DE102019100880B3 - Method for operating an internal combustion engine and control device for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Brennkraftmaschine wird abhängig von einem Fahrerwunschdrehmoment (2) eingestellt. Das Fahrerwunschdrehmoment (2) wird mit einem Ausgleichsparameter (3) zur Berücksichtigung einer systembedingten Totzeit der Brennkraftmaschine verrechnet. Dabei wird der Ausgleichsparameter (3) aus einem Gradienten (4) des Fahrerwunschdrehmoments (2) und einer Totzeitkenngröße (5) berechnet.The present invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle. The internal combustion engine is set as a function of a driver's desired torque (2). The driver's desired torque (2) is offset against a compensation parameter (3) to take into account a system-related dead time of the internal combustion engine. The compensation parameter (3) is calculated from a gradient (4) of the driver's desired torque (2) and a dead time parameter (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine wird abhängig von wenigstens einem Fahrerwunschdrehmoment eingestellt. Das Fahrerwunschdrehmoment wird mit wenigstens einem Ausgleichsparameter zur Berücksichtigung systembedingter Totzeit der Brennkraftmaschine verrechnet.The present invention relates to a method for operating an internal combustion engine and a control device for an internal combustion engine. The internal combustion engine is set as a function of at least one driver's desired torque. The driver's desired torque is offset against at least one compensation parameter to take into account system-related dead time of the internal combustion engine.

Im Fahrbetrieb und besonders bei Lastwechseln ist es in der Regel erwünscht, dass das Basismoment der Brennkraftmaschine und besonders eines Ottomotors möglichst genau dem Drehmoment entspricht, welches vom Fahrenden gewünscht ist. Allerdings weisen besonders Ottomotoren systembedingt eine Totzeit in ihrem Luftsystem auf. Damit das Fahrverhalten dennoch möglichst genau dem Fahrerwunsch entspricht, wird das Fahrerwunschdrehmoment häufig mit einem Ausgleichsparameter verrechnet, welcher diese systembedingte Totzeit entsprechend berücksichtigt.When driving and especially when there are load changes, it is generally desirable that the base torque of the internal combustion engine, and particularly that of a gasoline engine, corresponds as exactly as possible to the torque that is desired by the driver. However, gasoline engines in particular have a dead time in their air system due to the system. So that the driving behavior still corresponds as precisely as possible to the driver's request, the driver's desired torque is often offset against a compensation parameter which takes this system-related dead time into account accordingly.

Es sind daher zum Beispiel Kraftfahrzeuge bekannt geworden, bei denen der Ausgleichsparameter dadurch bereitgestellt wird, dass ein Faktor mit einem Delta bzw. einer Differenz aus einem gefilterten und einem ungefilterten Fahrerwunsch multipliziert wird. Dabei ist der Faktor über dem Delta und dem gefilterten Fahrerwunsch abgelegt.Therefore, for example, motor vehicles have become known in which the compensation parameter is provided by multiplying a factor by a delta or a difference between a filtered and an unfiltered driver request. The factor is stored above the delta and the filtered driver request.

Zudem ist durch die DE 101 09 395 A1 eine Motorregeltechnik bekannt geworden, welche zur Berechnung eines Luftmassensollwerts den Fahrerwunsch mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor multipliziert. Allerdings wird dabei die Drosselklappensollposition gegenüber der Kraftstoffsollmasse so verzögert, dass die real angesaugte Luftmasse der real im Brennraum ankommenden Kraftstoffmasse entspricht. Dadurch soll ein möglichst günstiges Verhältnis von Kraftstoff und Luft eingehalten werden kann. Jedoch wird durch eine derartige Motorregelung das zuvor beschriebene Problem nicht gelöst und der Fahrerwunsch wird aufgrund der systembedingten Totzeit nicht besonders zeitnah umgesetzt.In addition, the DE 101 09 395 A1 an engine control technology has become known which multiplies the driver's request by a predetermined gain factor in order to calculate an air mass setpoint. However, the desired throttle valve position is delayed in relation to the target fuel mass so that the air mass that is actually sucked in corresponds to the fuel mass actually arriving in the combustion chamber. The aim is to maintain the best possible ratio of fuel and air. However, the problem described above is not solved by such a motor control and the driver's request is not implemented particularly promptly due to the system-related dead time.

Die DE 199 05 604 A1 beschreibt ein Verfahren zum Dämpfen eines Lastwechselschlags, bei dem die zeitliche Änderung des Fahrerwunsches ermittelt und mittels eines Filters mit einer Filterzeitkonstante gefiltert wird. Die DE 10 2006 000 419 A1 beschreibt eine Fahrzeugdrehmomentsteuerungsvorrichtung zur Durchführung einer Drehmomentsteuerung eines Fahrzeugs auf der Basis eines durch einen Fahrer angeforderten Anforderungsdrehmoments. Eine Drehmomentsteuerungsvorrichtung berechnet ein Fahrzeuganforderungsdrehmoment entsprechend einer Beschleunigungseinrichtungsbetätigung durch einen Fahrer und ein Befehlsdrehmoment mittels Durchführen einer vorbestimmten Glättungsberechnung des Anforderungsdrehmoments oder eines mit dem Anforderungsdrehmoment korrelierten Parameters zur Durchführung der Drehmomentsteuerung des Fahrzeugs auf der Basis des Befehlsdrehmoments. Die DE 10 2006 008 206 A1 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen eines Motormomentsignals zur Vorsteuerung des Kupplungsmoments bei einer Anfahrfunktion in einem Fahrzeug mit einem automatisierten Getriebe. Die DE 10 2007 023 164 A1 stellt ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs eines Kraftfahrzeugs vor, bei dem die bei einem verstärkt generatorischen Betrieb einer ersten elektrischen Maschine zusätzlich entstehende elektrische Energie von einer zweiten elektrischen Maschine genutzt wird.The DE 199 05 604 A1 describes a method for damping a load change shock, in which the time change of the driver's request is determined and is filtered by means of a filter with a filter time constant. The DE 10 2006 000 419 A1 describes a vehicle torque control device for performing torque control of a vehicle based on a request torque requested by a driver. A torque control device calculates a vehicle request torque corresponding to an accelerator operation by a driver and a command torque by performing a predetermined smoothing calculation of the request torque or a parameter correlated with the request torque to perform the torque control of the vehicle based on the command torque. The DE 10 2006 008 206 A1 discloses a method for determining an engine torque signal for precontrolling the clutch torque during a starting function in a vehicle with an automated transmission. The DE 10 2007 023 164 A1 presents a method for operating a hybrid drive of a motor vehicle, in which the electrical energy additionally generated when a first electrical machine is operated in an increasingly regenerative manner is used by a second electrical machine.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kompensation der systembedingten Totzeit im Luftsystem einer Brennkraftmaschine und insbesondere eines Ottomotors zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll dabei auch das Fahrverhalten bei einem Lastwechsel verbessert werden.In contrast, it is the object of the present invention to provide an improved compensation of the system-related dead time in the air system of an internal combustion engine and in particular an Otto engine. In particular, the driving behavior during a load change should also be improved.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 8. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.This object is achieved by a method having the features of claim 1. A control device according to the invention is the subject of claim 8. Preferred developments of the invention are the subject of the subclaims. Further advantages and features of the present invention result from the general description and the description of the exemplary embodiment.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und vorzugsweise eines Ottomotors, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Brennkraftmaschine wird abhängig von wenigstens einem Fahrerwunschdrehmoment eingestellt. Das Fahrerwunschdrehmoment wird mit wenigstens einem Ausgleichsparameter zur Berücksichtigung wenigstens einer systembedingten Totzeit insbesondere im Luftsystem der Brennkraftmaschine verrechnet. Dabei wird der Ausgleichsparameter wenigstens aus wenigstens einem Gradienten des Fahrerwunschdrehmoments, vorzugsweise aus wenigstens einem Gradienten eines gefilterten Fahrerwunschdrehmoments, und wenigstens einer Totzeitkenngröße berechnet. Dabei ist der Ausgleichsparameter wenigstens ein Produkt wenigstens aus dem Gradienten und der Totzeitkenngröße. Der Ausgleichsparameter wird auf das Fahrerwunschdrehmoment oder auf ein gefiltertes Fahrerwunschdrehmoment addiert, um wenigstens ein Soll-Drehmoment für die Brennkraftmaschine zu bestimmen.The method according to the invention serves to operate an internal combustion engine and preferably an Otto engine, in particular for a motor vehicle. The internal combustion engine is set as a function of at least one driver's desired torque. The driver's desired torque is offset against at least one compensation parameter to take into account at least one system-related dead time, in particular in the air system of the internal combustion engine. The compensation parameter is calculated from at least one gradient of the driver's desired torque, preferably from at least one gradient of a filtered driver's desired torque, and at least one dead time parameter. The compensation parameter is at least a product of at least the gradient and the dead time parameter. The compensation parameter is added to the driver's desired torque or to a filtered driver's desired torque in order to determine at least one target torque for the internal combustion engine.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die erfindungsgemäße Berechnung des Ausgleichsparameters. Dadurch ist eine besonders präzise bzw. reproduzierbare Kompensation der systembedingten Totzeit möglich. Es ergibt sich eine besonders direkte bzw. zügige Umsetzung des Fahrerwunschdrehmoments. Dadurch kann die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs beispielsweise so betrieben werden, dass sich ein besonders direktes Ansprechverhalten und zugleich ein besonders komfortables Fahrverhalten bei Lastwechseln ergibt.The method according to the invention offers many advantages. The inventive calculation of the Compensation parameter. This enables particularly precise or reproducible compensation of the system-related dead time. This results in a particularly direct or rapid implementation of the driver's desired torque. As a result, the internal combustion engine of a motor vehicle can be operated, for example, in such a way that a particularly direct response behavior and, at the same time, a particularly comfortable driving behavior when there are load changes.

Vorzugsweise wird aus dem Ausgleichsparameter und dem insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoment wenigstens ein Soll-Drehmoment für die Brennkraftmaschine bestimmt, sodass insbesondere wenigstens ein Ist-Drehmoment der Brennkraftmaschine wenigstens näherungsweise dem Fahrerwunschdrehmoment entspricht, wenn das Soll-Drehmoment angefordert wird. Eine solche Ausgestaltung bietet eine besonders direkte und verzögerungsfreie Umsetzung des Fahrerwunsches. Insbesondere entspricht das Ist-Drehmoment wenigstens näherungsweise dem insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoment, wenn die Brennkraftmaschine auf das Soll-Drehmoment eingestellt wird.At least one target torque for the internal combustion engine is preferably determined from the compensation parameter and the filtered driver's desired torque in particular, so that in particular at least one actual torque of the internal combustion engine corresponds at least approximately to the driver's desired torque when the target torque is requested. Such an embodiment offers a particularly direct and instantaneous implementation of the driver's request. In particular, the actual torque corresponds at least approximately to the particularly filtered driver's desired torque when the internal combustion engine is set to the target torque.

Erfindungsgemäß ist der Ausgleichsparameter wenigstens ein Produkt wenigstens aus dem Gradienten des insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoments und der Totzeitkenngröße. Ein solcher Ausgleichsparameter bietet eine besonders gute Kompensation der Totzeit. Insbesondere ist der Ausgleichsparameter das Ergebnis wenigstens einer Multiplikation wenigstens des Gradienten des insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoments mit der Totzeitkenngröße. Der Ausgleichsparameter kann auch das Ergebnis wenigstens einer anderen geeigneten Rechenoperation aus dem Gradienten und der Totzeitkenngröße sein.According to the invention, the compensation parameter is at least one product at least from the gradient of the driver torque, in particular filtered, and the dead time parameter. Such a compensation parameter offers particularly good compensation for the dead time. In particular, the compensation parameter is the result of at least one multiplication of at least the gradient of the particularly filtered driver's desired torque by the dead time parameter. The compensation parameter can also be the result of at least one other suitable arithmetic operation from the gradient and the dead time parameter.

In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass ein zeitlicher Verlauf des insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoments prädiziert wird und/oder dass der Gradient des insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoments prädiziert wird. Vorzugsweise wird für die Berechnung des Ausgleichsparameters der Gradient des insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoments, welcher voraussichtlich nach der Totzeit anliegen wird, herangezogen. Möglich ist auch, dass der Ausgleichsparameter dem Gradienten des insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoments entspricht, welcher zeitlich nach der Totzeit zumindest rechnerisch anliegen wird.In all configurations, it is particularly preferred that a time profile of the particularly filtered driver's desired torque is predicted and / or that the gradient of the particularly filtered driver's desired torque is predicted. The gradient of the particularly filtered driver's desired torque, which is likely to be present after the dead time, is preferably used for the calculation of the compensation parameter. It is also possible for the compensation parameter to correspond to the gradient of the driver's desired torque, in particular filtered, which will be at least arithmetically present after the dead time.

Vorzugsweise wird das Fahrerwunschdrehmoment vor der Berechnung des Ausgleichsparameters gefiltert. Dabei wird das gefilterte Fahrerwunschdrehmoment vorzugsweise zur Berechnung des Ausgleichsparameters herangezogen. Die Verwendung des gefilterten Fahrerwunschdrehmoments bietet eine besonders vorteilhafte Berechnung des Ausgleichsparameters. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff Fahrerwunschdrehmoment insbesondere ein gefiltertes und nicht ein ungefiltertes Fahrerwunschdrehmoment verstanden. Insbesondere wird bei allen im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgestellten Berechnungen das gefilterte Fahrerwunschdrehmoment anstelle des ungefilterten Fahrerwunschdrehmoments herangezogen. Möglich ist aber auch, dass das ungefilterte Fahrerwunschdrehmoment zur Berechnung des Auslassparameters herangezogen wird.The driver's desired torque is preferably filtered before the compensation parameter is calculated. The filtered driver's desired torque is preferably used to calculate the compensation parameter. The use of the filtered driver's desired torque offers a particularly advantageous calculation of the compensation parameter. In the context of the present invention, the term driver's desired torque is understood to mean in particular a filtered and not an unfiltered driver's desired torque. In particular, in all of the calculations presented in the context of the present invention, the filtered driver's desired torque is used instead of the unfiltered driver's desired torque. However, it is also possible for the unfiltered driver's desired torque to be used to calculate the outlet parameter.

Erfindungsgemäß wird der Ausgleichsparameter auf das insbesondere gefilterte Fahrerwunschdrehmoment addiert, um wenigstens ein Soll-Drehmoment und vorzugsweise das zuvor beschriebene Soll-Drehmoment für die Brennkraftmaschine zu bestimmen. Möglich ist auch, dass der Ausgleichsparameter in einer anderen geeigneten Rechenoperation mit dem insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoment verrechnet wird, um das Soll-Drehmoment zu bestimmen. Insbesondere entspricht das Soll-Drehmoment einer Summierung des Ausgleichsparameters mit dem insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoment. Insbesondere beschreibt der Ausgleichsparameter wenigstens eine Luftvorsteuerung zur Kompensation der systembedingten Totzeit.According to the invention, the compensation parameter is added to the driver's desired torque, in particular filtered, in order to determine at least one target torque and preferably the previously described target torque for the internal combustion engine. It is also possible that the compensation parameter is calculated in another suitable arithmetic operation with the filtered driver's desired torque in order to determine the target torque. In particular, the target torque corresponds to a summation of the compensation parameter with the filtered driver's desired torque in particular. In particular, the compensation parameter describes at least one air precontrol to compensate for the system-related dead time.

Es ist möglich und bevorzugt, dass der Ausgleichsparameter wenigstens einen Luftoffset definiert. Vorzugsweise wird das Luftoffset einer zum Einstellen des insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoments vorgesehenen Luftmasse hinzugefügt, um die systembedingte Totzeit wenigstens näherungsweise und vorzugsweise vollständig zu kompensieren. Das Luftoffset definiert insbesondere wenigstens eine Luftmasse. Das Luftoffset beschreibt insbesondere wenigstens einen Wert für eine Luftmasse. Das Luftoffset ist insbesondere eine Luftmassen-Soll-Vorgabe. Der Ausgleichsparameter kann auch ein Drehmoment definieren und zum Beispiel einem Drehmomentwert entsprechen.It is possible and preferred that the compensation parameter defines at least one air offset. The air offset is preferably added to an air mass provided for setting the, in particular, filtered driver's desired torque, in order to at least approximately and preferably completely compensate for the system-related dead time. The air offset defines in particular at least one air mass. The air offset describes in particular at least one value for an air mass. The air offset is in particular a target air mass specification. The compensation parameter can also define a torque and, for example, correspond to a torque value.

Es ist möglich, dass die Totzeitkenngröße eine Zeit zwischen einer Berechnung wenigstens eines Luftmassensollwertes und einem Zeitpunkt, zu dem eine dem Luftmassensollwert entsprechende Luftmasse im Brennraum zur Verbrennung zur Verfügung steht, beschreibt. Insbesondere beschreibt die Totzeitkenngröße eine Zeit, innerhalb welcher die für das insbesondere gefilterte Fahrerwunschdrehmoment benötigte Luftmasse im Brennraum zur Verfügung steht. Die Totzeitkenngröße beschreibt insbesondere eine Totzeit im Luftansaugsystem und/oder im Luftladesystem der Brennkraftmaschine. Die Totzeitkenngröße ist insbesondere eine Kenngröße für die systembedingte Totzeit.It is possible that the dead time parameter describes a time between a calculation of at least one air mass setpoint and a point in time at which an air mass corresponding to the air mass setpoint is available for combustion in the combustion chamber. In particular, the dead time parameter describes a time within which the air mass required for the particularly filtered driver's desired torque is available in the combustion chamber. The dead time parameter describes in particular a dead time in the air intake system and / or in the air loading system of the internal combustion engine. The dead time parameter is in particular a parameter for the system-related dead time.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird für Lastwechselvorgänge, vorzugsweise in und/oder aus einem Transientbereich, jeweils wenigstens ein Ausgleichsparameter berechnet. Vorzugsweise werden dazu die Gradienten des insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoments der jeweiligen Lastwechselvorgänge gemäß ihrem zeitlichen Anteil an der jeweiligen Totzeit gewichtet. Ein Transientbereich liegt insbesondere bei einem Umlegen des Leerspiels vom Triebstrang vor. Ein solcher Lastwechsel kann beispielsweise bei einem Wechsel von einem Schubbetrieb in einen Lastbetrieb oder umgekehrt auftreten. Insbesondere geht ein Lastwechselvorgang mit einer Änderung des insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoments einher. In an advantageous embodiment, at least one compensation parameter is calculated for load change processes, preferably in and / or from a transient range. For this purpose, the gradients of the, in particular, filtered driver's desired torque of the respective load change processes are preferably weighted according to their temporal share in the respective dead time. A transient range is present in particular when the idle play is shifted from the drive train. Such a load change can occur, for example, when changing from an overrun mode to a load mode or vice versa. In particular, a load change process is accompanied by a change in the particularly filtered driver's desired torque.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist für eine Brennkraftmaschine und vorzugsweise für einen Ottomotor insbesondere eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Steuervorrichtung umfasst wenigstens eine Steuereinrichtung, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, die Brennkraftmaschine abhängig von wenigstens einem Fahrerwunschdrehmoment einzustellen und dazu das Fahrerwunschdrehmoment mit wenigstens einem Ausgleichsparameter zur Berücksichtigung einer systembedingten Totzeit der Brennkraftmaschine zu verrechnen. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, den Ausgleichsparameter wenigstens aus wenigstens einem Gradienten des Fahrerwunschdrehmoments, vorzugsweise des gefilterten Fahrerwunschdrehmoments, und wenigstens einer Totzeitkenngröße zu berechnen. Dabei ist der Ausgleichsparameter wenigstens ein Produkt wenigstens aus dem Gradienten und der Totzeitkenngröße. Die Steuereinrichtung ist dazu geeignet und ausgebildet, den Ausgleichsparameter auf das Fahrerwunschdrehmoment oder auf ein gefiltertes Fahrerwunschdrehmoment zu addieren, um wenigstens ein Soll-Drehmoment für die Brennkraftmaschine zu bestimmen.The control device according to the invention is provided for an internal combustion engine and preferably for a gasoline engine, in particular of a motor vehicle. The control device comprises at least one control device which is suitable and designed to set the internal combustion engine as a function of at least one driver's desired torque and to calculate the driver's desired torque with at least one compensation parameter to take into account a system-related dead time of the internal combustion engine. The control device is suitable and designed to calculate the compensation parameter from at least one gradient of the driver's desired torque, preferably of the filtered driver's desired torque, and at least one dead time parameter. The compensation parameter is at least a product of at least the gradient and the dead time parameter. The control device is suitable and designed to add the compensation parameter to the driver's desired torque or to a filtered driver's desired torque in order to determine at least one target torque for the internal combustion engine.

Auch die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bietet viele Vorteile und ermöglicht eine besonders zuverlässige und gezielte und zugleich auch unaufwendige Kompensation der systembedingten Totzeit.The control device according to the invention also offers many advantages and enables particularly reliable and targeted and at the same time also inexpensive compensation of the system-related dead time.

Die Steuereinrichtung umfasst insbesondere wenigstens eine Motorregelung oder ist als eine solche ausgebildet. Die Steuereinrichtung umfasst insbesondere wenigstens einen Algorithmus zur Berechnung des Ausgleichsparameters. Es ist möglich, dass die Steuervorrichtung wenigstens eine mit der Steuereinrichtung wirkverbundene Sensoreinrichtung umfasst, welche insbesondere zur Luftmassenbestimmung und/oder Drehmomenterfassung und/oder Fahrerwunscherfassung dient. Es ist möglich, dass die Steuervorrichtung wenigstens eine Brennkraftmaschine und insbesondere einen Ottomotor umfasst.The control device comprises in particular at least one motor control or is designed as such. The control device includes in particular at least one algorithm for calculating the compensation parameter. It is possible for the control device to comprise at least one sensor device that is operatively connected to the control device and that is used in particular for air mass determination and / or torque detection and / or driver request detection. It is possible for the control device to comprise at least one internal combustion engine and in particular an Otto engine.

Insbesondere ist die Steuervorrichtung dazu geeignet und ausgebildet, nach dem zuvor beschriebenen Verfahren betrieben zu werden. Insbesondere wird das zuvor beschriebene Verfahren mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung umgesetzt.In particular, the control device is suitable and designed to be operated according to the previously described method. In particular, the previously described method is implemented with the control device according to the invention.

Die Anmelderin behält sich vor, ein Kraftfahrzeug zu beanspruchen, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist und/oder oder welches mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ausgestattet ist.The applicant reserves the right to claim a motor vehicle which can be operated using the method according to the invention and / or which is equipped with the control device according to the invention.

Das Fahrerwunschdrehmoment ist insbesondere durch eine Stellung eines Gaspedals und/oder einer Drosselklappe einstellbar. Das Fahrerwunschdrehmoment kann auch andere Parameter als das Drehmoment umfassen. Beispielsweise ist möglich, dass das Fahrerwunschdrehmoment eine Luftmasse definiert, welche zur Erzeugung des gewünschten Drehmoments im Brennraum zur Verfügung stehen muss.The driver's desired torque can be adjusted in particular by a position of an accelerator pedal and / or a throttle valve. The driver's desired torque can also include parameters other than the torque. For example, it is possible that the driver's desired torque defines an air mass that must be available in the combustion chamber to generate the desired torque.

Das Soll-Drehmoment entspricht insbesondere dem Drehmoment, welches zur Erfüllung des insbesondere gefilterten Fahrerwunschdrehmoments bereitgestellt werden muss. Das Ist-Drehmoment entspricht insbesondere dem Drehmoment, welches die Brennkraftmaschine unter den tatsächlich vorliegenden Luftströmungsbedingungen bzw. durch die systembedingte Totzeit tatsächlich zu erzeugen vermag, wenn ein bestimmtes Soll-Drehmoment angefordert wird.The target torque corresponds in particular to the torque which has to be provided in order to fulfill the driver's desired torque, which is filtered in particular. The actual torque corresponds in particular to the torque which the internal combustion engine is actually able to generate under the actually existing air flow conditions or due to the system-related dead time when a specific target torque is requested.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Soll-Drehmoment einem Drehmomentwert entsprechen. Das Soll-Drehmoment kann aber auch einer Luftmasse entsprechen, welche zur Erzielung eines bestimmten Drehmoments und insbesondere des Fahrerwunschdrehmoments und vorzugsweise des gefilterten Fahrerwunschdrehmoments im Brennraum bereitgestellt werden muss. In einem solchen Fall kann das Soll-Drehmoment beispielsweise auch als ein sogenanntes Luft-Soll-Drehmoment bzw. Soll-Luft-Drehmoment bezeichnet werden.In the context of the present invention, the target torque can correspond to a torque value. However, the target torque can also correspond to an air mass which has to be provided in the combustion chamber in order to achieve a certain torque and in particular the driver's desired torque and preferably the filtered driver's desired torque. In such a case, the target torque can also be referred to as a so-called air target torque or target air torque, for example.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Ist-Drehmoment einem Drehmomentwert entsprechen. Das Ist-Drehmoment kann aber auch einer Luftmasse entsprechen, welche bei einem vorgegebenen Soll-Drehmoment durch die systembedingte Totzeit tatsächlich zur Verbrennung bzw. Erzeugung eines Drehmoments im Brennraum zur Verfügung steht. Dann kann das Ist-Drehmoment beispielsweise auch als Luft-Ist-Drehmoment bezeichnet werden.In the context of the present invention, the actual torque can correspond to a torque value. However, the actual torque can also correspond to an air mass which is actually available for combustion or generation of a torque in the combustion chamber at a predetermined target torque due to the system-related dead time. The actual torque can then also be referred to as the actual air torque, for example.

Bei herkömmlichen Systemen läuft das Ist-Drehmoment in der Regel dem Fahrerwunschdrehmoment bzw. dem Soll-Drehmoment zeitlich hinterher. Bei der hier vorgestellten Erfindung wird das Soll-Drehmoment jedoch um den erfindungsgemäßen Ausgleichsparameter bzw. um den Luftoffset ergänzt, sodass das Ist-Drehmoment besonders genau dem Fahrerwunschdrehmoment entspricht und diesem nicht zeitlich hinterher läuft.In conventional systems, the actual torque usually runs behind the driver's desired torque or the target torque. In the invention presented here, however, the target torque is supplemented by the compensation parameter according to the invention or by the air offset, so that the actual torque corresponds particularly precisely to the driver's desired torque and does not run behind it in time.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.Further advantages and features of the present invention result from the exemplary embodiments which are explained below with reference to the accompanying figures.

In der Figur zeigt 1 eine Skizze mit einem stark schematisierten Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.In the figure shows 1 a sketch with a highly schematic sequence of the method according to the invention.

1 zeigt eine Skizze mit Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es beispielsweise in einer hier nicht näher dargestellten Steuereinrichtung 11 einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 beim Betreiben einer Brennkraftmaschine ablaufen kann. Die Skizze umfasst mehrere Diagramme. 1 shows a sketch with method steps of the method according to the invention, as it is for example in a control device not shown here 11 a control device according to the invention 1 can run when operating an internal combustion engine. The sketch includes several diagrams.

Das oberste Diagramm zeigt einen Verlauf des ungefilterten Fahrerwunschdrehmoments 2 und des gefilterten Fahrerwunschdrehmoments 12. Beispielsweise kann das Fahrerwunschdrehmoment durch Drücken eines Gaspedals in die gewünschte Stellung an die Steuereinrichtung 11 übermittelt werden.The top diagram shows a curve of the unfiltered driver's desired torque 2 and the filtered driver's desired torque 12 , For example, the driver's desired torque can be pressed into the desired position on the control device by pressing an accelerator pedal 11 be transmitted.

Sodann erfolgt eine Prädiktion eines Gradienten 4 des gefilterten Fahrerwunschdrehmoments 12. Dieser Gradient 4 ist in dem zweiten Diagramm von oben aufgetragen.A gradient is then predicted 4 of the filtered driver's desired torque 12 , This gradient 4 is plotted from the top in the second diagram.

Anschließend folgt eine Multiplikation des prädizierten Gradienten 4 mit einer Totzeitkenngröße 5 und zum Beispiel der Totzeit des Luftsystems. Daraus ergibt sich ein Ausgleichsparameter 3, welcher hier in dem dritten Diagramm von oben aufgetragen ist. Der Ausgleichsparameter 3 entspricht hier einem Luftoffset 13, welches beispielsweise einer zum Einstellen des gefilterten Fahrerwunschdrehmoments 12 vorgesehenen Luftmasse hinzugefügt wird.The predicted gradient is then multiplied 4 with a dead time parameter 5 and for example the dead time of the air system. This results in a compensation parameter 3 , which is plotted here from above in the third diagram. The compensation parameter 3 corresponds to an air offset here 13 which, for example, one for setting the filtered driver's desired torque 12 provided air mass is added.

Darauf folgt eine Addition des Ausgleichsparameters 3 auf das gefilterte Fahrerwunschdrehmoment 12. Aus dieser Berechnung ergibt sich das in dem untersten Diagramm gepunktet eingezeichnete Soll-Drehmoment 6. Das Soll-Drehmoment 6 ist zum Beispiel ein Luft-Soll-Drehmoment. Wird das Soll-Drehmoment 6 angefordert bzw. die Brennkraftmaschine auf das Soll-Drehmoment 6 eingestellt, ergibt sich das hier gestrichelt eingezeichnete Ist-Drehmoment 7. Das Ist-Drehmoment 7 ist beispielsweise ein Luft-Ist-Drehmoment. This is followed by an addition of the compensation parameter 3 to the filtered driver request torque 12 , This calculation results in the target torque shown in dotted lines in the bottom diagram 6 , The target torque 6 is, for example, a target air torque. Will the target torque 6 requested or the internal combustion engine to the target torque 6 set, the actual torque shown here in dashed lines results 7 , The actual torque 7 is, for example, an actual air torque.

In dem untersten Diagramm sind zudem noch einmal das ungefilterte Fahrerwunschdrehmoment 2 und das gefilterte Fahrerwunschdrehmoment 12 aufgetragen. Dabei wird besonders deutlich, dass das Ist-Drehmoment 7 in optimaler Weise dem gefilterten Fahrerwunschdrehmoment 12 entspricht, wenn das erfindungsgemäß berechnete Soll-Drehmoment 6 eingestellt wird. Ohne den hier vorgestellten Ausgleichsparameter 3 würde das Ist-Drehmoment 7 mit einer ungünstigen Verzögerung dem gefilterten Fahrerwunschdrehmoment 12 zeitlich nachlaufen.The bottom diagram also shows the unfiltered driver's desired torque 2 and the filtered driver desired torque 12 applied. It is particularly clear that the actual torque 7 the filtered desired driver torque in an optimal manner 12 corresponds if the target torque calculated according to the invention 6 is set. Without the compensation parameter presented here 3 would the actual torque 7 with an unfavorable delay to the filtered driver's desired torque 12 time lag.

Um den Offset auch in den Übergängen in und aus dem Transientbereich (Umlegen des Leerspiels vom Triebstrang) korrekt zu bestimmen, können die unterschiedlichen Gradienten 4 gemäß ihrem zeitlichen Anteil an der Totzeit 5 gewichtet werden.The different gradients can be used to correctly determine the offset in the transitions into and out of the transient area (shifting the idle play from the drive train) 4 according to their time share in the dead time 5 be weighted.

Die hier vorgestellte Erfindung bietet eine totzeitbasierte Berechnung der Luftvorsteuerung insbesondere bei einem Lastwechsel. Die Erfindung bietet die Möglichkeit, den Ausgleichsparameter 3 bzw. den Luftoffset 13 zu berechnen und dabei insbesondere nur die Totzeit zu applizieren. Dazu wird insbesondere ein Verlauf des gefilterten Fahrerwunsches vorausberechnet bzw. prädiziert. Für die Berechnung des Ausgleichsparameters 3 wird der Gradient 4 des gefilterten Fahrerwunsches 12, welcher nach der Totzeit anliegen wird, herangezogen. Dazu wird die Totzeit hier mit dem prädizierten Gradienten 4 des gefilterten Fahrerwunsches 12 multipliziert.The invention presented here offers a dead time-based calculation of the air pre-control, in particular in the event of a load change. The invention offers the possibility of the compensation parameter 3 or air offset 13 to calculate and in particular to apply only the dead time. For this purpose, in particular a course of the filtered driver request is predicted or predicted. For the calculation of the compensation parameter 3 becomes the gradient 4 of the filtered driver request 12 , which will be applied after the dead time. For this purpose, the dead time is here with the predicted gradient 4 of the filtered driver request 12 multiplied.

Durch dieses Verfahren eilt das Soll-Luft-Drehmoment und insbesondere die Drosselklappensollposition dem Fahrerwunsch entsprechend der Saugrohrtotzeit voraus. Die Saugrohrtotzeit beschreibt dabei z. B. die Zeit zwischen Luftmassensollwertberechnung und dem Zeitpunkt, an dem dieser Sollwert von Luftmasse im Brennraum zur Verbrennung zur Verfügung steht. So kann über die Totzeit und den Gradienten 4 des gefilterten Fahrerwunsches 12 der Luftoffset 13 berechnet und additiv auf den Fahrerwunsch eingerechnet werden.By means of this method, the desired air torque and in particular the desired throttle valve position leads the driver's request in accordance with the intake manifold dead time. The intake manifold dead time describes z. B. the time between the air mass setpoint calculation and the time at which this setpoint of air mass in the combustion chamber is available for combustion. So about the dead time and the gradient 4 of the filtered driver request 12 the air offset 13 calculated and added to the driver's request.

Ein besonderer Vorteil der hier vorgestellten Erfindung ist, dass die systembedingte physikalische Totzeit im Luftsystem einer Brennkraftmaschine optimal kompensiert werden kann. So wird der Fahrerwunsch genau dann umgesetzt wird, wenn dieser angefordert wird.A particular advantage of the invention presented here is that the system-related physical dead time in the air system of an internal combustion engine can be optimally compensated for. So the driver's request is implemented exactly when it is requested.

Claims (8)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine abhängig von wenigstens einem Fahrerwunschdrehmoment (2) eingestellt wird und wobei das Fahrerwunschdrehmoment (2) mit wenigstens einem Ausgleichsparameter (3) zur Berücksichtigung wenigstens einer systembedingten Totzeit der Brennkraftmaschine verrechnet wird, wobei der Ausgleichsparameter (3) wenigstens aus wenigstens einem Gradienten (4) des Fahrerwunschdrehmoments (2) und wenigstens einer Totzeitkenngröße (5) berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsparameter (3) wenigstens ein Produkt wenigstens aus dem Gradienten (4) und der Totzeitkenngröße (5) ist und dass der Ausgleichsparameter (3) auf das Fahrerwunschdrehmoment (2) oder auf ein gefiltertes Fahrerwunschdrehmoment (12) addiert wird, um wenigstens ein Soll-Drehmoment (6) für die Brennkraftmaschine zu bestimmen .Method for operating an internal combustion engine, the internal combustion engine being set as a function of at least one driver's desired torque (2) and the driver's desired torque (2) being offset against at least one compensation parameter (3) to take into account at least one system-related dead time of the internal combustion engine, the compensation parameter (3) at least from at least one gradient (4) of the Driver's desired torque (2) and at least one dead time parameter (5) is calculated, characterized in that the compensating parameter (3) is at least one product of the gradient (4) and the deadtime parameter (5) and that the compensating parameter (3) is based on the driver's desired torque (2) or added to a filtered driver's desired torque (12) in order to determine at least one target torque (6) for the internal combustion engine. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei aus dem Ausgleichsparameter (3) und dem Fahrerwunschdrehmoment (2) wenigstens ein Soll-Drehmoment (6) für die Brennkraftmaschine bestimmt wird, sodass wenigstens ein Ist-Drehmoment (7) der Brennkraftmaschine wenigstens näherungsweise dem Fahrerwunschdrehmoment (2) entspricht, wenn das Soll-Drehmoment (6) angefordert wird.Method according to the preceding claim, wherein at least one target torque (6) for the internal combustion engine is determined from the compensation parameter (3) and the driver's desired torque (2), so that at least one actual torque (7) of the internal combustion engine is at least approximately the driver's desired torque (2 ) corresponds when the target torque (6) is requested. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zeitlicher Verlauf des Fahrerwunschdrehmoments (2) prädiziert wird und/oder wobei der Gradient (4) des Fahrerwunschdrehmoments (2) prädiziert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a time profile of the driver's desired torque (2) is predicted and / or wherein the gradient (4) of the driver's desired torque (2) is predicted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrerwunschdrehmoment (2) vor der Berechnung des Ausgleichsparameters (3) gefiltert wird und wobei das gefilterte Fahrerwunschdrehmoment (12) zur Berechnung des Ausgleichsparameters (3) herangezogen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the driver's desired torque (2) is filtered before the calculation of the compensation parameter (3) and the filtered driver's desired torque (12) is used to calculate the compensation parameter (3). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausgleichsparameter (3) wenigstens ein Luftoffset (13) definiert und wobei das Luftoffset (13) einer zum Einstellen des Fahrerwunschdrehmoments (2) vorgesehenen Luftmasse hinzugefügt wird, um die systembedingte Totzeit zu kompensieren.Method according to one of the preceding claims, wherein the compensation parameter (3) defines at least one air offset (13) and wherein the air offset (13) is added to an air mass provided for setting the driver's desired torque (2) in order to compensate for the system-related dead time. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Totzeitkenngröße (5) eine Zeit zwischen einer Berechnung wenigstens eines Luftmassen-Sollwertes und einem Zeitpunkt, zu dem eine dem Luftmassen-Sollwert entsprechende Luftmasse im Brennraum zur Verbrennung zur Verfügung steht, beschreibt.Method according to one of the preceding claims, wherein the dead time parameter (5) describes a time between a calculation of at least one target air mass value and a point in time at which an air mass corresponding to the target air mass value is available for combustion in the combustion chamber. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für Lastwechselvorgänge jeweils wenigstens ein Ausgleichsparameter (3) berechnet wird und wobei dazu die Gradienten (4) der jeweiligen Lastwechselvorgänge gemäß ihrem zeitlichen Anteil an der jeweiligen Totzeit gewichtet werden.Method according to one of the preceding claims, wherein in each case at least one compensation parameter (3) is calculated for load change processes and for this purpose the gradients (4) of the respective load change processes are weighted according to their temporal share in the respective dead time. Steuervorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Steuereinrichtung (11), welche dazu geeignet und ausgebildet ist, die Brennkraftmaschine abhängig von wenigstens einem Fahrerwunschdrehmoment (2) einzustellen und dazu das Fahrerwunschdrehmoment (2) mit wenigstens einem Ausgleichsparameter (3) zur Berücksichtigung wenigstens einer systembedingten Totzeit der Brennkraftmaschine zu verrechnen, wobei die Steuereinrichtung (11) dazu geeignet und ausgebildet ist, den Ausgleichsparameter (3) wenigstens aus wenigstens einem Gradienten (4) des Fahrerwunschdrehmoments (2) und wenigstens einer Totzeitkenngröße (5) zu berechnen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsparameter (3) wenigstens ein Produkt wenigstens aus dem Gradienten (4) und der Totzeitkenngröße (5) ist und dass die Steuereinrichtung (11) dazu geeignet und ausgebildet ist, den Ausgleichsparameter (3) auf das Fahrerwunschdrehmoment (2) oder auf ein gefiltertes Fahrerwunschdrehmoment (12) zu addieren, um wenigstens ein Soll-Drehmoment (6) für die Brennkraftmaschine zu bestimmen.Control device (1) for an internal combustion engine with at least one control device (11), which is suitable and designed to set the internal combustion engine as a function of at least one driver's desired torque (2) and for this purpose the driver's desired torque (2) with at least one compensation parameter (3) to take into account at least to calculate a system-related dead time of the internal combustion engine, the control device (11) being suitable and designed to calculate the compensation parameter (3) from at least one gradient (4) of the driver's desired torque (2) and at least one dead time parameter (5), characterized that the compensation parameter (3) is at least one product of at least the gradient (4) and the dead time parameter (5) and that the control device (11) is suitable and designed to adapt the compensation parameter (3) to the driver's desired torque (2) or add a filtered driver's desired torque (12), in order to determine at least one target torque (6) for the internal combustion engine.
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