DE102016212833A1 - Method and device for regulating a filling of an internal combustion engine - Google Patents

Method and device for regulating a filling of an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102016212833A1
DE102016212833A1 DE102016212833.7A DE102016212833A DE102016212833A1 DE 102016212833 A1 DE102016212833 A1 DE 102016212833A1 DE 102016212833 A DE102016212833 A DE 102016212833A DE 102016212833 A1 DE102016212833 A1 DE 102016212833A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
mass flow
exhaust gas
manifold pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016212833.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Daniel Haege
Fei Sun
Christoph Schweizer
Rainer Maier
Akos Pinter
Oliver Krannich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102016212833.7A priority Critical patent/DE102016212833A1/en
Priority to KR1020170089055A priority patent/KR20180008320A/en
Publication of DE102016212833A1 publication Critical patent/DE102016212833A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • F02D23/005—Controlling engines characterised by their being supercharged with the supercharger being mechanically driven by the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilhub (33) an mindestens einem Einlassventil der Brennkraftmaschine, mindestens einem Abgasrückführungsventil (31), mindestens einer Drosselklappe (35) und mindestens einer Ladedruckregelungsanlage, bei dem ein Luftmassenstrom zur Füllung mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine mittels des variablen Ventilhubs (33) eingestellt wird, und bei dem ein Saugrohrdruck in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine mittels der mindestens einen Drosselklappe (35) oder der Ladedruckregelungsanlage eingestellt wird.The present invention relates to a method for controlling an internal combustion engine having a variable valve lift (33) on at least one intake valve of the internal combustion engine, at least one exhaust gas recirculation valve (31), at least one throttle valve (35) and at least one charge pressure control system, in which an air mass flow for filling at least one Cylinder of the internal combustion engine in response to a current operating point of the internal combustion engine by means of the variable valve lift (33) is set, and wherein an intake manifold pressure in dependence on the current operating point of the internal combustion engine by means of at least one throttle valve (35) or the wastegate is set.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilhub an mindestens einem Einlassventil der Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine mit einem zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens konfigurierten Steuergerät.The present invention relates to a method for controlling an internal combustion engine with a variable valve lift on at least one intake valve of the internal combustion engine and an internal combustion engine with a configured for carrying out the presented method controller.

Stand der TechnikState of the art

Zur Steuerung einer Brennkraftmaschine werden von einer Steuerungseinheit, wie bspw. einem Motorsteuergerät, in Abhängigkeit einer aktuellen Lastanforderung verschiedene Komponenten der Brennkraftmaschine zur Regulierung eines Luftmassenstroms, mit dem jeweilige Zylinder der Brennkraftmaschine befüllt werden, verwendet. Bei konventionellen aufgeladenen Motoren werden zur Regulierung des Luftmassenstroms eine Drosselklappe und ein Turbolader eingesetzt. Unter Verwendung eines variablen Ventilhubs an Einlassventilen der Brennkraftmaschine steht neben einer Drosselklappe und einem Turbolader eine weitere Stellgröße zur Verfügung, um einen Luftmassenstrom zu regeln. To control an internal combustion engine, various components of the internal combustion engine are used by a control unit, such as an engine control unit, in response to a current load request to regulate an air mass flow to be filled with the respective cylinder of the internal combustion engine. In conventional supercharged engines, a throttle and a turbocharger are used to regulate the mass air flow. Using a variable valve lift on intake valves of the internal combustion engine, in addition to a throttle valve and a turbocharger, another manipulated variable is available in order to regulate an air mass flow.

Mittels einer Kombination eines variablen Ventilhubs an Einlassventilen einer Brennkraftmaschine und einer in der Phase verstellbaren Einlassnockenwelle lässt sich eine Füllung von Zylindern einer Brennkraftmaschine ausschließlich durch eine Veränderung eines zeitlichen Verlaufs einer Einlassventilerhebungskurve einstellen, wodurch aufgrund eines nahezu drosselfreien Füllsteuerungsverfahrens Ladungswechselverluste einer Brennkraftmaschine stark reduziert werden und, dadurch bedingt, ein Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine im Teillastbereich deutlich erhöht wird. By means of a combination of a variable valve lift on intake valves of an internal combustion engine and a phase-variable intake camshaft, a filling of cylinders of an internal combustion engine can be adjusted exclusively by changing a time profile of an intake valve lift curve, which greatly reduces charge cycle losses of an internal combustion engine and due to a nearly throttle-free Füllsteuerungsverfahrens As a result, an efficiency of the internal combustion engine in the partial load range is significantly increased.

Weiterhin sind zusätzliche Verbrauchs- und Emissionsreduktionen durch einen Einsatz eines Abgasrückführungsventils, das einen Teil eines von einer Brennkraftmaschine erzeugten Abgases der Brennkraftmaschine zur erneuten Verbrennung zuführt, möglich. Dazu wird bei Benzinmotoren mit einem Niederdruckabgasrückführungssystem in der Regel Abgas nach einer Abgasnachbehandlung entnommen und vor einem Verdichter eines Turboladers wieder in einen Verbrennungskreislauf der Brennkraftmaschine eingeleitet.Furthermore, additional consumption and emission reductions through the use of an exhaust gas recirculation valve, which supplies a part of an exhaust gas of the internal combustion engine generated by an internal combustion engine for re-combustion, possible. For this purpose, in gasoline engines with a low-pressure exhaust gas recirculation system, exhaust gas is generally removed after exhaust gas aftertreatment and introduced again into a combustion cycle of the internal combustion engine in front of a compressor of a turbocharger.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 9 vorgestellt. Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.Against this background, a method according to claim 1 and an internal combustion engine according to claim 9 are presented. Embodiments result from the description and the dependent claims.

Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zum Regeln einer Brennkraftmaschine, wie bspw. einem Benzinmotor mit Turboaufladung. Dazu ist vorgesehen, dass ein Luftmassenstrom, d. h. eine Kombination aus Frischluft und externem Inertgas, zum Füllen mindestens eines Zylinders der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebspunkts bzw. einer aktuell vorgegebenen Lastanforderung der Brennkraftmaschine mittels eines variablen Ventilhubs eingestellt wird. The presented method is used in particular for controlling an internal combustion engine, such as, for example, a gasoline engine with turbocharging. For this purpose, it is provided that an air mass flow, d. H. a combination of fresh air and external inert gas, for filling at least one cylinder of the internal combustion engine in response to a current operating point or a current predetermined load request of the internal combustion engine is set by means of a variable valve lift.

Unter Verwendung eines variablen Ventilhubs für mindestens ein Einlassventil der Brennkraftmaschine kann ein Saugrohrdruck unabhängig von einem aktuellen Luftmassenstrom zur Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine bspw. mittels einer Drosselklappe oder einer Ladedruckregelungsanlage, wie bspw. einem Turbolader oder einem Kompressor, eingestellt werden. Entsprechend steht durch die von dem Luftmassenstrom zur Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine und einem Abgasrückführungssystem unabhängige Regelung des Saugrohrdrucks gegenüber einer konventionell betriebenen Brennkraftmaschine ein zusätzlicher Freiheitsgrad zur Regelung der Brennkraftmaschine zur Verfügung.Using a variable valve lift for at least one intake valve of the internal combustion engine, an intake manifold pressure can be adjusted independently of a current air mass flow for filling the cylinders of the internal combustion engine, for example by means of a throttle valve or a wastegate, such as a turbocharger or a compressor. Accordingly, by the independent of the air mass flow for filling the cylinder of the internal combustion engine and an exhaust gas recirculation system control of the intake manifold pressure compared to a conventionally operated internal combustion engine, an additional degree of freedom to control the internal combustion engine available.

Um den Saugrohrdruck unabhängig von dem Luftmassenstrom zur Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine und dem Abgasrückführungssystem zu regeln, ist insbesondere vorgesehen, dass in einem aufgeladenen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine der Saugrohrdruck durch die Ladedruckregelungsanlage, die selbst durch einen entsprechenden untergeordneten Regelkreis geregelt wird, eingestellt wird. In einem Saugbereich, d. h. einem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine, in dem keine Aufladung durch die Ladedruckregelungsanlage erfolgt, kann der Saugrohrdruck durch Verwendung der Drosselklappe der Brennkraftmaschine eingestellt werden. In order to regulate the intake manifold pressure independently of the air mass flow for filling the cylinders of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation system, it is provided in particular that in a supercharged operating range of the internal combustion engine, the intake manifold pressure is adjusted by the wastegate, which itself is regulated by a corresponding subordinate control circuit. In a suction area, d. H. an operating range of the internal combustion engine, in which no charge is made by the wastegate, the intake manifold pressure can be adjusted by using the throttle valve of the internal combustion engine.

Durch die Möglichkeiten zur Einstellung des Saugrohrdrucks mittels der Drosselklappe oder der Ladedruckregelungsanlage unabhängig von dem Luftmassenstrom zur Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine ergeben sich im Wesentlichen drei unterschiedliche Verfahren bzw. Betriebsmodi zum Regeln der Brennkraftmaschine, bei denen die Ladedruckregelungsanlage, die Drosselklappe, der variable Ventilhub der Einlassventile und das Abgasrückführungsventil als Stellglieder jeweils unterschiedliche Funktionen übernehmen.Due to the possibilities for adjusting the intake manifold pressure by means of the throttle valve or the wastegate independently of the air mass flow to fill the cylinder of the engine, there are essentially three different methods or operating modes for controlling the internal combustion engine, in which the wastegate, the throttle valve, the variable valve Inlet valves and the exhaust gas recirculation valve as actuators each take on different functions.

In einem ersten Betriebsmodus kann eine Regelung des Luftmassenstroms durch den variablen Ventilhub im Saugbereich der Brennkraftmaschine erfolgen. Dazu wird eine geforderte, d. h. bspw. extern vorgegebene, Füllung bzw. ein entsprechender Luftmassenstrom zur Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine über den variablen Ventilhub, d. h. einen Aktuator an einem jeweiligen Einlassventil der Brennkraftmaschine, eingestellt, während eine entsprechende, bspw. extern vorgegebene Rate zur Abgasrückführung durch das Abgasrückführungsventil, das bspw. als Niederdruckabgasrückführungsventil ausgestaltet ist, eingestellt wird. Dabei wird die Drosselklappe so eingestellt, dass ein vorgegebener Sollsaugrohrdruck, der bspw. zur Minimierung von Ladungswechselverlusten geeignet ist, eingeregelt wird. In a first operating mode, the air mass flow can be regulated by the variable valve lift in the intake region of the internal combustion engine. For this purpose, a required, ie, for example, externally specified, filling or a corresponding air mass flow to fill the cylinder Internal combustion engine via the variable valve lift, ie an actuator to a respective intake valve of the internal combustion engine, set while a corresponding, for example. Externally predetermined rate for exhaust gas recirculation through the exhaust gas recirculation valve, which is designed, for example, as a low-pressure exhaust gas recirculation valve is set. In this case, the throttle valve is adjusted so that a predetermined Sollsaugrohrdruck, which is suitable, for example, to minimize charge exchange losses, is adjusted.

Zur Durchführung des ersten Ansatzes, bei dem eine Regelung des Luftmassenstroms durch den variablen Ventilhub im Saugbereich der Brennkraftmaschine erfolgt, ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine, d. h. in Abhängigkeit von bspw. einer To carry out the first approach, in which a regulation of the air mass flow takes place by the variable valve lift in the intake region of the internal combustion engine, it is provided that, depending on an operating point of the internal combustion engine, ie. H. as a function of, for example, one

Drehzahl der Brennkraftmaschine und einem vorgegebenen Sollantriebsmoment, passende Sollwerte für die Füllung "m soll / Zyl,in" der Zylinder der Brennkraftmaschine, die aus Frischluft und einem externen Inertgas gemischt wird, vorgegeben werden. Passende Sollwerte können bspw. ein Sollsaugrohrdruck "p soll / sr" und eine Sollabgasrückführungsrate "x soll / Zyl" für einen jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine sein. Um den variablen Ventilhub dem Sollwert der Füllung "m soll / Zyl,in" entsprechend einzustellen, wird zunächst ein entsprechender Liefergrad "η ff / vol" über den funktionalen Zusammenhang "Φη" des Sollwerts der Füllung "m soll / Zyl,in" und eines aktuellen Saugrohrdrucks "Psr" gemäß Formel (1) berechnet. η ff / vol = Φη(m soll / Zyl,in, Psr) (1) Speed of the internal combustion engine and a predetermined target drive torque, matching setpoint values for the filling "m shall / Zyl, in" the cylinder of the internal combustion engine, which is mixed from fresh air and an external inert gas can be specified. Suitable setpoints can, for example, a desired intake manifold pressure "p soll / sr" and a target exhaust gas recirculation rate "x soll / Zyl" be for a respective cylinder of the internal combustion engine. To set the variable valve lift to the setpoint of the filling "m shall / Zyl, in" adjust accordingly, first a corresponding delivery rate "η ff / vol" on the functional relationship "Φ η " of the nominal value of the filling "m shall / Zyl, in" and a current intake pipe pressure "P sr " calculated according to formula (1). η ff / vol = Φ η (m soll / Zyl, in, P sr ) (1)

Mittels Formel (1) wird ein Vorsteuerungsanteil für eine Ansteuerung eines Aktuators zum Bewegen eines jeweiligen Einlassventils ermittelt. Dabei kann der Vorsteuerungsanteil um einen Regleranteil "η fb / vol" ergänzt werden, um bspw. Unsicherheiten in einem Modell zur Berechnung eines Sollwerts des Liefergrades gemäß Formel (2) zu kompensieren. η soll / vol = η ff / vol + η fb / vol (2) By means of formula (1), a pilot control component for a control of an actuator for moving a respective intake valve is determined. In this case, the pilot control component can be a controller component "η fb / vol" be supplemented, for example, to compensate for uncertainties in a model for calculating a target value of the degree of delivery according to formula (2). η soll / vol = η ff / vol + η fb / vol (2)

Der gemäß Formel (2) berechnete Sollliefergrad "η soll / vol" wird anschließend in eine Solleinlassventilerhebungskurve "IVCsoll" des Aktuators zum Bewegen des jeweiligen Einlassventils mittels des funktionalen Zusammenhangs "ΦIVC" gemäß Formel (3) umgerechnet. IVCsoll = ΦIVC(η soll / vol) (3) The target delivery rate calculated according to formula (2) "η soll / vol" is then converted into a Solleinlassventilerhebungskurve "IVC soll " of the actuator for moving the respective intake valve by means of the functional relationship "Φ IVC " according to formula (3). IVC should = Φ IVC (η soll / vol) (3)

Die Solleinlassventilerhebungskurve "IVCsoll" wird anschließend durch einen untergeordneten Regelkreis des Aktuators zum Bewegen des Einlassventils eingestellt.The target intake valve lift curve "IVC soll " is then adjusted by a subordinate control loop of the actuator for moving the intake valve.

Um die Drosselklappe an den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine anzupassen, wird ein funktionaler Zusammenhang "Φdk" verwendet. Dabei wird der Sollsaugrohrdruck "p soll / sr" über eine modellbasierte Vorsteuerung in einen gewünschten Drosselklappenmassenstrom "ṁ ff / dk" gemäß Formel (4) umgerechnet, wobei eine externe Füllung aus einem Gemisch aus Frischluft und einem externen Inertgas "mZyl,in", eine Drehzahl der Brennkraftmaschine "nmot" und eine aktuelle Saugrohrtemperatur "Tsr" berücksichtigt wird. ṁ ff / dk = Φdk(P soll / sr, mZyl,in, nmot, Tsr) (4) In order to adapt the throttle valve to the operating point of the internal combustion engine, a functional relationship "Φ dk " is used. In the process, the nominal intake manifold pressure will be "p soll / sr" via a model-based pilot control in a desired throttle mass flow "ṁ ff / dk" converted according to formula (4), wherein an external filling of a mixture of fresh air and an external inert gas "m Cyl, in ", a speed of the engine "n mot " and a current intake pipe temperature "T sr " is considered. ṁ ff / dk = Φ dk (P soll / sr, m cyl, in , n mot , T sr ) (4)

Um eine Dynamik einer Änderungsrate von einem Istsaugrohrdruck zu einem Sollsaugrohrdruck zu verbessern, kann beim Einstellen des Drosselklappenmassenstroms "ṁ ff / dk" ein zusätzlicher Regler zugeschaltet werden. Ein entsprechender Solldrosselklappenmassenstrom "ṁ soll / dk" ergibt sich dann gemäß Formel (5) über einen Vorsteuerungsanteil, der dem Drosselklappenmassenstrom "ṁ ff / dk" entspricht, und einen Regleranteil "ṁ fb / dk". ṁ soll / dk = ṁ ff / dk + ṁ fb / dk (5) In order to improve a dynamics of a rate of change from an actual intake manifold pressure to a target intake manifold pressure, when adjusting the throttle mass flow "ṁ ff / dk" an additional controller can be switched on. A corresponding desired throttle mass flow "ṁ soll / dk" then results according to formula (5) via a pilot control proportion, the throttle mass flow "ṁ ff / dk" corresponds, and a regulator share "ṁ fb / dk". ṁ soll / dk = ṁ ff / dk + ṁ fb / dk (5)

Anschließend wird der Solldrosselklappenmassenstrom "ṁ soll / dk" über einen untergeordneten Regelkreis der Drosselklappe eingestellt.Subsequently, the target throttle mass flow "ṁ soll / dk" set via a subordinate control loop of the throttle valve.

Für eine Einregelung einer gewünschten bzw. dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine entsprechenden Abgasrückführungsrate "x soll / Zyl" für einen jeweiligen Zylinder wird ähnlich wie zur Einstellung der Drosselklappe zuerst aus einem invertierten Streckenmodell ein Sollmassenstrom "ṁ soll / agrv" für das Abgasrückführungsventil berechnet. Aus dem Sollmassenstrom "ṁ soll / agrv" für das Abgasrückführungsventil lässt sich unter Berücksichtigung eines Drucks und einer Temperatur vor dem Abgasrückführungsventil sowie einer Druckdifferenz über das Abgasrückführungsventil ein Sollwinkel für das Abgasrückführungsventil berechnen. For an adjustment of a desired or the operating point of the internal combustion engine corresponding exhaust gas recirculation rate "x soll / Zyl" for a respective cylinder is similar to the setting of the throttle first from an inverted line model, a target mass flow "ṁ shall / agrv" calculated for the exhaust gas recirculation valve. From the target mass flow "ṁ shall / agrv" for the exhaust gas recirculation valve can be calculated taking into account a pressure and a temperature upstream of the exhaust gas recirculation valve and a pressure difference across the exhaust gas recirculation valve to calculate a target angle for the exhaust gas recirculation valve.

In einem zweiten Betriebsmodus kann in einem aufgeladenen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine ein vorgegebener bzw. in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebspunkts der Brennkraftmaschine gewählter Sollsaugrohrdruck "p soll / sr" mittels der Ladedruckregelungsanlage eingestellt werden. Dabei ergibt sich bei einer vollständig geöffneten Drosselklappe ein zum Einstellen des Sollsaugrohrdrucks "p soll / sr" geeigneter Sollladedruck "P soll / vd" direkt aus dem Sollsaugrohrdruck "p soll / sr", so dass Formel (6) gilt. P soll / vd = p soll / sr (6) In a second operating mode, in a turbocharged operating range of the internal combustion engine, a predetermined desired intake manifold pressure or a desired intake manifold pressure selected as a function of a current operating point of the internal combustion engine can be selected "p soll / sr" be adjusted by means of the wastegate. This results in a fully open throttle for adjusting the Sollsaugrohrdrucks "p soll / sr" suitable nominal charge pressure "P soll / vd" directly from the nominal intake manifold pressure "p soll / sr", so that formula (6) applies. P soll / vd = p soll / sr (6)

Sobald der Sollladedruck "P soll / vd" ermittelt wurde, kann dieser über einen untergeordneten Regelkreis der Ladedruckregelungsanlage eingestellt werden. Dabei erfolgt die Füllungssteuerung, d. h. die Regelung des Luftmassenstroms zur Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine analog zu dem ersten Betriebsmodus mittels des variablen Ventilhubs. Die Abagsrate wird ebenfalls analog zum ersten Betriebsmodus mittels des Abgasrückführungsventils eingestellt. Once the target boost pressure "P soll / vd" has been determined, this can be set via a subordinate control loop of the wastegate. In this case, the filling control, ie the Control of the air mass flow for filling the cylinder of the internal combustion engine analogous to the first operating mode by means of the variable valve lift. The rate of deposition is likewise set analogously to the first operating mode by means of the exhaust gas recirculation valve.

In einem dritten Betriebsmodus, der bspw. dann aktiviert wird, wenn Stellgrenzen des variablen Ventilhubs erreicht sind, kann die Steuerung der Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine, d. h. die Regelung des Luftmassenstroms zur Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine, konventionell über die Drosselklappe und/oder die Ladedruckregelungsanlage erfolgen. Entsprechend reduziert sich bei dem dritten Betriebsmodus eine Anzahl unabhängiger Regelgrößen von drei auf zwei, nämlich den Luftmassenstrom zur Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine "mZyl,in" und die Abgasrückführungsrate "xZyl", die in einem Brennraum eines jeweiligen Zylinders einzustellen ist.In a third operating mode, which is activated, for example, when setting limits of the variable valve lift are reached, the control of the filling of the cylinders of the internal combustion engine, ie the regulation of the air mass flow to fill the cylinders of the internal combustion engine, conventionally via the throttle and / or Charge pressure control system done. Accordingly, in the third operating mode, a number of independent controlled variables are reduced from three to two, namely the air mass flow for filling the cylinders of the internal combustion engine "m Cyl, in " and the exhaust gas recirculation rate "x Cyl " to be set in a combustion chamber of a respective cylinder.

Zwischen den drei voranstehenden beschriebenen Betriebsmodi kann während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine fließend gewechselt werden, um bspw. Vorgaben zur Verbrauchsoptimierung und/oder zur Emissionsoptimierung zu erreichen. Dazu können jeweilige Betriebspunkte der Brennkraftmaschine, die zu einem Wechsel zwischen jeweiligen Betriebsmodi führen, bspw. experimentell auf einem Leistungsprüfstand ermittelt und in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine hinterlegt werden. Selbstverständlich können die Betriebspunkte der Brennkraftmaschine, die zu einem Wechsel zwischen jeweiligen Betriebsmodi führen, auch mittels eines Modells, ggf. dynamisch in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine ermittelt werden.Between the three above-described operating modes can be changed fluently during operation of an internal combustion engine, for example, to achieve requirements for fuel consumption optimization and / or emission optimization. For this purpose, respective operating points of the internal combustion engine, which lead to a change between the respective operating modes, eg. Experimentally determined on a dynamometer and stored in a control unit of the internal combustion engine. Of course, the operating points of the internal combustion engine, which lead to a change between the respective operating modes, can also be determined by means of a model, possibly dynamically as a function of at least one operating parameter of the internal combustion engine.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Aufbaus einer Brennkraftmaschine mit einem vollvariablen Ventilhub gemäß dem Stand der Technik. 1 shows a schematic representation of a structure of an internal combustion engine with a fully variable valve lift according to the prior art.

2 zeigt eine schematische Darstellung für eine Umschaltstrategie zwischen verschiedenen Betriebsmodi zum Regeln einer Brennkraftmaschine gemäß einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens. 2 shows a schematic representation of a switching strategy between different operating modes for controlling an internal combustion engine according to a possible embodiment of the presented method.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Betriebsmodus zum Regeln einer Brennkraftmaschine gemäß einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens. 3 shows a schematic representation of a first operating mode for controlling an internal combustion engine according to a possible embodiment of the presented method.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Betriebsmodus zum Regeln einer Brennkraftmaschine gemäß einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens. 4 shows a schematic representation of a second operating mode for controlling an internal combustion engine according to a possible embodiment of the presented method.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Betriebsmodus zum Regeln einer Brennkraftmaschine gemäß einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens. 5 shows a schematic representation of a third operating mode for controlling an internal combustion engine according to a possible embodiment of the presented method.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.

In 1 ist ein Aufbau einer Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Zum Betreiben der Brennkraftmaschine wird frische Luft über einen Luftfilter 3 angesaugt und deren Menge über einen Luftmassenmesser 5 bestimmt. Auf ihrem Weg in Richtung jeweiliger Zylinder 7 wird die angesaugte Luft ggf. durch ein Abgasrückführungsventil 9 mit Abgasen der Zylinder 7 angereichert und mittels eines Verdichters 11, der bspw. zusammen mit einer Turbine 13 einen Turbolader bildet, verdichtet. Nach dem Verdichter 11 durchläuft die angesaugte Luft einen Ladeluftkühler 15, der die angesaugte Luft kühlt, um diese weiter zu verdichten. Mittels einer Drosselklappe 17 wird ein Verhältnis von Kraftstoff zu Luft in einem Luftmassenstrom zur Füllung der Zylinder 7 eingestellt. In 1 is a construction of an internal combustion engine 1 shown. To operate the internal combustion engine is fresh air through an air filter 3 sucked in and their quantity via an air mass meter 5 certainly. On her way towards each cylinder 7 If necessary, the intake air through an exhaust gas recirculation valve 9 with exhaust gases of the cylinders 7 Enriched and by means of a compressor 11 For example, together with a turbine 13 forms a turbocharger, compressed. After the compressor 11 the intake air passes through an intercooler 15 which cools the intake air to further compress it. By means of a throttle valve 17 is a ratio of fuel to air in an air mass flow to fill the cylinder 7 set.

Nach einem Verbrennungsvorgang in den Zylindern 7 wird ein entsprechendes Abgas zum Antrieb der Turbine 13 verwendet, mittels eines Vorkatalysators 19 vorbehandelt und ggf. teilweise über ein Abgasrückführungssystem bestehend aus einem Abgasrückführungskühler 21 und dem Abgasrückführungsventil 9 erneut zur Verbrennung dem Luftmassenstrom zur Füllung der Zylinder 7 zugeführt. Dabei kann eine Entnahmeposition für rückzuführendes Abgas vor oder nach dem Vorkatalysator 19 vorgesehen sein. Ein weiterer Teil des Abgases wird über einen Hauptkatalysator 23 nachbehandelt und schließlich über einen Auspuff ausgestoßen.After a combustion process in the cylinders 7 a corresponding exhaust gas to drive the turbine 13 used, by means of a precatalyst 19 pretreated and possibly partially via an exhaust gas recirculation system consisting of an exhaust gas recirculation cooler 21 and the exhaust gas recirculation valve 9 again for combustion the air mass flow to fill the cylinder 7 fed. In this case, a removal position for recirculating exhaust gas before or after the pre-catalyst 19 be provided. Another part of the exhaust gas is via a main catalyst 23 aftertreated and finally expelled via an exhaust.

In 2 ist ein Steuerungsschema für eine Brennkraftmaschine dargestellt. Unter Verwendung von vier Stellgliedern in Form eines variablen Ventilhubs, mittels dessen ein Luftmassenstrom zum Füllen jeweiliger Zylinder der Brennkraftmaschine eingestellt werden kann, einer Drosselklappe, einer Ladedruckregelungsanlage und einem Abgasrückführungsventil können drei verschiedene Betriebsmodi 25, 27 und 29 eingestellt werden. Dabei kann zwischen den Betriebsmodi 25, 27 und 29 jeder Zeit beliebig umgeschaltet werden. Während in einem ersten Betriebsmodus 25 der Luftmassenstrom zum Füllen der Zylinder mittels des variablen Ventilhubs, eine Abgasrückführungsrate über das Abgasrückführungsventil und ein Saugrohrdruck über die Drosselklappe eingestellt wird, ist gemäß dem zweiten Betriebsmodus 27 vorgesehen, dass der Luftmassenstrom zum Füllen der Zylinder mittels des variablen Ventilhubs, die Abgasrückführungsrate über das Abgasrückführungsventil und der Saugrohrdruck über die Ladedruckregelungsanlage eingestellt wird. Entsprechend eignet sich der zweite Betriebsmodus 27 insbesondere für Betriebspunkte der Brennkraftmaschine, in denen die Brennkraftmaschine aufgeladen, d. h. unter Verwendung der Ladedruckregelungsanlage betrieben wird. In 2 a control scheme for an internal combustion engine is shown. Using four actuators in the form of a variable valve lift, by means of which an air mass flow for filling respective cylinders of the internal combustion engine can be adjusted, a throttle valve, a wastegate and an exhaust gas recirculation valve, three different operating modes 25 . 27 and 29 be set. It can be between the operating modes 25 . 27 and 29 be changed at any time. While in a first operating mode 25 the mass air flow for filling the cylinders by means of the variable valve lift, an exhaust gas recirculation rate via the exhaust gas recirculation valve and an intake pipe pressure via the throttle valve is set according to the second operating mode 27 provided that the air mass flow for filling the cylinder by means of the variable valve lift, the exhaust gas recirculation rate via the exhaust gas recirculation valve and the intake manifold pressure via the wastegate is set. Accordingly, the second operating mode is suitable 27 in particular for operating points of the internal combustion engine in which the internal combustion engine is charged, ie operated using the wastegate.

Bei dem dritten Betriebsmodus 29 ist vorgesehen, dass der Luftmassenstrom zum Füllen der Zylinder mittels der Drosselklappe oder der Ladedruckregelungsanlage geregelt und die Abgasrückführungsrate über das Abgasrückführungsventil eingestellt wird. Der dritte Betriebsmodus 29 eignet sich insbesondere für Betriebspunkte der Brennkraftmaschine, in denen eine Stellgrenze des variablen Ventilhubs erreicht ist und der Luftmassenstrom nur noch unzureichend mittels des variablen Ventilhubs eingestellt werden kann.In the third operating mode 29 is provided that the air mass flow is controlled to fill the cylinder by means of the throttle valve or the wastegate and the exhaust gas recirculation rate is set via the exhaust gas recirculation valve. The third operating mode 29 is particularly suitable for operating points of the internal combustion engine, in which an adjustment limit of the variable valve lift is reached and the air mass flow can only be adjusted insufficiently by means of the variable valve lift.

In 3 ist eine Detailansicht eines Regelungsschemas einer Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Betriebsmodus 25, wie er in 2 beschrieben ist, dargestellt. In 3 is a detailed view of a control scheme of an internal combustion engine according to the first mode of operation 25 as he is in 2 is described.

Ausgehend von einer Sollwertvorgabe, die in Abhängigkeit eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine eine Sollabgasrückführungsrate, einen Sollluftmassenstrom und einen Sollsaugrohrdruck bereitstellt, werden jeweilige Steuereinheiten eines Abgasrückführungsventils 31, eines variablen Ventilhubs 33 und einer Drosselklappe 35 angesteuert. Dies bedeutet, dass von einem Motorsteuergerät 37, das die Sollwertvorgabe verwaltet, die Sollabgasrückführungsrate an eine Steuereinheit des Abgasrückführungsventils 31 übertragen wird, wie durch Pfeil 39 angedeutet. Weiterhin überträgt das Motorsteuergerät 37 den Sollluftmassenstrom an eine Steuereinheit des variablen Ventilhubs 33, wie durch Pfeil 43 angedeutet, und an die Steuereinheit des Abgasrückführungsventils 31, wie durch Pfeil 41 angedeutet. Der Sollsaugrohrdruck wird von dem Motorsteuergerät 37 an eine Steuereinheit der Drosselklappe 35 übertragen, wie durch Pfeil 45 angedeutet.Based on a setpoint specification which, depending on an operating point of the internal combustion engine, provides a desired exhaust gas recirculation rate, a desired air mass flow rate and a desired intake pipe pressure, respective control units of an exhaust gas recirculation valve 31 , a variable valve lift 33 and a throttle 35 driven. This means that from an engine control unit 37 , which manages the setpoint specification, the target exhaust gas recirculation rate to a control unit of the exhaust gas recirculation valve 31 is transmitted as by arrow 39 indicated. Furthermore, the engine control unit transmits 37 the desired air mass flow to a control unit of the variable valve lift 33 as by arrow 43 indicated, and to the control unit of the exhaust gas recirculation valve 31 as by arrow 41 indicated. The target intake manifold pressure is provided by the engine control unit 37 to a control unit of the throttle valve 35 transferred as by arrow 45 indicated.

Ausgehend von den jeweiligen durch das Motorsteuergerät 37 übermittelten Sollwerten der Abgasrückführungsrate und des Sollluftmassenstroms zur Füllung der Zylinder der Brennkraftmaschine ermittelt die Steuereinheit des Abgasrückführungsventils 31 einen Sollmassenstrom für das Abgasrückführungsventil, wie durch Pfeil 47 angedeutet, und berechnet daraus einen Sollwinkel zur Einstellung des Abgasrückführungsventils in einem Schritt 49. Der Sollwinkel zur Einstellung des Abgasrückführungsventils wird, wie durch Pfeil 51 angedeutet, an das Abgasrückführungsventil übertragen und dort durch einen untergeordneten Regelkreis eingestellt.Starting from the respective by the engine control unit 37 transmitted setpoint values of the exhaust gas recirculation rate and the desired air mass flow for filling the cylinders of the internal combustion engine determines the control unit of the exhaust gas recirculation valve 31 a desired mass flow for the exhaust gas recirculation valve, as indicated by arrow 47 indicated, and calculates therefrom a target angle for adjusting the exhaust gas recirculation valve in one step 49 , The target angle for adjusting the exhaust gas recirculation valve, as indicated by arrow 51 indicated, transmitted to the exhaust gas recirculation valve and adjusted there by a subordinate control loop.

Weiterhin wird der Sollluftmassenstrom durch die Steuereinheit des variablen Ventilhubs 33 zur Berechnung eines Sollliefergrades verwendet, der, wie durch Pfeil 53 angedeutet, in einem Berechnungsschritt 55 zur Berechnung eines Sollwerts für eine Einlassventilerhebungskurve verwendet wird. Der Sollwert für die Einlassventilerhebungskurve wird anschließend an einen Aktuator zum Bewegen eines jeweiligen Einlassventils der Brennkraftmaschine übertragen und entsprechend eingestellt, wie durch Pfeil 57 angedeutet.Furthermore, the target air mass flow through the control unit of the variable valve lift 33 used to calculate a target delivery level, as indicated by arrow 53 indicated in a calculation step 55 is used to calculate a setpoint for an intake valve lift curve. The intake valve lift curve setpoint is then transmitted to an actuator for moving a respective intake valve of the engine and adjusted as indicated by the arrow 57 indicated.

Ausgehend von dem durch das Motorsteuergerät 37 übertragenen Sollsaugrohrdruck ermittelt die Steuereinheit der Drosselklappe 35 einen Drosselklappensollmassenstrom, der, wie durch Pfeil 59 angedeutet, in einem Berechnungsschritt 61 zur Berechnung eines Drosselklappenwinkels verwendet wird, der wiederum, wie durch Pfeil 63 angedeutet, an der Drosselklappe durch einen untergeordneten Regelkreis der Drosselklappe eingestellt wird.Starting from the engine control unit 37 transmitted desired intake manifold pressure determines the control unit of the throttle 35 a throttle body mass flow, which, as indicated by arrow 59 indicated in a calculation step 61 is used to calculate a throttle angle, in turn, as indicated by arrow 63 indicated, is set at the throttle by a minor control loop of the throttle.

In 4 ist ein Schema des zweiten Betriebsmodus 27, wie er in 2 dargestellt ist, gezeigt. Das Schema entspricht im Wesentlichen dem in 3 dargestellten Schema bzgl. der Ansteuerung des Abgasrückführungsventils und der Ansteuerung des Aktuators zum Bewegen des jeweiligen Einlassventils, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zu 3 zu verweisen ist.In 4 is a scheme of the second mode of operation 27 as he is in 2 is shown. The scheme is essentially the same as in 3 shown scheme with respect to the control of the exhaust gas recirculation valve and the control of the actuator for moving the respective intake valve, so that in this regard to the comments 3 to refer.

Zur Regelung des Saugrohrdrucks wird hier jedoch durch das Motorsteuergerät 37 ein Sollsaugrohrdruck in Abhängigkeit des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine gewählt, wie durch Pfeil 65 angedeutet, und an eine Steuereinheit einer Ladedruckregelanlage 67 übermittelt. Die Steuereinheit der Ladedruckregelanlage 67 berechnet auf Grundlage des Sollsaugrohrdrucks einen Sollladedruck, wie durch Pfeil 69 angedeutet, und verwendet diesen in einem geschlossenen Regelkreis 71 zum Ermitteln eines Ist-Ladedrucks, der, wie durch Pfeil 73 angedeutet, an der Ladedruckregelanlage einzustellen ist. To control the intake manifold pressure is here but by the engine control unit 37 a Sollsaugrohrdruck selected depending on the operating point of the internal combustion engine, as indicated by arrow 65 indicated, and to a control unit of a wastegate 67 transmitted. The control unit of the wastegate 67 calculates a target boost pressure based on the target intake manifold pressure, as indicated by arrow 69 indicated, and uses this in a closed loop 71 for determining an actual boost pressure, as indicated by arrow 73 indicated to be set to the wastegate.

In 5 ist eine Übersicht des dritten Betriebsmodus 29, wie er in 2 dargestellt ist, wiedergegeben. Hier wird eine Sollfüllung der Brennkraftmaschine je nach Fahrerwunsch und aktuellem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine konventionell entweder durch die Drosselklappe 35 oder eine Ladedruckregelanlage 67 bereitgestellt. Dazu bestimmt das Motorsteuergerät 37 in Abhängigkeit eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine eine Sollabgasrückführungsrate und übermittelt diese, wie durch Pfeil 75 angedeutet, an die Steuereinheit des Abgasrückführungsventils 31.In 5 is an overview of the third operating mode 29 as he is in 2 is shown reproduced. Here is a target filling of the engine depending on the driver's request and current operating point of the engine conventionally either through the throttle 35 or a wastegate 67 provided. This is determined by the engine control unit 37 as a function of an operating point of the internal combustion engine, a desired exhaust gas recirculation rate and transmits this, as indicated by arrow 75 indicated to the control unit of the exhaust gas recirculation valve 31 ,

Weiterhin übermittelt das Motorsteuergerät 37 je nach Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, d. h. je nachdem, ob aktuell ein aufgeladener oder ein nicht aufgeladener Betrieb gewünscht ist, einen Sollluftmassenstrom an die Steuereinheit des Abgasrückführungsventils 31, wie durch Pfeil 77 angedeutet und an eine Steuereinheit der Drosselklappe 35, wie durch Pfeil 79 angedeutet oder an die Steuereinheit einer Ladedruckregelanlage 67, wie durch Pfeil 89 angedeutet. Furthermore, the engine control unit transmits 37 Depending on the operating point of the internal combustion engine, ie, depending on whether currently a charged or a non-charged operation is desired, a desired air mass flow to the control unit of the exhaust gas recirculation valve 31 as by arrow 77 indicated and to a control unit of the throttle 35 as by arrow 79 indicated or to the control unit of a wastegate 67 as by arrow 89 indicated.

Für einen nicht aufgeladenen Betriebsmodus ermittelt die Steuereinheit der Drosselklappe 35 in einem geschlossenen Regelkreis einen Istwert für den Luftmassenstrom basierend auf dem Sollluftmassenstrom und stellt diesen an der Drosselklappe 35 ein, wie durch Pfeil 81 angedeutet. Die Steuereinheit des Abgasrückführungsventils 31 berechnet, ausgehend von dem Sollluftmassenstrom und der Sollabgasrückführungsrate, einen Sollmassenstrom, der, wie durch Pfeil 83 angedeutet, in einem Berechnungsschritt 85 zur Berechnung eines Sollwinkels des Abgasrückführungsventils verwendet wird. Der Sollwinkel des Abgasrückführungsventils wird, wie durch Pfeil 87 angedeutet, an dem Abgasrückführungsventil eingestellt und die Brennkraftmaschine entsprechend mittels der Drosselklappe und dem Abgasrückführungsventil in Abhängigkeit des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine geregelt.For a non-charged operating mode, the control unit detects the throttle 35 in a closed loop an actual value for the air mass flow based on the desired air mass flow and provides this at the throttle 35 as by arrow 81 indicated. The control unit of the exhaust gas recirculation valve 31 calculates, based on the desired air mass flow and the target exhaust gas recirculation rate, a target mass flow, as indicated by arrow 83 indicated in a calculation step 85 is used to calculate a desired angle of the exhaust gas recirculation valve. The target angle of the exhaust gas recirculation valve is, as indicated by arrow 87 indicated, set at the exhaust gas recirculation valve and the engine accordingly regulated by means of the throttle valve and the exhaust gas recirculation valve as a function of the operating point of the internal combustion engine.

Zur Regelung des Saugrohrdrucks für einen aufgeladenen Betriebspunkt wird durch das Motorsteuergerät 37 ein Sollsaugrohrdruck an eine Steuereinheit der Ladedruckregelanlage 67 übermittelt. Die Steuereinheit der Ladedruckregelanlage 67 berechnet auf Grundlage des Sollsaugrohrdrucks einen Sollladedruck und verwendet diesen in einem geschlossenen Regelkreis zum Ermitteln eines Ist-Ladedrucks, der an der Ladedruckregelanlage 67 einzustellen ist.To control the intake manifold pressure for a boosted operating point is by the engine control unit 37 a Sollsaugrohrdruck to a control unit of the wastegate 67 transmitted. The control unit of the wastegate 67 calculates a target boost pressure based on the target intake manifold pressure and uses it in a closed loop to determine an actual boost pressure at the wastegate 67 is set.

Claims (9)

Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine (1) mit einem variablen Ventilhub (33) an mindestens einem Einlassventil der Brennkraftmaschine, mindestens einem Abgasrückführungsventil (9, 31), mindestens einer Drosselklappe (17, 35) und mindestens einer Ladedruckregelungsanlage, bei dem ein Luftmassenstrom zur Füllung mindestens eines Zylinders (7) der Brennkraftmaschine (1) in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine (1) mittels des variablen Ventilhubs (33) eingestellt wird, und bei dem ein Saugrohrdruck in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine (1) mittels der mindestens einen Drosselklappe (17, 35) oder der Ladedruckregelungsanlage eingestellt wird.Method for controlling an internal combustion engine ( 1 ) with a variable valve lift ( 33 ) at least one intake valve of the internal combustion engine, at least one exhaust gas recirculation valve ( 9 . 31 ), at least one throttle valve ( 17 . 35 ) and at least one wastegate in which an air mass flow for filling at least one cylinder ( 7 ) of the internal combustion engine ( 1 ) as a function of a current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) by means of the variable valve lift ( 33 ) is set, and in which an intake manifold pressure in dependence on the current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) by means of the at least one throttle valve ( 17 . 35 ) or the wastegate system. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Saugrohrdruck und/oder der Luftmassenstrom zur Füllung des mindestens einen Zylinders (7) derart eingestellt werden, dass die Brennkraftmaschine (1) verbrauchsoptimiert betrieben wird.Method according to Claim 1, in which the intake manifold pressure and / or the air mass flow are used to charge the at least one cylinder ( 7 ) are set such that the internal combustion engine ( 1 ) is operated optimized for consumption. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Saugrohrdruck und/oder der Luftmassenstrom zur Füllung des mindestens einen Zylinders (7) derart eingestellt werden, dass die Brennkraftmaschine (1) emissionsoptimiert betrieben wird.Method according to Claim 1 or 2, in which the intake manifold pressure and / or the air mass flow for filling the at least one cylinder ( 7 ) are set such that the internal combustion engine ( 1 ) is operated with optimized emissions. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine (1) zwischen drei verschiedenen Regelungsverfahren (25, 27, 29) umgeschaltet wird, wobei ein erstes Regelungsverfahren (25) vorsieht, dass ein dem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) entsprechender Luftmassenstrom zur Füllung des mindestens einen Zylinders (7) mittels des variablen Ventilhubs (33) und einer entsprechenden durch das Abgasrückführungsventil (9, 31) rückzuführenden Abgasmenge eingestellt wird, wobei die mindestens eine Drosselklappe (17, 35) verwendet wird, um einen einem in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (1) vorgegebenen Sollsaugrohrdruck entsprechenden Saugrohrdruck einzustellen, und wobei ein zweites Regelungsverfahren (27) vorsieht, dass in einem aufgeladenen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine (1) der Saugrohrdruck mittels der Ladedruckregelungsanlage eingestellt und die mindestens eine Drosselklappe (17, 35) vollständig geöffnet wird, wobei ein Sollladedruck zur Regelung der Ladedruckanlage einem vorgegebenen Saugrohrdruck entsprechend gewählt wird, und wobei ein dem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) entsprechender Luftmassenstrom zur Füllung des mindestens einen Zylinders (7) mittels des variablen Ventilhubs (33) und einer entsprechenden durch das Abgasrückführungsventil (9, 31) rückzuführenden Abgasmenge eingestellt wird, und wobei ein drittes Regelungsverfahren (29) vorsieht, dass ein dem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) entsprechender Luftmassenstrom zur Füllung des mindestens einen Zylinders (7) der Brennkraftmaschine (1) mittels der mindestens einen Drosselklappe (17, 35) oder der Ladedruckregelungsanlage eingestellt wird. Method according to one of the preceding claims, in which, depending on the current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) between three different regulatory procedures ( 25 . 27 . 29 ), whereby a first regulatory procedure ( 25 ) provides that the current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) corresponding air mass flow for filling the at least one cylinder ( 7 ) by means of the variable valve lift ( 33 ) and a corresponding through the exhaust gas recirculation valve ( 9 . 31 ) to be recirculated exhaust gas amount, wherein the at least one throttle valve ( 17 . 35 ) is used to determine a function of the current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) predetermined intake manifold pressure corresponding intake manifold pressure, and wherein a second control method ( 27 ) provides that in a charged operating range of the internal combustion engine ( 1 ) the intake manifold pressure is adjusted by means of the wastegate and the at least one throttle valve ( 17 . 35 ) is fully opened, wherein a target boost pressure for controlling the boost pressure system is selected according to a given intake manifold pressure, and wherein a the current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) corresponding air mass flow for filling the at least one cylinder ( 7 ) by means of the variable valve lift ( 33 ) and a corresponding through the exhaust gas recirculation valve ( 9 . 31 ) and a third regulatory procedure ( 29 ) provides that the current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) corresponding air mass flow for filling the at least one cylinder ( 7 ) of the internal combustion engine ( 1 ) by means of the at least one throttle valve ( 17 . 35 ) or the wastegate system. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem für jedes Regelungsverfahren (25, 27, 29) vorgesehen ist, dass eine Abgasrückführung mittels des Abgasrückführungsventils (9, 31) geregelt wird. Method according to Claim 4, in which, for each regulatory procedure ( 25 . 27 . 29 ) is provided that an exhaust gas recirculation means of the exhaust gas recirculation valve ( 9 . 31 ) is regulated. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem für den Fall, dass ein dem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) entsprechender Luftmassenstrom zur Füllung des mindestens einen Zylinders (7) mittels des variablen Ventilhubs (33) eingestellt wird, ein dem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) entsprechender Liefergrad in Abhängigkeit einer Sollfüllung des mindestens einen Zylinders (7) der Brennkraftmaschine (1) und einem entsprechenden Saugrohrdruck berechnet und als Vorsteuerungsanteil zur Steuerung des variablen Ventilhubs (33) mittels einer aus dem Versteuerungsanteil berechneten Solleinlassventilerhebungskurve verwendet wird, und bei dem ein vorgegebener Sollsaugrohrdruck über eine modellbasierte Vorsteuerung in einen entsprechenden Drosselklappenmassenstrom umgerechnet und zur Steuerung der mindestens einen Drosselklappe (17, 35) verwendet wird, wobei die modellbasierte Vorsteuerung bei der Berechnung des Drosselklappenmassenstroms mindestens einen Parameter der folgenden Liste an Parametern berücksichtigt: Luftmassenstrom zur Füllung des mindestens einen Zylinders, aktuelle Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) und eine aktuelle Saugrohrtemperatur. Method according to one of the preceding claims, in which, in the event that a current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) corresponding air mass flow for filling the at least one cylinder ( 7 ) by means of the variable valve lift ( 33 ), a the current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) corresponding delivery rate as a function of a desired filling of the at least one cylinder ( 7 ) of the internal combustion engine ( 1 ) and a corresponding intake manifold pressure and as Vorsteuerungsanteil for controlling the variable valve lift ( 33 ) is used by means of a calculated from the Versteuerungsanteil Solleinlassventilerhebungskurve, and in which a predetermined target intake manifold pressure over a model-based pilot control converted into a corresponding throttle mass flow and for controlling the at least one throttle valve ( 17 . 35 ), wherein the model-based feedforward control in the calculation of the throttle mass flow at least one parameter of the following list of parameters considered: air mass flow to fill the at least one cylinder, current speed of the internal combustion engine ( 1 ) and a current intake pipe temperature. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem beim Einstellen des Drosselklappenmassenstroms ein Regler zugeschaltet wird, um eine Dynamik einer Änderungsrate von einem Istsaugrohrdruck zu einem Sollsaugrohrdruck zu verbessern. The method of claim 6, wherein upon adjustment of the throttle mass flow, a regulator is engaged to enhance dynamics of a rate of change from an actual intake manifold pressure to a target intake manifold pressure. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Vorsteuerungsanteil zur Steuerung des variablen Ventilhubs (33) um einen Regleranteil ergänzt wird, der Unsicherheiten bei der Berechnung eines Sollwerts des Liefergrades kompensiert. Method according to Claim 6, in which the pilot control component for controlling the variable valve lift ( 33 ) is supplemented by a controller portion that compensates for uncertainties in the calculation of a target value of the delivery. Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilhub (33) an mindestens einem Einlassventil der Brennkraftmaschine (1), mindestens einem Abgasrückführungsventil (9, 31), mindestens einer Drosselklappe (17, 35), mindestens einer Ladedruckregelungsanlage und einem Steuergerät (37), wobei das Steuergerät (37) dazu konfiguriert ist, einen Luftmassenstrom zur Füllung mindestens eines Zylinders (7) der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine (1) mittels des variablen Ventilhubs (33) einzustellen, und wobei das Steuergerät (37) weiterhin dazu konfiguriert ist, einen Saugrohrdruck in Abhängigkeit des aktuellen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine (1) mittels der mindestens einen Drosselklappe (17, 35) oder der Ladedruckregelungsanlage einzustellen.Internal combustion engine with a variable valve lift ( 33 ) at least one intake valve of the internal combustion engine ( 1 ), at least one exhaust gas recirculation valve ( 9 . 31 ), at least one throttle valve ( 17 . 35 ), at least one wastegate and a control unit ( 37 ), whereby the control unit ( 37 ) is configured to provide an air mass flow to fill at least one cylinder ( 7 ) of the internal combustion engine as a function of a current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) by means of the variable valve lift ( 33 ), and wherein the control unit ( 37 ) is further configured to a manifold pressure in dependence on the current operating point of the internal combustion engine ( 1 ) by means of the at least one throttle valve ( 17 . 35 ) or the wastegate system.
DE102016212833.7A 2016-07-14 2016-07-14 Method and device for regulating a filling of an internal combustion engine Withdrawn DE102016212833A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016212833.7A DE102016212833A1 (en) 2016-07-14 2016-07-14 Method and device for regulating a filling of an internal combustion engine
KR1020170089055A KR20180008320A (en) 2016-07-14 2017-07-13 Method and device for regulating a filling of an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016212833.7A DE102016212833A1 (en) 2016-07-14 2016-07-14 Method and device for regulating a filling of an internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016212833A1 true DE102016212833A1 (en) 2018-01-18

Family

ID=60782428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016212833.7A Withdrawn DE102016212833A1 (en) 2016-07-14 2016-07-14 Method and device for regulating a filling of an internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20180008320A (en)
DE (1) DE102016212833A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019101709B4 (en) 2018-01-25 2023-05-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha CONTROL DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018207703A1 (en) * 2018-05-17 2019-11-21 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an exhaust aftertreatment device of an engine system with an internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019101709B4 (en) 2018-01-25 2023-05-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha CONTROL DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180008320A (en) 2018-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010033243B4 (en) Methods and systems for turbocharger control
DE102011005533B4 (en) Turbocharger control
DE102005053474B4 (en) Coordinated engine torque control
DE112005001662T5 (en) Combustion control on a HCCI engine
DE102012014713A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102014112276B4 (en) Flow control of a two-stage turbocharger
DE102020100875A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR EMISSION REDUCTION
DE102014013675B4 (en) An exhaust gas recirculation control apparatus, engine, method of controlling an EGR apparatus and computer program product
DE10106169A1 (en) Method and device for controlling an operation of an internal combustion engine
DE102016101210A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING AN EXHAUST GAS VALVE BASED ON A TEMPERATURE DIFFERENCE OF THE VALVE
DE102015201061B4 (en) Pump loss calculation device for internal combustion engine
DE102011122506A1 (en) Control of EGR, fresh air mass flow and boost pressure for internal combustion engines
DE102014216705A1 (en) Determining a wastegate valve position
EP1849977A2 (en) Method and control unit for controlling a variable turbo charger turbine flow cross section
DE102012218259A1 (en) Method for controlling charging of battery of e.g. inline-4 engine for supplying energy to pump of motor car, involves charging battery via auxiliary generator when charging condition of battery lies below high threshold value
DE102011016517B4 (en) Control module for reducing a turbo lag in an internal combustion engine
DE102008015569A1 (en) Full-range torque reduction
DE102020122750A1 (en) SYSTEMS AND METHODS FOR INCREASING THE RATED MOTOR POWER UNDER GLOBAL STOICHIOMETRIC OPERATION
DE102020122974A1 (en) SYSTEMS AND PROCEDURES FOR INCREASING THE RATED MOTOR POWER UNDER GLOBAL STOCHIOMETRIC OPERATION
DE10251718A1 (en) Method and system for operating an engine having a turbocharger with at least two discrete positions and exhaust gas recirculation (EGR)
DE102020106569A1 (en) BRAKE CYLINDER SHUTDOWN (DCCO) METHODOLOGY WITH IMPROVED EGR
DE102011013847A1 (en) Idle speed reduction systems and methods
DE102016212833A1 (en) Method and device for regulating a filling of an internal combustion engine
DE102020122612A1 (en) SYSTEMS AND PROCEDURES FOR INCREASING THE RATED MOTOR POWER UNDER GLOBAL STOCHIOMETRIC OPERATION
DE102014214438B3 (en) Method for controlling the fuel supply for setting a desired air-fuel ratio in a cylinder of an internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee