DE102016212945B4 - Method and device for controlling an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Steuern eines, eine Mehrzahl von Zylindern (11) aufweisenden Verbrennungsmotors (1), der einen Abgasturbolader (2) aufweist, wobei bei einer Erhöhung der Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor (1) eine Drehzahlerhöhung des Turboladers (2) durch eine Erhöhung der Abgastemperatur unterstützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass- in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung und dem jeweils aktuellen Betriebspunkt des Abgasturboladers (2), mittels eines Abgasturbolader-Rechenmodells eine momentane Soll-Abgastemperatur (AT_S) ermittelt wird,- ausgehend von der ermittelten Soll-Abgastemperatur (AT_S) mittels eines Abgastemperatur-Rechenmodells, der zur Erreichung der Soll-Abgastemperatur (AT_S) erforderliche Soll-Steuerwert (StW_S) zumindest eines die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters ermittelt wird und aus dem Soll-Steuerwert (StW S) unter Einbeziehung zumindest eines Grenz-Steuerwertes (StW_GR, StW_GR_BG, StW GR TQ) ein Vorgabe-Steuerwert (StW_VG) ermittelt wird und der ermittelte Vorgabe-Steuerwert (StW_VG) des zumindest einen die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters zur Steuerung des Verbrennungsmotors (1) angewandt wird, um die Abgastemperatur zu erhöhen, wobei als Steuerungsparameter die Verbrennungsschwerpunktlage herangezogen wird und die Verbrennungsschwerpunktlage nur für eine Teilanzahl der insgesamt vorhandenen Zylinder (11) des Verbrennungsmotors (1) bezüglich der Verbrennungsschwerpunktlage zum Zeitpunkt vor der Erhöhung der Leistungsanforderung zu einem späteren Zeitpunkt verschoben wird.Method for controlling an internal combustion engine (1) having a plurality of cylinders (11) and an exhaust gas turbocharger (2), wherein when the power demand on the internal combustion engine (1) increases, the speed of the turbocharger (2) is increased by increasing the exhaust gas temperature is supported, characterized in that- depending on the power requirement and the respective current operating point of the exhaust gas turbocharger (2), a current setpoint exhaust gas temperature (AT_S) is determined by means of an exhaust gas turbocharger calculation model,- starting from the determined setpoint exhaust gas temperature (AT_S ) by means of an exhaust gas temperature calculation model, the setpoint control value (StW_S) required to achieve the setpoint exhaust gas temperature (AT_S) of at least one control parameter influencing the exhaust gas temperature is determined and from the setpoint control value (StW S) including at least one limit control value ( StW_GR, StW_GR_BG, StW GR TQ) determine a default tax value (StW_VG). and the determined default control value (StW_VG) of the at least one control parameter influencing the exhaust gas temperature is used to control the internal combustion engine (1) in order to increase the exhaust gas temperature, the combustion center position being used as the control parameter and the combustion center position only for a partial number of the total existing cylinder (11) of the internal combustion engine (1) is shifted to a later point in time with respect to the combustion center of gravity at the point in time before the power requirement is increased.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors, der mit einem Abgasturbolader zur Leistungserhöhung ausgestattet ist.The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine that is equipped with an exhaust gas turbocharger to increase output.
Verbrennungsmotoren insbesondere für Kraftfahrzeuge sind in der Überzahl als Hubkolben-Verbrennungsmotoren ausgeführt, auf die in der vorliegenden Erfindung insbesondere Bezug genommen wird. Jedoch sind auch Drehkolben-Verbrennungsmotoren (Wankel-Prinzip) von diesem Oberbegriff und dem Rahmen der Erfindung umfasst.Internal combustion engines, in particular for motor vehicles, are in the majority designed as reciprocating piston internal combustion engines, to which particular reference is made in the present invention. However, rotary piston internal combustion engines (Wankel principle) are also covered by this generic term and the scope of the invention.
Hubkolben-Verbrennungsmotoren verfügen zumindest über einen Hubkolben-Zylinder, im Folgenden kurz als Zylinder bezeichnet, häufig jedoch über zumindest drei oder mehr Zylinder. Pro Zylinder ist ein Hubkolben vorgesehen, der mit dem Zylinder einen Brennraum begrenzt und sich im Zylinder über eine als Kolbenhub bezeichnete Strecke auf und ab bewegen kann. Durch die Befüllung des Brennraums mit einem Kraftstoff-Luftgemisch und die anschließende Verbrennung des Kraftstoffes wird der Hubkolben angetrieben und die Bewegung des Hubkolbens wird über ein Pleuel auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors übertragen, die dadurch in Drehung versetzt wird und das zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs erforderliche Drehmoment abgibt. Dabei werden sogenannte Otto-Motoren und Diesel-Motoren unterschieden, wobei Otto-Motoren mit Normal- oder Superbenzin bei Fremd-Zündung mittels zumindest einer Zündvorrichtung, z. B. Zündkerze, pro Zylinder und Diesel-Motoren mit Diesel-Kraftstoff bei Selbstzündung betrieben werden.Reciprocating internal combustion engines have at least one reciprocating cylinder, hereinafter referred to as cylinder for short, but often have at least three or more cylinders. A reciprocating piston is provided for each cylinder, which delimits a combustion chamber with the cylinder and can move up and down in the cylinder over a distance referred to as the piston stroke. The reciprocating piston is driven by filling the combustion chamber with a fuel-air mixture and the subsequent combustion of the fuel, and the movement of the reciprocating piston is transmitted via a connecting rod to the crankshaft of the internal combustion engine, which is thereby set in rotation and generates the torque required to drive a motor vehicle gives. A distinction is made between so-called Otto engines and diesel engines, with Otto engines using normal or premium gasoline with external ignition by means of at least one ignition device, e.g. B. spark plug, per cylinder and diesel engines are operated with diesel fuel with self-ignition.
Aufgrund der immer strenger werdenden Gesetzgebung in Bezug auf das Abgasverhalten von Verbrennungsmotoren und der gestiegenen Leistungserwartung der Nutzer werden immer höhere Anforderungen an die Gestaltung, Steuerung und Regelung des Verbrennungsprozesses des Kraftstoffes im Brennraum sowie der Abgas-Nachbehandlung gestellt. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, sind moderne Verbrennungsmotoren mit elektronisch, zumeist mittels einer zentralen Steuereinheit, der sogenannten ECU (Electronic Control Unit), gesteuerten Systemen zur Kraftstoff- und Luftzumessung sowie Zündung, Ventilöffnung und Abgasrückführung sowie Abgas-Nachbehandlung ausgerüstet.Due to the increasingly strict legislation with regard to the exhaust gas behavior of combustion engines and the increased performance expectations of the users, ever higher demands are placed on the design, control and regulation of the combustion process of the fuel in the combustion chamber and the exhaust gas aftertreatment. In order to meet these requirements, modern internal combustion engines are equipped with electronically controlled systems for fuel and air metering, ignition, valve opening, exhaust gas recirculation and exhaust gas aftertreatment, usually by means of a central control unit, the so-called ECU (Electronic Control Unit).
Zur Kraftstoffzumessung werden Kraftstoff-Direkt-Einspritzsysteme eingesetzt, bei denen der Kraftstoff unter hohem Druck, zum Beispiel in einem sogenannten Common-Rail bereitgestellt und mittels elektronisch gesteuerter Einspritzventile in Abhängigkeit von der aktuellen Leistungsanforderung, hochgenau dosiert, mit hohem Druck, häufig in mehrere Teil-Einspritzmengen aufgeteilt und zeitgenau zum gewünschten Zeitpunkt in den Brennraum eingespritzt wird.Direct fuel injection systems are used for fuel metering, in which the fuel is provided under high pressure, for example in a so-called common rail, and metered with high precision using electronically controlled injectors depending on the current performance requirement, with high pressure, often in several parts -Injection quantities are divided up and injected into the combustion chamber at exactly the desired time.
Auch der zur Verbrennung notwendige Sauerstoff wird in Form von Umgebungsluft, ggf. unter, durch ein Aufladesystem, zum Beispiel einen Abgasturbolader, erhöhtem Druck, bedarfsgenau über Drosselklappen und Einlassventile in den Brennraum des jeweiligen Zylinders zugemessen.The oxygen required for combustion is also metered into the combustion chamber of the respective cylinder in the form of ambient air, if necessary under increased pressure, by a charging system, for example an exhaust gas turbocharger, as required via throttle valves and inlet valves.
Auch die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum erfolgt in Abhängigkeit vom momentanen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors zeitgenau in Bezug auf die mit dem momentanen Kurbelwellendrehwinkel korrelierende Hubkolbenposition, wobei dieser momentane Kurbelwellendrehwinkel auch als sogenannter Zündwinkel bezeichnet wird. Die Zündung wird bei Otto-Motoren über eine von der zentralen Steuerungseinrichtung angesteuerte Zündvorrichtung und bei Diesel-Motoren durch den Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffes vorgegeben.The fuel-air mixture in the combustion chamber is also ignited, depending on the current operating point of the combustion engine, with precise timing in relation to the reciprocating piston position correlating with the current crankshaft rotation angle, this current crankshaft rotation angle also being referred to as the so-called ignition angle. In the case of Otto engines, the ignition is specified via an ignition device controlled by the central control device, and in the case of diesel engines, it is specified by the point in time at which the fuel is injected.
Eine weitere Möglichkeit der Einflussnahme auf den Verbrennungsprozess besteht bei Verbrennungsmotoren, die mit einem sogenannten variablen Ventiltrieb, also einem System zur variablen Verstellung der Ventilöffnungsintervalle, ausgestattet sind. Mit einem solchen System können die Öffnungsquerschnitte und die Öffnungszeiten der Einlassventile, über die die Ansaugluft aus dem Ansaugsystem in den Brennraum gelangt, und der Auslassventile, über die das Abgas nach der Verbrennung aus dem Brennraum in das Abgassystem gelangt, in bestimmten Grenzen variabel gesteuert werden. Dadurch lässt sich der sogenannten Ladungswechsel im Brennraum, also den Austausch von Abgas gegen Kraftstoff-Luftgemisch und somit die Leistungsabgabe wesentlich beeinflussen.Another way of influencing the combustion process is with internal combustion engines that are equipped with a so-called variable valve train, i.e. a system for variable adjustment of the valve opening intervals. With such a system, the opening cross-sections and the opening times of the intake valves, through which the intake air from the intake system enters the combustion chamber, and the exhaust valves, through which the exhaust gas enters the exhaust system from the combustion chamber after combustion, can be variably controlled within certain limits . This allows the so-called gas exchange in the combustion chamber, i.e. the exchange of exhaust gas for a fuel-air mixture, and thus the power output to be significantly influenced.
Als weiteres, den Verbrennungsprozess und somit die Leistung des Verbrennungsmotors wesentlich beeinflussendes Aggregat kommen insbesondere bei Diesel-Motoren, aber immer häufiger auch bei Otto-Motoren Aufladesysteme, insbesondere Abgasturbolader zum Einsatz. Dies geschieht immer häufiger mit dem Ziel, den Verbrennungsmotor bei gleicher oder gar gesteigerter Leistung in Baugröße und Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig den Verbrauch und somit den CO2-Ausstoß, im Hinblick auf immer strenger werdende gesetzliche Vorgaben diesbezüglich, zu verringern. Das Wirkprinzip besteht darin, die im Abgasstrom enthaltene Energie zu nutzen um den Druck im Ansaugsystem vor den Zylindern des Verbrennungsmotors zu erhöhen und so eine bessere Befüllung des Brennraumes mit LuftSauerstoff zu bewirken und somit mehr Treibstoff, Benzin oder Diesel, pro Verbrennungsvorgang umsetzen zu können, also die Leistung des Verbrennungsmotors zu erhöhen.Another unit that significantly influences the combustion process and thus the performance of the internal combustion engine is charging systems, in particular exhaust gas turbochargers, which are used particularly in diesel engines, but increasingly also in Otto engines. This is happening more and more frequently with the aim of reducing the size and weight of the internal combustion engine with the same or even increased performance and at the same time reducing consumption and thus CO 2 emissions in view of the increasingly strict legal requirements in this regard. The operating principle is to use the energy contained in the exhaust gas flow to increase the pressure in the intake system in front of the cylinders of the combustion engine and thus to achieve better filling of the combustion chamber with air-oxygen and thus more fuel, petrol or diesel, per combustion process to be able to implement, i.e. to increase the power of the internal combustion engine.
Dazu weist der Abgasturbolader eine im Abgassystem des Verbrennungsmotors angeordnete Abgasturbine, einen im Ansaugsystem angeordneten Frischluftverdichter und ein dazwischen angeordnetes Läuferlager auf. Die Abgasturbine weist ein Turbinengehäuse und ein darin angeordnetes, durch den Abgasmassenstrom angetriebenes Turbinenlaufrad auf. Der Frischluftverdichter weist ein Verdichtergehäuse und ein darin angeordnetes, einen Ladedruck aufbauendes Verdichterlaufrad auf. Das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad sind auf den sich gegenüberliegenden Enden einer gemeinsamen Welle, der sogenannten Läuferwelle, drehfest angeordnet und bilden so den sogenannten Turboladerläufer. Die Läuferwelle erstreckt sich axial zwischen Turbinenlaufrad und Verdichterlaufrad durch das zwischen Abgasturbine und Frischluftverdichter angeordnete Läuferlager und ist in diesem, in Bezug auf die Läuferwellenachse, radial und axial drehgelagert. Gemäß diesem Aufbau treibt das vom Abgasmassenstrom angetriebene Turbinenlaufrad über die Läuferwelle das Verdichterlaufrad an, wodurch der Druck im Ansaugsystem des Verbrennungsmotors, bezogen auf den Frischluftmassenstrom hinter dem Frischluftverdichter, erhöht und dadurch eine bessere Befüllung des Brennraumes mit LuftSauerstoff bewirkt wird.For this purpose, the exhaust gas turbocharger has an exhaust gas turbine arranged in the exhaust system of the internal combustion engine, a fresh air compressor arranged in the intake system and a rotor bearing arranged between them. The exhaust gas turbine has a turbine housing and a turbine impeller which is arranged therein and is driven by the exhaust gas mass flow. The fresh air compressor has a compressor housing and a compressor impeller which is arranged therein and builds up boost pressure. The turbine impeller and the compressor impeller are arranged in a rotationally fixed manner on the opposite ends of a common shaft, the so-called rotor shaft, and thus form the so-called turbocharger rotor. The rotor shaft extends axially between the turbine rotor and the compressor rotor through the rotor bearing arranged between the exhaust gas turbine and the fresh air compressor and is rotatably mounted in it radially and axially with respect to the rotor shaft axis. According to this design, the turbine impeller driven by the exhaust gas mass flow drives the compressor impeller via the rotor shaft, whereby the pressure in the intake system of the combustion engine, related to the fresh air mass flow behind the fresh air compressor, is increased and this causes better filling of the combustion chamber with air-oxygen.
Bei einer sprunghaften Lasterhöhung zum Beispiel im Zusammenhang mit einem Beschleunigungsvorgang eines Kraftfahrzeugs wird der Turboladerläufer erst verzögert durch den ansteigenden Abgasdruck beschleunigt, was darauf beruht, dass bei kleinem Abgasmassenstrom des Verbrennungsmotors und niedriger Anfahrdrehzahl des Turboladerläufers sowohl die Turbine, als auch der Verdichter des Abgasturboladers sehr schlechte Wirkungsgrade aufweisen. Aus diesem Grund und verstärkt durch die träge Masse des Turboladerläufers erfolgt der Druckaufbau im Ansaugsystem verzögert, was wiederum ein verzögertes Ansprechverhalten des Verbrennungsmotors, das allgemein als sogenanntes Turboloch bezeichnet wird, zur Folge hat. Dieses Turboloch wird in der Regel nicht nur vom Fahrzeuglenker als unangenehm empfunden, da das Fahrzeug erst mit Verzögerung auf eine gewollt dynamische Leistungsanforderung, zum Beispiel bei einem Überholvorgang, reagiert, sonder stellt auch ein nicht zu unterschätzendes Sicherheitsrisiko dar, wenn zum Beispiel ein Überhohlvorgang aufgrund der „Turboloch-Verzögerung“ nicht rechtzeitig abgeschlossen werden kann. In the event of a sudden load increase, for example in connection with an acceleration process of a motor vehicle, the turbocharger rotor is only accelerated with a delay due to the increasing exhaust gas pressure have poor efficiencies. For this reason and reinforced by the inertial mass of the turbocharger rotor, the pressure build-up in the intake system is delayed, which in turn results in a delayed response of the combustion engine, which is generally referred to as so-called turbo lag. As a rule, this turbo lag is not only perceived as unpleasant by the vehicle driver, since the vehicle only reacts with a delay to a dynamic performance requirement, for example when overtaking, but also represents a safety risk that should not be underestimated, for example if overtaking is due to the "turbo lag delay" cannot be completed in time.
Diesem unerwünschten Effekt wird mit unterschiedlichen Lösungsansätzen entgegengetreten, wie zum Beispiel mit der parallelen oder sequenziellen Anordnung mehrerer Turbolader unterschiedlicher Baugröße, Leistung und Ansprechverhalten. Ein weiterer Lösungsansatz besteht in der zusätzlichen Anordnung einer vom Abgasstrom unabhängig betreibbaren Verdichtereinheit im Ansaugsystem, die als Ergänzung zu einem Abgasturbolader, gezielt in transienten Betriebsphasen des Verbrennungsmotors, für den schnellen Druckaufbau im Ansaugsystem, also zur Eliminierung des Turboloches eingesetzt wird. Diese Lösungen sind jedoch konstruktiv und konzeptionell sehr aufwendig und entsprechend teuer.This undesirable effect is countered with different approaches, such as the parallel or sequential arrangement of several turbochargers of different size, power and response. Another solution is the additional arrangement of a compressor unit in the intake system that can be operated independently of the exhaust gas flow, which is used as a supplement to an exhaust gas turbocharger, specifically in transient operating phases of the combustion engine, for rapid pressure build-up in the intake system, i.e. to eliminate turbo lag. However, these solutions are structurally and conceptually very complex and correspondingly expensive.
Ein weiterer Lösungsansatz, um das besagte Turboloch zumindest zu verkleinern besteht zum Beispiel bei Verbrennungsmotoren, die mit einem variablen Ventiltrieb ausgerüstet sind, darin, die Öffnungszeiten der Einlass- und Auslassventile des jeweiligen Zylinders bezogen auf den Kurbelwellenwinkel so zu verändern, dass es zu einer Überschneidung der Öffnungszeiten der Einlass- und Auslassventile, also zu einer über eine bestimmte Zeit andauernde gleichzeitige Öffnung von Einlass- und Auslassventilen kommt. Dabei kommt es zu dem sogenannten Überspülen, das auch unter dem Begriff „Scavening“ bekannt ist, wobei durch das Druckgefälle zwischen Ansaugsystem und Abgassystem der Ladungswechsel im Zylinder begünstigt und eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft erreicht werden kann. Somit kann auch eine größere Kraftstoffmenge zugemessen werden, was in einer sofortigen erhöhten Leistungsabgabe resultiert. Der Nachteil dieses Verfahrens ist ein verschlechtertes Abgasverhalten, da bei dieser Betriebsart mit einem Sauerstoffüberschuss (Lambda >1) also mit einem sogenannten mageren Kraftstoff-Luftgemisch gefahren werden muss, um zum Beispiel die Katalysatortemperatur zu begrenzen, dies jedoch zu erhöhten NOx-Emissionen führt, wodurch die in bestehenden, aber zumindest in zukünftigen Abgasgesetzgebungen festgelegten Grenzwerte nicht mehr einzuhalten sind.Another approach to at least reducing the aforementioned turbo lag is, for example in combustion engines equipped with a variable valve train, to change the opening times of the intake and exhaust valves of the respective cylinder in relation to the crankshaft angle so that there is an overlap the opening times of the intake and exhaust valves, i.e. the intake and exhaust valves open simultaneously for a certain period of time. This leads to what is known as scavenging, which is also known under the term "scavening", whereby the gas exchange in the cylinder is promoted by the pressure drop between the intake system and the exhaust system and a better filling of the combustion chamber with air can be achieved. Thus, a larger amount of fuel can be metered, resulting in an immediate increase in power output. The disadvantage of this method is worse exhaust gas behavior, since in this operating mode you have to drive with an excess of oxygen (lambda >1), i.e. with a so-called lean fuel-air mixture, for example to limit the catalyst temperature, but this leads to increased NOx emissions, As a result, the limit values specified in existing or at least in future exhaust gas legislation can no longer be observed.
Eine weitere Möglichkeit, um das Turboloch zu reduzieren besteht in der gezielten Erhöhung der Abgastemperatur vor der Turbine des Abgasturboladers. Dies hat eine größere AbgasEnthalpie zur Folge, die eine schnellere Beschleunigung des Turboladerläufers und somit einen schnelleren Druckaufbau durch den Verdichter im Ansaugsystem zur Folge hat.Another way to reduce turbo lag is to increase the exhaust gas temperature in front of the turbine of the exhaust gas turbocharger. This results in greater exhaust gas enthalpy, which results in faster acceleration of the turbocharger rotor and thus faster pressure build-up by the compressor in the intake system.
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Die genannten Verfahren zur Abgasenthalpie-Erhöhung haben jedoch den Nachteil, dass sich die Abgastemperatur dabei unkontrolliert erhöhen kann und insbesondere bei Otto-Motoren die Gefahr einer thermischen Schädigung der Abgasturbine oder der nachfolgenden Komponenten im Abgassystem, wie zum Beispiel Rußpartikelfilter und Katalysatoren, besteht. Weiterhin besteht die Gefahr, dass die nur an der Abgasenthalpie-Optimierung orientierten Steuerungseingriffe sich negativ auf das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors insgesamt auswirken. So können daraus erhöhte Emissionswerte resultieren oder sogar zusätzliche Drehmomentreduzierung, zum Beispiel bei einem zu stark nach hinten verlagerten Zündzeitpunkt oder zu früh geöffneten Auslassventilen.However, the methods mentioned for increasing the exhaust gas enthalpy have the disadvantage that the exhaust gas temperature can increase in an uncontrolled manner and there is a risk of thermal damage to the exhaust gas turbine or the downstream components in the exhaust system, such as soot particle filters and catalytic converters, particularly in the case of Otto engines. Furthermore, there is a risk that the control interventions, which are only oriented towards optimizing the exhaust gas enthalpy, will have a negative effect on the overall operating behavior of the internal combustion engine. This can result in increased emission values or even an additional reduction in torque, for example if the ignition point is shifted too far back or the exhaust valves are opened too early.
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Weiterhin ist aus
Schließlich ist aus
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines, mindestens einen Abgasturbolader aufweisenden Verbrennungsmotors, anzugeben, durch das bzw. bei dem die Drehmomentschwäche bei einer sprunghaften Leistungsanforderung aus niedrigen Drehzahlen des Verbrennungsmotors heraus sicher und signifikant reduziert ist, bei gleichzeitig sicherer Vermeidung einer thermischen Überlastung der Systemkomponenten sowie einem übermäßig erhöhten Schadstoffausstoß.The object of the present invention is therefore to provide a method and a device for controlling at least one exhaust gas turbocharger having internal combustion engine, specify through or in which the torque weakness is safely and significantly reduced in a sudden performance requirement from low speeds of the internal combustion engine, while at the same time safely avoiding thermal overload of the system components and an excessively increased pollutant emissions.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder, sofern es sich nicht um sich gegenseitig ausschließende Alternativen handelt, in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method and a device for controlling an internal combustion engine with the features of the independent patent claims. Advantageous training and further developments, which can be used individually or, provided they are not mutually exclusive alternatives, can be used in combination with one another, are the subject matter of the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern eines, eine Mehrzahl von Zylindern aufweisenden Verbrennungsmotors der einen Abgasturbolader aufweist, wird bei einer Erhöhung, insbesondere bei einer sprunghaften Erhöhung, der Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor eine Drehzahlerhöhung des Turboladers und somit eine Anhebung des abrufbaren Drehmoments, durch eine Erhöhung der Abgastemperatur unterstützt. Dabei zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass zunächst in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung und dem jeweils aktuellen Betriebspunkt des Abgasturboladers, mittels eines Abgasturbolader-Rechenmodells eine momentane Soll-Abgastemperatur ermittelt wird. Darauf folgend wird dann, ausgehend von der ermittelten Soll-Abgastemperatur, mittels eines Abgastemperatur-Rechenmodells, der zur Erreichung der Soll-Abgastemperatur erforderliche Soll-Steuerwert zumindest eines die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters ermittelt. Aus dem Soll-Steuerwert wird dann unter Einbeziehung zumindest eines Grenz-Steuerwertes ein Vorgabe-Steuerwert ermittelt und der ermittelte Vorgabe-Steuerwert des zumindest einen die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters wird zur Steuerung des Verbrennungsmotors angewandt, um die Abgastemperatur zu erhöhen, wobei als Steuerungsparameter die Verbrennungsschwerpunktlage herangezogen wird und die Verbrennungsschwerpunktlage nur für eine Teilanzahl der insgesamt vorhandenen Zylinder des Verbrennungsmotors bezüglich der Verbrennungsschwerpunktlage zum Zeitpunkt vor der Erhöhung der Leistungsanforderung zu einem späteren Zeitpunkt verschoben wird.In the method according to the invention for controlling an internal combustion engine which has a plurality of cylinders and has an exhaust gas turbocharger, when there is an increase, in particular in the event of a sudden increase, in the power requirement of the internal combustion engine, the speed of the turbocharger is increased and thus the torque that can be called up is increased supported by the exhaust gas temperature. The method according to the invention is characterized in that initially a current target exhaust gas temperature is determined as a function of the power requirement and the respective current operating point of the exhaust gas turbocharger by means of an exhaust gas turbocharger calculation model. Based on the determined setpoint exhaust gas temperature, the setpoint control value required to achieve the setpoint exhaust gas temperature is then determined using an exhaust gas temperature calculation model of at least one control parameter influencing the exhaust gas temperature. A default control value is then determined from the setpoint control value, including at least one limit control value, and the determined default control value of the at least one control parameter influencing the exhaust gas temperature is used to control the internal combustion engine in order to increase the exhaust gas temperature, the combustion center of gravity being the control parameter is used and the combustion center position is shifted to a later point in time only for a partial number of the total number of cylinders of the internal combustion engine with respect to the combustion center position at the point in time before the increase in the power requirement.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und den weiteren Ausführungen des Verfahrens herangezogenen Rechenmodelle, das Abgasturbolader-Rechenmodell, das Abgastemperatur-Rechenmodell, das Brenngrenzen-Rechenmodell und das Drehmoment-Rechenmodell sind auf den physikalischen Gesetzmäßigkeiten des Verbrennungsmotors bzw. des Abgasturboladers beruhende mathematische Rechenmodelle, die in Form von entsprechenden Programm-Algorithmen zum Beispiel in der zentralen Steuereinheit abgelegt sind. Diese Rechenmodelle können auf Basis bzw. in Abhängigkeit von sensorisch ermittelten, konstruktiv festgelegten, in Kennfeldern zur Verfügung stehenden oder betriebsbedingt vorgegebenen Systemparametern die gesuchten variablen Stellgrößen bzw. Steuerwerte zur Ansteuerung der Teilsysteme voraus berechnen. Solche Modelle können so gestaltet und programmiert sein, dass je nachdem welche Variablen vorgegeben werden die jeweils andere Variable als Ergebnisgröße ermittelt werden können. So kann beispielsweise auch der Rechenweg umgekehrt werden.The calculation models used in the method according to the invention and the further versions of the method, the exhaust gas turbocharger calculation model, the exhaust gas temperature calculation model, the combustion limit calculation model and the torque calculation model are mathematical calculation models based on the physical laws of the internal combustion engine or the exhaust gas turbocharger, which are described in The form of appropriate program algorithms are stored, for example, in the central control unit. These calculation models can calculate in advance the sought-after variable manipulated variables or control values for controlling the subsystems on the basis of or as a function of sensor-determined, constructively specified, available in characteristic diagrams or operationally predetermined system parameters. Such models can be designed and programmed in such a way that, depending on which variables are specified, the respective other variable can be determined as the result variable. For example, the calculation method can also be reversed.
So ist das Abgasturbolader-Rechenmodell in diesem Fall dazu vorgesehen, ausgehend von einer Drehmoment- bzw. Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor, die zum Beispiel mittels Gaspedal oder Fahrpedal vom Fahrzeugführer vorgegeben wird, und unter Einbeziehung der momentanen, zum Beispiel sensorisch ermittelten, Betriebsgrößen wie zum Beispiel Motordrehzahl, Ladedruck im Ansaugsystem, Läuferdrehzahl des Turboladers, Abgasenthalpie (Druck und Temperatur) vor und nach der Abgasturbine, etc., die für einen gewünschten schnellen Drehzahlanstieg des Turboladerläufers erforderliche Erhöhung der Abgasenthalpie also auch der Soll-Abgastemperatur vor der Turbine zu errechnen.In this case, the exhaust gas turbocharger calculation model is intended to calculate the torque or power required from the combustion engine, which is specified by the vehicle driver using the gas pedal, for example, and taking into account the current operating variables, for example determined by sensors, such as For example, engine speed, charge pressure in the intake system, rotor speed of the turbocharger, exhaust gas enthalpy (pressure and temperature) before and after the exhaust gas turbine, etc., to calculate the increase in exhaust gas enthalpy required for a desired rapid increase in speed of the turbocharger rotor, i.e. also the target exhaust gas temperature before the turbine.
Das Abgastemperatur-Rechenmodell dagegen ist dazu vorgesehen ausgehend von der mittels Abgasturbolader-Rechenmodell ermittelten erforderlichen Soll-Abgastemperatur zumindest einen Soll-Steuerwert zumindest eines die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters zu ermitteln. Parameter, die in diese Berechnung eingehen können, sind zum Beispiel die Masse sowie die Temperatur der angesaugten Luft und die zugemessene Kraftstoffmasse. Der zu berechnende Soll-Steuerwert kann dann zum Beispiel der Zündzeitpunkt oder der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffes sein oder auch die Öffnungszeiten bzw. Öffnungswinkel der Ein- und Auslassventile. Auch eine kombinierte Anpassung der Steuerwerte mehrerer der genannten Steuerungsparameter kann vorgesehen werden.The exhaust gas temperature calculation model, on the other hand, is provided for determining at least one setpoint control value of at least one control parameter influencing the exhaust gas temperature, based on the required target exhaust gas temperature determined using the exhaust gas turbocharger calculation model. Parameters that can be included in this calculation are, for example, the mass and temperature of the intake air and the metered fuel mass. The setpoint control value to be calculated can then be, for example, the ignition point or the injection point in time of the fuel, or also the opening times or opening angles of the intake and exhaust valves. A combined adjustment of the control values of several of the control parameters mentioned can also be provided.
Ein wesentlicher Punkt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass aus dem Soll-Steuerwert unter Einbeziehung zumindest eines Grenz-Steuerwertes ein Vorgabe-Steuerwert ermittelt wird. Für die zu ermittelnden Soll-Steuerwerte der die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameter gibt es in der Regel Grenzen, bei deren Überschreitung sich das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors insgesamt oder in Bezug auf einzelne Merkmale, wie zum Beispiel das Emissionsverhalten oder das Motordrehmoment, unerwünscht negativ verändert. Um dies zu vermeiden können nun entsprechende Grenz-Steuerwerte fest oder auch betriebspunktabhängig vorgegeben und bei der Ermittlung der letztlich für die Temperaturerhöhung angewandten Vorgabe-Steuerwerte herangezogen werden. Dies geschieht in dem Sinne, dass zum Beispiel bei Überschreitung des Grenz-Steuerwertes durch den ermittelten Soll-Steuerwert, der Vorgabe-Steuerwerte auf den Wert des Grenz-Steuerwertes gesetzt wird, wogegen bei Unterschreitung des Grenz-Steuerwertes durch den ermittelten Soll-Steuerwert, der Vorgabe-Steuerwerte auf den Wert des Soll-Steuerwertes gesetzt wird.An essential point of the method according to the invention is that a default control value is determined from the setpoint control value, including at least one limit control value. As a rule, there are limits for the setpoint control values to be determined for the control parameters influencing the exhaust gas temperature, and if these are exceeded, the operating behavior is affected of the internal combustion engine as a whole or in relation to individual characteristics, such as emission behavior or engine torque, is undesirably negatively altered. In order to avoid this, corresponding limit control values can now be specified in a fixed manner or also as a function of the operating point and used when determining the default control values ultimately used for the temperature increase. This happens in the sense that, for example, if the determined setpoint control value exceeds the limit control value, the default control value is set to the value of the limit control value, whereas if the limit control value is undershot by the determined setpoint control value, the default control value is set to the value of the target control value.
Dieses Verfahren hat gegenüber den bisher bekannten Verfahren den signifikanten Vorteil, dass der Eingriff in die Steuerung des Verbrennungsmotors zur Erhöhung der Abgastemperatur so begrenzt wird, dass eine optimale Drehmomenterhöhung erzielt werden kann, ohne dass dadurch anderweitige negative Auswirkungen auf das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors in Kauf genommen werden müssen.Compared to the previously known methods, this method has the significant advantage that the intervention in the control of the internal combustion engine to increase the exhaust gas temperature is limited in such a way that an optimal increase in torque can be achieved without any other negative effects on the operating behavior of the internal combustion engine being accepted Need to become.
Wird als Steuerungsparameter die Verbrennungsschwerpunktlage herangezogen und die Verbrennungsschwerpunktlage nur für eine Teilanzahl der insgesamt vorhandenen Zylinder des Verbrennungsmotors bezüglich der Verbrennungsschwerpunktlage zum Zeitpunkt vor der Erhöhung der Leistungsanforderung zu einem späteren Zeitpunkt verschoben, so ergibt sich nicht nur in vorteilhafter Weise eine Erhöhung der Abgastemperatur und damit eine Enthalpieerhöhung, sondern es wird auch eine Abgasimpulserhöhung erzielt. Es wird der Ausschiebeimpuls bei gleicher Enthalpieerhöhung deutlich erhöht, was wiederum zu einer Beschleunigen der Turbine des Abgasturboladers führt.If the combustion center position is used as a control parameter and the combustion center position is only shifted for a subset of the total number of cylinders of the internal combustion engine with respect to the combustion center position at the point in time before the increase in the power requirement to a later point in time, the result is not only an advantageous increase in the exhaust gas temperature and thus a Enthalpy increase, but it is also achieved an exhaust pulse increase. The exhaust impulse is significantly increased with the same increase in enthalpy, which in turn leads to an acceleration of the turbine of the exhaust gas turbocharger.
Weist der Verbrennungsmotor eine geradzahlige Anzahl von Zylindern auf, so ist zweckmäßig, die Verbrennungsschwerpunktlage bei der Hälfte der insgesamt vorhandenen Zylinder zu verschieben. Die Zylinder, bei denen eine Verschiebung der Verbrennungsschwerpunktlage durchgeführt wird, können auch alternierend ausgewählt werden. Es ist nur zu beachten, dass eine Verschiebung nicht bei allen vorhandenen Zylindern geleichzeitig erfolgt.If the internal combustion engine has an even number of cylinders, it is expedient to shift the center of combustion in half of the total number of cylinders present. The cylinders in which the combustion center of gravity is shifted can also be selected in alternation. It should only be noted that a shift does not take place for all existing cylinders at the same time.
Die Verbrennungsschwerpunktlage ist in diesem Zusammenhang als die zeitliche Lage während des Verbrennungsprozesses bezeichnet, bei welcher ein bestimmter Anteil (z.B. 50%) von Kraftstoff, der in den Brennraum eingebracht wurde, vollständig verbrannt wurde.In this context, the combustion center of gravity is referred to as the temporal position during the combustion process at which a certain proportion (e.g. 50%) of fuel introduced into the combustion chamber has been completely burned.
Eine Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Grenz-Steuerwert mittels eines Brenngrenzen-Rechenmodells für den aktuellen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt wird. Die sogenannte Brenngrenze stellt einen Maximalwert für die Verschiebung des Zündwinkels bzw. des Zündzeitpunktes nach spät dar. Der nach spät verstellte Zündwinkel darf einen maximal spätesten Wert, die Brenngrenze, nicht überschreiten, da sonst eine zulässige Abgastemperatur oder ein Grenzwert für Emissionen überschritten wird. Die Brenngrenze wird nach dem Stand der Technik häufig anhand des Grenzwertes für den Ausstoß an Kohlenwasserstoffen und des Grenzwertes für die Krümmertemperatur bestimmt. Auch die Brenngrenze ist in bestimmten Maß abhängig vom momentanen Betriebspunkt und kann mittels des genannten Brenngrenzen-Rechenmodells für den jeweils momentanen Betriebspunkt ermittelt werden. Daraus resultiert wiederum ein und als Grenz-Steuerwert vorgebbarer maximaler Zündwinkel oder auch ein spätester Einspritzzeitpunkt. Dies hat den Vorteil, dass die Abgastemperatur immer an dem jeweiligen Betriebspunkt auf ein Optimum erhöht werden kann und nicht aus Sicherheitsgründen vorzeitig zurückgesteuert oder insgesamt zu niedrig gehalten werden muss.A development of the method according to the invention is characterized in that the at least one limit control value is determined by means of a combustion limit calculation model for the current operating point of the internal combustion engine. The so-called combustion limit represents a maximum value for retarding the ignition angle or the ignition point. The retarded ignition angle must not exceed a maximum latest value, the combustion limit, otherwise a permissible exhaust gas temperature or a limit value for emissions will be exceeded. According to the state of the art, the burn limit is often determined on the basis of the limit value for the emission of hydrocarbons and the limit value for the manifold temperature. The combustion limit is also dependent to a certain extent on the current operating point and can be determined for the respective current operating point using the combustion limit calculation model mentioned. This in turn results in a maximum ignition angle that can be specified as a limit control value or also a latest injection time. This has the advantage that the exhaust gas temperature can always be increased to an optimum at the respective operating point and does not have to be reduced prematurely for safety reasons or kept too low overall.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der zumindest eine Grenz-Steuerwert mittels eines Drehmoment-Rechenmodells für den aktuellen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt wird. Das Drehmoment-Rechenmodell ermittelt auf Grundlage momentaner Betriebs- und Steuergrößen das zu erwartende Drehmoment an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Wie vorausgehend bereits erwähnt, kann es bei fortschreitender Veränderung bestimmter Steuerungsparameter nach einer anfänglichen Drehmomenterhöhung durch den Anstieg der Abgastemperatur bei Überschreitung eines jeweiligen Grenz-Steuerwertes zu einem unerwünschten Drehmomenteinbruch kommen. Der Vorteil dieser Ausführung des Verfahrens liegt nun darin, dass mittels des Drehmoment-Rechenmodells das im jeweiligen Betriebspunkt mögliche Drehmoment-Maximum ermittelt werden kann und ein jeweiliger dazu korrelierender Grenz-Steuerwert für den jeweiligen Steuerungsparameter festgelegt werden kann. So kann in jedem Betriebspunkt das maximal mögliche Drehmoment erzeugt werden.A further embodiment of the method according to the invention is characterized in that the at least one limit control value is determined using a torque calculation model for the current operating point of the internal combustion engine. The torque calculation model determines the torque to be expected at the crankshaft of the combustion engine on the basis of current operating and control variables. As already mentioned above, an undesired drop in torque can occur as certain control parameters continue to change after an initial torque increase due to the rise in exhaust gas temperature when a respective limit control value is exceeded. The advantage of this embodiment of the method is that the maximum torque possible at the respective operating point can be determined using the torque calculation model and a respective limit control value correlating thereto can be defined for the respective control parameter. In this way, the maximum possible torque can be generated at every operating point.
In einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die ermittelte Soll-Abgastemperatur auf eine vorgegebene Grenz-Abgastemperatur begrenzt. Die Grenz-Abgastemperatur ist dabei so gewählt, dass sichergestellt ist, dass keine thermische Schädigung der Bauteile des Abgasturboladers und der übrigen Komponenten im Abgassystem zu befürchten ist. Dadurch kann auf relativ einfache eine Überhitzung des Systems verhindert werden.In another embodiment of the method according to the invention, the target exhaust gas temperature determined is limited to a predefined limit exhaust gas temperature. The exhaust gas temperature limit is selected in such a way that it is ensured that no thermal damage is caused to the components of the exhaust gas turbocharger and the other components in the exhaust gas system is to be feared. This is a relatively simple way of preventing the system from overheating.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der zumindest eine, die Abgastemperatur beeinflussende Steuerungsparameter ein Zündzeitpunkt zumindest eines Zylinders des Verbrennungsmotors, der zur Erhöhung der Abgastemperatur auf einen gegenüber einer Normal-Zündzeitpunkt späteren Zeitpunkt, also nach spät, verschoben wird. Durch Verschiebung des Zündzeitpunktes nach spät, wird der sogenannte Verbrennungsschwerpunkt nach spät, also zeitlich näher zur Öffnung des Abgas-Auslassventils hin verlagert. Dadurch hat das Abgas beim Austritt aus dem Brennraum des Zylinders eine höhere Temperatur. Der Zündzeitpunkt kann bei Otto-Motoren durch die zeitlich steuerbare Fremdzündung und bei Diesel-Motoren durch die zeitlich steuerbare Einspritzung des Diesel-Kraftstoffes in den Brennraum erfolgen. Der Vorteil dieser Ausführung ist in der verhältnismäßig einfachen Durchführung ohne zusätzlich erforderliche Systemkomponenten zu sehen.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the at least one control parameter influencing the exhaust gas temperature is an ignition point of at least one cylinder of the internal combustion engine, which in order to increase the exhaust gas temperature is shifted to a point in time that is later than a normal ignition point, i.e. retarded. By retarding the ignition point, the so-called center of combustion is retarded, i.e. closer to the opening of the exhaust gas outlet valve. As a result, the exhaust gas has a higher temperature when it exits the combustion chamber of the cylinder. In Otto engines, the ignition timing can be controlled by time-controlled spark ignition and in diesel engines by time-controlled injection of diesel fuel into the combustion chamber. The advantage of this design can be seen in the relatively simple implementation without the need for additional system components.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Verbrennungsmotor mit einem Direkt-Einspritzsystem zur direkten Kraftstoffeinspritzung in Brennräume der Mehrzahl von Zylindern ausgerüstet ist und die Verbrennungsschwerpunktlage durch Verändern des Einspritzzeitpunktes und/oder der Einspritzmasse durchgeführt wird. Dies ermöglicht beispielsweise auch die Aufteilung der eingespritzten Kraftstoffmenge in mehrere Teilmengen und eine späte Einspritzung einer Kraftstoffteilmenge, deren späte Verbrennung eine Temperaturerhöhung im Abgas zur Folge hat. Auf diese Weise kann auch bei Diesel-Motoren der Verbrennungsschwerpunkt nach spät verlagert werden.A further embodiment of the method according to the invention provides that the internal combustion engine is equipped with a direct injection system for direct fuel injection into the combustion chambers of the plurality of cylinders and that the center of combustion is adjusted by changing the injection point and/or the injection mass. This also makes it possible, for example, to divide the injected fuel quantity into a number of sub-quantities and to late inject a fuel sub-quantity whose late combustion results in a temperature increase in the exhaust gas. In this way, the center of combustion can also be shifted to a later point in diesel engines.
In besonders vorteilhafter Ausführung wird das Verfahren so lange wiederholt ausgeführt, bis ein Soll-Ladedruck im Ansaugsystem erreicht ist oder der Verbrennungsmotor ein angefordertes Leistungsniveau erreicht hat oder die erhöhte Leistungsanforderung zurückgenommen wird. So wird sichergestellt, dass das Verfahren angepasst an die momentanen und dynamisch sich verändernden Betriebsbedingungen im transienten Betrieb des Verbrennungsmotors optimiert und so lange wie erforderlich ausgeführt wird. Je höher dabei die Widerholrate der Ausführung des Verfahrens ist, desto genauer erfolgt die Ausführung in direkter Abhängigkeit vom momentanen Betriebspunkt.In a particularly advantageous embodiment, the method is carried out repeatedly until a target boost pressure is reached in the intake system or the internal combustion engine has reached a required performance level or the increased performance requirement is withdrawn. This ensures that the method is optimized and adapted to the current and dynamically changing operating conditions in the transient operation of the internal combustion engine and is carried out for as long as necessary. The higher the repetition rate of the execution of the method, the more precisely the execution takes place in direct dependence on the current operating point.
Anhand der Figuren werden im Folgenden besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele, Einzelheiten oder Fortbildungen der Erfindung näher erläutert.Particularly advantageous exemplary embodiments, details or developments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures.
Es zeigen:
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1 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Verbrennungsmotors und -
2 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mit einem Abgasturbolader.
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1 a simplified flowchart of a method according to the invention for controlling an internal combustion engine and -
2 a schematically simplified representation of an internal combustion engine according to the invention with an exhaust gas turbocharger.
Das Ablaufdiagramm in
Aus einem vorgelagerten Verfahrensschritt SX des übergeordneten Verfahrens zur Steuerung des Verbrennungsmotors heraus, wird in einer Verzweigung VX überwacht, ob eine sprunghafte Leistungsanforderung, also eine Drehmoment-Differenz zwischen dem momentan anstehenden und dem plötzlich angeforderten erhöhten Drehmoment, auch als Lastsprung TQ_D bezeichnet, vorliegt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ausgehend von einem Betriebspunkt niedriger Last, bei niedriger Drehzahl des Verbrennungsmotors und des Turboladerläufers, plötzlich eine stark erhöhte Leistung angefordert wird, und somit ein sogenannter Lastsprung TQ_D vorliegt. Dies ist beispielsweise beim zügigen Anfahren eines Fahrzeugs aus Leerlaufdrehzahl oder auch beim Start eines Überholvorgangs gegeben, wenn der Fahrzeugführer, zum Beispiel durch einen sogenannten „Kickdown“ des Gaspedals, unvermittelt eine stark erhöhte Leistung oder gar die Maximalleistung des Verbrennungsmotors anfordert. Solange eine solche sprunghafte Erhöhung der Leistungsanforderung nicht festgestellt wird, wird das übergeordnete Verfahren programmgemäß in einem Verfahrensschritt SY fortgesetzt.From an upstream method step SX of the higher-level method for controlling the internal combustion engine, in a branch VX it is monitored whether there is an abrupt power demand, i.e. a torque difference between the momentarily present and the suddenly demanded increased torque, also referred to as a load step TQ_D. This is the case, for example, when, starting from an operating point with a low load, at a low speed of the internal combustion engine and the turbocharger rotor, a greatly increased power is suddenly requested, and a so-called load step TQ_D is therefore present. This is the case, for example, when starting a vehicle quickly from idling speed or when starting an overtaking manoeuvre, when the driver suddenly requests a greatly increased output or even the maximum output of the combustion engine, for example by a so-called "kickdown" of the accelerator pedal. As long as such a sudden increase in the power requirement is not detected, the higher-level method is continued according to the program in a method step SY.
Sobald jedoch in der Verzweigung VX ein Lastsprung TQ_D festgestellt wird, wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt SX1 in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung und dem jeweils aktuellen Betriebspunkt des Abgasturboladers, also in Abhängigkeit von der Höhe des Lastsprungs TQ_D mittels eines Abgasturbolader-Rechenmodells eine momentane Soll-Abgastemperatur AT_S ermittelt. Je nach Ausführung des Verfahrens kann, wie im Ablaufdiagramm dargestellt, hier bereits die ermittelte Soll-Abgastemperatur AT_S mittels einer vorgegebenen Grenz-Abgastemperatur AT_GR begrenzt werden, wodurch eine erste Absicherung gegen eine Überhitzung nachfolgender im Abgasstrom liegender Systemkomponenten realisiert ist.However, as soon as a load jump TQ_D is detected in branch VX, in a subsequent method step SX1, depending on the power requirement and the current operating point of the exhaust gas turbocharger, i.e. depending on the magnitude of the load jump TQ_D a current setpoint exhaust gas temperature AT_S is determined using an exhaust gas turbocharger calculation model. Depending on the execution of the method, as shown in the flowchart, the determined setpoint exhaust gas temperature AT_S can already be limited here by means of a predefined limit exhaust gas temperature AT_GR, which provides initial protection against overheating of subsequent system components in the exhaust gas flow.
Dann wird in dem darauf folgenden Verfahrensschritt SX2 ausgehend von der ermittelten Soll-Abgastemperatur AT_S mittels eines Abgastemperatur-Rechenmodells, der zur Erreichung der Soll-Abgastemperatur AT_S erforderliche Soll-Steuerwert StW S zumindest eines die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters ermittelt. Entsprechende Steuerungsparameter sind beispielsweise die Zündzeitpunkte oder die Einspritzzeitpunkte des Kraftstoffes in den einzelnen Zylindern, die eingespritzte Kraftstoffmasse oder die Öffnungszeitpunkte der Auslassventile.Then, in the subsequent method step SX2, based on the determined target exhaust gas temperature AT_S using an exhaust gas temperature calculation model, the target control value StW S required to achieve the target exhaust gas temperature AT_S is determined for at least one control parameter influencing the exhaust gas temperature. Corresponding control parameters are, for example, the ignition times or the injection times of the fuel in the individual cylinders, the injected fuel mass or the opening times of the exhaust valves.
In dem anschließenden Verfahrensschritt SX3 wird, unter Einbeziehung zumindest eines Grenz-Steuerwertes StW GR, aus dem Soll-Steuerwert StW_S ein Vorgabe-Steuerwert StW VG ermittelt. Der entsprechende jeweilige Grenz-Steuerwert StW_GR kann dabei beispielsweise fest oder in Abhängigkeit vom Betriebspunkt des Verbrennungsmotors in Kennfeldern vorgegeben sein. Ergänzend oder stattdessen kann jedoch zumindest ein Grenz-Steuerwert StW_GR_BG mittels eines Brenngrenzen-Rechenmodells für den aktuellen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt werden oder es kann weiter ergänzend oder alternativ eine Grenz-Steuerwert StW GR TQ mittels eines Drehmoment-Rechenmodells für den aktuellen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt und zur Ermittlung des Vorgabe-Steuerwertes StW VG herangezogen werden. Der so ermittelte Vorgabe-Steuerwert des zumindest einen die Abgastemperatur beeinflussenden Steuerungsparameters zur Steuerung des Verbrennungsmotors wird dann ausgegeben und angewandt bei der Steuerung des Verbrennungsmotors, um die Abgastemperatur zu erhöhen.In the subsequent method step SX3, a default control value StW VG is determined from the target control value StW_S, including at least one limit control value StW GR. The corresponding respective limit control value StW_GR can be specified in characteristic maps, for example, as a fixed value or as a function of the operating point of the internal combustion engine. In addition or instead, at least one limit control value StW_GR_BG can be determined using a combustion limit calculation model for the current operating point of the internal combustion engine, or a limit control value StW GR TQ can also be determined using a torque calculation model for the current operating point of the internal combustion engine and used to determine the default tax value StW VG. The default control value determined in this way for the at least one control parameter influencing the exhaust gas temperature for controlling the internal combustion engine is then output and used when controlling the internal combustion engine in order to increase the exhaust gas temperature.
Nach der Ermittlung des Vorgabe-Steuerwertes StW VG in Verfahrensschritt SX3 und der Applikation des Vorgabesteuerwertes StW_VG erfolgt in der Verzweigung VX1 eine Überwachung des bereits erzielten Drehmoments bzw. dem momentan noch vorliegenden Lastsprung TQ_D zwischen dem angeforderten und dem abgegebenen Drehmoment bzw. der Leistung. Gleichfalls kann auch der im Frischluftverteiler 71 anstehende Ladedruck P_L überwacht werden.After the determination of the default control value StW VG in method step SX3 and the application of the default control value StW_VG, branching VX1 monitors the torque that has already been achieved or the load step TQ_D that is still present at the moment between the requested and the delivered torque or the power. Likewise, the boost pressure P_L present in the
Besteht weiterhin ein relevanter Lastsprung TQ_D bzw. eine Drehmoment-Differenz oder der anstehende Ladedruck P_L hat den gewünschten Wert, einen Soll-Ladedruck, noch nicht erreicht, erfolgt ein Rücksprung auf Verfahrensschritt SX1 und es wird erneut die nunmehr momentane Soll-Abgastemperatur ermittelt. Auf diese Weise wird das Verfahren so lange wiederholt ausgeführt, bis der Lastsprung überwunden ist oder ein Soll-Ladedruck im Ansaugsystem erreicht ist oder der Verbrennungsmotor das angefordertes Leistungsniveau erreicht hat oder die erhöhte Leistungsanforderung zurückgenommen wird.If there is still a relevant load jump TQ_D or a torque difference, or the pending boost pressure P_L has not yet reached the desired value, a target boost pressure, a return to method step SX1 takes place and the now current target exhaust gas temperature is determined again. In this way, the method is repeatedly carried out until the sudden change in load has been overcome, or a target boost pressure has been reached in the intake system, or the internal combustion engine has reached the required performance level, or the increased performance requirement is withdrawn.
Das Ansaugsystem 7 weist einen Frischluftverteiler 71 mit jeweils einer Zuleitung für jeden Zylinder 11 und eine in Bezug auf den Frischluftstrom, siehe eingezeichnete Pfeile, stromaufwärts angeordnete Drosselklappe 72 zur Steuerung der zugeführten Frischluftmasse auf. Stromaufwärts der Drosselklappe 72 ist der Verdichter 21 des Abgasturboladers 2 im Ansaugsystem 7 angeordnet. Stromaufwärts des Verdichters 21 ist ein Luftfiltersystem 73 zur Reinigung der vom Verdichter 21 angesaugten Außenluft im Ansaugsystem 7 angeordnet. Weiterhin ist im Frischluftverteiler 71 ein Ladeluft-Drucksensor 74, zur Messung des Ladedrucks vor den Zylindern, und stromaufwärts des Verdichters 21 ein Luftmassen-Sensor 75, zur Erfassung der zugeführten Luftmasse, im Ansaugsystem 7 angeordnet. Der Ladeluft-Drucksensor 74 und der Luftmassen-Sensor 75 stehen über elektrische Verbindungen mit der elektronischen Steuerungseinrichtung ECU in Verbindung und speisen so die aufgenommenen Messwerte in die ECU ein.The
Das Abgassystem 8 weist einem Abgaskrümmer 81 mit je einem Anschluss an jeden der Zylinder 11 auf. In Strömungsrichtung des Abgases, siehe eingezeichnete Pfeile, stromabwärts des Abgaskrümmers 81 ist die Abgasturbine 22 des Abgasturboladers im Abgassystem angeordnet. Stromabwärts der Abgasturbine 22 schließt sich dann das Abgasnachbehandlungssystem 82 an, das hier vereinfachend als Einzelkomponente dargestellt ist, jedoch mehrere Komponenten, wie zum Beispiel einen Katalysator, und einen Rußfilter aufweisen kann. Im Abgassystem 8 sind vor dem Einlass der Abgasturbine ein Abgas-Drucksensor 83 und ein Abgas-Temperatursensor 84 sowie stromabwärts der Abgasturbine 22 ein weiterer Abgas-Drucksensor 85 und beispielsweise ein Katalysator-Temperatursensor 86 angeordnet, die ebenfalls über elektrische Verbindungen mit der ECU verbunden sind und so die aufgenommenen Messwerte in die ECU einspeisen.The
Das Kraftstoff-Direkt-Einspritzsystem 3 weist einen auch als Common-Rail 31 bezeichneten Kraftstoff-Druckspeicher auf, der über eine Kraftstoffzuleitung 33 von einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe (nicht dargestellt) gespeist wird. Weiterhin gehören die mit dem Common-Rail 31 in hydraulischer Verbindung stehenden Einspritzventile 32 der einzelnen Zylinder 11 zum Kraftstoff-Direkt-Einspritzsystem 3. Die Einspritzventile 32 stehen weiterhin in elektrischer Verbindung mit der ECU, die die Einspritzventile 32 gemäß der ermittelten Werte für Einspritzzeitpunkt und Einspritzmasse ansteuert und so den Kraftstoff in die einzelnen Brennräume der Zylinder 11 zumisst. Am Common-Rail 31 ist ein Kraftstoff-Drucksensor 34 angeordnet, der ebenfalls mit der ECU in elektrischer Verbindung steht und den Kraftstoffdruck im Common-Rail erfasst und entsprechende Werte an die ECU übermittelt. In der Regel weisen Kraftstoff-Direkt-Einspritzsystem 3 zusätzlich noch verschieden Ventileinheiten, wie zum Beispiel ein Druck-Regelventil oder ein Volumenstrom-Regelventil zur Regelung des Kraftstoffdruckes im Common-Rail, auf. Auf die Darstellung dieser Komponenten wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit der
Der variable Ventiltrieb 5 weist einen Nockenwellensteller 53 auf, der elektrisch mit der elektronischen Steuerungseinheit ECU verbunden ist und von dieser zur variablen Verstellung der Ventil-Öffnungsintervalle angesteuert wird. Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung alle dem Fachmann bekannten Systeme zur variablen Verstellung der Ventilöffnungsintervalle eingesetzt werden.The variable valve drive 5 has a
Jeder Zylinder 11 des Verbrennungsmotors 1 ist in dem gezeigten Beispiel mit einer Zündvorrichtung 4, zum Beispiel einer Zündkerze, ausgestattet, die jeweils mit der ECU elektrisch verbunden ist und von der ECU zur Zündung des KraftstoffGemisches im Brennraum des jeweiligen Zylinders 11, gemäß der ermittelten Steuerwerte für den Zündzeitpunkt, direkt oder indirekt angesteuert wird. Bei Diesel-Motoren kann eine solche Einrichtung entfallen und der Zündzeitpunkt bzw. der Verbrennungsschwerpunkt wird mittels der Hochdruck-Einspritzung des Diesel-Kraftstoffes eingestellt.In the example shown, each
Zur Steuerung des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 ist eine elektronische Steuerungseinrichtung ECU vorgesehen, die über elektrische Verbindungen mit Sensoren und Stellsystemen des Verbrennungsmotors, wie oben bereits beschrieben, elektrisch verbunden ist. Weiterhin steht die ECU mit einem Turboladerläufer-Drehzahlsensor 23 und einem Kurbelwellen-Drehzahlsensor 12 sowie einer Fahrzeugführer-Schnittstelle 15, zum Beispiel ein Fahrpedal oder Gaspedal zur Vorgabe der Leistungs- bzw. Drehmoment-Anforderung, in elektrischer Verbindung.To control the operation of the
Über die verschiedenen Sensoren sowie die Fahrzeugführer-Schnittstelle 15 werden die jeweils momentanen Betriebsparameter des Verbrennungsmotors 1 und der Fahrerwunsch erfasst und in die ECU eingespeist. In der ECU sind die zur Steuerung des Verbrennungsmotors 1 bzw. der dem Verbrennungsmotor 1 zugeordneten Teilsysteme erforderlichen Verfahrensabläufe und Algorithmen in Ablaufprogrammen abgelegt, sowie entsprechende Vorgabewerte und Kennfelder hinterlegt, die zur Berechnung bzw. Ermittlung der jeweiligen Steuerwerte der betriebsbestimmenden Steuerungsparameter, in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch, herangezogen werden. Die entsprechenden Steuerwerte werden dann von der ECU direkt oder über entsprechende, sogenannte Leistungs-Endstufen an die Stelleinheiten ausgegeben, um die entsprechenden Steuerungsparameter einzustellen.The current operating parameters of the
Insbesondere ist die elektronische Steuerungseinrichtung ECU programmtechnisch und systemtechnisch dazu eingerichtet, den Verbrennungsmotor 1 in einem bestimmungsgemäßen Betrieb gemäß einer jeweiligen Ausführung des vorgenannten Steuerungsverfahrens zu steuern, wobei bei einer Erhöhung der Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor 1 eine Drehzahlerhöhung des Turboladers 2 durch eine Erhöhung der Abgastemperatur unterstützt wird.In particular, the electronic control unit ECU is set up in terms of programming and system technology to control
Abschließend sei noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem in
Des Weiteren wurde die Erfindung anhand eines Verbrennungsmotors erläutert, der 4 Zylinder aufweist. Das beschrieben Verfahren bzw. die Vorrichtung ist aber auch für Verbrennungsmotoren anderer Zylinderanzahl anwendbar, sofern sie mindestens 2 Zylinder aufweisen.Furthermore, the invention was explained using an internal combustion engine that has 4 cylinders. However, the method and device described can also be used for internal combustion engines with a different number of cylinders, provided they have at least 2 cylinders.
Weiterhin soll die dargestellte, gegenüber einem realen Verbrennungsmotor moderner Ausführung, stark vereinfachte Konfiguration des Verbrennungsmotors nicht beschränkend wirken in Bezug auf die Konfiguration und Funktion der Teilsysteme wie dem Kraftstoff-Direkt-Einspritzsystem, dem variablen Ventiltrieb, der Zündvorrichtung, dem Abgasturbolader sowie dem Ansaugsystem und dem Abgassystem.Furthermore, the configuration of the combustion engine shown, which is greatly simplified compared to a real combustion engine of modern design, should not have a restrictive effect with regard to the configuration and function of the subsystems such as the fuel direct injection system, the variable valve train, the ignition device, the exhaust gas turbocharger and the intake system and the exhaust system.
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Verbrennungsmotorcombustion engine
- 22
- Abgasturboladerexhaust gas turbocharger
- 33
- Kraftstoff-Direkt-EinspritzsystemDirect fuel injection system
- 44
- Zündvorrichtungignition device
- 55
- Variabler VentiltriebVariable valve train
- 66
- Elektronische SteuerungseinrichtungElectronic control device
- 77
- Ansaugsystemintake system
- 88th
- Abgassystemexhaust system
- 1111
- Zylindercylinder
- 1212
- Kurbelwellen-DrehzahlsensorCrankshaft speed sensor
- 1515
- Fahrzeugführer-SchnittstelleDriver Interface
- 2121
- Verdichtercompressor
- 2222
- Abgasturbineexhaust turbine
- 2323
- Turboladerläufer-DrehzahlsensorTurbocharger rotor speed sensor
- 3131
- Common-Railcommon rail
- 3232
- Einspritzventilinjector
- 3333
- Kraftstoffzuleitungfuel line
- 3434
- Kraftstoff-DrucksensorFuel pressure sensor
- 5151
- Einlassventilintake valve
- 5252
- Abgas-AuslassventilExhaust outlet valve
- 5353
- Nockenwellenstellercamshaft adjuster
- 5454
- Nockenwellecamshaft
- 7171
- Frischluftverteilerfresh air diffuser
- 7272
- Drosselklappethrottle
- 7373
- Luftfiltersystemair filter system
- 7474
- Ladeluft-DrucksensorCharge air pressure sensor
- 7575
- Luftmassen-Sensorair mass sensor
- 8181
- Abgaskrümmerexhaust manifold
- 8282
- Abgasnachbehandlungssystemexhaust aftertreatment system
- 8383
- Abgas-DrucksensorExhaust gas pressure sensor
- 8484
- Abgas-TemperatursensorExhaust gas temperature sensor
- 8585
- Abgas-DrucksensorExhaust gas pressure sensor
- 8686
- Katalysator-TemperatursensorCatalyst temperature sensor
- ECUECU
- elektronische Steuerungseinrichtungelectronic control device
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19944190A1 (en) | 1999-09-15 | 2001-03-29 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for increasing the torque in a direct-injection internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger |
DE19951096C2 (en) | 1999-10-23 | 2002-10-31 | Daimler Chrysler Ag | Engine control system for a turbocharged diesel engine |
DE10140120A1 (en) | 2001-08-16 | 2003-03-06 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for operating an internal combustion engine |
DE69716205T2 (en) | 1996-07-02 | 2003-08-14 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust gas heating system for an internal combustion engine with injection into the cylinder |
DE10232326A1 (en) | 2002-07-17 | 2004-02-05 | Daimlerchrysler Ag | Internal combustion engine operating method for applying a turbo-supercharger, involves using fuel consumption calculated in advance to detect maximum engine torque desired value |
DE102005048692A1 (en) | 2004-10-14 | 2006-05-04 | General Motors Corp., Detroit | Temperature control system for engine turbine |
DE102011081844A1 (en) | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Ford Global Technologies, Llc | Method for operating a supercharged internal combustion engine and internal combustion engine for carrying out such a method |
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-
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69716205T2 (en) | 1996-07-02 | 2003-08-14 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust gas heating system for an internal combustion engine with injection into the cylinder |
DE19944190A1 (en) | 1999-09-15 | 2001-03-29 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for increasing the torque in a direct-injection internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger |
DE19951096C2 (en) | 1999-10-23 | 2002-10-31 | Daimler Chrysler Ag | Engine control system for a turbocharged diesel engine |
DE10140120A1 (en) | 2001-08-16 | 2003-03-06 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for operating an internal combustion engine |
DE10232326A1 (en) | 2002-07-17 | 2004-02-05 | Daimlerchrysler Ag | Internal combustion engine operating method for applying a turbo-supercharger, involves using fuel consumption calculated in advance to detect maximum engine torque desired value |
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