener Druckverlauf über einen Kurbelwinkel φ für eine Kompressionsphase von einem Kurbelwinkel φ1 am Beginn der Kompressionsphase bis zu einem Kurbelwinkel φ2 am Ende der Kompressionsphase mit einem berechneten, modellierten Druckverlauf über den Kurbelwinkel φ für die Kompressionsphase von φ1 bis φ2 verglichen wird und aus einem Differenzverlauf über den Kurbelwinkel φ für die Kompressionsphase von φ1 bis φ2 des gemessenen Druckverlaufes und des modellierten Druckverlaufes ein Wert für eine Amplitudenkorrektur ΔpKorr und ein Wert für eine Kurbelwinkelkorrektur ΔφKorr als Korrektur für den gemessenen Brennraumdruck derart bestimmt werden, dass der Differenzverlauf minimiert wird.Method for determining a correction for a measured combustion chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine, characterized in that a measured pressure curve over a crank angle φ for a compression phase from a crank angle φ 1 at the beginning of the compression phase to a crank angle φ 2 at the end of the compression phase with a calculated, modeled pressure curve over the crank angle φ for the compression phase of φ 1 to φ 2 is compared and from a difference curve over the crank angle φ for the compression phase from φ 1 to φ 2 of the measured pressure curve and the modeled pressure curve, a value for an amplitude correction Δp Korr and a value for a crank angle correction Δφ Korr are determined as a correction for the measured combustion chamber pressure such that the difference characteristic is minimized. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte, (a) Messen eines unkorrigierten Druckverlaufes im Brennraum während einer Kompressionsphase in Abhängigkeit von einem Kurbelwinkel φ; (b) Bestimmen eines modellierten, theoretischen Druckverlaufes im Brennraum für die Kompressionsphase in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel φ aus der Gleichung
Figure 00070001
wobei κ der Isentropenindex, p1 ein Druck im Brennraum zu Beginn der Kompressionsphase, V1 ein Volumen des Brennraumes zu Beginn der Kompressionsphase, p2(φ) ein Druck im Brennraum bei dem Kurbelwinkel φ und V2(φ) ein Volumen des Brennraumes bei dem Kurbelwinkel φ ist; (c) Bestimmen ab einem vorbestimmten Kurbelwinkel φVerlust einer Abweichung des modellierten Druckverlaufes von einer realen Kompression aufgrund thermodynamischer Verluste der Kompression mittels eines Verlustmodells in Abhängigkeit von mindestens einer vorbestimmten Eingangsgröße; (d) Bestimmen eines modellierten, verlustkompensierten Druckverlaufes für die Kompressionsphase in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel φ aus dem in Schritt (b) bestimmten modellierten Druckverlauf und der in Schritt (c) bestimmten Abweichung; (e) Bestimmen eines Differenzverlaufes über den Kurbelwinkel φ für die Kompressionsphase zwischen dem in Schritt (a) gemessenen, unkorrigierten Druckverlauf über den Kurbelwinkel φ und dem in Schritt (d) bestimmten, modellierten, verlustkompensierten Druckverlauf über den Kurbelwinkel φ; (f) Bestimmen eines Wertes für eine Amplitudenkorrektur ΔpKorr und eines Wertes für eine Kurbelwinkelkorrektur ΔφKorr als Korrektur für den gemessenen Brennraumdruck derart, dass der in Schritt (e) bestimmte Differenzverlauf minimiert wird.Method according to Claim 1, characterized by the following steps: (a) measuring an uncorrected pressure curve in the combustion chamber during a compression phase as a function of a crank angle φ; (b) determining a modeled, theoretical pressure curve in the combustion chamber for the compression phase as a function of the crank angle φ from the equation
Figure 00070001
where κ is the isentropic index, p 1 is a pressure in the combustion chamber at the beginning of the compression phase, V 1 is a volume of the combustion chamber at the beginning of the compression phase, p 2 (φ) is a pressure in the combustion chamber at the crank angle φ and V 2 (φ) is a volume of the combustion chamber at the crank angle φ; (c) determining from a predetermined crank angle φ loss of a deviation of the modeled pressure profile from a real compression due to thermodynamic losses of the compression by means of a loss model as a function of at least one predetermined input variable; (d) determining a modeled, loss-compensated pressure curve for the compression phase as a function of the crank angle φ from the modeled pressure profile determined in step (b) and the deviation determined in step (c); (e) determining a difference curve over the crank angle φ for the compression phase between the uncorrected pressure curve over the crank angle φ measured in step (a) and the modeled, loss-compensated pressure profile over the crank angle φ determined in step (d); (f) determining a value for an amplitude correction Δp Korr and a value for a crank angle correction Δφ Korr as a correction for the measured combustion chamber pressure such that the difference profile determined in step (e) is minimized. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Eingangsgröße in Schritt (c) eine Zylinderladungsmasse, eine Zylinderladungszusammensetzung insbesondere ein Anteil an rückgeführtem Abgas (AGR), eine Zylinderladungstemperatur, eine Wandtemperatur, eine Restgasmasse und/oder eine Restgastemperatur umfasst.A method according to claim 2, characterized in that the predetermined input variable in step (c) comprises a cylinder charge mass, a cylinder charge composition in particular a proportion of recirculated exhaust gas (EGR), a cylinder charge temperature, a wall temperature, a residual gas mass and / or a residual gas temperature. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitudenkorrektur ΔpKorr und die Kurbelwinkelkorrektur ΔφKorr für den minimalen Differenzverlauf mittels eines numerischen Verfahrens, insbesondere mittels einer Kreuzkorrelation, einer Signalverschiebung und/oder einer Regression, bestimmt werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the amplitude correction Δp Korr and the crank angle correction Δφ Korr for the minimum difference profile are determined by means of a numerical method, in particular by means of a cross-correlation, a signal shift and / or a regression. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionsphase ca. 100 Grad bis 180 Grad Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine breit ist.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the compression phase is about 100 degrees to 180 degrees crank angle of the internal combustion engine wide. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionsphase mit dem Kompressionstakt der Brennkraftmaschine übereinstimmt.A method according to claim 5, characterized in that the compression phase coincides with the compression stroke of the internal combustion engine.
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