DE102011055273A1 - Method for controlling the exhaust gas temperature of a direct-injection internal combustion engine - Google Patents

Method for controlling the exhaust gas temperature of a direct-injection internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Steuerung der Abgastemperatur einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine 2, bei dem die verbrennende Kraftstoffeinspritzung in mehrere einzelne Einspritzungen aufgeteilt wird und bei dem die Temperatur T3 des aus der Brennkraftmaschine 2 austretenden Abgases bei vorgegebener Last durch Einstellen der Lage aQ50 des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung und der Einspritzmenge minj der gesamten verbrennenden Kraftstoffeinspritzung mittels zumindest eines Modells 11, 12 prädiktiv bestimmt wird.A method for controlling the exhaust gas temperature of a direct injection internal combustion engine 2, wherein the burning fuel injection is divided into a plurality of individual injections and wherein the temperature T3 of the exiting from the internal combustion engine 2 exhaust gas at a given load by adjusting the position aq50 of the center of gravity of the heat release and the injection amount minj the total combustion fuel injection by means of at least one model 11, 12 is determined predictively.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Abgastemperatur einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine sowie eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine mit einer solchen Steuerung. The invention relates to a method for controlling the exhaust gas temperature of a direct-injection internal combustion engine and a direct-injection internal combustion engine with such a controller.

Die Temperatur des aus einer Brennkraftmaschine austretenden Abgases ist von besonderer Bedeutung für die im Abgasstrang sich anschließenden Einrichtungen und Aggregate. Insbesondere Abgasnachbehandlungseinrichtungen benötigen teilweise Mindesttemperaturen für eine effiziente Abgasreinigung. Darüber hinaus sind teilweise auch zur Regenerierung von Abgasnachbehandlungen Mindesttemperaturen erforderlich, die möglichst effizient zu erzielen sind. Auf der anderen Seite dürfen bestimmte Temperaturgrenzen nicht überschritten werden, um Bauteile, wie zum Beispiel die Turbine eines Turboladers, thermisch nicht zu überlasten. The temperature of the exiting from an internal combustion engine exhaust gas is of particular importance for the subsequent in the exhaust system and equipment. In particular, exhaust aftertreatment devices sometimes require minimum temperatures for efficient exhaust gas purification. In addition, at least minimum temperatures are required for the regeneration of exhaust aftertreatment, which are to be achieved as efficiently as possible. On the other hand, certain temperature limits must not be exceeded in order not to thermally overload components such as the turbine of a turbocharger.

Die Temperatur des aus einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine austretenden Abgases entspricht der Temperatur nach Auslassventil beziehungsweise, sofern ein Turbolader der Brennkraftmaschine direkt nachgeschaltet ist, der Temperatur vor Turbine des Turboladers. Diese Temperatur wird üblicherweise durch bereits bekannte Regelungsverfahren geregelt. Jedoch treten bei jedem Regelkreis Verzögerungen der Regelung der Regelgröße auf, da diese zunächst ermittelt beziehungsweise gemessen werden muss, um dann in der Rückführung dem Regler wieder zugeführt zu werden. Um diesem Problem zu begegnen, schlägt WO 2009/112056 A1 vor, ein Temperaturmodell eines Gases in einem Brennraum eines Zylinders vorzusehen, um die Temperatur eines aus dem Brennraum des Zylinders austretenden Abgases prädiktiv zu bestimmen und einem Regler zuzuführen. Bei der dort beschriebenen Brennkraftmaschine ist ferner ein HC-Emissionsmodell vorgesehen, um die HC-Emission eines aus dem Brennraum austretenden Abgases zu bestimmen. Dies wird dazu verwendet, um die Regenerierung einer Abgasreinigungsanlage, insbesondere eines Partikelfilters, zu regeln. The temperature of the exiting from a direct-injection internal combustion engine exhaust gas corresponds to the temperature after the exhaust valve or, if a turbocharger of the internal combustion engine is directly downstream, the temperature before turbine of the turbocharger. This temperature is usually controlled by already known control methods. However, there are delays in the control of the control variable in each control loop, since these must first be determined or measured, in order then to be fed back to the controller in the feedback. To counter this problem, suggests WO 2009/112056 A1 to provide a temperature model of a gas in a combustion chamber of a cylinder to predictively determine the temperature of an exhaust gas issuing from the combustion chamber of the cylinder and to supply it to a regulator. In the internal combustion engine described there, an HC emission model is further provided to determine the HC emission of an exhaust gas leaving the combustion chamber. This is used to control the regeneration of an emission control system, in particular a particulate filter.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, die Temperatur des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases prädiktiv bei vorgegebener Last zu bestimmen und real einzustellen. Der Motor soll derart betrieben werden, dass sich eine vorbestimmte Temperatur des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases einstellt. The object of the present invention is to predictively determine the temperature of the exhaust gas emerging from the internal combustion engine at a given load and to set it in real terms. The engine should be operated in such a way that a predetermined temperature of the exhaust gas emerging from the internal combustion engine is established.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Steuerung der Abgastemperatur einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine gelöst, bei dem die verbrennende Kraftstoffeinspritzung in mehrere einzelne Einspritzungen aufgeteilt wird und
bei dem die Temperatur des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases bei vorgegebener Last durch Einstellen der Lage des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung und der Einspritzmenge der gesamten verbrennenden Kraftstoffeinspritzung mittels zumindest eines Modells prädiktiv bestimmt wird. The object is achieved by a method for controlling the exhaust gas temperature of a direct-injection internal combustion engine, in which the burning fuel injection is divided into several individual injections and
wherein the temperature of the exhaust gas exiting the internal combustion engine at a given load is predictively determined by adjusting the position of the centroid of the heat release and the injection amount of the total combustion fuel injection by means of at least one model.

Ferner wird die Aufgabe durch eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine mit einer Steuereinheit für die Steuerung der Temperatur eines aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases gemäß dem vorgenannten Verfahren gelöst. Furthermore, the object is achieved by a direct-injection internal combustion engine having a control unit for controlling the temperature of an exhaust gas emerging from the internal combustion engine according to the aforementioned method.

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Temperatur des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases prädiktiv bestimmt, also gesteuert wird. Somit lässt sich die Temperatur deutlich schneller einstellen, so dass es selbst bei überlagertem Regelkreis nur zu äußerst geringen Über- oder Unterschwingungen der einzustellenden Temperatur kommt. The advantage of this method is that the temperature of the exhaust gas exiting the internal combustion engine is predictively determined, that is controlled. Thus, the temperature can be set much faster, so that it comes even with superimposed control loop only to extremely low over or undershoot the temperature to be set.

Mit den verbrennenden Kraftstoffeinspritzungen sind alle Drehmoment bildenden Kraftstoffeinspritzungen gemeint. Nicht umfasst sind Nacheinspritzungen, die nicht mehr verbrennen und lediglich dazu dienen, HC-Emissionen für anschließende Abgasnachbehandlungseinrichtungen bereitzustellen. Die vorgegebenen Last ist abhängig vom angeforderten Mitteldruck der Brennkraftmaschine. Die Lage des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung ist auf den Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine bezogen. Der Verlauf der Einspritzung hat einen bestimmten Verlauf der Umsetzung, das heißt der Verbrennung zur Folge. Hieraus ergibt sich, bezüglich der Lage zumindest annähernd identisch, ein Verlauf der Wärmefreisetzung, dessen Fläche einen Schwerpunkt aufweist, dessen Lage bezogen auf den Kurbelwinkel anhand des Integrals der Wärmefreisetzung bestimmt werden kann. By combustion fuel injections is meant all torque-forming fuel injections. Not included are post injections that are no longer combustible and serve only to provide HC emissions for subsequent exhaust aftertreatment devices. The predetermined load is dependent on the requested medium pressure of the internal combustion engine. The location of the centroid of the heat release is based on the crank angle of the internal combustion engine. The course of the injection has a certain course of implementation, that is, the combustion result. It follows, with respect to the situation at least approximately identical, a course of heat release whose area has a center of gravity, the position of which can be determined based on the crank angle on the basis of the integral of the heat release.

Die Erfindung beruht auf der Tatsache, dass es zu einem angeforderten Mitteldruck, das heißt bei vorgegebener Last, bei mehreren verbrennenden Einspritzungen grundsätzlich mehrere Kombinationen der Mengenverteilung auf die einzelnen Einspritzungen gibt. Je nach Mengenverteilung auf die einzelnen Einspritzungen verschiebt sich die Lage des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung und damit auch die Temperatur des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases. Bei einer Verschiebung der Lage des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung in Richtung „früh“, d. h. zu einem Kurbelwinkel kurz nach dem oberen Totpunkt, nimmt die Abgastemperatur ab. Bei einer Verschiebung in Richtung „spät“, d. h. zu einem größeren Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt, nimmt die Abgastemperatur zu. Wird nun die gewünschte Temperatur des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases festgelegt, so verbleibt nur noch eine mögliche Mengenverteilung und damit eine Lage des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung. Dies wird genutzt, um prädiktiv die optimalen Einspritzmengen für die einzelnen Einspritzungen festzulegen. The invention is based on the fact that there are basically several combinations of the quantity distribution to the individual injections for a requested mean pressure, that is to say for a given load, for several combusting injections. Depending on the distribution of quantities to the individual injections, the position of the center of gravity of the heat release and thus also the temperature of the exhaust gas emerging from the internal combustion engine shifts. With a shift in the position of the centroid of the heat release in the direction of "early", ie at a crank angle shortly after top dead center, the exhaust gas temperature decreases. When shifting in the direction of "late", ie to a larger crank angle after top dead center, the exhaust gas temperature increases. If now the desired temperature of the exhaust gas leaving the internal combustion engine is determined, only one possible one remains Quantity distribution and thus a position of the center of gravity of the heat release. This is used to predictively determine the optimum injection quantities for the individual injections.

Hierbei wird zum Einstellen der Lage des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung und der Einspritzmenge ein Wärmefreisetzungsmodell eingesetzt, mittels dessen die Wärmefreisetzung der jeweiligen Einspritzungen vorhersagbar ist. Here, a heat release model is used to set the position of the centroid of the heat release and the injection quantity, by means of which the heat release of the respective injections is predictable.

Ferner wird ein Temperaturmodell eingesetzt, mittels dessen die Temperatur des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases auf Basis der Lage des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung prädiktiv vorhersagbar ist. Furthermore, a temperature model is used by means of which the temperature of the exhaust gas emerging from the internal combustion engine can be predictively predicted on the basis of the position of the centroid of the heat release.

Zur Erhöhung der Genauigkeit kann ein Regelkreis überlagert werden. Die einzelnen Lagen der prädiktiv bestimmten Einspritzungen können mittels dieses Reglers, zum Beispiel eines Verbrennungslagereglers, justiert werden. To increase the accuracy of a control loop can be superimposed. The individual layers of the predictively determined injections can be adjusted by means of this regulator, for example a combustion position regulator.

Für ein Verbrennungslageregler sind Brennraumdrucksensoren vorzusehen, mittels derer der Brennraumdruck gemessen werden kann. For a combustion position controller combustion chamber pressure sensors are provided, by means of which the combustion chamber pressure can be measured.

Vorzugsweise ist die Kraftstoffeinspritzung in eine Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung aufgeteilt. Grundsätzlich sind jedoch auch mehrere Nacheinspritzungen und/oder eine oder mehrere Voreinspritzungen denkbar. Preferably, the fuel injection is split into a main injection and a post-injection. In principle, however, several post-injections and / or one or more pre-injections are conceivable.

Sofern ein Turbolader vorgesehen ist, wird die Temperatur vor der Turbine des Turboladers durch Steuern der Temperatur des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases gesteuert. If a turbocharger is provided, the temperature in front of the turbine of the turbocharger is controlled by controlling the temperature of the exhaust gas exiting the internal combustion engine.

Insbesondere bei Abgasnachbehandlungseinrichtungen, wie zum Beispiel Partikelfiltern, wird die Temperatur des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases derart gesteuert, dass eine Regeneration der Abgasnachbehandlungseinrichtung möglichst effizient durchgeführt werden kann. Möglichst effizient heißt, dass ein möglichst geringer Kraftstoffbedarf für die Regeneration eintritt. In particular, in exhaust aftertreatment devices, such as particulate filters, the temperature of the exiting from the engine exhaust gas is controlled so that a regeneration of the exhaust gas aftertreatment device can be performed as efficiently as possible. As efficient as possible means that the lowest possible fuel requirement for regeneration occurs.

Die vorgeschlagene Steuerung der Abgastemperatur kann sich auf einen einzelnen Brennraum der Brennkraftmaschine oder auf eine Gruppe von Brennräumen bzw. Zylindern beziehen. The proposed control of the exhaust gas temperature may refer to a single combustion chamber of the internal combustion engine or to a group of combustion chambers or cylinders.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigen Preferred embodiments are explained in more detail below with reference to the drawings. Show here

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Abgasanlage, 1 a schematic representation of an internal combustion engine with exhaust system,

2 eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs, 2 a schematic representation of a procedure,

3 ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen Temperatur des Abgases über Einspritzmenge und Wärmefreisetzungsschwerpunktlage zeigt, 3 a diagram showing the relationship between the temperature of the exhaust gas via injection quantity and heat release center of gravity,

4 ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen Mitteldruck über Einspritzmenge und Wärmefreisetzungsschwerpunktlage zeigt und 4 a diagram showing the relationship between mean pressure on injection quantity and heat release center of gravity and

5 ein Diagramm, welches die Einspritzmenge über die Wärmefreisetzungsschwerpunktslage in Abhängigkeit einer vorgegebenen Abgastemperatur und eines vorgegebenen Mitteldrucks zeigt. 5 a diagram showing the injection quantity on the heat release center of gravity in response to a predetermined exhaust gas temperature and a predetermined mean pressure.

1 zeigt schematisch den Aufbau einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage 1. Eine Dieselbrennkraftmaschine 2 ist mit einem ersten Abgasrohr 3 verbunden, welches zu einer Turbine 4 eines Turboladers führt. Das erste Abgasrohr 3 kann einen oder mehrere Abgaskrümmer enthalten, in denen die Abgasströme verschiedenen Brennräume beziehungsweise Zylinder der Dieselbrennkraftmaschine 2 zusammengeführt werden. Hier können ferner weitere Bauteile, wie zum Beispiel AGR-Ventile und -abzweigungen vorgesehen sein. 1 schematically shows the structure of an internal combustion engine with an exhaust system 1 , A diesel engine 2 is with a first exhaust pipe 3 connected to a turbine 4 a turbocharger leads. The first exhaust pipe 3 may include one or more exhaust manifolds in which the exhaust streams to different combustion chambers or cylinders of the diesel engine 2 be merged. Here, further components, such as EGR valves and branches may also be provided.

Die Turbine 4 ist über ein zweites Abgasrohr 5 mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung in Form eines Oxidationskatalysators 6 und eines Partikelfilters 7 verbunden. Hieran schließt sich ein drittes Abgasrohr 8 an. Sowohl in dem zweiten Abgasrohr 5 als auch in dem dritten Abgasrohr 8 können weitere Bauteile vorgesehen sein. The turbine 4 is via a second exhaust pipe 5 with an exhaust aftertreatment device in the form of an oxidation catalyst 6 and a particulate filter 7 connected. This is followed by a third exhaust pipe 8th at. Both in the second exhaust pipe 5 as well as in the third exhaust pipe 8th Additional components may be provided.

Um die Temperatur des aus der Dieselbrennkraftmaschine 2 austretenden Abgases vor der Turbine 4, welche üblicherweise mit T3 bezeichnet wird, im ersten Abgasrohr 3 zu steuern, ist ein Verfahren auf Basis des in 2 dargestellten Verfahrensablaufs vorgesehen. Gemäß 2 wird im Verfahrensschritt 10 mittels eines Wärmefreisetzungsmodells 11 und mittels eines Temperaturmodells 12 aus einem vorgegebenen indizierten Mitteldruck PMI, einer vorgegebenen Temperatur T3 des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases, der aktuellen Temperatur TSaug der angesaugten Luft und der Luftmasse mzyl in dem oder den Zylinder(n) die Lage aQ50 des Flächenschwerpunktes der Wärmefreisetzung sowie die gesamte Einspritzmenge qinj bestimmt. To the temperature of the diesel engine 2 exiting exhaust gas in front of the turbine 4 , which is commonly referred to as T 3 , in the first exhaust pipe 3 to control is a procedure based on the in 2 provided process flow provided. According to 2 is in the process step 10 by means of a heat release model 11 and by means of a temperature model 12 from a predetermined indicated mean pressure PMI, a predetermined temperature T 3 of the exiting the engine exhaust, the current temperature T suction of the sucked air and the air mass m cyl in the cylinder (s) the position aQ50 of the centroid of the heat release and the entire Injection q inj determined.

In Verfahrensschritt 9 wird vorher aus der vorgegebenen Temperatur T3 des Abgases und der Temperatur TSaug der angesaugten Luft die Differenztemperatur TDelta errechnet, die vom Einlassventil zum Auslassventil erreicht werden muss. In process step 9 is previously calculated from the predetermined temperature T 3 of the exhaust gas and the temperature T suction of the intake air, the differential temperature T Delta , which must be achieved by the inlet valve to the exhaust valve.

In Verfahrensschritt 13 werden dann aus Lage aQ50 des Flächenschwerpunktes der Wärmefreisetzung und der gesamten Einspritzmenge qinj sowie den Lagen phiMI und phiPoI der einzelnen Einspritzbeginne die Einspritzmengen qMI und qPoI der einzelnen Einspritzungen ermittelt. In process step 13 The injection quantities q MI and q PoI of the individual injections are then determined from position aQ50 of the centroid of the heat release and the total injection quantity q inj and the positions phi MI and phi PoI of the individual injection starts .

Als Basis für das Verfahren dienen, wie in 3 dargestellt, die sich ergebenden Zusammenhänge der Abgastemperatur T3 über die gesamte Einspritzmenge qinj und der Wärmefreisetzungsschwerpunktlage aQ50. Zu erkennen ist, dass bei steigender Einspritzung qinj die Abgastemperatur T3 ansteigt. Ferner steigt die Temperatur T3 kontinuierlich an, wenn die Einspritzmenge qinj konstant ist und die Wärmefreisetzungsschwerpunktlage aQ50 in Richtung „spät“ verstellt wird. As a basis for the procedure, as in 3 1 , the resulting relationships of the exhaust gas temperature T 3 over the total injection quantity q inj and the heat release center of gravity aQ50. It can be seen that with increasing injection q inj the exhaust gas temperature T 3 increases. Further, the temperature T 3 continuously increases when the injection amount q inj is constant and the heat release center of gravity aQ50 is shifted toward "late".

4 zeigt den Zusammenhang des Mitteldrucks PMI über die gesamte Einspritzmenge qinj und die Wärmefreisetzungsschwerpunktlage aQ50. Zu erkennen ist hier, dass mit steigender Einspritzmenge qinj der Mitteldruck PMI steigt. Ferner fällt der Mitteldruck PMI bei konstanter Einspritzmenge qinj, wenn die Wärmefreisetzungsschwerpunktlage aQ50 Richtung „spät“ verstellt wird. 4 shows the relationship of the mean pressure PMI over the total injection quantity q inj and the heat release center of gravity aQ50. It can be seen here that with increasing injection quantity q inj, the mean pressure PMI increases. Further, the medium pressure PMI falls at a constant injection amount q inj when the heat release center of gravity aQ50 is shifted toward "late".

Aus den 3 und 4 können die Abhängigkeit der gesamten Einspritzmenge qinj über die Wärmefreisetzungsschwerpunktlage aQ50 gemäß 5 abgeleitet werden. Aus dem Zusammenhang gemäß 3 lässt sich die Abhängigkeit der gesamten Einspritzmenge qinj über die Wärmefreisetzungsschwerpunktlage aQ50 bei konstanter Abgastemperatur T3 ableiten. Aus dem Zusammenhang gemäß 4 lässt sich die Abhängigkeit der gesamten Einspritzmenge qinj über die Wärmefreisetzungsschwerpunktlage aQ50 bei konstantem Mitteldruck PMI ableiten. Hieraus ergibt sich das in 5 dargestellte Diagramm, wonach sich bei vorgegebener Temperatur T3 und einem vorgegebenen Mitteldruck PMI nur eine gesamte Einspritzmenge qinj bei einer bestimmten Wärmefreisetzungsschwerpunktlage aQ50 ergibt. Diese gesamte Einspritzmenge qinj wird dann in Abhängigkeit der Wärmefreisetzungsschwerpunktlage aQ50 auf die einzelnen Einspritzungen aufgeteilt. From the 3 and 4 can determine the dependence of the total injection quantity q inj on the heat release center of gravity aQ50 according to 5 be derived. In the context of 3 the dependence of the total injection quantity q inj on the heat release center of gravity aQ50 at constant exhaust gas temperature T 3 can be derived. In the context of 4 the dependence of the total injection quantity q inj on the heat release center of gravity aQ50 at constant mean pressure PMI can be derived. This results in the 5 illustrated diagram, according to which at a given temperature T 3 and a predetermined mean pressure PMI only a total injection amount q inj at a certain heat release center of gravity aQ50 results. This total injection quantity q inj is then divided into the individual injections as a function of the heat release center of gravity aQ50.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Brennkraftmaschine mit Abgasanlage Internal combustion engine with exhaust system
22
Dieselbrennkraftmaschine Diesel engine
33
erstes Abgasrohr first exhaust pipe
44
Turbine turbine
55
zweites Abgasrohr second exhaust pipe
66
Oxydationskatalysator oxidation catalyst
77
Partikelfilter particulate Filter
88th
drittes Abgasrohr third exhaust pipe
99
Verfahrensschritt step
1010
Verfahrensschritt step
1111
Wärmefreisetzungsmodell Heat release model
1212
Temperaturmodell temperature model
1313
Verfahrensschritt step
aQ50AQ50
Wärmefreisetzungsschwerpunktlage Heat release gravity
mzyl m cyl
Masse der angesaugten Luft Mass of sucked air
phiMI phi MI
Einspritzbeginn der Haupteinspritzung Start of injection of the main injection
phiPoI phi PoI
Einspritzbeginn der Nacheinspritzung Start of injection of post-injection
PMI PMI
indizierter Mitteldruck indicated mean pressure
qinj q inj
gesamte Einspritzmenge total injection quantity
qMI q MI
Einspritzmenge der Haupteinspritzung Injection amount of the main injection
qPoI q PoI
Einspritzmenge der Nacheinspritzung Injection quantity of the post-injection
T3 T 3
Temperatur des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases Temperature of the exiting the engine exhaust gas
TDelta T Delta
Differenztemperatur über Brennkraftmaschine Differential temperature via internal combustion engine
TSaug T suction
Temperatur der angesaugten Luft Temperature of the intake air

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2009/112056 A1 [0003] WO 2009/112056 A1 [0003]

Claims (13)

Verfahren zur Steuerung der Abgastemperatur einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine (2), bei dem die verbrennende Kraftstoffeinspritzung in mehrere einzelne Einspritzungen aufgeteilt wird und bei dem die Temperatur (T3) des aus der Brennkraftmaschine (2) austretenden Abgases bei vorgegebener Last (PMI) durch Einstellen der Lage (aQ50) des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung und der Einspritzmenge (qinj) der gesamten verbrennenden Kraftstoffeinspritzung mittels zumindest eines Modells (11, 12) prädiktiv bestimmt wird. Method for controlling the exhaust gas temperature of a direct-injection internal combustion engine ( 2 ), in which the burning fuel injection is divided into a plurality of individual injections and in which the temperature (T 3 ) of the engine ( 2 Exhaust gas exiting at predetermined load (PMI) by adjusting the position (aQ50) of the area of the heat release and the injection quantity (q inj ) of the total fuel injection by means of at least one model ( 11 . 12 ) is determined predictively. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen der Lage (aQ50) des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung und der Einspritzmenge (qinj) ein Wärmefreisetzungsmodell (11) eingesetzt wird, mittels dessen die Wärmefreisetzung der jeweiligen Einspritzungen vorhersagbar ist. Method according to claim 1, characterized in that for setting the position (aQ50) of the center of gravity of the heat release and the injection quantity (q inj ) a heat release model ( 11 ) is used, by means of which the heat release of the respective injections is predictable. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen der Temperatur (T3) ein Temperaturmodell (12) eingesetzt wird, mittels dessen die Temperatur (T3) des aus der Brennkraftmaschine (2) austretenden Abgases auf Basis der Lage (aQ50) des Flächenschwerpunkts der Wärmefreisetzung vorhersagbar ist. Method according to claim 2, characterized in that for setting the temperature (T 3 ) a temperature model ( 12 ) is used, by means of which the temperature (T 3 ) of the from the internal combustion engine ( 2 ) is predictable based on the location (aQ50) of the centroid of the heat release. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen der einzelnen prädiktiv bestimmten Einspritzungen mittels eines überlagerten Verbrennungslagereglers justiert werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the positions of the individual predictively determined injections are adjusted by means of a superimposed combustion position controller. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Brennraumdrucksensoren vorgesehen sind, mittels derer der Brennraumdruck für die Regelung der Verbrennungslage gemessen wird. A method according to claim 4, characterized in that combustion chamber pressure sensors are provided, by means of which the combustion chamber pressure for the regulation of the combustion position is measured. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verbrennende Kraftstoffeinspritzung in eine Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung aufgeteilt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion fuel injection is divided into a main injection and a post-injection. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Turbolader vorgesehen ist und die Temperatur vor der Turbine (4) des Turboladers durch Steuern der Temperatur (T3) des aus der Brennkraftmaschine (2) austretenden Abgases gesteuert wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a turbocharger is provided and the temperature upstream of the turbine ( 4 ) of the turbocharger by controlling the temperature (T 3 ) of the engine ( 2 ) exiting exhaust gas is controlled. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere ein Partikelfilter(7), vorgesehen ist, wobei die Temperatur (T3) des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases derart gesteuert wird, dass eine Regeneration der Abgasnachbehandlungseinrichtung möglichst effizient durchgeführt werden kann. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an exhaust aftertreatment device, in particular a particle filter ( 7 ), is provided, wherein the temperature (T 3 ) of the exiting from the internal combustion engine exhaust gas is controlled such that a regeneration of the exhaust gas aftertreatment device can be performed as efficiently as possible. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine (2) mit einer Steuereinheit für die Steuerung der Temperatur (T3) eines aus der Brennkraftmaschine (2) austretenden Abgases gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche. Direct injection internal combustion engine ( 2 ) with a control unit for the control of the temperature (T 3 ) one of the internal combustion engine ( 2 ) exiting exhaust gas according to one of the preceding claims. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Turbolader vorgesehen ist und die Temperatur (T3) des Abgases vor der Turbine (4) des Turboladers steuerbar ist. Direct injection internal combustion engine according to claim 9, characterized in that a turbocharger is provided and the temperature (T 3 ) of the exhaust gas in front of the turbine ( 4 ) of the turbocharger is controllable. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere ein Partikelfilter (7), vorgesehen ist, wobei durch Steuerung der Temperatur des Abgases vor der Turbine derart einstellbar ist, dass eine effiziente Regeneration der Abgasnachbehandlungseinrichtung durchgeführt werden kann. Direct injection internal combustion engine according to claim 10, characterized in that an exhaust aftertreatment device, in particular a particle filter ( 7 ), wherein by controlling the temperature of the exhaust gas upstream of the turbine is adjustable such that an efficient regeneration of the exhaust gas aftertreatment device can be performed. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Brennraumdrucksensor für eine Verbrennungslageregelung vorgesehen ist. Direct injection internal combustion engine according to one of claims 9 to 11, characterized in that at least one combustion chamber pressure sensor is provided for a combustion position control. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur (T3) des aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgases vorgesehen ist. Direct-injection internal combustion engine according to one of claims 9 to 12, characterized in that a temperature sensor for determining the temperature (T 3 ) of the exhaust gas emerging from the internal combustion engine is provided.
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