DE10318241B4 - Method and device for operating an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei eine Motortemperatur eines Motors (5) der Brennkraftmaschine (1) modelliert wird, indem ausgehend von einer Startmotortemperatur über eine Differenz zwischen einem dem Motor (5) zugeführten und einem vom Motor (5) abgeführten Wärmestrom integriert wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit der modellierten Motortemperatur eine gemessene Motortemperatur im Rahmen einer Funktionsüberwachung nach unten begrenzt wird.Method for operating an internal combustion engine (1), wherein an engine temperature of an engine (5) of the internal combustion engine (1) is modeled by starting from a starting engine temperature via a difference between a heat flow supplied to the engine (5) and a heat flow discharged by the engine (5) is integrated, characterized in that with the modeled engine temperature, a measured engine temperature is limited in the context of a function monitoring down.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.The invention is based on a method and a device for operating an internal combustion engine according to the preamble of the independent claims.

Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sind bereits bekannt.Methods and apparatus for operating an internal combustion engine are already known.

Aus der DE 195 36 038 A1 und der DE 199 00 740 A1 sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die zur Funktionsüberwachung der Steuerung von Motoren mit homogenen bzw. mit mageren Luft-/Kraftstoffgemischen eingesetzt werden. Bei diesen Verfahren erfolgt ein Vergleich zwischen einem als zulässig ermittelten Motormoment und einem ermittelten Istwert für das Motormoment. Überschreitet der Istwert das zulässige Motormoment, so erfolgen Fehlerreaktionen zur Leistungsreduzierung und zur Überführung des Ottomotors 5 in einen sicheren Zustand. Die Wirksamkeit der Fehlerreaktion wird fortlaufend überprüft und bei fehlender Wirksamkeit werden die Motorsteuerung 10 und die Endstufen zur Ansteuerung der Luftzufuhr über die Drosselklappe, der Zündung und der Kraftstoffeinspritzung abgeschaltet.From the DE 195 36 038 A1 and the DE 199 00 740 A1 Methods and devices are known which are used to monitor the operation of the control of engines with homogeneous or lean air / fuel mixtures. In these methods, a comparison is made between an engine torque determined as permissible and a determined actual value for the engine torque. If the actual value exceeds the permissible engine torque, then fault reactions take place to reduce the power and to transfer the gasoline engine 5 in a safe condition. The effectiveness of the fault reaction is continuously checked and in the absence of effectiveness, the engine control 10 and shut off the output stages for controlling the air supply via the throttle, the ignition and the fuel injection.

Aus der US 2002/0161508 A1 ist eine modelbasierte Methode zur Abschätzung einer Öltemperatur in einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei ist vorgesehen die Öltemperatur per Integration eines Wärmeflusses abzuschätzen, wobei der Wärmefluss durch Betrachtung von Wärmeeinträgen und Wärmeabgaben ermittelt wird.From the US 2002/0161508 A1 is a model-based method for estimating an oil temperature in an internal combustion engine known. It is envisaged to estimate the oil temperature by integration of a heat flow, the heat flow is determined by consideration of heat inputs and heat dissipation.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, wobei eine gemessene Motortemperatur im Rahmen einer Funktionsüberwachung begrenzt werden soll.It is an object of the present invention to provide a method and a device for operating an internal combustion engine, wherein a measured engine temperature is to be limited within the scope of a function monitoring.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass eine Motortemperatur eines Motors der Brennkraftmaschine modelliert wird, indem ausgehend von einer Startmotortemperatur über eine Differenz zwischen einem dem Motor zugeführten und einem vom Motor abgeführten Wärmestrom integriert wird. Auf diese Weise kann die Motortemperatur zum einen sehr genau und zum anderen frühzeitig bereits während des Starts der Brennkraftmaschine berechnet werden und so beispielsweise bereits in der Startphase für eine Funktionsüberwachung zur Verfügung gestellt werden.The inventive method and apparatus for operating an internal combustion engine with the features of the independent claims have the advantage that an engine temperature of an engine of the internal combustion engine is modeled by starting from a starting engine temperature on a difference between a motor supplied and discharged from the engine Heat flow is integrated. In this way, the engine temperature can be calculated for a very accurate and on the other already early during the start of the engine and so for example, be made available in the starting phase for a function monitoring available.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the main claim method are possible.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zufließende Wärmestrom in Abhängigkeit eine Differenz zwischen einer mittleren Brennraumtemperatur und der Motortemperatur gebildet wird. Auf diese Weise lässt sich der zufließende Wärmestrom besonders einfach ermitteln, weil die mittlere Brennraumtemperatur entweder als Messwert oder Parameter vorliegt und für die Motortemperatur der modellierte Wert einer vorherigen Berechnung verwendet werden kann.It is particularly advantageous if the inflowing heat flow is formed depending on a difference between a mean combustion chamber temperature and the engine temperature. In this way, the inflowing heat flow can be determined particularly easily because the mean combustion chamber temperature is present either as a measured value or parameter and the modeled value of a previous calculation can be used for the engine temperature.

Vorteilhaft ist auch, wenn die mittlere Brennraumtemperatur in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine nachgebildet wird. Auf diese Weise lässt sich die Genauigkeit bei der Modellierung der Motortemperatur erhöhen.It is also advantageous if the mean combustion chamber temperature is modeled as a function of a current operating state of the internal combustion engine. In this way, the accuracy in modeling the engine temperature can be increased.

Vorteil ist weiterhin, wenn der abfließende Wärmestrom in Abhängigkeit eine Differenz zwischen der Motortemperatur und einer Umgebungstemperatur gebildet wird. Auf diese Weise lässt sich der abfließende Wärmestrom besonders einfach ermitteln, weil die Umgebungstemperatur entweder als Messwert oder Parameter vorliegt und für die Motortemperatur der modellierte Wert einer vorherigen Berechnung verwendet werden kann.Another advantage is when the outgoing heat flow is formed in dependence on a difference between the engine temperature and an ambient temperature. In this way, the outflowing heat flow can be determined particularly easily because the ambient temperature is present either as a measured value or parameter and for the engine temperature the modeled value of a previous calculation can be used.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einem Start der Brennkraftmaschine mit warmen Motor eine zu Beginn des Fahrzyklus ermittelte Motortemperatur als Startmotortemperatur gewählt wird. Auf diese Weise können Fehler bei der Ermittlung der modellierten Motortemperatur in der Startphase der Brennkraftmaschine weitgehend vermieden werden.It is particularly advantageous if, at a start of the internal combustion engine with a warm engine, an engine temperature determined at the beginning of the driving cycle is selected as the starting engine temperature. In this way, errors in the determination of the modeled engine temperature in the starting phase of the internal combustion engine can be largely avoided.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Startmotortemperatur nach unten durch die Umgebungstemperatur begrenzt wird. Auf diese Weise lassen sich Fehler aufgrund einer zu klein ermittelten Startmotortemperatur bei der Modellierung der Motortemperatur begrenzen. Another advantage is that the starting motor temperature is limited downwards by the ambient temperature. In this way, errors can be limited due to a too small determined start engine temperature in the modeling of the engine temperature.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn bei einer Schubabschaltung des Motors der dem Motor zugeführten Wärmestrom gleich Null gesetzt wird. Auf diese Weise lässt sich besonders einfach und sicher berücksichtigen, dass bei Schubabschaltung kein Wärmestrom durch Verbrennung im Motor vorhanden ist.Furthermore, it is advantageous if the heat flow supplied to the engine is set equal to zero in the case of an overrun fuel cutoff of the engine. In this way, it is particularly easy and safe to take into account that there is no heat flow due to combustion in the engine during overrun fuel cutoff.

Die Modellierung der Motortemperatur kann weiter verbessert werden, wenn die Integration fortlaufend initialisiert wird und für die fortlaufende Initialisierung als Startmotortemperatur eine gemessene Motortemperatur verwendet wird, wenn die gemessene Motortemperatur größer als die modellierte Motortemperatur ist. Auf diese Weise können weitere Fehler bei der Modellierung der Motortemperatur vermieden werden.Motor temperature modeling can be further improved if the integration is initialized continuously and a measured motor temperature is used as the startup engine temperature for continuous initialization if the measured engine temperature is greater than the modeled engine temperature. In this way, further errors in the modeling of the engine temperature can be avoided.

Vorteilhaft ist außerdem, wenn mindestens ein Wärmeübergangskoeffizient für die Integration in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine nachgebildet wird. Auf diese Weise wird die Modellierung der Motortemperatur mit einer höheren Genauigkeit ermöglicht.It is also advantageous if at least one heat transfer coefficient for the integration is modeled as a function of a current operating state of the internal combustion engine. In this way, the modeling of the engine temperature is made possible with a higher accuracy.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die modellierte Motortemperatur um einen Offset reduziert wird. Auf diese Weise können Modellungenauigkeiten bei einer Funktionsüberwachung auf der Grundlage der modellierten Motortemperatur berücksichtigt werden.It is particularly advantageous if the modeled engine temperature is reduced by an offset. In this way, model inaccuracies in function monitoring based on the modeled engine temperature may be taken into account.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, mit der modellierten Motortemperatur eine gemessene Motortemperatur im Rahmen einer Funktionsüberwachung nach unten zu begrenzen. Auf diese Weise wird die Genauigkeit der Funktionsüberwachung erhöht und die Sicherheit bei Betrieb der Brennkraftmaschine insbesondere während der Warmlaufphase des Motors gesteigert.According to the invention, the modeled engine temperature is used to limit a measured engine temperature downwards as part of a function monitoring. In this way, the accuracy of the function monitoring is increased and increased safety during operation of the internal combustion engine, in particular during the warm-up phase of the engine.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine und 2 ein Funktionsdiagramm zur Verdeutlichung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it 1 a block diagram of an internal combustion engine and 2 a functional diagram to illustrate the sequence of the method according to the invention and the operation of the device according to the invention.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In 1 kennzeichnet 1 eine Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 5, der beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein kann. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass der Verbrennungsmotor 5 als Ottomotor ausgebildet ist. Dem Ottomotor 5 ist über eine Luftzufuhr 25 Frischluft zugeführt. Der Luftmassenstrom kann mittels eines Luftmassenmessers 30 ermittelt werden. Der ermittelte Luftmassenstrom wird dann an eine Motorsteuerung 10 weitergeleitet, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung darstellt. Zwischen dem Luftmassenmesser 30 und dem Ottomotor 5 ist in der Luftzufuhr 25 gemäß 1 ein Umgebungstemperatursensor 35 angeordnet, der die Temperatur der dem Ottomotor 5 zugeführten Frischluft misst, wobei diese Temperatur etwa der Umgebungstemperatur entspricht. Der Umgebungstemperatursensor 35 könnte alternativ auch als Außentemperaturmesser des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein und die Temperatur der das Kraftfahrzeug umgebenden Luft messen. Die gemessene Umgebungstemperatur wird ebenfalls an die Motorsteuerung 10 weitergeleitet. Neben der Frischluft wird einem Brennraum 40 des Ottomotors 5 auch Kraftstoff zugeführt. Das im Brennraum 40 vorliegende Luft-/Kraftstoffgemisch wird gezündet und verbrannt, sodass eine in 1 nicht dargestellte Kurbelwelle angetrieben wird. Die Drehzahl der Kurbelwelle wird als Motordrehzahl von einem Drehzahlsensor 55 erfasst und an die Motorsteuerung 10 weitergeleitet. Ferner kann ein Brennraumtemperatursensor 45 im Brennraum 40 angeordnet sein, um die Brennraumtemperatur zu messen und den Messwert an die Motorsteuerung 10 weiterzuleiten. Ferner kann ein Motortemperatursensor 50 vorgesehen sein, der die Temperatur des Ottomotors 5 beispielsweise in Form der Öltemperatur misst und den Messwert an die Motorsteuerung 10 weiterleitet. Dass bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Brennraum 40 entstehende Abgas wird einem Abgasstrang 60 zugeführt. Die Strömungsrichtung der Frischluft in der Luftzufuhr 25 und des Abgases in Abgasstrang 60 ist in 1 jeweils durch einen Pfeil gekennzeichnet. Ferner ist in 1 ein Geschwindigkeitssensor dargestellt, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs misst und den Messwert an die Motorsteuerung 10 weiterleitet. In 1 ist nur eine grobe schematische Übersichtsskizze der Brennkraftmaschine 1 dargestellt, wobei der Übersichtlichkeit halber insbesondere die Kraftstoffeinspritzung, die Drosselklappe, die Zündung sowie Einlass- und Auslassventile des Brennraums 40 nicht dargestellt sind. Der Ottomotor 5 kann einen oder mehrere Zylinder umfassen.In 1 features 1 an internal combustion engine, for example a motor vehicle. The internal combustion engine 1 includes an internal combustion engine 5 , which may be designed for example as a gasoline engine or as a diesel engine. The following is an example to assume that the internal combustion engine 5 is designed as a gasoline engine. The gasoline engine 5 is about an air supply 25 Fresh air supplied. The air mass flow can be measured by means of an air mass meter 30 be determined. The determined air mass flow is then sent to an engine control 10 forwarded, which represents a device according to the invention. Between the air mass meter 30 and the gasoline engine 5 is in the air supply 25 according to 1 an ambient temperature sensor 35 arranged, the temperature of the gasoline engine 5 supplied fresh air, this temperature corresponds approximately to the ambient temperature. The ambient temperature sensor 35 Alternatively, it could also be designed as an outside temperature meter of the motor vehicle and measure the temperature of the air surrounding the motor vehicle. The measured ambient temperature is also sent to the engine control 10 forwarded. In addition to the fresh air is a combustion chamber 40 of the gasoline engine 5 also fed fuel. That in the combustion chamber 40 present air / fuel mixture is ignited and burned, so that in 1 not shown crankshaft is driven. The speed of the crankshaft is referred to as the engine speed of a speed sensor 55 recorded and to the engine control 10 forwarded. Furthermore, a combustion chamber temperature sensor 45 in the combustion chamber 40 be arranged to measure the combustion chamber temperature and the measured value to the engine control 10 forward. Furthermore, an engine temperature sensor 50 be provided, which is the temperature of the gasoline engine 5 For example, in the form of the oil temperature measures and the measured value to the engine control 10 forwards. That during the combustion of the air / fuel mixture in the combustion chamber 40 resulting exhaust gas is an exhaust system 60 fed. The flow direction of the fresh air in the air supply 25 and the exhaust gas in the exhaust line 60 is in 1 each indicated by an arrow. Furthermore, in 1 a speed sensor is shown, which measures the speed of the vehicle and the measured value to the engine control 10 forwards. In 1 is only a rough schematic overview sketch of the internal combustion engine 1 the sake of clarity, in particular the fuel injection, the throttle, the ignition and intake and exhaust valves of the combustion chamber 40 are not shown. The gasoline engine 5 may include one or more cylinders.

Dabei wird in dem Fachmann bekannter Weise in der Motorsteuerung 10 ein Fahrerwunsch beispielsweise durch Auswertung von Messsignalen eines oder mehrerer Fahrpedalsensoren, die in 1 nicht dargestellt sind. Aus dem Fahrerwunsch wird dabei ein Sollwert für das Motormoment ermittelt. Der Sollwert für das Motormoment wird bei einem mit stöchiometrischem Luft-/Kraftstoffgemisch betriebenen Verbrennungsmotor über einen Luftpfad beispielsweise durch geeignete Ansteuerung der Drosselklappe eingestellt. Dazu wird der Sollwert für das Motormoment in eine Sollluftmasse umgerechnet und anschließend in eine Sollposition für das Füllungsstellorgan, in diesen Beispiel die Drosselklappe. Zusätzlich zu dieser Vorsteuerung kann über zwei Regelkreise sichergestellt werden, dass die erforderlichen Sollwerte für den Luftmassenstrom und die Position der Drosselklappe exakt eingestellt werden können. Die einzuspritzende Kraftstoffmasse wird bei stöchiometrischem Luft-/Kraftstoffgemisch dem jeweils vorhandenen Luftmassenstrom angepasst. Dies wird in dem Fachmann bekannter Weise mittels einer Gemischkorrektur sichergestellt.In this case, in the known manner in the motor control 10 a driver request, for example, by evaluation of measurement signals of one or more accelerator pedal sensors, the 1 are not shown. From the driver's request while a setpoint for the engine torque is determined. The setpoint for the engine torque is set in an operated with stoichiometric air / fuel mixture engine via an air path, for example, by appropriate control of the throttle. For this purpose, the desired value for the engine torque is converted into a desired air mass and then into a desired position for the filling actuator, in this example, the throttle valve. In addition to this pilot control, it can be ensured via two control loops that the required setpoint values for the air mass flow and the position of the throttle valve can be precisely set. The injected fuel mass is adjusted at stoichiometric air / fuel mixture the respective existing air mass flow. This is ensured in a manner known to the skilled person by means of a mixture correction.

Bei einem mit magerem Luft-/Kraftstoffgemisch betriebenen Verbrennungsmotor wird der Sollwert für das Motormoment dagegen über einen Kraftstoffpfad in dem Fachmann bekannter Weise eingestellt. Dazu erfolgt die Ermittlung der einzuspritzenden Kraftstoffmasse wiederum mittels der Gemischkorrektur, in diesem Fall jedoch in direkter Abhängigkeit vom Sollwert des Motormoments. Ein Sollwert für die Kraftstoffmasse wird dann in eine Einspritzzeit zur Ansteuerung eines oder mehrerer Einspritzventile umgerechnet. Bei einem mageren Luft-/Kraftstoffgemisch wird der Sollwert für den Luftmassenstrom neben anderen Kriterien in dem Fachmann bekannter Weise so gesteuert, dass ein gewünschter Bereich für das Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis eingestellt wird.In contrast, in the case of a combustion engine operated with a lean air / fuel mixture, the desired value for the engine torque is set via a fuel path in a manner known to the person skilled in the art. For this purpose, the determination of the fuel mass to be injected takes place again by means of the mixture correction, in this case, however, in direct dependence on the desired value of the engine torque. A desired value for the fuel mass is then converted into an injection time for driving one or more injection valves. For a lean air / fuel mixture, the desired air mass flow rate, among other criteria, is controlled in a manner known to those skilled in the art to set a desired range of air / fuel ratio.

Bei der Motorsteuerung 10 kann es sich um eine Mikroprozessor-basierte Vorrichtung zur Steuerung des Ottomotors 5 handeln. Eine solche Motorsteuerung 10 enthält meist auch Funktionen und Bestandteile zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Motorsteuerung 10 sowie der Motorkomponenten, wie beispielsweise die Drosselklappe oder die Einlass- und Auslassventile. Hierbei kann unterschieden werden in Funktionen und Vorrichtungen zur Überwachung der allgemeinen Funktionsfähigkeit der Motorsteuerung 10 und der Motorkomponenten einerseits – hier als Diagnose bezeichnet – und der sicherheitsrelevanten Überwachung andererseits. Die sicherheitsrelevante Überwachung wird im Folgenden als Funktionsüberwachung bezeichnet und dient der Vermeidung von ungewollten, sicherheitskritischen Betriebszuständen des Ottomotors 5. Dabei liegt der Schwerpunkt der Funktionsüberwachung bei der Vermeidung von ungewollten Momentenerhöhungen beispielsweise des indizierten Motormoments des Ottomotors 5, die durch Störungen insbesondere in der Motorsteuerung 10 verursacht werden können. Das indizierte Motormoment wird im Folgenden vereinfacht als Motormoment bezeichnet. Aus der DE-A-195 36 038 ( US 5,692, 472 ) und der DE 199 00 740 A1 sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die zur Funktionsüberwachung der Steuerung von Motoren mit homogenen bzw. mit mageren Luft-/Kraftstoffgemischen eingesetzt werden. Bei diesen Verfahren erfolgt ein Vergleich zwischen einem als zulässig ermittelten Motormoment und einem ermittelten Istwert für das Motormoment. Überschreitet der Istwert das zulässige Motormoment, so erfolgen Fehlerreaktionen zur Leistungsreduzierung und zur Überführung des Ottomotors 5 in einen sicheren Zustand. Die Wirksamkeit der Fehlerreaktion wird fortlaufend überprüft und bei fehlender Wirksamkeit werden die Motorsteuerung 10 und die Endstufen zur Ansteuerung der Luftzufuhr über die Drosselklappe, der Zündung und der Kraftstoffeinspritzung abgeschaltet.In the engine control 10 It may be a microprocessor-based device for controlling the gasoline engine 5 act. Such a motor control 10 usually also contains functions and components for monitoring the functionality of the engine control 10 and the engine components, such as the throttle or the intake and exhaust valves. Here, a distinction can be made in functions and devices for monitoring the general functionality of the engine control 10 and the motor components on the one hand - referred to here as a diagnosis - and the safety-related monitoring on the other hand. The safety-relevant monitoring is referred to below as a function monitoring and serves to avoid unwanted, safety-critical operating conditions of the gasoline engine 5 , The focus of the function monitoring in avoiding unwanted torque increases, for example, the indicated engine torque of the gasoline engine 5 caused by disturbances especially in the engine control 10 can be caused. The indicated engine torque is referred to below as engine torque. From the DE-A-195 36 038 ( US 5,692,472 ) and the DE 199 00 740 A1 Methods and devices are known which are used to monitor the operation of the control of engines with homogeneous or lean air / fuel mixtures. In these methods, a comparison is made between an engine torque determined as permissible and a determined actual value for the engine torque. If the actual value exceeds the permissible engine torque, then fault reactions take place to reduce the power and to transfer the gasoline engine 5 in a safe condition. The effectiveness of the fault reaction is continuously checked and in the absence of effectiveness, the engine control 10 and shut off the output stages for controlling the air supply via the throttle, the ignition and the fuel injection.

Die für die Funktionsüberwachung verwendeten Eingangssignale müssen überprüft werden. Bei der zur Ermittlung des zulässigen Motormoments und des Istwertes für das Motormoment werden zum Beispiel die folgenden Eingangssignale überprüft: die Stellung des Fahrpedals aus dem oder den Fahrpedalsensoren, die Motordrehzahl, externe Momentenanforderungen beispielsweise von einer Antriebschlupfregelung, einem Antiblockiersystem, einer Fahrgeschwindigkeitsregelung oder dergleichen und den Zündwinkel. Die Prüfung eines Istwertes für den Luftmassenstrom, von Gemischkorrekturfaktoren, eines Sollwertes für die einzuspritzende Kraftstoffmasse, von Einspritzzeiten und bei Systemen mit Benzindirekteinspritzung und mageren Betriebsarten zusätzlich die Prüfung des Luft-/Kraftstoffgemischverhältnisses und eines Kraftstoffdruckes im Rahmen der Funktionsüberwachung sind in der DE 199 00 740 A1 beschrieben. Eines dieser Eingangssignale ist dabei die Motortemperatur Tm. Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Motortemperatur Tm vorgeschlagen, um deren uneingeschränkte Verwendung beispielsweise in der Funktionsüberwachung sicherzustellen und um die Sicherheit, insbesondere in einem Warmlauf des Ottomotors 5, zu erhöhen. Der Wert für die Motortemperatur Tm wirkt sich an folgenden Stellen der beispielsweise aus der DE 199 00 740 A1 bekannten Funktionsüberwachung aus:

  • a) die Höhe des Motorschleppmomentes und der Verluste von Nebenaggregaten, wie beispielsweise Klimaanlage, Servolenkung oder dergleichen bei der Ermittlung des zulässigen Moments,
  • b) die Verschiebung des Zündwinkels gegenüber einem optimalen Zündwinkel bei der Ermittlung des Istwertes für das Motormoment,
  • c) die Höhe der Gemischkorrekturfaktoren, insbesondere für einen Nachstart oder Warmlauf des Ottomotors 5, bei einer Rückrechnung des Luftmassenstromes aus der eingespritzten Kraftstoffmasse,
  • d) die Rückrechnung der eingespritzten Kraftstoffmasse aus den von der Motorsteuerung 10 angesteuerten Einspritzzeiten.
The input signals used for the function monitoring must be checked. For example, in the engine torque and the engine torque feedback values, the following input signals are checked: the position of the accelerator pedal from the accelerator pedal (s), the engine speed, external torque requests from, for example, a traction control system, antilock braking system, cruise control, or the like firing angle. The test of an air mass flow rate, of mixture correction factors, of a target value for the fuel mass to be injected, of injection times and in systems with gasoline direct injection and lean operating modes additionally the test of the air / fuel ratio and a fuel pressure in the context of the function monitoring are in DE 199 00 740 A1 described. One of these input signals is the motor temperature Tm. According to the invention, a method and a device for testing the engine temperature Tm are proposed in order to ensure their unrestricted use, for example, in function monitoring and safety, in particular in a warm-up of the gasoline engine 5 to raise. The value for the engine temperature Tm affects the following places, for example, from the DE 199 00 740 A1 known function monitoring:
  • a) the level of engine drag torque and the losses of ancillary equipment, such as air conditioning, power steering or the like in determining the allowable torque,
  • b) the shift of the ignition angle with respect to an optimal ignition angle in the determination of the actual value for the engine torque,
  • c) the level of the mixture correction factors, in particular for a restart or warm-up of the gasoline engine 5 in a recalculation of the air mass flow from the injected fuel mass,
  • d) the recalculation of the injected fuel mass from that of the engine control 10 controlled injection times.

Im Folgenden werden ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, mit denen die Motortemperatur Tm modelliert werden kann. Die Ermittlung der modellierten Motortemperatur Tm beruht auf einer vereinfachten Nachbildung der physikalischen Vorgänge bei der Erwärmung bzw. Abkühlung des Ottomotors 5. Für die Erwärmung eines Körpers bzw. einer Flüssigkeit ohne Phasenübergang ist eine Wärmemenge dQ erforderlich und es gilt folgende Beziehung: dQ = m·c·dT (1) The following describes a method and a device with which the engine temperature Tm can be modeled. The determination of the modeled engine temperature Tm is based on a simplified simulation of the physical processes during the heating or cooling of the gasoline engine 5 , For the heating of a body or a liquid without phase transition, a quantity of heat dQ is required and the following relationship applies: dQ = m · c · dT (1)

Mit m gleich der Masse des Körpers, c gleich der spezifischen Wärmekapazität des Körpers und dT gleich der Temperaturdifferenz durch die Erwärmung des Körpers bzw. der Flüssigkeit.With m equal to the mass of the body, c equal to the specific heat capacity of the body and dT equal to the temperature difference due to the heating of the body or the fluid.

Weiterhin gilt für den Wärmestrom Q . bei einem solchen Wärmeübergang, d. h. bei der Wärmeübertragung zwischen einem insbesondere strömenden Medium und einem festen Körper die folgende Gleichung: Q . = α·A·(TM – TF) (2) mit α gleich dem Wärmeübergangskoeffizienten, A gleich der Größe der Heiz- bzw. Kühlfläche, TM gleich der Temperatur des Mediums und TF gleich der Temperatur des festen Körpers.Furthermore, applies to the heat flow Q. in such a heat transfer, ie in the heat transfer between a particular flowing medium and a solid body, the following equation: Q. = α · A · (T M - T F ) (2) with α equal to the heat transfer coefficient, A equal to the size of the heating or cooling surface, T M equal to the temperature of the medium and T F equal to the temperature of the solid.

Mit den Gleichungen (1) und (2) sowie dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik lässt sich die Erwärmung des Verbrennungsmotors, in diesem Beispiel des Ottomotors 5, vereinfacht wie folgt beschreiben: dTm = 1 / mc∫Q .Zu – Q .Abdt = 1 / mc∫[αZuAZu(TBr – Tm) – αAbAAb(Tm – TUm)]dt (3) With the equations (1) and (2) and the first law of thermodynamics can be the heating of the internal combustion engine, in this example of the gasoline engine 5 , simplified as follows: dTm = 1 / mc∫Q. To - Q. From dt = 1 / mc∫ [α To A To (T Br - Tm) - α From A Ab (Tm -T Um )] dt (3)

Dabei sind dTm eine differenzielle Temperaturänderung des Ottomotors 5, m in diesem Fall die Masse des Ottomotors 5 als Körpermasse, c in diesem Falle die spezifische Wärmekapazität des Ottomotors 5, Q .Zu der dem Ottomotor 5 zufließende Wärmestrom, Q .Ab der vom Ottomotor 5 abfließende Wärmestrom, αZu der Wärmeübergangskoeffizient für den Wärmeübergang vom Medium im Brennraum 40 zum Ottomotor 5, αAb der Wärmeübergangskoeffizient für den Wärmeübergang vom Ottomotor 5 zur Umgebung, AZu die Größe der Heizfläche des Ottomotors 5 für den Wärmeübergang vom Medium im Brennraum 40 zum Ottomotor 5, AAb die Größe der Kühlfläche des Ottomotors 5 für den Wärmeübergang vom Ottomotor 5 zur Umgebung, TBr die mittlere Temperatur im Brennraum 40 und TUm die Umgebungstemperatur.In this case dTm are a differential temperature change of the gasoline engine 5 , m in this case the mass of the gasoline engine 5 as body mass, c in this case the specific heat capacity of the gasoline engine 5 , Q. To the gasoline engine 5 incoming heat flow, Q. From the gasoline engine 5 outgoing heat flow, α To the heat transfer coefficient for the heat transfer from the medium in the combustion chamber 40 to the gasoline engine 5 , α Ab The heat transfer coefficient for the heat transfer from the gasoline engine 5 to the environment, A To the size of the heating surface of the gasoline engine 5 for the heat transfer from the medium in the combustion chamber 40 to the gasoline engine 5 , A From the size of the cooling surface of the gasoline engine 5 for the heat transfer from the gasoline engine 5 to the environment, T Br the average temperature in the combustion chamber 40 and T To the ambient temperature.

Aus dem mit der Masse m und der spezifischen Wärmekapazität c des Ottomotors 5 gewichteten Integral über der Differenz zwischen dem zufließenden Wärmestrom Q .Zu und dem abfließenden Wärmestrom Q .Ab ergibt sich also die differenzielle Temperaturdifferenz oder Temperatureränderung dTm des Ottomotors 5 beispielsweise bei einer Erwärmung des Ottomotors 5 gemäß Gleichung (3). Der zufließende Wärmestrom Q .Zu entsteht durch die Energieumwandlung bei der Verbrennung im Brennraum 40, der abfließende Wärmestrom Q .Ab gilt mittels dem Wärmeübergang vom Ottomotor 5 an die Umgebung ab. Die Wärmeübertragung durch Strahlung wird hier vernachlässigt.From that with the mass m and the specific heat capacity c of the gasoline engine 5 weighted integral over the difference between the incoming heat flow Q. To and the outgoing heat flow Q. From this results so the differential temperature difference or temperature change dTm of the gasoline engine 5 for example, when heating the gasoline engine 5 according to equation (3). The incoming heat flow Q. To be created by the energy conversion during combustion in the combustion chamber 40 , the outgoing heat flow Q. From applies by means of the heat transfer from the gasoline engine 5 to the environment. The heat transfer by radiation is neglected here.

Wird die Variation der spezifischen Wärmekapazität c im relevanten Temperaturbereich sowie die Variation der Wärmeübergangskoeffizienten αZu, αAb in unterschiedlichen Betriebsbereichen und über die Lebensdauer des Ottomotors 5 vernachlässigt, so lässt sich Gleichung (3) wie folgt darstellen:

Figure DE000010318241B4_0002
mit der Integrationskonstanten k1: k1 = αAbAAb = const. (5) und dem Wärmeübertragungsfaktor k2:
Figure DE000010318241B4_0003
Is the variation of the specific heat capacity c in the relevant temperature range and the variation of the heat transfer coefficients α Zu , α Ab in different operating ranges and over the life of the gasoline engine 5 neglected, equation (3) can be represented as follows:
Figure DE000010318241B4_0002
with the integration constant k1: k1 = α From A Ab = const. (5) and the heat transfer factor k2:
Figure DE000010318241B4_0003

Dabei kann die mittlere Brennraumtemperatur TBr, die Integrationskonstante k1 und der Wärmeübertragungsfaktor k2 als konstant betrachtet und daher als Parameter vorgegeben werden.In this case, the average combustion chamber temperature T Br , the integration constant k1 and the heat transfer factor k2 can be regarded as constant and can therefore be specified as a parameter.

Die mittlere Brennraumtemperatur TBr, die Integrationskonstante k1 und der Wärmeübertragungsfaktor k2 können dabei beispielsweise auf einem Prüfstand appliziert werden. Die Umgebungstemperatur TUm kann als Messwert des Umgebungstemperatursensors 35 oder ebenfalls als konstanter Parameter in die Berechnung nach Gleichung (4) eingehen. Die Brennraumtemperatur TBr könnte alternativ auch als Messwert des Brennraumtemperatursensors 45, soweit vorhanden, in die Berechnung nach Gleichung (4) eingehen.The mean combustion chamber temperature T Br , the integration constant k1 and the heat transfer factor k2 can be applied for example on a test bench. The ambient temperature T Um can be used as the measured value of the ambient temperature sensor 35 or also as a constant parameter in the calculation according to equation (4). The combustion chamber temperature T Br could alternatively also be the measured value of the combustion chamber temperature sensor 45 , if available, enter into the calculation according to equation (4).

Die Umsetzung der Berechnung der Motortemperatur Tm zum Zeitpunkt t gemäß Gleichung (4) erfolgt mittels eines Modells 15, das software- und/oder hardwaremäßig in der Motorsteuerung 10 implementiert sein kann. Das Modell 15 ist als Funktionsdiagramm in 2 dargestellt.The conversion of the calculation of the engine temperature Tm at the time t according to equation (4) takes place by means of a model 15 , the software and / or hardware in the engine control 10 can be implemented. The model 15 is as a functional diagram in 2 shown.

Dabei wird von der mittleren Brennraumtemperatur TBr in einem ersten Subtraktionsglied 70 die aus einer vorherigen oder der gerade aktuellen Modellierung gebildete Motortemperatur Tm subtrahiert. Die gebildete Differenz wird in einem Multiplikationsglied 85 mit dem Wärmeübertragungsfaktor k2 multipliziert. Das gebildete Produkt wird einem Schalter 90 zugeführt, der in dem Falle, dass keine Schubabschaltung vorliegt, das Produkt am Ausgang des Multiplikationsglied 85, andernfalls den Wert Null einem Additionsglied 95 als Eingangsgröße zuführt.In this case, the average combustion chamber temperature T Br in a first subtraction element 70 subtracts the engine temperature Tm formed from a previous or current modeling. The difference formed is in a multiplication element 85 multiplied by the heat transfer factor k2. The formed product becomes a switch 90 supplied in the event that there is no fuel cut, the product at the output of the multiplier 85 otherwise the value zero to an adder 95 as input.

In einem zweiten Subtraktionsglied 75 wird von der Umgebungstemperatur TUm die aus einer vorherigen oder der gerade aktuellen Modellierung gebildete Motortemperatur Tm subtrahiert. Die gebildete Differenz wird als weitere Eingangsgröße dem Additionsglied 95 zugeführt. Das Additionsglied 95 addiert die beiden Eingangsgrößen. Die gebildete Summe wird einem Integrator 20 zugeführt und dort von einem Startzeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t integriert. Das Integrationsergebnis wird dabei der Motortemperatur Tm(t0) zum Startzeitpunkt t0 hinzu addiert. Die Motortemperatur Tm(t0) zum Startzeitpunkt t0 wird dabei als Initialisierungswert ebenfalls dem Integrator 20 zugeführt. Sie entspricht der aus der vorherigen Modellierung gebildeten Motortemperatur Tm, die in entsprechender Weise für den Startzeitpunkt t0 ermittelt wurde. Sie wird auch als Startmotortemperatur bezeichnet. Am Ausgang des Integrators 20 liegt dann die modellierte Motortemperatur Tm zum Zeitpunkt t an. Weiterhin kann es optional und wie in 2 dargestellt vorgesehen sein, dass in einem dritten Subtraktionsglied 80 von der modellierten Motortemperatur Tm ein Offset Δ subtrahiert wird. Durch die Subtraktion des Offsets Δ werden Modellungenauigkeiten berücksichtigt. Die durch das dritte Subtraktionsglied 80 gebildete Differenz wird auch als Referenztemperatur Tref bezeichnet und einem Maximalauswahlglied 100 zugeführt. Die Maximalauswahlglied 100 wird außerdem ein Messwert Tmist für die Motortemperatur zugeführt, der beispielsweise vom Motortemperatursensor 50 gemessen werden kann. Das Maximalauswahlglied 100 wählt aus dem Messwert Tmist für die Motortemperatur und der Referenztemperatur den Maximalwert aus und gibt ihn beispielsweise für die oben beschriebenen Funktionsüberwachung ab.In a second subtraction element 75 is subtracted from the ambient temperature T Um engine temperature Tm formed from a previous or current modeling. The difference formed is the addition element as a further input variable 95 fed. The addition element 95 adds the two input variables. The sum formed becomes an integrator 20 fed and integrated there from a start time t0 to the time t. The integration result is added to the motor temperature Tm (t0) at the start time t0. The motor temperature Tm (t0) at the start time t0 is also the integrator as initialization value 20 fed. It corresponds to the engine temperature Tm formed from the previous modeling, which was determined in a corresponding manner for the starting time t0. It is also referred to as the starting engine temperature. At the output of the integrator 20 is then the modeled engine temperature Tm at time t. Furthermore it can be optional and as in 2 be provided provided that in a third subtraction element 80 from the modeled engine temperature Tm an offset Δ is subtracted. The subtraction of the offset Δ takes account of model inaccuracies. The third subtraction element 80 The difference formed is also referred to as the reference temperature Tref and a maximum selection element 100 fed. The maximum selector 100 In addition, a measured value Tmist for the engine temperature is supplied, for example, from the engine temperature sensor 50 can be measured. The maximum selector 100 selects from the measured value Tmist for the motor temperature and the reference temperature, the maximum value and outputs it, for example, for the above-described function monitoring.

Durch das Maximalauswahlglied 100 wird der Messwert Tmist für die Motortemperatur nach unten durch die Referenztemperatur Tref begrenzt, um im Fall eines fehlerhaften Messwertes Tmist für die Motortemperatur eine übermäßige Aufweitung der Funktionsüberwachung und damit eine Beeinträchtigung der Überwachungsqualität zu vermeiden.By the maximum selection member 100 the measured value Tmist for the engine temperature is limited downwards by the reference temperature Tref, in order to avoid an excessive widening of the function monitoring and thus a deterioration of the monitoring quality in the event of a faulty measured value Tmist for the engine temperature.

Der Schalter 90 für eine verbesserte Berücksichtigung der Schubabschaltung durch Umschalten auf den Wert Null ist optional vorgesehen. Im Falle der Schubabschaltung steuert die Motorsteuerung 10 den Schalter 90, wie durch den gestrichelten Pfeil angedeutet ist, zur Umschaltung auf den Wert Null an. Ohne Verwendung des Schalters 90 ist der Ausgang des Multiplikationsgliedes 85 direkt mit dem Eingang des Additionsgliedes 95 verbunden. Bei Schubabschaltung ist kein Wärmestrom durch Verbrennung im Ottomotor 5 vorhanden. Deshalb wird durch die Verwendung des Schalters 90 und die Umschaltung auf den Wert Null im Falle der Schubabschaltung die Modellierung der Motortemperatur Tm vereinfacht und der dem Ottomotor 5 zugeführte Wärmestrom gleich Null gesetzt.The desk 90 for an improved consideration of the fuel cut-off by switching to the value zero is optionally provided. In the case of overrun fuel cut controls the engine control 10 the switch 90 , as indicated by the dashed arrow, to switch to the value zero. Without using the switch 90 is the output of the multiplier 85 directly to the input of the adder 95 connected. When fuel cutoff is no heat flow through combustion in the gasoline engine 5 available. Therefore, by using the switch 90 and switching to the value zero in Case of fuel cut, the modeling of the engine temperature Tm simplified and the gasoline engine 5 supplied heat flow set to zero.

Zur besseren Ermittlung der modellierten Motortemperatur Tm kann es insbesondere beim Start des Ottomotors 5 mit warmem Motor vorgesehen sein, dass der Integrator 20 mit der zu Beginn des aktuellen Fahrzyklus gemessenen Motortemperatur als Startmotortemperatur initialisiert wird. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Ermittlungsfehlern bei der Modellierung der Motortemperatur Tm vermieden werden. Alle während der Warmlaufphase des Ottomotors 5 auftretenden Ermittlungsfehler bei der Modellierung der Motortemperatur Tm lassen sich diese Weise vermeiden. Lediglich bei einer zu klein ermittelten Startmotortemperatur eines bereits warmen Ottomotors 5 kann sich eine unerwünschte Aufweitung der Funktionsüberwachung, d. h. Ungenauigkeit der Funktionsüberwachung, für eine begrenzte Zeit ergeben. Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Fehlers kann jedoch reduziert werden, indem die zur Initialisierung des Integrators 20 verwendete Startmotortemperatur nach unten beispielsweise mit der Umgebungstemperatur TUm begrenzt wird.For a better determination of the modeled engine temperature Tm, it may be particularly at the start of the gasoline engine 5 be provided with a warm engine that the integrator 20 is initialized with the engine temperature measured at the beginning of the current drive cycle as the start engine temperature. In this way, a plurality of detection errors in the modeling of the engine temperature Tm can be avoided. All during the warm-up phase of the gasoline engine 5 occurring detection errors in the modeling of the engine temperature Tm can be avoided this way. Only at a too small determined starting engine temperature of an already warm gasoline engine 5 An undesirable expansion of the function monitoring, ie inaccuracy of the function monitoring, can result for a limited time. However, the probability of such an error can be reduced by using the initialization of the integrator 20 used start engine temperature down, for example, with the ambient temperature T Um is limited.

Um weitere Fehler zu vermeiden, kann der Integrator 20 alternativ auch fortlaufend, d. h. während des gesamten Fahrzyklus, mit der aktuell gemessenen Motortemperatur, also dem Messwert Tmist für die Motortemperatur, als Startmotortemperatur initialisiert werden, und zwar nur dann, wenn die modellierte Motortemperatur Tm kleiner als der Messwert Tmist für die Motortemperatur ist. Damit wird ein zu geringer Wert für die Referenztemperatur Tref vermieden und damit der Betrag des möglichen Fehlers der verwendeten Motortemperatur bei einer zu kleinen Ermittlung weiter verringert.To avoid further errors, the integrator can 20 alternatively also continuously, ie during the entire driving cycle, with the currently measured engine temperature, ie the measured value Tmist for the engine temperature, be initialized as a start engine temperature, and only if the modeled engine temperature Tm is smaller than the measured value Tmist for the engine temperature. This prevents a too low value for the reference temperature Tref and thus further reduces the amount of the possible error of the motor temperature used if the determination is too small.

Eine weitere Variante des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Vorrichtung besteht in der Vereinfachung, dass die Umgebungstemperatur TUm nicht als kontinuierliche, insbesondere gemessene, Eingangsgröße des Modells 15 verwendet wird, sondern als fester, konstanter Parameter. Dies erhöht zwar die Ungenauigkeit der Modellierung, kann aber zu einer breiteren Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens beitragen, da insbesondere auf den Umgebungstemperatursensor 35 verzichtet werden kann.A further variant of the method described and the device described consists in the simplification that the ambient temperature T Um not as a continuous, in particular measured, input of the model 15 is used, but as a fixed, constant parameter. Although this increases the inaccuracy of the modeling, but can contribute to a wider applicability of the method according to the invention, since in particular the ambient temperature sensor 35 can be waived.

Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Wärmeübergangskoeffizienten αZu, αAb oder zumindest einer der beiden Wärmeübergangskoeffizienten αZu, αAb und damit die Integrationskonstante k1 und der Wärmeübergangsfaktor k2 nicht als konstant betrachtet werden. Sie können für unterschiedliche Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 nachgebildet und entsprechend den Gleichungen (5) und (6) in Gleichung (4) berücksichtigt werden. Zur Charakterisierung der unterschiedlichen Betriebszustände können der relative Luftmassenstrom, der beispielsweise durch den Luftmassenmesser 30 ermittelt werden kann, die Motordrehzahl, der beispielsweise durch den Drehzahlsensor 55 ermittelt werden kann, und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit, der beispielsweise durch den Geschwindigkeitssensor 65 ermittelt werden kann, verwendet werden. Die Wärmeübergangskoeffizienten αZu, αAb können dann beispielsweise auf einem Prüfstand in Abhängigkeit der unterschiedlichen Betriebszustände appliziert werden. Somit können für die Modellierung der Motortemperatur Tm einer oder beide Wärmeübergangskoeffizienten αZu, αAb in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 1 berücksichtigt werden.Additionally or alternatively, it can be provided that the heat transfer coefficients α Zu , α Ab or at least one of the two heat transfer coefficients α Zu , α Ab and thus the integration constant k1 and the heat transfer factor k2 are not considered to be constant. You can for different operating conditions of the internal combustion engine 1 and be considered according to equations (5) and (6) in equation (4). To characterize the different operating states of the relative air mass flow, for example, by the air mass meter 30 can be determined, the engine speed, for example, by the speed sensor 55 can be determined, and / or the vehicle speed, for example, by the speed sensor 65 can be determined to be used. The heat transfer coefficients α Zu , α Ab can then be applied, for example, on a test bench as a function of the different operating states. Thus, for modeling the engine temperature Tm, one or both heat transfer coefficients α Zu , α Ab can be used as a function of the current operating state of the internal combustion engine 1 be taken into account.

Zusätzlich oder alternativ kann die mittlere Brennraumtemperatur TBr nicht als konstant betrachtet werden. Sie kann für unterschiedliche Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 nachgebildet werden. Zur Charakterisierung der unterschiedlichen Betriebszustände können der relative Luftmassenstrom, der beispielsweise durch den Luftmassenmesser 30 ermittelt werden kann, die Motordrehzahl, der beispielsweise durch den Drehzahlsensor 55 ermittelt werden kann, und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit, der beispielsweise durch den Geschwindigkeitssensor 65 ermittelt werden kann, verwendet werden. Die mittlere Brennraumtemperatur TBr kann dann beispielsweise auf einem Prüfstand in Abhängigkeit der unterschiedlichen Betriebszustände appliziert werden. Somit kann für die Modellierung der Motortemperatur Tm die mittlere Brennraumtemperatur TBr in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 1 berücksichtigt werden.Additionally or alternatively, the average combustion chamber temperature T Br can not be regarded as constant. It can for different operating conditions of the internal combustion engine 1 be reproduced. To characterize the different operating states of the relative air mass flow, for example, by the air mass meter 30 can be determined, the engine speed, for example, by the speed sensor 55 can be determined, and / or the vehicle speed, for example, by the speed sensor 65 can be determined to be used. The mean combustion chamber temperature T Br can then be applied, for example, on a test bench as a function of the different operating states. Thus, for the modeling of the engine temperature Tm, the average combustion chamber temperature T Br as a function of the current operating state of the internal combustion engine 1 be taken into account.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich eine kontinuierliche Prüfung der Information des Messwertes Tmist für die Motortemperatur in der Funktionsüberwachung der Motorsteuerung 10 realisieren, und zwar vom jeweiligen Startzeitpunkt t0 an. Der Startzeitpunkt t0 ist dabei der Zeitpunkt, zu dem der Ottomotor 5 gestartet wird. Dabei können in einem Fahrzyklus mehrere Startvorgänge und damit mehrere Startzeitpunkte t0 vorliegen. Da das erfindungsgemäße Verfahren während des Fahrzyklus auch kontinuierlich zur Modellierung der Motortemperatur Tm angewandt werden kann, lässt sich gemäß Gleichung (4) der Zeitpunkt t0 auch allgemein als jeweiliger Startzeitpunkt der Integration auffassen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Sicherheit des Fahrbetriebs, insbesondere während der Warmlaufphase des Ottomotors 5, gewährleistet. Außerdem ermöglicht eine kontinuierliche Modellierung der Motortemperatur Tm mittels dem Modell 15 und dem Integrator 20 – und damit eine kontinuierliche Prüfung des Messwertes Tmist für die Motortemperatur – eine Berücksichtigung der Motortemperatur Tm auf breiter Basis, insbesondere für die unter a) bis d) genannten Stellen der Funktionsüberwachung. Diese wiederum verbessert die Genauigkeit der Funktionsüberwachung.The method according to the invention and the device according to the invention make it possible to continuously check the information of the measured value Tmist for the engine temperature in the function monitoring of the engine control 10 realize, from the respective start time t0 on. The starting time t0 is the time at which the gasoline engine 5 is started. In this case, several start operations and thus several start times t0 can be present in one drive cycle. Since the method according to the invention can also be used continuously for modeling the engine temperature Tm during the driving cycle, the time t0 can also generally be understood as the respective starting time of the integration according to equation (4). The inventive method and the device according to the invention, the safety of driving, especially during the warm-up phase of the gasoline engine 5 , guaranteed. In addition, continuous modeling of the engine temperature Tm by means of the model 15 and the integrator 20 - And thus a continuous examination of the measured value Tmist for the engine temperature - a consideration of the engine temperature Tm on a broad basis, in particular for the under a) to d) points of the function monitoring. This in turn improves the accuracy of the function monitoring.

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei eine Motortemperatur eines Motors (5) der Brennkraftmaschine (1) modelliert wird, indem ausgehend von einer Startmotortemperatur über eine Differenz zwischen einem dem Motor (5) zugeführten und einem vom Motor (5) abgeführten Wärmestrom integriert wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit der modellierten Motortemperatur eine gemessene Motortemperatur im Rahmen einer Funktionsüberwachung nach unten begrenzt wird.Method for operating an internal combustion engine ( 1 ), wherein an engine temperature of an engine ( 5 ) of the internal combustion engine ( 1 ) is modeled by starting from a starting engine temperature over a difference between an engine ( 5 ) and one from the engine ( 5 ) dissipated heat flow is integrated, characterized in that with the modeled engine temperature, a measured engine temperature is limited in the context of a function monitoring down. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zufließende Wärmestrom in Abhängigkeit einer Differenz zwischen einer mittleren Brennraumtemperatur und der Motortemperatur gebildet wird.A method according to claim 1, characterized in that the inflowing heat flow is formed as a function of a difference between an average combustion chamber temperature and the engine temperature. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Brennraumtemperatur in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine (1) nachgebildet wird.A method according to claim 2, characterized in that the mean combustion chamber temperature in dependence of a current operating state of the internal combustion engine ( 1 ) is modeled. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der abfließende Wärmestrom in Abhängigkeit einer Differenz zwischen der Motortemperatur und einer Umgebungstemperatur gebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the outflowing heat flow is formed as a function of a difference between the engine temperature and an ambient temperature. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Start der Brennkraftmaschine (1) mit warmem Motor (5) eine zu Beginn des Fahrzyklus ermittelte Motortemperatur als Startmotortemperatur gewählt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at a start of the internal combustion engine ( 1 ) with warm engine ( 5 ) is selected at the beginning of the drive cycle engine temperature is selected as the start engine temperature. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Startmotortemperatur nach unten durch die Umgebungstemperatur begrenzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the starting engine temperature is limited downwards by the ambient temperature. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schubabschaltung des Motors (5) der dem Motor (5) zugeführte Wärmestrom gleich Null gesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a fuel cut-off of the engine ( 5 ) of the engine ( 5 ) supplied heat flow is set equal to zero. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Integration fortlaufend initialisiert wird und dass für die fortlaufende Initialisierung als Startmotortemperatur eine gemessene Motortemperatur verwendet wird, wenn die gemessene Motortemperatur größer als die modellierte Motortemperatur ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the integration is initialized continuously and that a measured engine temperature is used for the continuous initialization as start engine temperature when the measured engine temperature is greater than the modeled engine temperature. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungstemperatur als fester Parameter gewählt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ambient temperature is selected as a fixed parameter. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmeübergangskoeffizient für die Integration in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine (1) nachgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one heat transfer coefficient for the integration as a function of a current operating state of the internal combustion engine ( 1 ) is modeled. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die modellierte Motortemperatur um einen Offset reduziert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the modeled engine temperature is reduced by an offset. Vorrichtung (10) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei ein Modell (15) zur Modellierung einer Motortemperatur eines Motors (5) der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist, indem mittels eines Integrators (20) ausgehend von einer Startmotortemperatur eine Integration über eine Differenz zwischen einem dem Motor (5) zugeführten und einem vom Motor (5) abgeführten Wärmestrom erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionsüberwachung vorgesehen ist, bei der mit der modellierten Motortemperatur eine Begrenzung einer gemessenen Motortemperatur nach unten erfolgt.Contraption ( 10 ) for operating an internal combustion engine ( 1 ), whereby a model ( 15 ) for modeling an engine temperature of an engine ( 5 ) of the internal combustion engine ( 1 ) by means of an integrator ( 20 ) starting from a starting engine temperature integration over a difference between a the engine ( 5 ) and one from the engine ( 5 ) carried out heat flow, characterized in that a function monitoring is provided, in which with the modeled engine temperature, a limitation of a measured engine temperature is carried down.
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