DE102012203934A1 - Internal combustion engine controlling method, involves determining air mass in combustion chamber, and determining target-valve lift based on determined air mass by function, which is inverse function of another function - Google Patents

Internal combustion engine controlling method, involves determining air mass in combustion chamber, and determining target-valve lift based on determined air mass by function, which is inverse function of another function Download PDF

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Abstract

The method (200) involves determining (210) an air mass in a combustion chamber based on an actual-valve lift by a function, which is based on parameters of sensors. A target-valve lift is determined (220) based on the determined air mass by another function, which is an inverse function of the former function. The actual-valve lift is controlled (225) based on the target-valve lift. Support points are determined by two-sided localization. A value corresponding to the air mass is determined by linear interpolation between support points. Independent claims are also included for the following: (1) a computer program product comprising instructions for performing a method for controlling an internal combustion engine (2) a control device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für einen Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung von Parametern am Verbrennungsmotor, um den Verbrennungsvorgang zu steuern. The invention relates to a controller for an internal combustion engine. In particular, the invention relates to the determination of parameters on the internal combustion engine to control the combustion process.

Ein Verbrennungsmotor umfasst einen Brennraum, der durch ein Einlassventil und ein Auslassventil abgeschlossen ist, wobei durch das Einlassventil Luft in den Brennraum geleitet werden kann, um dort eine Verbrennung zu ermöglichen. Um die Verbrennung möglichst effizient gestalten zu können, umfasst der Verbrennungsmotor eine Anzahl von Sensoren und Stellelemente, die von einer Steuereinrichtung verwaltet werden. Die Steuereinrichtung hat die Aufgabe, auf Basis der durch die Sensoren aufgenommenen Werte die Stellelemente jeweils derart anzusteuern, dass der Verbrennungsmotor einen vorbestimmten Betriebszustand einnimmt. An internal combustion engine comprises a combustion chamber, which is closed by an inlet valve and an outlet valve, wherein air can be passed through the inlet valve into the combustion chamber in order to allow combustion there. In order to make combustion as efficient as possible, the internal combustion engine comprises a number of sensors and control elements, which are managed by a control device. The control device has the task on the basis of the values recorded by the sensors to actuate the adjusting elements in each case such that the internal combustion engine assumes a predetermined operating state.

Ein steuerungsrelevanter Wert betrifft eine Luftmasse, die im Brennraum für die Verbrennung zur Verfügung steht. Zur Bestimmung der Luftmasse kann ein Luftmassenmesser vorgesehen sein, der insbesondere auf dem Kühleffekt vorbei streichender Luft auf ein Heizelement basieren kann. Bekannte Luftmassenmesser sind jedoch im Allgemeinen für dynamische Vorgänge zu träge und können in bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise bei Vorliegen von Resonanz im vorbei streichenden Luftstrom, unbrauchbare Werte bereitstellen. Die Luftmasse kann jedoch auch auf anderem Wege bestimmt werden, nämlich mittels eines mathematischen Modells, das eine Anzahl Parameter am Verbrennungsmotor verarbeitet. Ein derartiger Parameter kann einen Ventilhub des Einlassventils umfassen, falls der Ventilhub des Einlassventils steuerbar ist. Weitere Parameter können beispielsweise eine oder mehrere Nockenwellenpositionen, eine Schaltsaugrohrstellung, einen Saugrohrdruck, einen Drosselklappenwinkel, eine Drehzahl und unterschiedliche Temperaturen umfassen. A control-relevant value relates to an air mass that is available in the combustion chamber for combustion. For determining the air mass, an air mass meter may be provided, which in particular can be based on the cooling effect of passing air on a heating element. However, known air mass meters are generally too sluggish for dynamic operations and may provide unusable values in certain operating conditions, for example, in the presence of resonance in the passing airflow. However, the air mass can also be determined by other means, namely by means of a mathematical model, which processes a number of parameters on the internal combustion engine. Such a parameter may include a valve lift of the intake valve if the valve lift of the intake valve is controllable. Other parameters may include, for example, one or more camshaft positions, a variable intake manifold position, an intake manifold pressure, a throttle angle, a rotational speed, and different temperatures.

Ein mathematisches Modell zur Bestimmung der Luftmasse auf der Basis von Parametern am Verbrennungsmotor ist bekannt. Ebenso sind Verfahren bekannt, um auf der Basis einer Vielzahl von Parametern einen gewünschten Wert für den Ventilhub zu bestimmen. A mathematical model for determining the air mass on the basis of parameters on the internal combustion engine is known. Similarly, methods are known for determining a desired value for the valve lift based on a variety of parameters.

DE 103 32 083 A1 zeigt ein derartiges Verfahren, bei dem unter anderem aus einem angeforderten Drehmoment und einer Drehzahl mit Hilfe von Kennfeldern ein Soll-Ventilhub bzw. ein Sollwinkel für ein Verstellsystem des Einlassventilhubs bestimmt wird. DE 103 32 083 A1 shows such a method in which among other things from a requested torque and a speed using maps a desired valve lift or a desired angle for an adjustment system of the intake valve is determined.

Im Stand der Technik werden üblicherweise unterschiedliche Modelle verwendet, um einerseits den Soll-Ventilhub auf der Basis der Luftmasse und andererseits die Ist-Luftmasse auf der Basis des Ist-Ventilhubs zu bestimmen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Modelle können sich jedoch Differenzen zwischen einer Soll-Luftmasse und einer Ist-Luftmasse ergeben, so dass ein angefordertes Motormoment unter Umständen mit den eigentlich zu den Modellen passenden Aktuator-Ansteuerungen nicht bereit gestellt werden kann. In the prior art, different models are usually used to determine on the one hand the target valve lift on the basis of the air mass and on the other hand the actual air mass on the basis of the actual valve lift. By using different models, however, differences between a desired air mass and an actual air mass may result, so that a requested engine torque may not be provided with the actually suitable for the models actuator controls.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors anzugeben, das derartige Differenzen vermeidet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines entsprechenden Computerprogrammprodukts und eines entsprechenden Steuergeräts. The invention has for its object to provide an improved method for controlling an internal combustion engine, which avoids such differences. Another object of the invention is to specify a corresponding computer program product and a corresponding control device.

Die Erfindung löst diese Aufgaben mittels eines Verfahrens, eines Computerprogrammprodukts und eines Steuergeräts mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen an. The invention solves these objects by means of a method, a computer program product and a control device having the features of the independent claims. Subclaims indicate preferred embodiments.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors mit einem Brennraum und einem zum Brennraum führenden Einlassventil mit steuerbarem Ventilhub umfasst Schritte des Bestimmens einer Luftmasse im Brennraum auf der Basis des Ist-Ventilhubs mittels einer ersten Funktion, des Bestimmens eines Soll-Ventilhubs auf der Basis der Luftmasse mittels einer zweiten Funktion und des Steuerns des Ist-Ventilhubs auf der Basis des Soll-Ventilhubs, wobei die zweite Funktion die Umkehrfunktion der ersten Funktion ist. An inventive method for controlling an internal combustion engine having a combustion chamber and an inlet valve with controllable valve lift leading to the combustion chamber comprises steps of determining an air mass in the combustion chamber on the basis of the actual valve lift by means of a first function of determining a desired valve lift on the basis of the air mass by a second function and controlling the actual valve lift based on the desired valve lift, the second function being the inverse function of the first function.

Das Verfahren kann sicherstellen, dass das gleiche mathematische oder physikalische Modell einer Bestimmung des Ventilhubs auf der Basis der Luftmasse und der Bestimmung der Luftmasse auf der Basis des Ventilhubs zugrunde liegt. Regeldifferenzen können auf diese Weise minimiert oder vollständig vermieden werden. Dadurch kann eine Verbrennung im Brennraum des Verbrennungsmotors verbessert steuerbar sein, wodurch eine Effizienz des Verbrennungsmotors gesteigert und ein Schadstoffausstoß minimiert sein können. The method may ensure that the same mathematical or physical model is based on determining the valve lift based on the air mass and determining the air mass based on the valve lift. Control differences can be minimized or completely avoided in this way. As a result, combustion in the combustion chamber of the internal combustion engine can be controlled in an improved manner, whereby an efficiency of the internal combustion engine can be increased and pollutant emissions can be minimized.

Das Invertieren des ersten Modells bzw. einer das Modell repräsentierenden ersten Funktion f kann sich schwierig gestalten, insbesondere, wenn die erste Funktion von einer Vielzahl weiterer Parameter abhängt oder wenn die Abhängigkeit der Ist-Luftmasse von einem oder mehreren Parametern nicht linear ist. Inverting the first model or a first function f representing the model may be difficult, in particular if the first function depends on a plurality of other parameters or if the dependence of the actual air mass on one or more parameters is not linear.

Es wird daher vorgeschlagen, die erste Funktion f in zwei weitere Funktionen g und h zu unterteilen, von denen die eine (h) vom Ventilhub abhängig und invertierbar ist und die andere (g) vom Ventilhub unabhängig und nicht invertierbar ist. Die Nicht-Invertierbarkeit kann sich aus mathematischen Gründen oder aus praktischen Gründen eines übermäßigen numerischen Aufwands im Rahmen eines Echtzeit-Verarbeitungssystems ergeben. Die Invertierbarkeit der Funktion h kann insbesondere durch eine abschnittsweise Linearität der Funktion zwischen vorbestimmten Stützstellen gegeben sein. It is therefore proposed to subdivide the first function f into two further functions g and h, of which one (h) depends on the valve lift and is invertible and the other (g) is independent of the valve lift and not invertible. The non- Invertability may arise for mathematical or practical reasons of excessive numerical effort in a real-time processing system. The invertibility of the function h can be given in particular by a section-wise linearity of the function between predetermined interpolation points.

Dadurch ist es möglich, ein Mehrschritt-Verfahren anzugeben, mit dem die Invertierung der ersten Funktion f auf numerische Weise gelingen kann. Thereby, it is possible to specify a multi-step method with which the inversion of the first function f can succeed numerically.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind Stützstellen AT_1 bis ATn vorgegeben, wobei die Funktion h jeweils zwischen benachbarten Stützstellen linear ist. Die Invertierbarkeit der Funktion h kann sich dann aus der Möglichkeit zur Interpolation zwischen benachbarten Stützstellen ergeben. In a preferred embodiment, support points AT_1 to ATn are predetermined, wherein the function h is linear between adjacent support points. The invertibility of the function h can then result from the possibility of interpolation between adjacent support points.

In einer Variante kann eine der Stützstellen mittels sukzessiver Approximation und die andere durch Bestimmung der passenden benachbarten Stützstelle bestimmt werden. Das Problem des Auffindens der zu verwendenden Stützstellen kann dadurch auf logarithmische Komplexität reduzierbar sein. Die Durchführung des Verfahrens auch unter ungünstigen Bedingungen kann somit einen Aufwand erfordern, der bezüglich einer verfügbaren Rechenleistung eines ausführenden Steuergeräts vertretbar ist. Somit kann die Verwendungsfähigkeit des Verfahrens auch unter den ungünstigen Bedingungen sichergestellt sein. In one variant, one of the interpolation points can be determined by means of successive approximation and the other by determining the matching neighboring interpolation point. The problem of finding the support points to be used can thereby be reduced to logarithmic complexity. The implementation of the method even under unfavorable conditions may thus require an effort that is justifiable with respect to an available computing power of an executing control device. Thus, the usefulness of the method can be ensured even under unfavorable conditions.

In einer anderen Variante können die Stützstellen mittels zweiseitiger Eingrenzung bestimmt werden. Unter bestimmten Umständen kann der Rechenaufwand der zweiseitigen Eingrenzung bei Vorliegen ungünstiger Umstände („worst case“) unter dem der sukzessiven Approximation liegen. In another variant, the support points can be determined by means of two-sided limitation. Under certain circumstances, the computational effort of the two-sided constraint in worst case circumstances may be below that of the successive approximation.

Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst Programmcodemittel zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert ist. A computer program product according to the invention comprises program code means for carrying out the method described, when the computer program product runs on a processing device or is stored on a computer-readable data carrier.

Ein erfindungsgemäßes Steuergerät zur Steuerung eines Verbrennungsmotors ist dazu eingerichtet, das oben beschriebene Verfahren auszuführen. An inventive control device for controlling an internal combustion engine is adapted to carry out the method described above.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen: The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

1 eine schematische Darstellung eines Steuergeräts für einen Verbrennungsmotor; 1 a schematic representation of a control device for an internal combustion engine;

2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Steuerung des Verbrennungsmotors aus 1; 2 a schematic representation of a method for controlling the internal combustion engine 1 ;

3 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens aus 2 in einer Ausführungsform; und 3 a flowchart of the method 2 in one embodiment; and

4 eine Veranschaulichung eines Teils des in 3 gezeigten Verfahrens 4 an illustration of a part of the in 3 shown method

darstellt. represents.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors 100 mit einem Steuergerät 105. Die Darstellung umfasst nur einige im vorliegenden Zusammenhang wichtige Komponenten und ist nicht umfassend. Der Verbrennungsmotor 100 umfasst einen Brennraum 110, der mittels eines Einlassventils 115 mit Luft befüllt werden kann. Das Einlassventil 115 weist einen steuerbaren Ventilhub auf. Ein Injektor 120 stromaufwärts oder stromabwärts vom Einlassventil 115 ist dazu eingerichtet, die in den Brennraum 110 einströmende Luft mit Kraftstoff zu versetzen, um das Gemisch im Brennraum 110 zur Verbrennung führen zu können. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 100 with a control unit 105 , The illustration includes only a few components of importance in the present context and is not exhaustive. The internal combustion engine 100 includes a combustion chamber 110 by means of an inlet valve 115 can be filled with air. The inlet valve 115 has a controllable valve lift. An injector 120 upstream or downstream of the inlet valve 115 is set up in the combustion chamber 110 injecting incoming air with fuel to the mixture in the combustion chamber 110 to lead to combustion.

Die zum Einlassventil 115 strömende Luft stammt in der Darstellung von 1 exemplarisch aus einem Ansaugtrakt 125 mit einem Luftfilter 130. In einer Ausführungsform kann ein insbesondere thermischer Luftmassenmesser im Ansaugtrakt 125 angeordnet sein. The to the inlet valve 115 flowing air comes in the representation of 1 exemplarily from an intake tract 125 with an air filter 130 , In one embodiment, a particular thermal air mass meter in the intake tract 125 be arranged.

Das Steuergerät 105 ist dazu eingerichtet, eine Anzahl Parameter p1...pn von Sensoren abzutasten, die am Verbrennungsmotor 100 oder dessen Peripherie angeordnet sind. Auf der Basis der abgetasteten Parameter steuert das Steuergerät 105 den Ventilhub des Einlassventils 115 und gegebenenfalls noch andere Aktuatoren am Verbrennungsmotor 100. The control unit 105 is adapted to sample a number of parameters p1 ... pn from sensors on the internal combustion engine 100 or its periphery are arranged. Based on the sampled parameters, the controller controls 105 the valve lift of the intake valve 115 and possibly other actuators on the internal combustion engine 100 ,

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 200 zur Steuerung des Verbrennungsmotors 100 aus 1. Das Verfahren 200 ist insbesondere zur Ausführung im Steuergerät 105 in 1 geeignet. Ausgehend von einem Ventilhub VH, der in einem ersten Schritt 205 abgetastet wird, wird in einem Schritt 210 ein Funktionswert einer Funktion f berechnet, die die Luftmasse LM im Brennraum 110 in Abhängigkeit des Ventilhubs VH und weiteren der Parameter p1, p2 ... bereitstellt. 2 shows a schematic representation of a method 200 for controlling the internal combustion engine 100 out 1 , The procedure 200 is in particular for execution in the control unit 105 in 1 suitable. Starting from a valve lift VH, in a first step 205 is scanned in one step 210 a function value of a function f calculates the air mass LM in the combustion chamber 110 depending on the valve lift VH and other of the parameters p1, p2 ... provides.

In einem Schritt 215 steht die bestimmte Luftmasse LM zur Verfügung. In einem nachfolgenden Schritt 220 wird ein Soll-Ventilhub auf der Basis der Luftmasse LM aus Schritt 215 bereitgestellt, indem ein Funktionswert einer Funktion f–1 berechnet wird, welche die Umkehrfunktion der im Schritt 210 verwendeten Funktion f ist. In one step 215 is the specific air mass LM available. In a subsequent step 220 becomes a target valve lift on the basis of the air mass LM from step 215 provided by calculating a function value of a function f -1 , which is the inverse of that in step 210 used function f is.

In bekannter Weise wird dann in einem Schritt 225 aus dem bestimmten Soll-Ventilhub und dem Ist-Ventilhub eine Steuerung des Aktuators veranlasst, der den Ventilhub des Einlassventils 115 beeinflusst, um eine Differenz zwischen dem Soll-Ventilhub und dem Ist-Ventilhub zu minimieren. In a known manner is then in one step 225 from the determined target valve lift and the actual valve lift, a control of the actuator causes the valve lift of the intake valve 115 influenced to minimize a difference between the desired valve lift and the actual valve lift.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens aus 2 in einer Ausführungsform, wobei lediglich die Bestimmung des Soll-Ventilhubs aus der Luftmasse mittels der Funktion f–1 dargestellt ist. 3 shows a flowchart of the method 2 in one embodiment, wherein only the determination of the desired valve lift from the air mass by means of the function f -1 is shown.

Zur Durchführung des Verfahrens von 3 wird die Funktion f in zwei Unterfunktionen g und h aufgeteilt, so dass folgendes gilt: LM = f(VH, p1, p2, ...); (Gleichung 1) LM = g(AT, p1, p2, ...); (Gleichung 2) AT = h(VH, N); (Gleichung 3) LM = g(h(VH, N), p1, p2, ...); (Gleichung 4) mit

LM:
= Luftmasse,
AT:
= „area time“,
N:
= Drehzahl,
p1, p2, ... :
= weitere Parameter.
To carry out the method of 3 the function f is split into two subfunctions g and h, so that the following applies: LM = f (VH, p1, p2, ...); (Equation 1) LM = g (AT, p1, p2, ...); (Equation 2) AT = h (VH, N); (Equation 3) LM = g (h (VH, N), p1, p2, ...); (Equation 4) With
LM:
= Air mass,
AT:
= "Area time",
N:
= Speed,
p1, p2, ...:
= additional parameters.

Die Parameter p1, p2 ... stehen dabei jeweils stellvertretend für eine Vielzahl von Parametern, die im Verbrennungsmotor 100 abgetastet oder aus abgetasteten Parametern bestimmt sein können. Durch die Natur und die Vielzahl dieser Parameter und wegen der gegenseitigen Abhängigkeiten der Parameter ist es nicht möglich, eine algebraische Inversion der Funktion f anzugeben. Eine numerische Inversion scheitert üblicherweise an der Komplexität der Funktion f und den begrenzten Ressourcen der Echtzeit-Steuereinrichtung 105, mittels derer innerhalb einer vorbestimmten zugesicherten Zeit eine Bestimmung durchgeführt sein muss. Die Funktion h hingegen ist nur abhängig vom Ventilhub VH und der Drehzahl N und invertierbar. Auf die oben beschriebene Weise wird also die nicht invertierbare Funktion f zurückgeführt auf eine Kombination einer nicht invertierbaren Funktion g und einer invertierbaren Funktion h. The parameters p1, p2... Are each representative of a large number of parameters in the internal combustion engine 100 sampled or determined from sampled parameters. Due to the nature and variety of these parameters and the interdependence of the parameters, it is not possible to give an algebraic inversion of the function f. A numeric inversion usually fails due to the complexity of the function f and the limited resources of the real-time controller 105 by means of which a determination must be made within a predetermined assured time. The function h, however, is only dependent on the valve lift VH and the speed N and invertible. In the manner described above, therefore, the non-invertible function f is returned to a combination of a non-invertible function g and an invertible function h.

Die Invertierbarkeit der Funktion h ist üblicherweise dadurch gegeben, dass h durch ein Kennfeld mit diskreten Werten definiert ist, zwischen denen eine lineare Interpolation erfolgt. The invertibility of the function h is usually given by h being defined by a map with discrete values between which a linear interpolation takes place.

Im ersten Schritt 305 wird die Luftmasse LM bereitgestellt, beispielsweise durch Schritt 215 des Verfahrens 200 aus 2. Die Funktion g ist an Stützstellen AT1 bis ATn diskret definiert, Zwischenwerte werden linear interpoliert. In the first step 305 the air mass LM is provided, for example by step 215 of the procedure 200 out 2 , The function g is discretely defined at interpolation points AT1 to ATn, interim values are linearly interpolated.

In den folgenden beiden Schritten 310 und 315 werden zwei Stützstellen AT_1 und AT_2 bestimmt, so dass ihre Funktionswerte LM_1 und LM_2 in g auf unterschiedlichen Seiten der in Schritt 305 bereitgestellten Luftmasse LM liegen. AT_1 und AT_2 sind benachbart, so dass ihre Funktionswerte in g die Luftmasse LM aus Schritt 305 so eng wie möglich einschließen. In the following two steps 310 and 315 For example, two interpolation points AT_1 and AT_2 are determined so that their function values LM_1 and LM_2 are in g on different sides of the one in step 305 provided air mass LM lie. AT_1 and AT_2 are adjacent, so that their functional values in g are the air mass LM from step 305 as close as possible.

In den nachfolgenden Schritten 320 und 325 werden die Luftmassen LM_1 und LM_2 bestimmt, die zu den Stützstellen AT_1 bzw. AT_2 korrespondieren. Diese Bestimmung kann auch implizit im Rahmen der Schritte 310 und 315 erfolgen. In the following steps 320 and 325 the air masses LM_1 and LM_2 are determined, which correspond to the interpolation points AT_1 and AT_2, respectively. This provision may also be implicit in the context of the steps 310 and 315 respectively.

In einem Schritt 330 wird dann eine lineare Interpolation auf der Funktion g zwischen den Stützstellen AT_1 und AT_2 bzw. deren Funktionswerten LM_1 und LM_2 durchgeführt, um den Parameter AT’ zu bestimmen, dessen Funktionswert in g zur Luftmasse LM aus Schritt 305 korrespondiert. In one step 330 Then, a linear interpolation on the function g between the nodes AT_1 and AT_2 or their function values LM_1 and LM_2 performed to determine the parameter AT ', whose function value in g to the air mass LM from step 305 corresponds.

Schließlich wird in einem Schritt 335 der Soll-Ventilhub mittels der Inversen der Funktion h aus AT’ und der Drehzahl N bestimmt. Anschließend kann das Verfahren zum Schritt 305 zurückkehren und für einen gegebenenfalls aktualisierten Wert der Ist-Luftmasse LM erneut durchlaufen. Finally, in one step 335 the desired valve lift is determined by means of the inverse of the function h from AT 'and the rotational speed N. Subsequently, the procedure for step 305 go back and go through for an optionally updated value of the actual air mass LM again.

4 zeigt eine Veranschaulichung der Schritte 310 und 315 des Verfahrens aus 3. Die Funktion g bildet eine Anzahl Stützstellen AT auf korrespondierende Luftmassen ab, wobei g aufgrund der Vielzahl weiterer verwendeter Parameter p1, p2 ... nicht invertierbar ist. Zwischen den Stützstellen ist g linear interpolierbar. Typischerweise wird die Funktion g durch ein Kennfeld mit einer Vielzahl Eingangsparameter realisiert. 4 shows an illustration of the steps 310 and 315 of the method 3 , The function g maps a number of interpolation points AT to corresponding air masses, wherein g is not invertible due to the large number of further parameters used p1, p2. G is interpolated linearly between the interpolation points. Typically, the function g is realized by a map having a plurality of input parameters.

Um diejenigen Stützstellen AT zu finden, deren Funktionswerte in g möglichst dicht auf unterschiedlichen Seiten der Luftmasse LM aus Schritt 305 in 3 liegen, kann eines von mehreren Verfahren angewendet werden. In order to find those support points AT whose function values in g are as close as possible to different sides of the air mass LM from step 305 in 3 one of several methods can be used.

In einer ersten Variante wird ein Approximationsverfahren auf den Stützstellen AT verwendet. Dazu werden eine untere und eine obere Stützstelle angenommen, für die im Zweifelsfall die unterste und die oberste definierte Stützstelle AT verwendet werden können. Für beide Stützstellen werden Funktionswerte in g bestimmt. Möglichst mittig zwischen der unteren und der oberen Stützstelle werden dann eine weitere Stützstelle und ihr Funktionswert in g bestimmt. Liegt der bestimmte Funktionswert zwischen LM und dem Funktionswert der oberen Stützstelle in g, so ersetzt in einem weiteren Durchlauf der genannten Schritte die weitere Stützstelle die obere Stützstelle. Andernfalls, wenn der Funktionswert zwischen dem Funktionswert der unteren Stützstelle in g und LM liegt, ersetzt die weitere Stützstelle im weiteren Durchlauf die untere Stützstelle. Das Verfahren ist beendet, sobald zwei benachbarte Stützstellen gefunden sind, deren Funktionswerte auf unterschiedlichen Seiten von LM liegen. Das Verfahren konvergiert mit logarithmischer Geschwindigkeit, so dass beispielsweise für 16 Stützstellen nur maximal 4 Durchläufe durchgeführt werden müssen, bei denen insgesamt 6 Funktionswerte von g bestimmt werden müssen. In a first variant, an approximation method is used on the interpolation points AT. For this purpose, a lower and an upper support point are assumed, for which, in case of doubt, the lowest and the highest defined support point AT can be used. Functional values in g are determined for both interpolation points. As far as possible between the lower and the upper support point, a further support point and its function value in g are determined. If the specific function value between LM and the function value of the upper interpolation point is in g, the further interpolation point replaces the upper interpolation point in a further passage of said steps. Otherwise, if the function value is between the function value of the lower interpolation point in g and LM, the further support point replaces the lower support point in the further run. The process is terminated as soon as two neighboring nodes are found whose function values lie on different sides of LM. The method converges at logarithmic speed, so that, for example, for 16 interpolation points only a maximum of 4 transits must be carried out, in which a total of 6 functional values of g must be determined.

In einer anderen Variante wird in ähnlicher Weise wie oben beschrieben durch sukzessive Approximation diejenige Stützstelle bestimmt, die durch g auf einen Wert abgebildet wird, der am nächsten an LM liegt. Die andere Stützstelle ist diejenige benachbarte Stützstelle, deren Funktionswert in g auf der anderen Seite von LM liegt. In another variant, in a similar manner as described above, the interpolation point is determined by successive approximation, which is mapped by g to a value which is closest to LM. The other interpolation point is that neighboring interpolation point whose functional value in g lies on the other side of LM.

Beide Vorgehensweisen sind allgemein bekannt und können in den üblichen Variationen im vorliegenden Verfahren implementiert sein. Both approaches are well known and may be implemented in the usual variations in the present method.

Eine Voraussetzung für das Auffinden der Stützstellen AT ist, dass die Funktion g monoton, vorzugsweise streng monoton verläuft. Ist das nicht der Fall, können die genannten Verfahren auf monotonen Teilabschnitten der Funktion g durchgeführt werden, bis eine plausible, also insbesondere zu den anderen Parametern p1, p2 ... passende Lösung gefunden ist. A prerequisite for finding the support points AT is that the function g is monotonic, preferably strictly monotone. If this is not the case, the methods mentioned can be carried out on monotonous subsections of the function g until a plausible solution, that is to say in particular to the other parameters p1, p2, is found.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Verbrennungsmotor internal combustion engine
105105
Steuergerät control unit
110110
Brennraum combustion chamber
115115
Einlassventil intake valve
120120
Injektor injector
125125
Ansaugtrakt intake system
130130
Luftfilter air filter
200200
Verfahren method
205205
Bereitstellen Ventilhub VH Provide valve lift VH
210210
Bestimmen f(VH) = LM Determine f (VH) = LM
215215
Bereitstellen LM Deploy LM
220220
Bestimmen f–1(LM) = VHDetermine f -1 (LM) = VH
225225
Minimieren Differenz Ist-Ventilhub und Soll-Ventilhub Minimize difference actual valve lift and set valve lift
305305
erster Schritt first step
310310
zweiter Schritt second step
315315
dritter Schritt Third step
320320
vierter Schritt fourth step
325325
fünfter Schritt fifth step
330330
sechster Schritt sixth step
335335
siebter Schritt seventh step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10332083 A1 [0005] DE 10332083 A1 [0005]

Claims (11)

Verfahren (200) zum Steuern eines Verbrennungsmotors (100) mit einem Brennraum (110)) und einem zum Brennraum (110) führenden Einlassventil (115) mit steuerbarem Ventilhub (VH), mit folgenden Schritten: – Bestimmen (210) einer Luftmasse (LM) im Brennraum (110) auf der Basis des Ist-Ventilhubs mittels einer ersten Funktion (f); – Bestimmen (220) eines Soll-Ventilhubs auf der Basis der bestimmten Luftmasse mittels einer zweiten Funktion, und – Steuern (225) des Ist-Ventilhubs auf der Basis des Soll-Ventilhubs, dadurch gekennzeichnet, dass – die zweite Funktion die Umkehrfunktion (f–1) der ersten Funktion (f) ist.Procedure ( 200 ) for controlling an internal combustion engine ( 100 ) with a combustion chamber ( 110 )) and one to the combustion chamber ( 110 ) leading intake valve ( 115 ) with controllable valve lift (VH), comprising the following steps: - determining ( 210 ) an air mass (LM) in the combustion chamber ( 110 ) based on the actual valve lift by means of a first function (f); - Determine ( 220 ) a desired valve lift based on the determined air mass by means of a second function, and - controlling ( 225 ) of the actual valve lift on the basis of the target valve lift, characterized in that - the second function is the inverse function (f -1 ) of the first function (f). Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei die erste Funktion (f) von einer Vielzahl weiterer Parameter (p1, p2, ...) abhängt.Procedure ( 200 ) according to claim 1, wherein the first function (f) depends on a plurality of further parameters (p1, p2, ...). Verfahren (200) nach Anspruch 2, wobei die Abhängigkeit der Ist-Luftmasse von einigen der Parameter (p1, p2, ...) nichtlinear ist.Procedure ( 200 ) according to claim 2, wherein the dependence of the actual air mass of some of the parameters (p1, p2, ...) is non-linear. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei weitere Funktionen (g, h) bestehen, so dass gilt: LM = f(VH) = g(h(VH)); h(VH) = AT, wobei h abschnittweise linear ist.Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, wherein further functions (g, h) exist, such that the following applies: LM = f (VH) = g (h (VH)); h (VH) = AT, where h is partially linear. Verfahren (200) nach Anspruch 4, wobei Stützstellen (AT_1 bis ATn) vorgegeben sind, so dass h jeweils zwischen benachbarten Stützstellen linear ist.Procedure ( 200 ) according to claim 4, wherein support points (AT_1 to ATn) are predetermined so that h is linear between adjacent support points. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner folgende Schritte umfassend: – Bestimmen (310, 315) zweier Stützstellen (AT_1 und AT_2), so dass gilt: g(AT_1) <= LM < g(AT_2); – Bestimmen (320, 325) zweier Werte LM_1 = g(AT_1) und LM_2 = g(AT_2); – Bestimmen (330) eines Werts AT’, der zu LM korrespondiert, durch lineare Interpolation zwischen AT_1 und AT_2; – Bestimmen (335) von VH auf der Basis von AT’.Procedure ( 200 ) according to any one of the preceding claims, further comprising the steps of: - determining ( 310 . 315 ) of two support points (AT_1 and AT_2), so that the following applies: g (AT_1) <= LM <g (AT_2); - Determine ( 320 . 325 ) of two values LM_1 = g (AT_1) and LM_2 = g (AT_2); - Determine ( 330 ) of a value AT 'corresponding to LM by linear interpolation between AT_1 and AT_2; - Determine ( 335 ) of VH based on AT '. Verfahren (200) nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen (335) von VH auf der Basis von AT’ durch inverse Interpolation von h bestimmt wird.Procedure ( 200 ) according to claim 6, wherein said determining ( 335 ) of VH on the basis of AT 'is determined by inverse interpolation of h. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine der Stützstellen mittels sukzessiver Approximation und die andere durch Bestimmen der passenden benachbarten Stützstelle bestimmt wird.Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, wherein one of the interpolation points is determined by means of successive approximation and the other by determining the matching adjacent interpolation point. Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Stützstellen mittels zweiseitiger Eingrenzung bestimmt werden.Procedure ( 200 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the support points are determined by means of two-sided confinement. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert ist. Computer program product with program code means for carrying out the method ( 200 ) according to one of the preceding claims, when the computer program product runs on a processing device or is stored on a computer-readable data carrier. Steuergerät (105) zur Steuerung eines Verbrennungsmotors (100), wobei das Steuergerät (105) dazu eingerichtet ist, das Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen. Control unit ( 105 ) for controlling an internal combustion engine ( 100 ), whereby the control unit ( 105 ) is set up to follow the procedure ( 200 ) according to one of claims 1 to 9.
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