DE102017215566A1 - Method for operating an internal combustion engine during warm-up - Google Patents

Method for operating an internal combustion engine during warm-up Download PDF

Info

Publication number
DE102017215566A1
DE102017215566A1 DE102017215566.3A DE102017215566A DE102017215566A1 DE 102017215566 A1 DE102017215566 A1 DE 102017215566A1 DE 102017215566 A DE102017215566 A DE 102017215566A DE 102017215566 A1 DE102017215566 A1 DE 102017215566A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
variable
characterizing
cylinder
combustion
air
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.)
Pending
Application number
DE102017215566.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Rauscher
Andreas Roth
Raffael Hedinger
Wolfgang Fischer
David GAENZLE
Christopher H. Onder
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 DE102017215566.3A priority Critical patent/DE102017215566A1/en
Priority to CN201811025699.1A priority patent/CN109424464A/en
Publication of DE102017215566A1 publication Critical patent/DE102017215566A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/068Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for warming-up
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1418Several control loops, either as alternatives or simultaneous
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/32Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors während eines Warmlaufens, wobei wenigstens zwei Regelgrößen ausgewählt aus einer eine Motordrehzahl (ω) kennzeichnenden Größe, einer ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung (λ) kennzeichnenden Größe sowie einer eine Verbrennungslage (COC) kennzeichnenden Größe jeweils im Rahmen einer Mehrgrößenregelung auf einen Sollwert geregelt werden, wobei im Rahmen der Mehrgrößenregelung wenigstens zwei Stellgrößen ausgewählt aus einer eine Luftmenge charakterisierenden Größe (u), einer eine Einspritzmenge charakterisierenden Größe (u) und einer einen Zündwinkel charakterisierenden Größe (u) bestimmt werden.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine during warm-up, wherein at least two controlled variables selected from a variable indicative of an engine speed (ω), a characterizing an air-fuel ratio during combustion (λ) and a combustion position (COC) in the context of multivariable control, at least two manipulated variables selected from a variable (u) characterizing an air quantity, a quantity (u) characterizing an injection quantity and a variable (u) characterizing an ignition angle become.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors während eines Warmlaufens sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for operating an internal combustion engine during warm-up, as well as to a computing unit and a computer program for carrying it out.

Stand der TechnikState of the art

Ein Kaltstart, d.h. eine Betriebsaufnahme, ohne dass vorher Kühlwasser und/oder Öl vorgewärmt wurden, belastet einen Verbrennungsmotor in besonderem Maße und kann auch zu erhöhter Schadstoffabgabe führen. Ein möglichst rasches Erreichen der optimalen Betriebstemperatur durch motorische Maßnahmen, Zusatzheizungen oder angemessene Belastung des Motors minimiert Schadstoffausstoß, Verschleiß und spezifischen Verbrauch.A cold start, i. A start-up operation, without previously cooling water and / or oil were preheated, loads an internal combustion engine to a particular extent and may also lead to increased pollutant emissions. Achieving the optimum operating temperature as quickly as possible by means of engine measures, additional heating or adequate engine load minimizes pollutant emissions, wear and specific consumption.

Die Drehzahlregelung während des Motorwarmlaufs kann dabei beispielsweise im gesteuerten Betrieb umgesetzt werden. Die Motordrehzahl kann über Anpassung des Zündwinkels, unter langsamer Änderung der Drosselklappe, eingeregelt werden. Eine Änderung der Drosselklappe ändert die zur Verfügung stehende Luftmenge, während der Zündwinkel direkt die Effizienz der Verbrennung beeinflusst. Beide Kanäle haben unter anderem über ihre Wirkung auf die Drehzahl einen Einfluss auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Zylinder. Dieses kann wiederum über einen separaten Eingrößen-Regler (single input single output, SISO) geregelt werden, welcher die eingespritzte Kraftstoffmasse ändert.The speed control during engine warm-up can be implemented, for example, in controlled operation. The engine speed can be adjusted by adjusting the ignition angle, with slow throttle change. Changing the throttle will change the amount of air available while the ignition angle will directly affect the combustion efficiency. Both channels have, inter alia, on their effect on the speed of an influence on the air-fuel ratio in the cylinder. This can in turn be controlled via a separate single-input controller (SISO), which changes the injected fuel mass.

Im Warmlauf kann der Zündwinkel vorgesteuert relativ spät angesetzt werden, was zwar zu einer schlechten Verbrennungseffizienz bei späten Verbrennungslagen führt, jedoch erwünschterweise zu heißen Abgasen führt, was den Effekt eines schnellen Aufheizens des Katalysators hat.During warm-up, the firing angle can be pre-controlled relatively late, which leads to a poor combustion efficiency in late combustion situations, but desirably leads to hot exhaust gases, which has the effect of rapid heating of the catalyst.

Bei späten Zündwinkeln ergibt sich jedoch eine relativ hohe Variabilität in der Verbrennung, was zu einer hohen Variabilität in der Drehzahl führen kann. Da der Drehzahlregler wie oben erwähnt auch einen Einfluss auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis hat, wird die entsprechende Feedback-Regelung erschwert.At late firing angles, however, there is a relatively high variability in the combustion, which can lead to a high variability in the rotational speed. Since the speed controller as mentioned above also has an influence on the air-fuel ratio, the corresponding feedback control is made more difficult.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schlägt vor diesem Hintergrund vor, für den Motorwarmlauf eine Mehrgrößenregelung mit Rückführung (Feedback) basierend auf Verbrennungscharakteristiken einzusetzen. Erfindungsgemäß werden daher ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors während eines Warmlaufens sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention proposes to use a multi-variable feedback control based on combustion characteristics for engine warm-up. According to the invention, therefore, a method for operating an internal combustion engine during warm-up as well as a computing unit and a computer program for carrying it out with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Mit einer Mehrgrößenregelung im Motorwarmlauf wird darauf abgezielt, den Motor selbst bei späten Verbrennungslagen mit wenigen Quereinflüssen von Drehzahl und Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einander zu regeln. Die drei bevorzugten Regelpfade (Luftpfad, Kraftstoffpfad und Zündwinkelpfad) können dann in koordinierter Weise verändert werden. Erfindungsgemäß werden daher als Ausgabegrößen der Regelung (Stellgrößen) wenigstens zwei Größen aus einer eine Luftmenge kennzeichnenden Größe (z.B. die Luftmenge selbst oder eine Drosselklappenstellung), einer eine Einspritzmenge kennzeichnenden Größe (z.B. die Einspritzmenge selbst oder eine Einspritzzeit) und einer einen Zündwinkel kennzeichnenden Größe (z.B. der Zündwinkel selbst) verwendet.With multi-variable control in engine warm-up, the aim is to control the engine even with late combustion conditions with little cross-flow of speed and air-fuel ratio on each other. The three preferred control paths (air path, fuel path and ignition angle path) can then be changed in a coordinated manner. According to the invention therefore as output variables of the control (manipulated variables) are at least two variables from a size characterizing an air quantity (eg the air volume itself or a throttle position), a size characterizing an injection quantity (eg the injection quantity itself or an injection time) and a variable characterizing an ignition angle ( eg the ignition angle itself) used.

Erfindungsgemäß werden als Regelgrößen (d.h. Größen, deren Istwert auf einen Sollwert geregelt wird) wenigstens zwei Größen aus einer eine Motordrehzahl kennzeichnenden Größe (z.B. die Motordrehzahl selbst oder ein indizierter Mitteldruck), einer ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung kennzeichnenden Größe (z.B. Lambda-Wert) sowie eine eine Verbrennungslage kennzeichnenden Größe (z.B. Zündwinkel) verwendet. Die Istwerte dieser Größen bilden die Rückführung der Regelung (Istwerte) und können z.B. sensorisch oder rechnerisch ermittelt werden. Eine sensorische Ermittlung der Drehzahl und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (Lambda) ist üblich. Die Verbrennungslage kann beispielsweise über zylinderindividuelle Drucksensoren im Brennraum oder mittelbar über das Drehzahlsignal erworben werden, beispielsweise indem sie aus dem Drehzahlverlauf mittels einer Energieberechnung vor und nach der Verbrennung bestimmt wird. Da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis sowie die Verbrennungslage zylinderindividuelle Größen sind, kann eine zylinderindividuelle Regelung umgesetzt werden. Dies schließt eine nicht zylinderindividuelle Regelung jedoch nicht aus. Grundsätzlich kann jedoch jede der Regelgrößen zylinderindividuell oder zylinderübergreifend geregelt werden.According to the invention, controlled variables (ie variables whose actual value is regulated to a desired value) are at least two variables from a variable characterizing an engine speed (eg the engine speed itself or an indicated mean pressure), a variable characterizing an air-fuel ratio during combustion (eg Lambda value) as well as a combustion characteristic characterizing size (eg ignition angle) used. The actual values of these variables form the feedback of the control (actual values) and can be e.g. sensory or computationally determined. A sensory determination of the speed and the air-fuel ratio (lambda) is common. The combustion position can be acquired, for example, via cylinder-specific pressure sensors in the combustion chamber or indirectly via the speed signal, for example, by determining it from the speed curve by means of an energy calculation before and after the combustion. Since the air-fuel ratio and the combustion position are cylinder-specific variables, a cylinder-specific control can be implemented. However, this does not preclude a non-cylinder-specific regulation. In principle, however, each of the controlled variables can be regulated individually for each cylinder or across cylinders.

Der Vorteil einer Mehrgrößenregelung besteht darin, dass durch ein koordiniertes Betreiben der Aktuatoren eine genauere Regelung vor allem in transienten Phasen möglich ist. Da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einen großen Einfluss auf die Schadstoffemissionen im Warmlauf hat (der Katalysator funktioniert bei tiefen Temperaturen noch nicht), kann dieser Vorteil zu einer Reduktion der Emissionen führen. Der Motorwarmlauf als Anwendungsbereich der Erfindung umfasst dabei insbesondere einen Betriebszustand, bei dem der Katalysator noch nicht auf eine Betriebstemperatur aufgewärmt ist. Der Verbrennungsmotor wird somit insbesondere erfindungsgemäß betrieben, so lange der Katalysator noch nicht auf eine Betriebstemperatur aufgewärmt ist und/oder so lange das vom Fahrer gewünschte Moment in einem erfindungsgemäßen Betrieb darstellbar ist. Wünscht der Fahrer mehr Drehmoment, als der spät gestellte Zündwinkel zulässt, muss dieser früh gestellt werden und der der erfindungsgemäße Betrieb wird beendet.The advantage of a multi-variable control is that a coordinated operation of the actuators a more precise control is possible, especially in transient phases. Since the air-fuel ratio has a major impact on pollutant emissions during warm-up (the catalyst does not work at low temperatures), this benefit can lead to a reduction in emissions. The engine warm-up as an area of application of the invention comprises in particular an operating state in which the catalyst is still not warmed up to an operating temperature. The internal combustion engine is thus operated in particular according to the invention, as long as the catalyst is not warmed up to an operating temperature and / or as long as the driver desired torque in an operation according to the invention can be displayed. If the driver wishes more torque than the late-set ignition angle allows, it must be set early and the operation according to the invention is terminated.

Die Vorteile der Erfindung zeigen sich vor allem im transienten Motorenbetrieb, welcher durch sich schnell ändernde Sollwerte der Regelgrößen gekennzeichnet ist.The advantages of the invention are particularly evident in transient engine operation, which is characterized by rapidly changing setpoint values of the controlled variables.

Die Mehrgrößenregelung ermöglicht das Einhalten engerer Grenzen der Regelgrößen um die entsprechenden Sollwerte dadurch, dass die Aktuatoren in koordinierter Weise verändert werden können und somit Quereinflüsse der unterschiedlichen Regelpfade reduziert werden können. Des Weiteren führt die Mehrgrößenregelung zu einem stabileren Motorenbetrieb bei späten Verbrennungslagen und mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnissen, welche im Motorenwarmlauf durchaus erforderlich sind. Diese Betriebspunkte zeichnen sich durch eine hohe Variation konsekutiver Verbrennungsvorgänge aus und entsprechend ist die Einhaltung engerer Grenzen um die Sollwerte hilfreich zur Stabilisierung des Motorenbetriebs. Als Konsequenz erlaubt die Mehrgrößenregelung eine Reduktion der Emissionen im Warmlauf, da Abweichungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom entsprechenden Sollwert, welche zu erhöhten Emissionen führen, reduziert werden.The multi-variable control makes it possible to maintain narrower limits of the controlled variables by the corresponding setpoint values in that the actuators can be changed in a coordinated manner and thus cross-influences of the different control paths can be reduced. Furthermore, the multi-variable control leads to a more stable engine operation in late combustion situations and lean air-fuel ratios, which are quite necessary in engine warm-up. These operating points are characterized by a high variation of consecutive combustion processes and, accordingly, compliance with narrower limits around the setpoints is helpful in stabilizing engine operation. As a consequence, the multi-variable control allows a reduction in emissions during warm-up, as deviations of the air-fuel ratio from the corresponding setpoint, which lead to increased emissions, are reduced.

Die Regelung zylinderindividueller Verbrennungscharakteristiken, wie z.B. des indizierten Mitteldrucks, der Verbrennungslage oder des zylinderindividuellen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, erlaubt es, eine, mehrere oder alle dieser Charakteristiken in jedem Zylinder gleichzustellen, d.h. auf denselben Sollwert zu regeln. Dies unterstützt einen stabilen Motorenbetrieb in Bereichen, wo eine nicht zylinderindividuelle Regelung durch das natürliche Auftreten von zylinderindividuellen Unterschieden beeinträchtigt wird. Der stabilere Motorenbetrieb wiederum erlaubt eine spätere Verbrennungslage, was zu einem schnelleren Aufheizen des Katalysators führt. Die Gleichstellung des zylinderindividuellen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses führt zusätzlich zu einer Reduktion der Schadstoffemissionen.The control of cylinder individual combustion characteristics, e.g. of the indicated mean pressure, combustion position, or cylinder-individual air-fuel ratio, allows one, several, or all of these characteristics to be equalized in each cylinder, i. to the same setpoint. This supports stable engine operation in areas where non-cylinder control is affected by the natural occurrence of individual cylinder differences. The more stable engine operation in turn allows a later combustion position, which leads to a faster heating of the catalyst. The equalization of the cylinder-individual air-fuel ratio leads in addition to a reduction of pollutant emissions.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control device of a motor vehicle is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the method in the form of a computer program is advantageous because this causes very low costs, especially if an executive controller is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

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

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is illustrated schematically by means of embodiments in the drawing and will be described below with reference to the drawing.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit einem Steuergerät. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with a control unit.
  • 2 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines Reglers mit vorteilhaften Eingabe- und Ausgabegrößen zur Implementierung der Erfindung. 2 Fig. 2 shows schematically in a block diagram a preferred embodiment of a controller with advantageous input and output variables for implementing the invention.
  • 3 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines erweiterten Reglers mit vorteilhaften Eingabe- und Ausgabegrößen zur Implementierung der Erfindung. 3 Figure 3 shows schematically in a block diagram a preferred embodiment of an extended controller with advantageous input and output sizes for implementing the invention.
  • 4 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines Reglers mit vorteilhaften Eingabe- und Ausgabegrößen zur Implementierung der Erfindung, wobei eine Gleichstellung einer umgesetzten mechanischen Energie pro Verbrennung stattfindet. 4 schematically shows in a block diagram a preferred embodiment of a controller with advantageous input and output variables for implementing the invention, wherein an equalization of a converted mechanical energy per combustion takes place.
  • 5 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines Reglers mit vorteilhaften Eingabe- und Ausgabegrößen zur Implementierung der Erfindung. 5 Fig. 2 shows schematically in a block diagram a preferred embodiment of a controller with advantageous input and output variables for implementing the invention.
  • 6 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines Reglers mit vorteilhaften Eingabe- und Ausgabegrößen zur Implementierung der Erfindung, wobei eine Gleichstellung einer Verbrennungslage stattfindet. 6 schematically shows in a block diagram a preferred embodiment of a regulator with advantageous input and output variables for implementing the invention, wherein an equalization of a combustion position takes place.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist ein Verbrennungsmotor (Brennkraftmaschine) 1 dargestellt, bei dem ein Kolben 2 in einem Zylinder 3 auf- und abbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, an den über Ventile 5 ein Ansaugrohr 6 und ein Abgasrohr 7 angeschlossen sind.In 1 is an internal combustion engine (internal combustion engine) 1 shown in which a piston 2 in a cylinder 3 can be moved up and down. The cylinder 3 is with a combustion chamber 4 provided to the over valves 5 an intake pipe 6 and an exhaust pipe 7 are connected.

Das Ansaugrohr 6 ist mit dem Abgasrohr 7 über ein Abgasrückführventil 13 mit einer Ventilklappe 13a als Stellglied zur externen Abgasrückführung verbunden. Die Ventilklappe 13a ist mit einem Signal EGR von einem Steuergerät (ECU) 16 ansteuerbar. The intake pipe 6 is with the exhaust pipe 7 via an exhaust gas recirculation valve 13 with a valve flap 13a connected as an actuator for external exhaust gas recirculation. The valve flap 13a is with a signal EGR from a control unit (ECU) 16 controllable.

Des Weiteren sind mit dem Brennraum 4 ein mit einem Signal TI ansteuerbares Einspritzventil 8 und eine mit einem Signal ZW ansteuerbare Zündkerze 9 verbunden. Die Brennkraftmaschine 1 gemäß 1 beruht auf dem Fremdzündungsverfahren. Es sei jedoch klargestellt, dass die Erfindung nicht vom Zündverfahren der Brennkraftmaschine abhängt und auch für Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung gut geeignet ist.Furthermore, with the combustion chamber 4 one with a signal TI controllable injection valve 8th and one with a signal ZW controllable spark plug 9 connected. The internal combustion engine 1 according to 1 is based on the spark ignition process. It should be understood, however, that the invention is not dependent on the method of ignition of the internal combustion engine and is well suited for internal combustion engines with auto-ignition.

Der Brennraum 4 ist mit einem Zylinderdrucksensor 15 ausgerüstet, der ein Signal P für den Druck im Brennraum ausgibt.The combustion chamber 4 is with a cylinder pressure sensor 15 equipped with a signal P for the pressure in the combustion chamber.

In dem Ansaugrohr 6 sind ein Ladedrucksensor 18, der ein Signal LD ausgibt, das den Ladedruck im Saugrohr anzeigt, und eine Drosselklappe 12, deren Drehstellung mittels eines Signals DK einstellbar ist, untergebracht. Zwischen dem Luftmassensensor 10 und der Drosselklappe 12 wäre bei Motoren mit Turboaufladung der Kompressor eines Turboladers angeordnet.In the intake pipe 6 are a boost pressure sensor 18 that a signal LD which indicates the boost pressure in the intake manifold and a throttle valve 12 whose rotational position by means of a signal DK is adjustable, housed. Between the air mass sensor 10 and the throttle 12 For turbocharged engines, the supercharger of a turbocharger would be arranged.

Das Ansaugrohr 6 ist weiterhin mit einem Luftmassensensor 10 und das Abgasrohr 7 mit einem Lambda-Sensor 11 versehen. Der Luftmassensensor 10 misst die Luftmasse der dem Ansaugrohr 6 zugeführten Frischluft und erzeugt in Abhängigkeit davon ein Signal LM. Der Lambda-Sensor (Lambda-Sonde) 11 misst den Sauerstoffgehalt des Abgases in dem Abgasrohr 7 und erzeugt in Abhängigkeit davon ein Signal Lambda (λ). Der Lambda-Sonde 11 ist eine Auspuffanlage (nicht gezeigt) einschließlich eines Katalysators, bspw. 3-Wege-Katalysators, nachgeschaltet. Bei Motoren mit Turboaufladung wäre nach der Lambdasonde die Turbine eines Turboladers verbaut.The intake pipe 6 is still with an air mass sensor 10 and the exhaust pipe 7 with a lambda sensor 11 Mistake. The air mass sensor 10 measures the air mass of the intake pipe 6 supplied fresh air and generated in response to a signal LM , The lambda sensor (lambda probe) 11 measures the oxygen content of the exhaust gas in the exhaust pipe 7 and generates a signal lambda (in dependence thereon). λ ). The lambda probe 11 is an exhaust system (not shown) including a catalyst, for example. 3-way catalyst downstream. In turbocharged engines, the turbine of a turbocharger would be installed after the lambda probe.

Im Betrieb wird durch den angetriebenen Kolben eine Kurbelwelle 14 in eine Drehbewegung versetzt, über die letztendlich die Räder des Kraftfahrzeugs angetrieben werden.In operation, the driven piston becomes a crankshaft 14 offset in a rotational movement over which ultimately the wheels of the motor vehicle are driven.

Es versteht sich, dass eine Brennkraftmaschine mit Fremd- oder Selbstzündung mehr als einen Zylinder aufweisen kann, die derselben Kurbelwelle sowie demselben Abgasrohr zugeordnet sind und eine Abgasbank bilden.It is understood that an internal combustion engine with external or self-ignition may have more than one cylinder, which are assigned to the same crankshaft and the same exhaust pipe and form an exhaust bank.

Das Steuergerät 16 ist mit einem Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium, insbesondere in einem Read-Only-Memory (ROM), ein Programm abgespeichert hat, das dazu eingerichtet ist, die gesamte Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine 1 durchzuführen.The control unit 16 is provided with a microprocessor which has stored in a storage medium, in particular in a read-only memory (ROM), a program which is adapted to the entire control and / or regulation of the internal combustion engine 1 perform.

Das Steuergerät 16 ist dazu von Eingangssignalen beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 16 mit dem Luftmassensensor 10, dem Lambda-Sensor 11, dem Zylinderdrucksensor 15 und dem Ladedruck-Sensor 18 verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät 16 mit einem Fahrpedalsensor 17 verbunden, der ein Signal FP erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das von dem Fahrer angeforderte Moment angibt. Das Steuergerät 16 erzeugt Ausgangssignale, mit denen über Aktoren das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 entsprechend der erwünschten Steuerung und/oder Regelung beeinflusst werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 16 mit dem AGR-Ventil 13, dem Einspritzventil 8, der Zündkerze 9 und der Drosselklappe 12 verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale EGR, TI, ZW und DK.The control unit 16 is acted upon by input signals representing operating variables of the internal combustion engine measured by means of sensors. For example, the controller 16 with the air mass sensor 10 , the lambda sensor 11 , the cylinder pressure sensor 15 and the boost pressure sensor 18 connected. Furthermore, the control unit 16 with an accelerator pedal sensor 17 connected, which generates a signal FP indicating the position of a driver operable accelerator pedal and thus the requested by the driver torque. The control unit 16 generates output signals with which the behavior of the internal combustion engine via actuators 1 can be influenced according to the desired control and / or regulation. For example, the controller 16 with the EGR valve 13 , the injector 8th , the spark plug 9 and the throttle 12 connected and generates the signals required for their control EGR . TI . ZW and DK ,

Das Steuergerät 16 ist insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung werden während eines Warmlaufens des Verbrennungsmotors die Drosselklappe 12, das Einspritzventil 8 und die Zündkerze 9 von dem Steuergerät 16 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung angesteuert.The control unit 16 is set up in particular for carrying out a method according to the invention. In a preferred embodiment of the invention, during a warm-up of the internal combustion engine, the throttle valve 12 , the injection valve 8th and the spark plug 9 from the controller 16 driven according to a preferred embodiment of the invention.

In den 2 bis 6 sind unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung, die in dem Steuergerät implementiert sein können, anhand von unterschiedlichen Regelschemata dargestellt, wobei gleiche Elemente sowie Ein- und Ausgabegrößen nicht mehrfach erläutert werden. Dabei werden Sollwerte mit dem Index ref und Istwerte mit dem Index meas bezeichnet.In the 2 to 6 are different embodiments of the invention, which may be implemented in the control unit, illustrated by means of different control schemes, wherein the same elements and input and output variables are not explained several times. In this case, setpoints with the index ref and actual values with the index meas are designated.

Gewisse Verbrennungscharakteristiken, wie z.B. die Verbrennungslage (engl. center of combustion, COC), die umgesetzte mechanische Energie pro Verbrennung (charakterisiert durch den indizierten Mitteldruck, PMI) oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung (Lambda), können zylinderindividuell oder über alle Zylinder gemittelt bestimmt werden.Certain combustion characteristics, such as the combustion point (center of combustion, COC ), the converted mechanical energy per combustion (characterized by the indicated mean pressure, PMI ) or the air-fuel ratio during combustion (lambda) can be determined individually for each cylinder or averaged over all cylinders.

Jedoch können durch Unterschiede in der Zusammensetzung der Füllung der individuellen Zylinder nicht alle Verbrennungs-Charakteristiken gleichzeitig in allen Zylindern auf denselben Wert geregelt werden. Bei unterschiedlicher Füllung führt z.B. ein identisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei einer identischen Verbrennungslage zu unterschiedlichen indizierten Arbeiten pro Arbeitsspiel. Die Anforderung, unter diesen Bedingungen trotzdem eine Regelung unterschiedlicher Verbrennungscharakteristiken gleichzeitig durchzuführen, kann damit erfüllt werden, dass eine gewisse Charakteristik, wie z.B. die Verbrennungslage, nur im Mittel über alle Zylinder geregelt wird, während andere Charakteristiken zylinderindividuell geregelt werden.However, due to differences in the composition of the filling of individual cylinders, not all combustion characteristics can be controlled to the same value simultaneously in all cylinders. In the case of different filling, for example, an identical air-fuel ratio leads to different indicated work per working cycle with an identical combustion position. The requirement under these conditions nevertheless a regulation of different To perform combustion characteristics simultaneously, it can be satisfied that a certain characteristic, such as the combustion position, is controlled only in the middle over all cylinders, while other characteristics are controlled individually for each cylinder.

Folglich sind unterschiedliche Arten vorstellbar, in welchen die Mehrgrößenregelung basierend auf Verbrennungscharakteristiken umgesetzt werden kann, wovon nachfolgend einige Beispiele erläutert werden.Consequently, different types are conceivable in which the multi-variable control can be implemented based on combustion characteristics, of which some examples are explained below.

2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Mehrgrößenreglers C zur Regelung der Regelgrößen Motordrehzahl ωe in [rad/s], Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung λ und Verbrennungslage COC in [°KW] (engl. crank angle, CA) auf jeweils einen zugehörigen Sollwert unter Verwendung der Stellgrößen Drosselklappenstellung uα in [%], Einspritzdauer uφ in [ms] und Zündwinkel uζ in [°KW]. Der Mehrgrößenregler C selbst kann nach herkömmlichen Gesichtspunkten entworfen werden und sich bekannter Mehrgrößenregelungsverfahren bedienen. 2 shows an exemplary embodiment of a multi-variable controller C for controlling the controlled variables engine speed ω e in [rad / s], air-fuel ratio during combustion λ and combustion position COC in [° CA] (crank angle, CA ) to one associated setpoint using the manipulated variables throttle position u α in [%], injection duration u φ in [ms] and ignition angle u ζ in [° CA]. The multi-variable controller C itself can be designed according to conventional criteria and can be used for known multivariable control methods.

Die hier dargestellte Reglerstruktur basiert drauf, dass die Verbrennungscharakteristiken über alle Zylinder gemittelt erworben werden können. Die Stellgrößen werden entsprechend für alle Zylinder auf die gleichen Werte gestellt. Somit existiert ein einziger Regler für eine Mehrzahl individueller Zylinder. Der Vorteil dieser Reglerstruktur ist die Möglichkeit, die Aktuatoren in koordinierter Weise zu verändern.The controller structure shown here is based on the fact that the combustion characteristics can be acquired averaged over all cylinders. The manipulated variables are set to the same values for all cylinders. Thus, there is a single controller for a plurality of individual cylinders. The advantage of this controller structure is the ability to change the actuators in a coordinated manner.

3 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Mehrgrößenreglers C zur Regelung der zylinderübergreifenden Regelgröße Motordrehzahl ωe und der zylinderindividuellen Regelgrößen Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung λi (i: Index eines Zylinders; hier beispielsweise 1 bis 3) und Verbrennungslage COCi auf jeweils einen zugehörigen Sollwert unter Verwendung der zylinderübergreifenden Stellgröße Drosselklappenstellung uα und der zylinderindividuellen Stellgrößen Einspritzzeit uφ,i und Zündwinkel uζ,i . 3 shows a further exemplary embodiment of a multi-variable controller C for controlling the cross-cylinder control variable engine speed ω e and the cylinder-specific controlled variables air-fuel ratio during combustion λ i (i: index of a cylinder, here for example 1 to 3) and combustion position COC i to each one associated setpoint using the cross-cylinder control variable throttle position u α and the cylinder-specific manipulated variables injection time u φ, i and ignition angle u ζ, i ,

Diese Reglerstruktur setzt voraus, dass die Verbrennungscharakteristiken λi und COCi zylinderindividuell erworben werden können. Dies erlaubt eine zylinderindividuelle Regelung, was zu einem stabileren Motorenbetrieb im Warmlauf führen kann, weil zylinderindividuelle Unterschiede reduziert werden können und entsprechend ein ruhigerer Motorenbetrieb resultiert. Zeitgleich werden die Aktuatoren in koordinierter Weise verändert, was die Regelung speziell des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in engeren Grenzen um den Sollwert ermöglicht. Auch in diesem Fall existiert ein einziger Regler C für eine Mehrzahl individueller Zylinder i=1,...,3. Wie bereits erläutert, kann der Mehrgrößenregler C selbst nach herkömmlichen Gesichtspunkten entworfen werden und sich bekannter Mehrgrößenregelungsverfahren bedienen. Es kann sich beispielsweise um einen linearisierten Standardnormalform-Regler handeln.This regulator structure assumes that the combustion characteristics λ i and COC i can be purchased individually for each cylinder. This allows a cylinder-specific control, which can lead to a more stable engine operation during warm-up, because cylinder-individual differences can be reduced and correspondingly results in a quieter engine operation. At the same time, the actuators are changed in a coordinated manner, which allows the regulation of the air-fuel ratio in particular within narrower limits around the setpoint. Also in this case, there is a single controller C for a plurality of individual cylinders i = 1, ..., 3. As already explained, the multi-variable controller C even be designed according to conventional criteria and use known Mehrgrößenregelungsverfahren. It may be, for example, a linearized standard normal-form controller.

Die Möglichkeit, spezifische Verbrennungscharakteristiken individuell zu regeln, während andere gemittelt über mehrere Zylinder eingeregelt werden, erlaubt die Verwendung zylinderindividueller Regler, welche jedoch alle die gleiche Struktur haben können.The ability to individually control specific combustion characteristics, while others are averaged over multiple cylinders, allows the use of individual cylinder regulators, all of which may have the same structure.

Eine beispielhafte Ausführungsform wird nachfolgend anhand der 4 und 5 erläutert. Dabei zeigt 4 ein bevorzugtes Regelschema mit einer Gleichstellung der zylinderindividuellen indizierten Mitteldrücke PMI i.An exemplary embodiment will be described below with reference to FIG 4 and 5 explained. It shows 4 a preferred control scheme with an equality of the cylinder-specific indexed mean pressures PMI i .

Die in 4 gezeigte Reglerstruktur dient zur Regelung der zylinderindividuellen Regelgrößen indizierter Mitteldruck PMIi , Luft-Kraftstoff-Verhältnis λi und Verbrennungslage COCi auf jeweils einen zugehörigen Sollwert unter Verwendung der zylinderübergreifenden Stellgröße Drosselklappenstellung uα und der zylinderindividuellen Stellgrößen Einspritzdauer uφ,i und Zündwinkel uζ,i . Die Regelung ist dabei in mehrere Blöcke aufgeteilt.In the 4 shown regulator structure is used to control the cylinder-specific control variables indexed mean pressure PMI i , Air-fuel ratio λ i and combustion position COC i to each one associated setpoint using the cross-cylinder control variable throttle position u α and the cylinder-specific manipulated variables injection duration u φ, i and ignition angle u ζ, i , The control is divided into several blocks.

Ein Regler C0 dient zum Bestimmen eines Sollwerts für den indizierten Mitteldruck aus der Drehzahl. Dieser Sollwert PMIref wird mit zylinderindividuellen Istwerten PMIi,meas verglichen und die sich ergebende Regelabweichung jeweils einem von drei zylinderindividuellen Reglern Cyl1, Cyl2, Cyl3 zugeführt. Der Sollwert kann dabei z.B. über eine einfache Vorsteuerung bestimmt werden, welche eine Drehzahl-Anforderung ωe,ref in eine Anforderung an die indizierte Arbeit umrechnet.A regulator C 0 Used to determine a setpoint for the indicated mean pressure from the speed. This setpoint PMI ref is with cylinder-specific actual values PMI i, meas and the resulting control deviation in each case one of three cylinder-specific controllers CYL1 . CYL2 . CYL3 fed. The setpoint can be determined, for example, via a simple feedforward control, which is a speed request ω e, ref converted into a requirement for the indexed work.

Die Verbrennungslage COC als zweite Verbrennungs-Charakteristik wird in diesem Fall in einem Block mean über alle Zylinder gemittelt, bevor der entsprechende Wert als gemittelter Istwert zur Regelung verwendet wird. Es ist auch denkbar, den maximalen Wert der individuellen Verbrennungslagen als Eingang in den Regler zu verwenden.The combustion situation COC In this case, the second combustion characteristic is averaged over all cylinders in a block mean before the corresponding value is used as the averaged actual value for regulation. It is also conceivable to use the maximum value of the individual combustion positions as input to the regulator.

Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λref als dritte Verbrennungs-Charakteristik wird ebenfalls mit zylinderindividuellen Istwerten λi,meas verglichen und die sich ergebende Regelabweichung jeweils einem von den drei zylinderindividuellen Reglern Cyl1, Cyl2, Cyl3 zugeführt.The air-fuel ratio λ ref as a third combustion characteristic is also with individual cylinder actual values λ i, meas and the resulting control deviation in each case one of the three cylinder-specific controllers CYL1 . CYL2 . CYL3 fed.

Da die Drosselklappe, welche den Aktuator für den Luftpfad darstellt, üblicherweise nicht zylinderindividuell eingestellt werden kann, werden die Anforderungen uα,i der unterschiedlichen zylinderindividuellen Regler in einem Block mean gemittelt, bevor sie als Mittelwert uα an den Aktuator geschickt werden. Im stationären Betrieb führt diese Mittelung zu Unterschieden zwischen den individuell geforderten Aktuatorstellungen und dem effektiv geregelten Wert. Diese Tatsache ist jedoch nebensächlich, da die individuellen Regler im stationären Betrieb Nullwerte als Eingänge der individuellen Regelfehler erhalten. Im transienten Betrieb können die Anforderungen der individuellen Regler leicht unterschiedlich ausfallen, die Trends der Aktuatorsollwert-Änderungen sind jedoch für alle Zylinder gleich, d.h. der Trend der gemittelten Wert verhält sich sehr ähnlich zu den geforderten individuellen Trends.Since the throttle, which is the actuator for the air path, usually can not be set individually for each cylinder, the requirements u α, i the different cylinder-specific controller averaged in a block mean before it as a mean value u α be sent to the actuator. In stationary operation, this averaging leads to differences between the individually required actuator positions and the effectively regulated value. However, this fact is irrelevant, since the individual controllers receive zero values as inputs of the individual control errors in stationary operation. In transient operation, the requirements of the individual controllers may be slightly different, but the trends in actuator setpoint changes are the same for all cylinders, ie, the trend of the averaged value is very similar to the required individual trends.

Ein Vorteil dieser Reglerstruktur ist, dass ein identischer, relativ einfacher Regler (in diesem Falle der Dimension 3×3) für alle Zylinder verwendet werden kann. D.h. unabhängig von der Anzahl Zylinder, die der Motor hat, kann der gleiche Regler verwendet werden, je einer pro Zylinder.An advantage of this regulator structure is that an identical, relatively simple regulator (in this case the 3 × 3 dimension) can be used for all cylinders. That regardless of the number of cylinders that the engine has, the same controller can be used, one per cylinder.

Die durch diese Reglerstruktur erreichte Gleichstellung der indizierten Arbeit pro Arbeitsspiel führt zu einem ruhigen Motorenbetrieb da die Drehmomenterzeugung gleichmäßig über alle Zylinder verteilt ist.The equality of indicated work per cycle achieved by this regulator structure results in quiet engine operation since torque generation is evenly distributed across all cylinders.

Ein beispielhafter Aufbau eines solchen Reglers Cyl i ist in 5 dargestellt. In der gezeigten Standard-Zustandsraumdarstellung umfasst der Regler (oBdA) eine Steuermatrix B, einen Integrator ∫, eine Beobachtungsmatrix C, eine Systemmatrix A und eine Durchgangsmatrix D.An exemplary structure of such a regulator cyl i is in 5 shown. In the standard state space representation shown, the controller (oBdA) comprises a control matrix B , an integrator ∫, an observation matrix C , a system matrix A and a transit matrix D ,

Eine weitere beispielhafte Ausführungsform wird nachfolgend anhand von 5 erläutert, die ein bevorzugtes Regelschema mit einer Gleichstellung der zylinderindividuellen Verbrennungslage COCi zeigt.Another exemplary embodiment will be described below with reference to FIG 5 which illustrates a preferred control scheme with an equalization of the cylinder-specific combustion position COC i shows.

Die in 6 gezeigte Reglerstruktur dient wieder zur Regelung der zylinderübergreifenden Regelgröße Motordrehzahl ωe und der zylinderindividuellen Regelgrößen Luft-Kraftstoff-Verhältnis λi und Verbrennungslage COCi auf jeweils einen zugehörigen Sollwert unter Verwendung der zylinderübergreifenden Stellgröße Drosselklappenstellung uα und der zylinderindividuellen Stellgrößen Einspritzdauer uφ,i und Zündwinkel uζ,i . Die Regelung ist dabei in drei zylinderindividuelle Blöcke Cyl1 bis Cyl3 aufgeteilt.In the 6 shown controller structure is again used to control the cross-cylinder control variable engine speed ω e and the cylinder-specific controlled variables air-fuel ratio λ i and combustion position COC i to each one associated setpoint using the cross-cylinder control variable throttle position u α and the cylinder-specific manipulated variables injection duration u φ, i and ignition angle u ζ, i , The control is in three cylinder-individual blocks CYL1 to CYL3 divided up.

Der Einsatz dieser Reglerstruktur ist einfach, da der Aufbau der einzelnen Regler identisch ist und das System somit einfach skalierbar ist. Bei Motoren mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zylindern kann die entsprechende Anzahl der Regler einfach angepasst werden. Die Möglichkeit, die Verbrennungslage in allen Zylinder auf einen identischen (und insbesondere späten) Wert zu regeln, erlaubt ein schnelles Aufheizen des Katalysators.The use of this controller structure is simple, since the structure of the individual controllers is identical and the system is therefore easily scalable. For engines with a different number of cylinders, the appropriate number of controls can be easily adjusted. The ability to control the combustion position in all cylinders to an identical (and especially late) value allows rapid heating of the catalyst.

Claims (13)

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (1) während eines Warmlaufens, wobei wenigstens zwei Regelgrößen ausgewählt aus einer eine Motordrehzahl (ωe) kennzeichnenden Größe, einer ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung (λ) kennzeichnenden Größe sowie einer eine Verbrennungslage (COC) kennzeichnenden Größe jeweils im Rahmen einer Mehrgrößenregelung auf einen Sollwert geregelt werden, wobei im Rahmen der Mehrgrößenregelung wenigstens zwei Stellgrößen ausgewählt aus einer eine Luftmenge charakterisierenden Größe (uα), einer eine Einspritzmenge charakterisierenden Größe (uφ,i) und einer einen Zündwinkel charakterisierenden Größe (uζ,) bestimmt werden.Method for operating an internal combustion engine (1) during warm-up, wherein at least two controlled variables selected from a variable characterizing an engine speed (ω e ), a variable characterizing an air-fuel ratio during combustion (λ) and a combustion position (COC) in the context of multivariable control, at least two manipulated variables selected from a variable (u α ) characterizing an air quantity, a variable (u φ, i ) characterizing an injection quantity and a variable characterizing an ignition angle (u ζ, ) be determined. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verbrennungsmotor (1) wenigstens zwei Zylinder (3) aufweist.Method according to Claim 1 , wherein the internal combustion engine (1) has at least two cylinders (3). Verfahren nach Anspruch 2, wobei die die Motordrehzahl (ωe) kennzeichnende Größe zylinderindividuell oder zylinderübergreifend geregelt wird und/oder wobei die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung (λ) kennzeichnende Größe zylinderindividuell oder zylinderübergreifend geregelt wird und/oder wobei die die Verbrennungslage (COC) kennzeichnende Größe zylinderindividuell oder zylinderübergreifend geregelt wird.Method according to Claim 2 in which the variable characterizing the engine speed (ω e ) is regulated individually or across cylinders and / or wherein the variable characterizing the air / fuel ratio during combustion (λ) is controlled individually or cross-cylinder and / or wherein the combustion position (COC) characteristic size is controlled cylinder-specific or cross-cylinder. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die die Motordrehzahl (ωe) kennzeichnende Größe zylinderindividuell auf denselben Sollwert geregelt wird und/oder wobei die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung (λ) kennzeichnende Größe zylinderindividuell auf denselben Sollwert geregelt wird und/oder wobei die die Verbrennungslage (COC) kennzeichnende Größe zylinderindividuell auf denselben Sollwert geregelt wird.Method according to Claim 3 in which the variable characterizing the engine speed (ω e ) is controlled to the same desired value for each cylinder individually and / or the variable characterizing the air-fuel ratio during combustion (λ) is individually adjusted to the same desired value and / or the combustion position ( COC) characterizing size cylinder is individually controlled to the same setpoint. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die die Motordrehzahl (ωe) kennzeichnende Größe zylinderübergreifend auf einen Sollwert geregelt wird und wobei die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Verbrennung (λ) kennzeichnende Größe zylinderindividuell auf denselben Sollwert geregelt wird und wobei die die Verbrennungslage (COC) kennzeichnende Größe zylinderindividuell auf denselben Sollwert geregelt wird.Method according to Claim 3 in which the variable characterizing the engine speed (ω e ) is regulated across cylinders to a setpoint value and wherein the variable characterizing the air / fuel ratio during combustion (λ) is individually controlled to the same setpoint value and the variable characterizing the combustion position (COC) cylinder is individually controlled to the same setpoint. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei für jeden der wenigstens zwei Zylinder (3) ein eigener Regler (Cyl1, Cyl2, Cyl3) verwendet wird.Method according to one of Claims 2 to 5 , wherein for each of the at least two cylinders (3) a separate controller (Cyl1, Cyl2, Cyl3) is used. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die von jedem der Regler ausgegebene eine Luftmenge charakterisierenden Größe (uα,1, uα,2, uα,3) zu einer gemeinsamen Stellgröße (uα) verrechnet werden.Method according to Claim 6 in which the quantities (u α, 1 , u α, 2 , uα, 3 ) output by each of the regulators are calculated into a common manipulated variable (u α ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als die die Motordrehzahl (ωe) kennzeichnende Größe ein indizierter Mitteldruck (PMI) geregelt wird. Method according to one of the preceding claims, wherein an indexed mean pressure (PMI) is regulated as the variable characterizing the engine speed (ω e ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Istwert der eine Verbrennungslage (COC) kennzeichnenden Größe mittels eines Zylinderdrucksensors (15) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein an actual value of a combustion characteristic (COC) characterizing size by means of a cylinder pressure sensor (15) is determined. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das durchgeführt wird, so lange ein dem Verbrennungsmotor nachgeschalteter Katalysator noch nicht auf eine Betriebstemperatur aufgewärmt ist und/oder so lange ein vom Fahrer gewünschtes Moment im Rahmen der Mehrgrößenregelung darstellbar ist.Method according to one of the preceding claims, which is carried out as long as a catalytic converter connected downstream of the internal combustion engine is not yet warmed up to an operating temperature and / or as long as a torque desired by the driver can be displayed in the context of the multi-variable control. Recheneinheit (16), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Arithmetic unit (16), which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (16) dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.Computer program that causes a computing unit (16) to perform a method according to one of Claims 1 to 10 when executed on the computing unit. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 12.Machine-readable storage medium with a computer program stored thereon Claim 12 ,
DE102017215566.3A 2017-09-05 2017-09-05 Method for operating an internal combustion engine during warm-up Pending DE102017215566A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017215566.3A DE102017215566A1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Method for operating an internal combustion engine during warm-up
CN201811025699.1A CN109424464A (en) 2017-09-05 2018-09-04 Method for running combustion motors during heat engine is run

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017215566.3A DE102017215566A1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Method for operating an internal combustion engine during warm-up

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017215566A1 true DE102017215566A1 (en) 2019-03-07

Family

ID=65364056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017215566.3A Pending DE102017215566A1 (en) 2017-09-05 2017-09-05 Method for operating an internal combustion engine during warm-up

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109424464A (en)
DE (1) DE102017215566A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024068525A1 (en) * 2022-09-26 2024-04-04 Robert Bosch Gmbh Method of operating an internal combustion engine close to a combustion limit in the low power range

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0112338D0 (en) * 2001-05-21 2001-07-11 Ricardo Consulting Eng Improved engine management
CN101285426B (en) * 2007-04-09 2010-10-06 山东申普汽车控制技术有限公司 Method for combined pulse spectrum controlling engine idle speed
DE102010030404A1 (en) * 2010-06-23 2011-12-29 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine
CN202194731U (en) * 2011-08-03 2012-04-18 湛江德利化油器有限公司 Electric control unit of small engine
DE102015207274A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-27 Robert Bosch Gmbh Method for noise-reducing control of switchable valves, in particular injection valves of an internal combustion engine of a motor vehicle
CN107120204B (en) * 2017-06-28 2019-11-12 上汽通用汽车有限公司 Control method, storage medium and the electronic equipment of engine start

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024068525A1 (en) * 2022-09-26 2024-04-04 Robert Bosch Gmbh Method of operating an internal combustion engine close to a combustion limit in the low power range

Also Published As

Publication number Publication date
CN109424464A (en) 2019-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2029872B1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE112007002941B4 (en) Engine warm-up of an engine with homogeneous compression ignition
DE112013007227B4 (en) Control method for an internal combustion engine
DE112013007151B4 (en) Control device for engine with internal combustion
DE102012209382B4 (en) Method of Combustion Phasing Control in HCCI Combustion
DE112005001662T5 (en) Combustion control on a HCCI engine
DE102012204112B4 (en) MACHINE CONTROL SYSTEM WITH ACTUATOR CONTROL
WO2011082919A1 (en) Method for controlling an hcci combustion in a reactor of an internal combustion engine
DE112015006302B4 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE OPERATION OF AN COMBUSTION ENGINE
DE102006053253B4 (en) Method for operating an internal combustion engine
WO2009143858A1 (en) Method for controlling an injection process of an internal combustion engine, control device for an internal combustion engine and an internal combustion engine
DE112010005933B4 (en) Control device for an internal combustion engine
DE10064652B4 (en) Method and device for rapidly changing a torque of an internal combustion engine
DE102017215566A1 (en) Method for operating an internal combustion engine during warm-up
WO2005054648A1 (en) Method and device for controlling an internal combustion engine
DE102005046952A1 (en) Method and device for controlling an internal combustion engine
EP3317505B1 (en) Internal combustion engine comprising a control device
DE19813377A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE10046446A1 (en) Regulating of IC engine regarding engagements in at least one adjustable variable of IC engine so that desired torque or work to be applied at crankshaft of IC engine is determined
WO2013159875A1 (en) Method for controlling and regulating an internal combustion engine according to the hcci combustion method
WO2016055465A1 (en) Method for determining a torque reserve
DE102015214930B4 (en) A method of changing a split to manifold injection and direct injection in an internal combustion engine
EP2534354A1 (en) Method for controlling air system states in an intake manifold of an internal combustion engine
DE102009018735A1 (en) Internal combustion engine has Otto-motor spontaneous ignition with internal- and external exhaust-gas recirculation systems, where cylinder pressure sensor stays in connection with control unit
DE102019204855A1 (en) Method for regulating the operation of a spark-ignition internal combustion engine