DE102020112754B4 - Method for operating an internal combustion engine and corresponding internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (2) mit wenigstens einem Zylinder, dem mittels wenigstens eines Einlassventils (4) Frischgas zugeführt wird, wobei die dem Zylinder zugeführte Frischgasmenge ermittelt und aus der Frischgasmenge anhand eines vorgegebenen Sollverbrennungsluftverhältnisses eine Kraftstoffmenge berechnet und dem Zylinder Kraftstoff entsprechend der Kraftstoffmenge zugeführt und mit dem Frischgas verbrannt wird, und wobei nach der Verbrennung ein Istverbrennungsluftverhältnis und eine Differenz zwischen dem Istverbrennungsluftverhältnis und dem Sollverbrennungsluftverhältnis ermittelt werden, wobei aus der Differenz ein Korrekturwert für die Kraftstoffmenge oder die Frischgasmenge bestimmt und unter Zuordnung zu einem Istwert zumindest einer Zustandsgröße der Brennkraftmaschine (2) unter Berücksichtigung einer anhand eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (2) ermittelten Totzeit abgespeichert wird, wobei bei einem nachfolgenden Berechnen der Kraftstoffmenge der zugeordnete Korrekturwert für den dann vorliegenden Istwert der zumindest einen Zustandsgröße ausgelesen und während eines instationären Betriebs der Brennkraftmaschine (2) zum Korrigieren der Kraftstoffmenge verwendet wird.Method for operating an internal combustion engine (2) with at least one cylinder to which fresh gas is supplied by means of at least one inlet valve (4), wherein the amount of fresh gas supplied to the cylinder is determined and an amount of fuel is calculated from the amount of fresh gas based on a predetermined target combustion air ratio and fuel is supplied to the cylinder in accordance with the amount of fuel is supplied and burned with the fresh gas, and wherein after the combustion an actual combustion air ratio and a difference between the actual combustion air ratio and the target combustion air ratio are determined, a correction value for the amount of fuel or the amount of fresh gas being determined from the difference and assigned to an actual value of at least one state variable Internal combustion engine (2) is stored taking into account a dead time determined based on an operating point of the internal combustion engine (2), wherein when the fuel quantity is subsequently calculated, the assigned correction value for the then existing actual value of the at least one state variable is read out and during unsteady operation of the internal combustion engine (2) is used to correct the fuel quantity.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder, dem mittels wenigstens eines Einlassventils Frischgas zugeführt wird, wobei die dem Zylinder zugeführte Frischgasmenge ermittelt und aus der Frischgasmenge anhand eines vorgegebenen Sollverbrennungsluftverhältnisses eine Kraftstoffmenge berechnet und dem Zylinder Kraftstoff entsprechend der Kraftstoffmenge zugeführt und mit dem Frischgas verbrannt wird, und wobei nach der Verbrennung ein Istverbrennungsluftverhältnis und eine Differenz zwischen dem Istverbrennungsluftverhältnis und dem Sollverbrennungsluftverhältnis ermittelt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine with at least one cylinder, to which fresh gas is supplied by means of at least one inlet valve, the amount of fresh gas supplied to the cylinder being determined and an amount of fuel being calculated from the amount of fresh gas based on a predetermined target combustion air ratio and fuel being supplied to the cylinder in accordance with the amount of fuel and is burned with the fresh gas, and wherein after the combustion an actual combustion air ratio and a difference between the actual combustion air ratio and the target combustion air ratio are determined. The invention further relates to an internal combustion engine.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift US 2015 / 0 377 170 A1 bekannt. Diese beschreibt ein System zum Einstellen eines Luft-Kraftstoff-Parameters.For example, US 2015/0 377 170 A1 is known from the prior art. This describes a system for setting an air-fuel parameter.
Weiterhin offenbart die Druckschrift
Die Druckschrift
Aus der Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere während eines instationären Betriebs beziehungsweise bei einem Lastwechsel der Brennkraftmaschine einen effizienten Betrieb und/oder einen Betrieb mit geringeren Abgasemissionen derselben ermöglicht. Hierdurch kann eine Abgasnachbehandlungseinrichtung entlastet werden.It is the object of the invention to propose a method for operating an internal combustion engine which has advantages over known methods, in particular during unsteady operation or during a load change of the internal combustion engine, enabling efficient operation and/or operation with lower exhaust emissions. In this way, an exhaust gas aftertreatment device can be relieved.
Dies wird mit einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass aus der Differenz ein Korrekturwert für die Kraftstoffmenge oder die Frischgasmenge bestimmt und unter Zuordnung zu einem Istwert zumindest einer Zustandsgröße der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung einer anhand eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine ermittelten Totzeit abgespeichert wird, wobei bei einem nachfolgenden Berechnen der Kraftstoffmenge der zugeordnete Korrekturwert für den dann vorliegenden Istwert der zumindest einen Zustandsgröße ausgelesen und während eines instationären Betriebs der brennkraftmaschine zum Korrigieren der Kraftstoffmenge verwendet wird.This is achieved with a method for operating an internal combustion engine with the features of claim 1. It is provided that a correction value for the amount of fuel or the amount of fresh gas is determined from the difference and is stored in association with an actual value of at least one state variable of the internal combustion engine, taking into account a dead time determined based on an operating point of the internal combustion engine, with the associated one being calculated when the amount of fuel is subsequently calculated Correction value for the then existing actual value of the at least one state variable is read out and used to correct the fuel quantity during transient operation of the internal combustion engine.
Das Verfahren dient zum Betreiben der Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und ausgebildet. In diesem Fall dient die Brennkraftmaschine der Bereitstellung eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Die Brennkraftmaschine weist den wenigstens einen Zylinder auf. Selbstverständlich kann die Brennkraftmaschine auch über mehrere Zylinder verfügen. In diesem Fall ist der wenigstens eine Zylinder Bestandteil dieser mehreren Zylinder. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung auf den Zylinder oder den wenigstens einen Zylinder eingegangen wird, so sind die Ausführungen äquivalent. Verfügt die Brennkraftmaschine über die mehreren Zylinder, so sind die Ausführungen für den Zylinder beziehungsweise den wenigstens einen Zylinder zudem vorzugsweise auf jeden der mehreren Zylinder übertragbar.The method is used to operate the internal combustion engine. The internal combustion engine is intended and designed, for example, to drive a motor vehicle. In this case, the internal combustion engine serves to provide a drive torque aimed at driving the motor vehicle. The internal combustion engine has at least one cylinder. Of course, the internal combustion engine can also have several cylinders. In this case, the at least one cylinder is part of these several cylinders. If the cylinder or at least one cylinder is discussed in the context of this description, the statements are equivalent. If the internal combustion engine has multiple cylinders, the designs for the cylinder or the at least one cylinder can also preferably be transferred to each of the multiple cylinders.
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird dem Zylinder über das wenigstens eine Einlassventil Frischgas zugeführt. Das Frischgas enthält zumindest Frischluft, welches einer Außenumgebung der Brennkraftmaschine entnommen wird. In der Frischluft ist Sauerstoff enthalten. Optional kann das Frischgas Abgas enthalten. In diesem Fall verfügt die Brennkraftmaschine über eine Abgasrückführung, mittels welcher von der Brennkraftmaschine erzeugtes Abgas nach seinem Abführen aus dem Zylinder diesem wieder über das Einlassventil zugeführt wird.During operation of the internal combustion engine, fresh gas is supplied to the cylinder via the at least one inlet valve. The fresh gas contains at least fresh air, which is taken from an external environment of the internal combustion engine. Fresh air contains oxygen. Optionally, the fresh gas can contain exhaust gas. In this case, the internal combustion engine has exhaust gas recirculation, by means of which exhaust gas generated by the internal combustion engine is fed back to it via the inlet valve after it has been discharged from the cylinder.
An der Brennkraftmaschine wird ein Sollverbrennungsluftverhältnis eingestellt, mit welchem die Brennkraftmaschine beziehungsweise der wenigstens eine Zylinder betrieben wird. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird dem Zylinder eine bestimmte Frischgasmenge zugeführt. Diese wird beispielsweise aus einer Sollleistung ermittelt, welche an der Brennkraftmaschine eingestellt ist. Nach dem Zuführen der Frischgasmenge in den Zylinder und dem Ermitteln der Frischgasmenge wird aus der Frischgasmenge die Kraftstoffmenge berechnet, welche dem Zylinder zum Erzielen des Sollverbrennungsluftverhältnisses zugeführt werden muss. Anschließend wird dem Zylinder Kraftstoff entsprechend dieser berechneten Kraftstoffmenge zugeführt und zusammen mit dem Frischgas verbrannt.A target combustion air ratio is set on the internal combustion engine, with which the internal combustion engine or the at least one cylinder is operated. During operation of the internal combustion engine, a certain amount of fresh gas is supplied to the cylinder. This is determined, for example, from a target power that is set on the internal combustion engine. After supplying the amount of fresh gas into the cylinder and determining the amount of fresh gas, the amount of fuel that must be supplied to the cylinder to achieve the target combustion air ratio is calculated from the amount of fresh gas. Fuel is then supplied to the cylinder according to this calculated amount of fuel and burned together with the fresh gas.
Das hierbei entstehende Abgas wird aus dem Zylinder abgeführt, insbesondere über wenigstens ein Auslassventil. Nach der Verbrennung des Kraftstoffs mit dem Frischgas, insbesondere nach dem Ausstoßen des Abgases aus dem Zylinder, wird anhand des Abgases das Istverbrennungsluftverhältnis bestimmt. Hierzu ist bevorzugt ein entsprechender Sensor, beispielsweise eine Lambdasonde, vorgesehen, welcher insbesondere von dem Abgas angeströmt und/oder überströmt wird. Nachfolgend wird die Differenz zwischen dem Istverbrennungsluftverhältnis und dem Sollverbrennungsluftverhältnis ermittelt.The resulting exhaust gas is removed from the cylinder, in particular via at least one exhaust valve. After the fuel has been burned with the fresh gas, in particular after the exhaust gas has been ejected from the cylinder, the actual combustion air ratio is determined based on the exhaust gas. For this purpose, a corresponding sensor, for example a lambda sensor, is preferably provided, which in particular is flowed against and/or overflowed by the exhaust gas. The difference between the actual combustion air ratio and the target combustion air ratio is subsequently determined.
Beispielsweise kann es nun vorgesehen sein, anhand der Differenz eine Lambdaregelung der Brennkraftmaschine durchzuführen. Diese dient dazu, das Istverbrennungsluftverhältnis auf das Sollverbrennungsluftverhältnis zu regeln. Die zwischen diesen vorliegende Differenz stellt insoweit die Regeldifferenz dar. Als Stellgröße für die Lambdaregelung wird bevorzugt die Kraftstoffmenge herangezogen. Das bedeutet, dass im Rahmen der Lambdaregelung die Kraftstoffmenge derart geregelt wird, dass das Istverbrennungsluftverhältnis sich in Richtung des Sollverbrennungsluftverhältnisses verändert oder diesem entspricht. Diese Vorgehensweise ist insbesondere während eines stationären Betriebs der Brennkraftmaschine sinnvoll, also während der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine konstant bleibt. Der Betriebspunkt ist beispielsweise gekennzeichnet durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder das von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Drehmoment beziehungsweise Antriebsdrehmoment.For example, it can now be provided to carry out lambda control of the internal combustion engine based on the difference. This serves to regulate the actual combustion air ratio to the target combustion air ratio. The difference between these represents the control difference. The quantity of fuel is preferably used as the manipulated variable for lambda control. This means that as part of the lambda control, the amount of fuel is regulated in such a way that the actual combustion air ratio changes in the direction of the target combustion air ratio or corresponds to it. This procedure is particularly useful during stationary operation of the internal combustion engine, i.e. while the operating point of the internal combustion engine remains constant. The operating point is characterized, for example, by the speed of the internal combustion engine and/or the torque or drive torque provided by the internal combustion engine.
Insbesondere im Falle eines instationären Betriebs der Brennkraftmaschine, während welchem sich der Betriebspunkt verändert, wird erfindungsgemäß jedoch eine andere Vorgehensweise bevorzugt. Gemäß dieser wird aus der Differenz zwischen dem Istverbrennungsluftverhältnis und dem Sollverbrennungsluftverhältnis der Korrekturwert für die Kraftstoffmenge oder die Frischgasmenge bestimmt. Unter dem Korrekturwert ist hierbei ein Wert zu verstehen, mit welchem die aus der Frischgasmenge berechnete Kraftstoffmenge oder die ermittelte Frischgasmenge verändert werden muss, um das Istverbrennungsluftverhältnis in Richtung des Sollverbrennungsluftverhältnisses zu verändern, insbesondere derart, dass das Istverbrennungsluftverhältnis mit dem Sollverbrennungsluftverhältnis übereinstimmt. Der auf diese Art und Weise bestimmte Korrekturwert wird dem Istwert der zumindest einen Zustandsgröße der Brennkraftmaschine zugeordnet und zusammen mit dieser abgespeichert. In anderen Worten ist nach dem Abspeichern der Korrekturwert dem Istwert der Zustandsgröße zugeordnet.However, particularly in the case of unsteady operation of the internal combustion engine, during which the operating point changes, a different approach is preferred according to the invention. According to this, the correction value for the amount of fuel or the amount of fresh gas is determined from the difference between the actual combustion air ratio and the target combustion air ratio. The correction value here is to be understood as a value with which the amount of fuel calculated from the amount of fresh gas or the determined amount of fresh gas must be changed in order to change the actual combustion air ratio in the direction of the target combustion air ratio, in particular in such a way that the actual combustion air ratio corresponds to the target combustion air ratio. The correction value determined in this way is assigned to the actual value of the at least one state variable of the internal combustion engine and stored together with it. In other words, after saving, the correction value is assigned to the actual value of the state variable.
Erfindungsgemäß erfolgt dies derart, dass eine Totzeit innerhalb der Brennkraftmaschine berücksichtigt wird. Zusätzlich kann eine Abgaslaufzeit berücksichtigt werden. Der Korrekturwert wird also bevorzugt nicht demjenigen Istwert zugeordnet, der nach dem Bestimmen des Korrekturwerts vorliegt. Vielmehr wird er dem Istwert zugeordnet, der zu dem Zeitpunkt vorlag, in welchem dem Zylinder die Frischgasmenge und/oder die Kraftstoffmenge zugeführt wurde und der somit zu der Differenz zwischen dem Istverbrennungsluftverhältnis und dem Sollverbrennungsluftverhältnis geführt hat. Beispielsweise wird der Istwert entsprechend zwischengespeichert, bis der ihm zuzuordnende Korrekturwert ermittelt ist. Erst anschließend, also zeitversetzt, wird der Korrekturwert dem Istwert zugeordnet und zusammen mit diesem abgespeichert. Die Totzeit und - optional - die Abgaslaufzeit wird anhand des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine ermittelt. Der Betriebspunkt ist insbesondere durch die Drehzahl und/oder das Drehmoment der Brennkraftmaschine gekennzeichnet.According to the invention, this is done in such a way that a dead time within the internal combustion engine is taken into account. In addition, an exhaust gas running time can be taken into account. The correction value is therefore preferably not assigned to the actual value that is present after the correction value has been determined. Rather, it is assigned to the actual value that existed at the time at which the amount of fresh gas and/or the amount of fuel was supplied to the cylinder and which thus led to the difference between the actual combustion air ratio and the target combustion air ratio. For example, the actual value is temporarily stored until the correction value to be assigned to it is determined. Only then, i.e. with a time delay, is the correction value assigned to the actual value and saved together with it. The dead time and - optionally - the exhaust gas transit time are determined based on the operating point of the internal combustion engine. The operating point is characterized in particular by the speed and/or the torque of the internal combustion engine.
Bei einem nachfolgenden Berechnen der Kraftstoffmenge, beispielsweise in einem nachfolgenden Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine, wird der Korrekturwert für den dann vorliegenden Istwert der Zustandsgröße ausgelesen und nachfolgend zum Korrigieren der Kraftstoffmenge herangezogen. Insoweit wird bei dem nachfolgenden Berechnen der Kraftstoffmenge zunächst überprüft, ob für den Istwert der Zustandsgröße bereits ein Korrekturwert abgespeichert wurde. Ist dies der Fall, so wird dieser ausgelesen und zum Korrigieren der Kraftstoffmenge verwendet. Wurde zuvor kein Korrekturwert für den Istwert der Zustandsgröße hinterlegt, so wird der Korrekturwert auf einen Standardwert, beispielsweis auf null, gesetzt.When the fuel quantity is subsequently calculated, for example in a subsequent working cycle of the internal combustion engine, the correction value for the then existing actual value of the state variable is read out and subsequently used to correct the fuel quantity. In this respect, when the fuel quantity is subsequently calculated, it is first checked whether there is already a correction value for the actual value of the state variable was saved. If this is the case, it is read and used to correct the fuel quantity. If no correction value was previously stored for the actual value of the state variable, the correction value is set to a standard value, for example zero.
Anschließend wird der Korrekturwert zum Korrigieren der Kraftstoffmenge herangezogen. Nachfolgend wird wieder, wie bereits erläutert, das Istverbrennungsluftverhältnis ermittelt und aus diesem die Differenz zwischen dem Istverbrennungsluftverhältnis und dem Sollverbrennungsluftverhältnis berechnet. Weicht das Istverbrennungsluftverhältnis von dem Sollverbrennungsluftverhältnis ab, ist also die Differenz von null verschieden, so wird aus der Differenz wiederum der Korrekturwert für die Kraftstoffmenge bestimmt, insbesondere ausgehend von dem bereits zuvor abgespeicherten Korrekturwert, und (erneut) unter Zuordnung zu dem Istwert der Zustandsgröße abgespeichert. Insoweit erfolgt bevorzugt ein iteratives Bestimmen des Korrekturwerts für den jeweiligen Istwert der Zustandsgröße.The correction value is then used to correct the fuel quantity. Subsequently, as already explained, the actual combustion air ratio is determined and from this the difference between the actual combustion air ratio and the target combustion air ratio is calculated. If the actual combustion air ratio deviates from the target combustion air ratio, i.e. if the difference is different from zero, the correction value for the fuel quantity is determined from the difference, in particular based on the previously saved correction value, and (again) saved with assignment to the actual value of the state variable . In this respect, the correction value for the respective actual value of the state variable is preferably determined iteratively.
Durch das Inbeziehungsetzen des Korrekturwerts zu dem Istwert der Zustandsgröße erfolgt eine situationsbezogene Optimierung des Betriebs der Brennkraftmaschine. Wird die Brennkraftmaschine eine Zeit lang betrieben, so liegen nachfolgend für zahlreiche unterschiedliche Istwerte der Zustandsgröße Korrekturwerte vor, sodass für unterschiedliche Istwerte der Zustandsgröße ein zielgerichtetes Korrigieren der Kraftstoffmenge erfolgen kann. Hierdurch wird ein besonders effizienter und/oder emissionsarmer Betrieb der Brennkraftmaschine erzielt, insbesondere während eines instationären Betriebs. Besonders bevorzugt wird die beschriebene Vorgehensweise verwendet, insbesondere nur dann, falls ein Gradient der Drehzahl der Brennkraftmaschine von null verschieden und/oder ein Gradient des von der Brennkraftmaschine bereitgestellten Drehmoments von null verschieden ist. Anderenfalls kann die bereits vorstehend erwähnte herkömmliche Lambdaregelung durchgeführt werden. Dies erhöht die Effizienz der Brennkraftmaschine weiter.By relating the correction value to the actual value of the state variable, the operation of the internal combustion engine is optimized in a situation-related manner. If the internal combustion engine is operated for a while, correction values are subsequently available for numerous different actual values of the state variable, so that the fuel quantity can be corrected in a targeted manner for different actual values of the state variable. This results in particularly efficient and/or low-emission operation of the internal combustion engine, particularly during transient operation. The procedure described is particularly preferably used, in particular only if a gradient of the speed of the internal combustion engine is different from zero and/or a gradient of the torque provided by the internal combustion engine is different from zero. Otherwise, the conventional lambda control already mentioned above can be carried out. This further increases the efficiency of the internal combustion engine.
Besonders bevorzugt erfolgt das Abspeichern des Korrekturwerts zylinderindividuell. Das bedeutet, dass der Korrekturwert für genau denjenigen Zylinder hinterlegt wird, für welchen er bestimmt wurde. Auch das Korrigieren der Kraftstoffmenge erfolgt insoweit zylinderindividuell, nämlich mit demjenigen Korrekturwert, welcher für die den jeweiligen Zylinder bereits hinterlegt wurde. Auf diese Art und Weise können konstruktive Toleranzen der Brennkraftmaschine auf besonders effektive Art und Weise ausgeglichen werden.The correction value is particularly preferably saved on a cylinder-specific basis. This means that the correction value is stored for exactly the cylinder for which it was determined. Correcting the fuel quantity is also carried out on a cylinder-specific basis, namely with the correction value that has already been stored for the respective cylinder. In this way, structural tolerances of the internal combustion engine can be compensated for in a particularly effective manner.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Istverbrennungsluftverhältnis mittels einer Lambdasonde ermittelt wird. Die Lambdasonde ist in einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnet, über welche das von der Brennkraftmaschine erzeugte Abgas, insbesondere das gesamte von der Brennkraftmaschine erzeugte Abgas, in Richtung einer Außenumgebung abgeführt wird. Die Lambdasonde ist insoweit strömungstechnisch zwischen der Brennkraftmaschine und einem Endrohr der Abgasleitung angeordnet, über welches das Abgas in die Außenumgebung der Brennkraftmaschine abgeführt wird. Die Lambdasonde ist bevorzugt derart angeordnet, dass sie von dem die Abgasleitung durchströmenden Abgas angeströmt und/oder überströmt wird. Hierdurch wird eine besonders genaue Ermittlung des Istverbrennungsluftverhältnisses erzielt. Insbesondere erfolgt ein Messen des Istverbrennungsluftverhältnisses mithilfe der Lambdasonde; es liegt also keine reine Modellierung des Istverbrennungsluftverhältnisses vor.A further development of the invention provides that the actual combustion air ratio is determined using a lambda sensor. The lambda sensor is arranged in an exhaust pipe of the internal combustion engine, via which the exhaust gas generated by the internal combustion engine, in particular all of the exhaust gas generated by the internal combustion engine, is discharged towards an external environment. In terms of flow, the lambda sensor is arranged between the internal combustion engine and an end pipe of the exhaust pipe, via which the exhaust gas is discharged into the external environment of the internal combustion engine. The lambda probe is preferably arranged in such a way that the exhaust gas flowing through the exhaust line flows against it and/or overflows it. This results in a particularly precise determination of the actual combustion air ratio. In particular, the actual combustion air ratio is measured using the lambda sensor; There is therefore no pure modeling of the actual combustion air ratio.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Zylinder Teil mehrerer Zylinder der Brennkraftmaschine ist und das Istverbrennungsluftverhältnis zylinderindividuell ermittelt wird, insbesondere in einer an die mehreren Zylinder strömungstechnisch angeschlossenen gemeinsamen Abgasleitung. Die Brennkraftmaschine verfügt insoweit über mehrere Zylinder, die den vorstehend erwähnten Zylinder beziehungsweise wenigstens einen Zylinder umfassen. Das Ermitteln des Istverbrennungsluftverhältnisses erfolgt zylinderindividuell. Das bedeutet, dass für jede in einem der Zylinder erfolgende Verbrennung nachfolgend das Istverbrennungsluftverhältnis für genau diese Verbrennung ermittelt wird.A further development of the invention provides that the at least one cylinder is part of several cylinders of the internal combustion engine and the actual combustion air ratio is determined for each cylinder, in particular in a common exhaust pipe that is fluidly connected to the several cylinders. The internal combustion engine has several cylinders, which include the above-mentioned cylinder or at least one cylinder. The actual combustion air ratio is determined for each cylinder. This means that for each combustion that occurs in one of the cylinders, the actual combustion air ratio is subsequently determined for exactly this combustion.
Beispielsweise erfolgt dies durch Messen mittels der Lambdasonde, wobei das aus der Brennkraftmaschine ausgestoßene Abgas der jeweiligen Verbrennung in dem jeweiligen Zylinder zeitlich zugeordnet wird. Hierzu sind beispielsweise die mehreren Zylinder, insbesondere alle Zylinder der Brennkraftmaschine, strömungstechnisch an dieselbe Abgasleitung angeschlossen, welche insoweit als gemeinsame Abgasleitung bezeichnet werden kann. Die Lambdasonde ist der gemeinsamen Abgasleitung zugeordnet, insbesondere ragt sie in diese hinein oder ist in dieser angeordnet. Entsprechend kann die zylinderindividuelle Ermittlung des Istverbrennungsluftverhältnisses auf einfache Art und Weise erfolgen.For example, this is done by measuring using the lambda sensor, with the exhaust gas emitted from the internal combustion engine being assigned to the respective combustion in the respective cylinder in time. For this purpose, for example, the plurality of cylinders, in particular all cylinders of the internal combustion engine, are fluidly connected to the same exhaust pipe, which in this respect can be referred to as a common exhaust pipe. The lambda probe is assigned to the common exhaust pipe, in particular it projects into it or is arranged in it. Accordingly, the cylinder-specific determination of the actual combustion air ratio can be carried out in a simple manner.
Die Erfindung sieht vor, dass der Korrekturwert zum Korrigieren der Kraftstoffmenge während eines instationären Betriebs der Brennkraftmaschine verwendet wird, insbesondere nur während des instationären Betriebs. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Das beschriebene Vorgehen mit dem Ermitteln des Korrekturwerts und dem Zuordnen des Korrekturwerts zu dem Istwert der Zustandsgröße ist vor allem während des instationären Betriebs der Effizienz der Brennkraftmaschine zuträglich, weil während des instationären Betriebs die übliche Lambdaregelung nicht oder lediglich teilweise die gewünschte Wirkung entfaltet.The invention provides that the correction value is used to correct the amount of fuel during transient operation of the internal combustion engine, in particular only during transient operation. This has already been pointed out above. The procedure described Determining the correction value and assigning the correction value to the actual value of the state variable is beneficial to the efficiency of the internal combustion engine, especially during transient operation, because during transient operation the usual lambda control does not have the desired effect or only partially develops it.
Vielmehr läuft die mittels der Lambdaregelung ermittelte Kraftstoffmenge stets der tatsächlich benötigten Kraftstoffmenge hinterher, weil die Lambdaregelung stets eine Totzeit beinhaltet, welche beispielsweise durch die Zeit bestimmt wird, welche das Abgas zum Durchströmen der Strecke zwischen dem Zylinder und der Lambdasonde benötigt. Das beschriebene Verfahren ist hingegen von einer derartigen Totzeit nahezu unabhängig, weil der ermittelte Korrekturwert, insbesondere der zylinderindividuell ermittelte Korrekturwert, stets dem Istwert der Zustandsgröße zugeordnet abgespeichert wird.Rather, the amount of fuel determined by the lambda control always lags behind the amount of fuel actually required because the lambda control always includes a dead time, which is determined, for example, by the time that the exhaust gas requires to flow through the path between the cylinder and the lambda sensor. The method described, on the other hand, is almost independent of such a dead time because the determined correction value, in particular the correction value determined for each cylinder, is always stored associated with the actual value of the state variable.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest während eines stationären Betriebs der Brennkraftmaschine mittels einer Lambdaregelung ein globaler Korrekturwert ermittelt wird, der unabhängig von dem Istwert der Zustandsgröße zum Korrigieren der Kraftstoffmenge verwendet wird. Auf die Verwendung der Lambdaregelung wurde bereits hingewiesen. Die Lambdaregelung wird bevorzugt zumindest während des stationären Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt. Besonders bevorzugt erfolgt sie jedoch auch während des instationären Betriebs der Brennkraftmaschine und insoweit permanent.A further development of the invention provides that, at least during stationary operation of the internal combustion engine, a global correction value is determined by means of a lambda control, which is used to correct the amount of fuel independently of the actual value of the state variable. The use of lambda control has already been pointed out. The lambda control is preferably carried out at least during stationary operation of the internal combustion engine. However, it particularly preferably also takes place during the transient operation of the internal combustion engine and is therefore permanent.
Mithilfe der Lambdaregelung wird der globale Korrekturwert ermittelt, mit welcher die aus der Frischgasmenge berechnete Kraftstoffmenge korrigiert wird. Beispielsweise ist es vorgesehen, die Kraftstoffmenge zunächst mit dem globalen Korrekturwert und erst anschließend mit dem Korrekturwert zu korrigieren, welcher für den momentan vorliegenden Istwert der Zustandsgröße ausgelesen wurde. Insoweit erfolgt eine zweistufige Korrektur der Kraftstoffmenge, um ein besonders genaues Ergebnis zu erzielen. Somit wird ein besonders effizienter und/oder emissionsarmer Betrieb der Brennkraftmaschine umgesetzt.With the help of the lambda control, the global correction value is determined, with which the fuel quantity calculated from the fresh gas quantity is corrected. For example, it is provided to first correct the fuel quantity with the global correction value and only then with the correction value that was read out for the currently existing actual value of the state variable. In this respect, a two-stage correction of the fuel quantity is carried out in order to achieve a particularly precise result. This results in particularly efficient and/or low-emission operation of the internal combustion engine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als zumindest eine Zustandsgröße wenigstens eine der folgenden Zustandsgrößen verwendet wird: Drehzahl der Brennkraftmaschine, Drehmoment der Brennkraftmaschine, Drehzahlgradient der Drehzahl, Drehmomentgradient des Drehmoments, Drosselklappenstellung und Drosselklappenstellungsgradient. Die Drehzahl und/oder das Drehmoment beschreiben den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, wie bereits erläutert. Sie ermöglichen auf besonders einfache Art und Weise die Zuordnung des Korrekturwerts.A further development of the invention provides that at least one of the following state variables is used as at least one state variable: speed of the internal combustion engine, torque of the internal combustion engine, speed gradient of the speed, torque gradient of the torque, throttle valve position and throttle valve position gradient. The speed and/or the torque describe the operating point of the internal combustion engine, as already explained. They enable the correction value to be assigned in a particularly simple manner.
Zusätzlich oder alternativ kann der Drehzahlgradient oder das Drehmomentgradient als Zustandsgröße herangezogen werden. Unter dem Drehzahlgradient ist der Gradient der Drehzahl über der Zeit und unter dem Drehmomentgradient der Gradient des Drehmoments über der Zeit zu verstehen. Der Drehzahlgradient und der Drehmomentgradient ermöglichen eine besonders genaue Beschreibung des momentanen Zustands der Brennkraftmaschine während des instationären Betriebs. Die Drosselklappenstellung beschreibt eine Drosselung der Brennkraftmaschine. Beispielsweise wird die Drosselklappenstellung in Form eines Drosselklappenwinkels angegeben.Additionally or alternatively, the speed gradient or the torque gradient can be used as a state variable. The speed gradient means the gradient of the speed over time and the torque gradient means the gradient of the torque over time. The speed gradient and the torque gradient enable a particularly precise description of the current state of the internal combustion engine during transient operation. The throttle valve position describes a throttling of the internal combustion engine. For example, the throttle valve position is specified in the form of a throttle valve angle.
Grundsätzlich kann für jede der genannten Zustandsgrößen ein Istwert und/oder ein Sollwert verwendet werden. Unter dem Sollwert ist derjenige Wert zu verstehen, der für die jeweilige Zustandsgröße an der Brennkraftmaschine eingestellt wird. Der Istwert ist derjenige Wert, der sich während des Betriebs der Brennkraftmaschine einstellt.In principle, an actual value and/or a setpoint can be used for each of the state variables mentioned. The setpoint is to be understood as meaning the value that is set for the respective state variable on the internal combustion engine. The actual value is the value that occurs during operation of the internal combustion engine.
Selbstverständlich kann auch eine andere Zustandsgröße zusätzlich oder alternativ zu den bereits benannten Zustandsgrößen herangezogen werden. Als Beispiele für solche Zustandsgrößen seien die Temperatur, insbesondere eine Umgebungstemperatur, ein Druck, insbesondere ein Umgebungsluftdruck, und eine Kraftstoffzusammensetzung genannt. Die Verwendung des Istwerts eines der genannten Parameter ermöglicht einen besonders effizienten und/oder emissionsarmen Betrieb der Brennkraftmaschine.Of course, another state variable can also be used in addition to or as an alternative to the state variables already mentioned. Examples of such state variables include temperature, in particular an ambient temperature, a pressure, in particular an ambient air pressure, and a fuel composition. The use of the actual value of one of the parameters mentioned enables particularly efficient and/or low-emission operation of the internal combustion engine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Korrekturwert den Istwerten mehrerer Zustandsgrößen zugeordnet abgespeichert wird. Der Korrekturwert wird also nicht lediglich dem Istwert einer einzigen Zustandsgröße zugeordnet abgespeichert. Vielmehr wird er mehreren Istwerten zugeordnet, wobei die Istwerte für voneinander separate Zustandsgrößen vorliegen. Beispielsweise werden als Zustandsgrößen zwei oder mehr der vorstehend genannten Zustandsgrößen verwendet. Bevorzugt wird der Korrekturwert in einem mehrdimensionalen Datenfeld abgespeichert, welches von den Istwerten der mehreren Zustandsgrößen aufgespannt wird.A further development of the invention provides that the correction value is stored associated with the actual values of several state variables. The correction value is therefore not only stored as assigned to the actual value of a single state variable. Rather, it is assigned to several actual values, with the actual values being available for state variables that are separate from one another. For example, two or more of the above-mentioned state variables are used as state variables. The correction value is preferably stored in a multi-dimensional data field which is spanned by the actual values of the several state variables.
Der Korrekturwert wird also nicht den Istwerten separat zugeordnet abgespeichert, sondern es erfolgt eine Zuordnung zu den Istwerten gemeinsam. Dies erfolgt derart, dass sich der Korrekturwert nachfolgend als Funktion der Istwerte der mehreren Zustandsgrößen ergibt. In anderen Worten wird bei dem nachfolgenden Berechnen der Kraftstoffmenge der zugeordnete Korrekturwert für die dann vorliegenden Istwerte der mehreren Zustandsgrößen ausgelesen und zum Korrigieren der Kraftstoffmenge verwendet. Hierdurch wird die Effizienz der Brennkraftmaschine weiter verbessert.The correction value is therefore not stored separately assigned to the actual values, but is assigned to the actual values together. This is done in such a way that the correction value subsequently results as a function of the actual values of the several state variables. In other words, the amount of fuel is subsequently calculated the assigned correction value for the then existing actual values of the several state variables is read out and used to correct the fuel quantity. This further improves the efficiency of the internal combustion engine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Korrekturwert für die Kraftstoffmenge iterativ ermittelt wird. Dies bedeutet, dass - wie bereits erläutert - während eines Betriebs der Brennkraftmaschine zum Berechnen der Kraftstoffmenge zunächst die Frischgasmenge ermittelt und aus dieser die Kraftstoffmenge berechnet wird. Anschließend wird geprüft, ob für den momentan vorliegenden Istwert der Zustandsgröße bereits der Korrekturwert hinterlegt ist. Ist dies der Fall, so wird dieser ausgelesen und zum Korrigieren der Kraftstoffmenge herangezogen. Ist noch kein Korrekturwert hinterlegt, so wird beispielsweise der Korrekturwert auf einen Standardwert gesetzt und ebenfalls zum Korrigieren der Kraftstoffmenge verwendet.A further development of the invention provides that the correction value for the fuel quantity is determined iteratively. This means that - as already explained - during operation of the internal combustion engine to calculate the amount of fuel, the amount of fresh gas is first determined and the amount of fuel is calculated from this. It is then checked whether the correction value has already been stored for the current actual value of the state variable. If this is the case, it is read and used to correct the fuel quantity. If no correction value is yet stored, the correction value is, for example, set to a standard value and also used to correct the fuel quantity.
Anschließend wird das bei der Verbrennung in dem jeweiligen Zylinder auftretende Istverbrennungsluftverhältnis ermittelt und die Differenz zu dem Sollverbrennungsluftverhältnis bestimmt. Aus der Differenz wird der Korrekturwert (erneut) ermittelt und für den Istwert der Zustandsgröße hinterlegt, für welchen zuvor der Korrekturwert ausgelesen wurde. Der ausgelesene Korrekturwert wird also mit dem neu bestimmten Korrekturwert überschrieben, sodass sich eine schrittweise Korrektur der Kraftstoffmenge ergibt. Die Genauigkeit der ermittelten Kraftstoffmenge wird insoweit mit der Zeit erhöht.The actual combustion air ratio occurring during combustion in the respective cylinder is then determined and the difference to the target combustion air ratio is determined. The correction value is determined (again) from the difference and stored for the actual value of the state variable for which the correction value was previously read out. The correction value read out is therefore overwritten with the newly determined correction value, resulting in a gradual correction of the fuel quantity. The accuracy of the determined fuel quantity increases over time.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Frischgasmenge mittels eines Massenstromsensors gemessen oder mithilfe eines Modells berechnet wird, wobei bei einem Übereinstimmen von Istverbrennungsluftverhältnis und Sollverbrennungsluftverhältnis eine korrigierte Frischgasmenge aus der Kraftstoffmenge berechnet und der Korrekturwert für die Frischgasmenge aus der ermittelten Frischgasmenge und der korrigierten Frischgasmenge berechnet und abgespeichert wird. Grundsätzlich wird also im Rahmen des Ermittelns der Frischgasmenge diese gemessen oder berechnet. Anschließend wird die vorstehend bereits erläuterte Vorgehensweise zur Korrektur der Kraftstoffmenge durchgeführt, bis die Differenz zwischen dem Istverbrennungsluftverhältnis und dem Sollverbrennungsluftverhältnis gleich null ist oder zumindest ein Absolutwert der Differenz kleiner als ein Grenzwert ist.A further development of the invention provides that the amount of fresh gas is measured using a mass flow sensor or calculated using a model, whereby if the actual combustion air ratio and the target combustion air ratio match, a corrected amount of fresh gas is calculated from the amount of fuel and the correction value for the amount of fresh gas is calculated from the determined amount of fresh gas and the corrected amount of fresh gas is calculated and saved. Basically, as part of determining the amount of fresh gas, this is measured or calculated. The procedure for correcting the fuel quantity already explained above is then carried out until the difference between the actual combustion air ratio and the target combustion air ratio is equal to zero or at least an absolute value of the difference is smaller than a limit value.
In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass die Korrektur der Kraftstoffmenge abgeschlossen ist, sodass der Korrekturwert für die Kraftstoffmenge alle Abweichungen für den Istwert der Zustandsgröße beseitigt oder zum indest weitgehend beseitigt. Ist die genannte Bedingung erfüllt, wird aus der Kraftstoffmenge und dem Sollverbrennungsluftverhältnis die korrigierte Frischgasmenge berechnet, insbesondere aus der korrigierten Kraftstoffmenge. Anschließend wird aus der ursprünglich ermittelten Frischgasmenge und der korrigierten Frischgasmenge der Korrekturwert berechnet, welcher insbesondere in Form einer Differenz zwischen der ermittelten Frischgasmenge und der korrigierten Frischgasmenge oder umgekehrt vorliegt. Dann wird der Korrekturwert für die Frischgasmenge analog zu dem Korrekturwert für die Kraftstoffmenge unter Zuordnung zu dem Istwert der zumindest einen Zustandsgröße der Brennkraftmaschine abgespeichert.In this case, it is assumed that the correction of the fuel quantity has been completed, so that the correction value for the fuel quantity eliminates or at least largely eliminates all deviations for the actual value of the state variable. If the stated condition is met, the corrected fresh gas quantity is calculated from the fuel quantity and the target combustion air ratio, in particular from the corrected fuel quantity. The correction value is then calculated from the originally determined amount of fresh gas and the corrected amount of fresh gas, which is in particular in the form of a difference between the determined amount of fresh gas and the corrected amount of fresh gas or vice versa. Then the correction value for the amount of fresh gas is stored analogously to the correction value for the amount of fuel and assigned to the actual value of the at least one state variable of the internal combustion engine.
Vorzugsweise ist es vorgesehen bei einem nachfolgenden Ermitteln der Frischgasmenge diese mit dem Korrekturwert für den jeweiligen Istwert der Zustandsgröße zu korrigieren. Im Zuge des Ermittelns des Korrekturwerts für die Frischgasmenge wird davon ausgegangen, dass eine Korrektur der Kraftstoffmenge nicht mehr notwendig ist. Entsprechend wird der Korrekturwert für die Kraftstoffmenge zurückgesetzt, nämlich auf den Standardwert, beispielsweise auf null.Preferably, when the amount of fresh gas is subsequently determined, it is corrected with the correction value for the respective actual value of the state variable. When determining the correction value for the amount of fresh gas, it is assumed that a correction of the amount of fuel is no longer necessary. Accordingly, the correction value for the fuel quantity is reset, namely to the standard value, for example to zero.
Sollte nachfolgend das Istverbrennungsluftverhältnis trotz der korrigierten Frischgasmenge von dem Sollverbrennungsluftverhältnis abweichen, so wird zunächst wiederum der Korrekturwert für die Kraftstoffmenge auf die beschriebene Art und Weise ermittelt und erst bei einem Übereinstimmen von Istverbrennungsluftverhältnis und Sollverbrennungsluftverhältnis , zumindest im Rahmen der Toleranz, der Korrekturwert für die Frischgasmenge ermittelt, insbesondere erneut ermittelt, und abgespeichert. Diese Vorgehensweise ermöglicht ein besonders effizientes und/oder emissionsarmes Betreiben der Brennkraftmaschine.If the actual combustion air ratio subsequently deviates from the target combustion air ratio despite the corrected fresh gas quantity, the correction value for the fuel quantity is first determined in the manner described and only when the actual combustion air ratio and target combustion air ratio match, at least within the tolerance, is the correction value for the fresh gas quantity determined, in particular determined again, and stored. This procedure enables particularly efficient and/or low-emission operation of the internal combustion engine.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine dazu vorgesehen und ausgebildet ist, dem Zylinder mittels wenigstens eines Einlassventils Frischgas zuzuführen, wobei die dem Zylinder zugeführte Frischgasmenge ermittelt und aus der Frischgasmenge anhand eines vorgegebenen Sollverbrennungsluftverhältnisses eine Kraftstoffmenge berechnet und dem Zylinder Kraftstoff entsprechend der Kraftstoffmenge zugeführt und mit dem Frischgas verbrannt wird, und wobei nach der Verbrennung ein Istverbrennungsluftverhältnis und eine Differenz zwischen dem Istverbrennungsluftverhältnis und dem Sollverbrennungsluftverhältnis ermittelt werden.The invention further relates to an internal combustion engine with at least one cylinder, in particular for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, wherein the internal combustion engine is intended and designed to supply fresh gas to the cylinder by means of at least one inlet valve, the amount of fresh gas supplied to the cylinder being determined and a fuel quantity is calculated from the quantity of fresh gas based on a predetermined target combustion air ratio and fuel is supplied to the cylinder in accordance with the quantity of fuel and is burned with the fresh gas, and wherein after the combustion an actual combustion air ratio and a difference between the actual combustion air ratio and the target combustion air ratio are determined.
Dabei ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine weiter dazu ausgebildet ist, aus der Differenz einen Korrekturwert für die Kraftstoffmenge zu bestimmen und unter Berücksichtigung einer anhand eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine ermittelten Totzeit einem Istwert zumindest einer Zustandsgröße der Brennkraftmaschine zugeordnet abzuspeichern, wobei bei einem nachfolgenden Berechnen der Kraftstoffmenge der zugeordnete Korrekturwert für den dann vorliegenden Istwert der zumindest einen Zustandsgröße ausgelesen und während eines instationären Betriebs der Brennkraftmaschine zum Korrigieren der Kraftstoffmenge verwendet wird.It is provided that the internal combustion engine is further designed to operate from the difference renz to determine a correction value for the fuel quantity and, taking into account a dead time determined based on an operating point of the internal combustion engine, to store it assigned to an actual value of at least one state variable of the internal combustion engine, wherein when the fuel quantity is subsequently calculated, the assigned correction value for the then existing actual value of the at least one state variable is read out and is used to correct the amount of fuel during transient operation of the internal combustion engine.
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf die entsprechenden Ausführungen hingewiesen wird.The advantages of such an approach have already been pointed out. Both the internal combustion engine and the method for operating it can be further developed in accordance with the statements in this description, so that reference is made to the corresponding statements.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung mit einer Brennkraftmaschine, -
2 ein Diagramm, in welchem eine Sollluftmenge, eine Istluftmenge, eine Istkraftstoffmenge und ein Verbrennungsluftverhältnis vor einer Optimierung über der Zeit aufgetragen sind, -
3 ein Diagramm, in welchem die genannten Größen während einer Optimierung über der Zeit aufgetragen sind, sowie -
4 ein Diagramm, in welchem die genannten Größen nach Abschluss der Optimierung über der Zeit aufgetragen sind.
-
1 a schematic representation of a drive device with an internal combustion engine, -
2 a diagram in which a target air quantity, an actual air quantity, an actual fuel quantity and a combustion air ratio are plotted over time before optimization, -
3 a diagram in which the variables mentioned are plotted over time during an optimization, as well as -
4 a diagram in which the variables mentioned are plotted over time after the optimization has been completed.
Die
Durch jedes der Einlassventile 5 kann dem jeweiligen Zylinder Frischgas zugeführt werden, wohingegen durch jedes der Auslassventile 5 Abgas aus dem entsprechenden Zylinder entweichen kann, nämlich in Richtung einer Abgasleitung 6. Während eines Betriebs der Antriebseinrichtung 1 beziehungsweise der Brennkraftmaschine 2 erzeugt diese Abgas, welche über die Abgasleitung 6 in Richtung einer Außenumgebung abgeführt wird. Hierzu wird das Abgas zunächst der Abgasnachbehandlungseinrichtung 7 zugeführt und anschließend in die Außenumgebung abgeführt, beispielsweise über ein auf die Abgasleitung 6 folgendes Endrohr 8.Fresh gas can be supplied to the respective cylinder through each of the inlet valves 5, whereas exhaust gas can escape from the corresponding cylinder through each of the outlet valves 5, namely in the direction of an exhaust pipe 6. During operation of the drive device 1 or the
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine 2 wird jedem der Zylinder über das jeweilige Einlassventil 4 Frischgas zugeführt, wobei die dem jeweiligen Zylinder zugeführte Frischgasmenge ermittelt und aus der Frischgasmenge anhand eines vorgegebenen Sollverbrennungsluftverhältnisses eine Kraftstoffmenge berechnet wird. Nachfolgend wird dem entsprechenden Zylinder Kraftstoff entsprechend der Kraftstoffmenge zugeführt und mit dem Frischgas verbrannt. Nach der Verbrennung wird ein Istverbrennungsluftverhältnis ermittelt. Zudem wird eine Differenz zwischen dem Istverbrennungsluftverhältnis und dem Sollverbrennungsluftverhältnis berechnet. Aus der Differenz wird ein Korrekturwert für die Kraftstoffmenge oder die Frischgasmenge bestimmt und unter Zuordnung zu einem Istwert zumindest einer Zustandsgröße der Brennkraftmaschine 2 abgespeichert.During operation of the
Bei einem nachfolgenden Berechnen der Kraftstoffmenge wird der zugeordnete Korrekturwert für den dann vorliegenden Istwert der Zustandsgröße ausgelesen und zum Korrigieren der Kraftstoffmenge verwendet. Dies erfolgt iterativ, bis das Istverbrennungsluftverhältnis dem Sollverbrennungsluftverhältnis entspricht, zumindest unter Berücksichtigung einer Toleranz. Ist die genannte Bedingung erfüllt, so wird aus der unkorrigierten Kraftstoffmenge und dem Sollverbrennungsluftverhältnis eine korrigierte Frischgasmenge berechnet.When the fuel quantity is subsequently calculated, the assigned correction value for the then existing actual value of the state variable is read out and used to correct the fuel quantity. This is done iteratively until the actual combustion air ratio corresponds to the target combustion air ratio, at least taking a tolerance into account. If the stated condition is met, a corrected fresh gas quantity is calculated from the uncorrected fuel quantity and the target combustion air ratio.
Aus dieser korrigierten Frischgasmenge und der ermittelten Frischgasmenge wird ein Korrekturwert für die Frischgasmenge ermittelt und abgespeichert, nämlich wiederum unter Zuordnung zu dem Istwert der zumindest einen Zustandsgröße der Brennkraftmaschine 2. Gleichzeitig kann der Korrekturwert für die Kraftstoffmenge für diesen Istwert zurückgesetzt werden, beispielsweise auf einen Standardwert. Mithilfe des Korrekturwerts für die Frischgasmenge kann die in den jeweiligen Zylinder eingebrachte Frischgasmenge aus einer gemessenen oder mittels eines Modells berechneten Frischgasmenge mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.From this corrected amount of fresh gas and the determined amount of fresh gas, a correction value for the amount of fresh gas is determined and stored, namely again assigned to the actual value of the at least one state variable of the
Die
Die
Die
Diese Korrektur zeigt sich in dem Verlauf 10. Der Verlauf 10 der Frischgasmenge wird der Berechnung der Kraftstoffmenge zugrunde gelegt, wie sie der Verlauf 11 zeigt. Aufgrund der korrigierten Frischgasmenge ergibt sich ein Verlauf des Istverbrennungsluftverhältnisses, welches nahezu ohne Abweichungen seinem Mittelwert entspricht oder um seinen Mittelwert pendelt. Dies zeigt der Verlauf 12.This correction can be seen in the
Mit der beschriebenen Brennkraftmaschine 2 beziehungsweise dem beschriebenen Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine 2 wird eine äußerst hohe Genauigkeit bei dem Ermitteln der benötigten Kraftstoffmenge und der in die Zylinder eingebrachten Frischgasmenge erzielt. Insoweit ist ein äußerst effizienter und/oder emissionsarmer Betrieb der Brennkraftmaschine 2 durchgeführt.With the described
BEZUGSZEICHENLISTE:REFERENCE SYMBOL LIST:
- 11
- AntriebseinrichtungDrive device
- 22
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 33
- Brennraumcombustion chamber
- 44
- EinlassventilInlet valve
- 55
- Auslassventiloutlet valve
- 66
- AbgasleitungExhaust pipe
- 77
- AbgasnachbehandlungseinrichtungExhaust gas aftertreatment device
- 88th
- Endrohrtailpipe
- 99
- VerlaufCourse
- 1010
- VerlaufCourse
- 1111
- VerlaufCourse
- 1212
- VerlaufCourse
Claims (9)
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DE102020112754A1 DE102020112754A1 (en) | 2021-11-18 |
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