DE112014001773T5 - Method and system for controlling an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (101), wobei der Verbrennungsmotor (101) wenigstens einen Brennraum (201) und Elemente (202) für die Zufuhr von Kraftstoff zum Brennraum (201) umfasst, wobei die Verbrennung im Brennraum (201) in Verbrennungstakten erfolgt. Das Verfahren umfasst: – während eines ersten Teils eines ersten Verbrennungstakts das Bestimmen eines ersten Parameterwerts, der eine physikalische Größe für die Verbrennung im Brennraum (201) darstellt, mit einem ersten Sensorelement, und – auf der Basis des ersten Parameterwerts das Steuern der Verbrennung während eines folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts, wobei während der Steuerung der Verbrennung im folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts die Verbrennung in Bezug auf eine während der Verbrennung verrichtete Arbeit gesteuert wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein System und ein Fahrzeug.The present invention relates to a method for controlling an internal combustion engine (101), wherein the internal combustion engine (101) comprises at least one combustion chamber (201) and elements (202) for the supply of fuel to the combustion chamber (201), wherein the combustion in the combustion chamber (201 ) takes place in combustion cycles. The method comprises: during a first part of a first combustion cycle, determining a first parameter value representing a physical quantity for combustion in the combustion chamber (201) with a first sensor element, and controlling combustion on the basis of the first parameter value of a subsequent part of the first combustion stroke, wherein combustion is controlled with respect to a work done during the combustion during the control of the combustion in the following part of the first combustion stroke. The invention also relates to a system and a vehicle.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff zu Anspruch 1. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein System und ein Fahrzeug sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt, die das Verfahren gemäß der Erfindung implementieren.The present invention relates to internal combustion engines, and more particularly to a method of controlling an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. The present invention also relates to a system and vehicle, and a computer program and computer program product implementing the method according to the invention.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die folgende Hintergrundbeschreibung stellt eine Hintergrundbeschreibung für die Erfindung dar und muss daher nicht notwendigerweise den Stand der Technik darstellen.The following background description is a background description of the invention and therefore does not necessarily depict the state of the art.

Bei Fahrzeugen gibt es im Allgemeinen eine Zahl unterschiedlicher Antriebsstrangkonfigurationen. Beispielsweise kann das Getriebe aus einen Handschaltgetriebe oder einem Automatikgetriebe bestehen. Bei Schwerlastfahrzeugen ist es häufig wünschenswert, dass diese für den Fahrer so komfortabel wie möglich gefahren werden können, was üblicherweise bedeutet, dass die Schaltvorgänge automatisch mit der Steuerung des Fahrzeugs durchgeführt werden. Automatikgetriebe sind daher bei Schwerlastfahrzeugen üblich geworden.For vehicles, there are generally a number of different powertrain configurations. For example, the transmission may consist of a manual transmission or an automatic transmission. In heavy duty vehicles, it is often desirable to be able to drive them as comfortably as possible for the driver, which usually means that the shifts are automatically performed with the control of the vehicle. Automatic transmissions have become common in heavy-duty vehicles.

Bei Automatikgetrieben der Art, wie sie häufig in Personenkraftwagen zum Einsatz kommen, ist meist die Effizienz für die Verwendung dieser Getriebe zu gering, um in anderen Anwendungen als beispielsweise für Stadtbusse und Lieferfahrzeuge im Stadtverkehr mit häufigem Anfahren und Anhalten gerechtfertigt zu sein. Bei dieser Art von Fahrzeugen werden auch zunehmend Antriebsstränge der nachfolgend beschriebenen Art eingesetzt.In the case of automatic transmissions of the type frequently used in passenger cars, the efficiency of using these transmissions is usually too low to be justified in applications other than, for example, city buses and delivery vehicles in city traffic with frequent starts and stops. Drive trains of the type described below are also increasingly being used in this type of vehicle.

Automatikgetriebe in Schwerlastfahrzeugen beinhalten häufig ein Schalten von Handschaltgetrieben, gesteuert durch eine Steuerung, das heißt von Getrieben, die aus einem Zahnradsatz pro Gang bestehen, wobei das Übersetzungsverhältnis auf geeignete Stufen verteilt ist, beispielsweise weil dies günstiger in der Produktion ist, aber auch weil dies eine höhere Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Automatikgetrieben erzielt. Bei solchen Getrieben kommt eine Kupplung, die aus einer von der Steuerung des Fahrzeugs automatisch gesteuerten Kupplung bestehen kann, zum Verbinden des Motors des Fahrzeugs mit dem Getriebe zum Einsatz. Kupplung/Getriebe können ebenfalls beispielsweise als Doppelkupplung ausgeführt sein.Automatic transmissions in heavy duty vehicles often involve shifting manual transmissions, controlled by a control, that is to say transmissions consisting of one set of gears per gear, the gear ratio being distributed in suitable stages, for example because this is more favorable in production, but also because of this Achieves higher efficiency compared to conventional automatic transmissions. In such transmissions, a clutch, which may consist of a clutch automatically controlled by the control of the vehicle, is used to connect the engine of the vehicle to the transmission. Coupling / transmission can also be performed for example as a double clutch.

Im Prinzip muss die Kupplung bei solchen Fahrzeugen nur verwendet werden, wenn das Fahrzeug aus dem Stand anfährt, da die anderen Schaltvorgänge durch die Steuerung des Fahrzeugs ohne Öffnen der Kupplung durchgeführt werden können. Wenn aber die Kupplung aus einer von der Steuerung des Fahrzeugs automatisch gesteuerten Kupplung besteht, wird die Kupplung häufig zum Öffnen/Schließen des Antriebsstrangs ebenfalls beim Schalten verwendet. Unabhängig davon, wie das Schalten erfolgt, ist es wünschenswert, dass das Schalten auf eine Weise erfolgt, die vom Fahrer des Fahrzeugs als komfortabel empfunden wird und die sanft mit den Komponenten des Antriebsstrangs verfährt.In principle, the clutch must be used in such vehicles only when the vehicle starts from a standing position, since the other switching operations can be performed by the control of the vehicle without opening the clutch. However, if the clutch consists of a clutch automatically controlled by the vehicle's control, the clutch is often used to open / close the powertrain also during shifting. Regardless of how the shift is made, it is desirable that the shifting occur in a manner that is comfortable for the driver of the vehicle and that moves smoothly with the components of the powertrain.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Steuern eines Verbrennungsmotors. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 erfüllt.An object of the present invention is to provide a method of controlling an internal combustion engine. This object is achieved by a method according to claim 1.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor wenigstens einen Brennraum und Elemente für Zufuhr von Kraftstoff zum Brennraum umfasst, wobei die Verbrennung im Brennraum in Verbrennungstakten erfolgt.The present invention relates to a method for controlling an internal combustion engine, wherein the internal combustion engine comprises at least one combustion chamber and elements for supplying fuel to the combustion chamber, wherein the combustion takes place in the combustion chamber in combustion cycles.

Während eines ersten Teils eines ersten Verbrennungstakts wird ein erster Parameterwert zur Darstellung einer physikalischen Größe für die Verbrennung im Brennraum mit einem ersten Sensorelement bestimmt, und

  • – auf der Basis des ersten Parameterwerts wird die Verbrennung während eines folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts gesteuert, so dass während der Steuerung der Verbrennung im folgenden Teil des ersten Verbrennungstakts die Verbrennung in Bezug auf die während der Verbrennung verrichtete Arbeit gesteuert wird. Die Steuerung in Bezug auf eine während der Verbrennung verrichtete Arbeit kann beispielsweise durch Steuerung der Verbrennung in Richtung eines ersten Mitteldrucks während des Verbrennungstakts erfolgen, wie etwa ein Mitteldruck entsprechend einem gewünschten abgegebenen Drehmoment.
During a first part of a first combustion cycle, a first parameter value for representing a physical quantity for combustion in the combustion chamber is determined with a first sensor element, and
  • On the basis of the first parameter value, the combustion is controlled during a subsequent part of the first combustion stroke, so that during the control of the combustion in the following part of the first combustion stroke, the combustion is controlled with respect to the work done during the combustion. Control related to work done during combustion may be, for example, by controlling combustion toward a first mean pressure during the combustion stroke, such as a mean pressure corresponding to a desired output torque.

Wie zuvor erwähnt werden bei Schwerlastfahrzeugen häufig Getriebe der Art verwendet, wie sie üblicherweise in Fahrzeugen mit Handschaltung zum Einsatz kommen, so dass das Schalten automatisch durch die Steuerung des Fahrzeugs erfolgt. Beim Schalten von einem Übersetzungsverhältnis zu einem anderen wird der Antriebsstrang unterbrochen, um nach Einlegen des Gangs wieder geschlossen zu werden.As previously mentioned, heavy duty vehicles often use transmissions of the type commonly used in manual transmission vehicles, such that shifting occurs automatically by the control of the vehicle. When switching from one gear ratio to another, the drive train is interrupted to be closed again after engaging the gear.

Vor dem erneuten Schließen des Antriebsstrangs muss die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors mit der erwarteten Motordrehzahl für die Antriebswelle des Getriebes mit dem eingelegten neuen Gang synchronisiert werden, um ein unerwünschtes Rucken/Vibrieren beim Schalten zu vermeiden. Diese Änderung bzw. Synchronisation der Drehzahl des Verbrennungsmotors kann nach dem Stand der Technik auf unterschiedliche Weisen erfolgen.Before re-closing the powertrain, the engine speed of the engine must be synchronized with the expected engine speed for the transmission input shaft with the new gear engaged to avoid unwanted jerking / shifting when shifting. This change or synchronization of the rotational speed of the internal combustion engine can take place in different ways according to the prior art.

Zusätzlich zu dieser Synchronisation der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors mit anderen Drehzahlen des Antriebsstrangs vor dem Schließen des Antriebsstrangs muss die an die Abtriebswelle abgegebene Drehzahl des Verbrennungsmotor wenigstens beim Schalten mit einer geschlossenen Kupplung so gesteuert werden, dass das Getriebe kein Drehmoment aufweist, das heißt dass das vom Verbrennungsmotor abgegebene Drehmoment auf eine geeignete Höhe gesteuert wird, um das zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad-Eingriffspunkt übertragene Drehmoment zu verringern und vorzugsweise zu beseitigen, so dass jeweils das Einrücken und Ausrücken eines Gangs ohne unerwünschtes Rucken durch Unterbrechen/Schließen des Antriebsstrangs während einer laufenden Kraftübertragung erfolgen kann. Bei solch einem Schalten ist es somit wünschenswert, dass das vom Verbrennungsmotor abgegebene Drehmoment sehr genau gesteuert werden kann, um solch eine Kraftübertragung möglichst zu vermeiden.In addition to this synchronization of the engine speed of the internal combustion engine with other speeds of the drive train before closing the drive train, the output to the output shaft speed of the internal combustion engine must be controlled at least when switching with a closed clutch so that the transmission has no torque, that is from the Controlled engine torque is controlled to a suitable level to reduce the torque transmitted between the engine and the drive wheel engagement point and preferably eliminate, so that each engagement and disengagement of a gear without unwanted jerking by interrupting / closing the drive train during a running Power transmission can take place. With such a shift, it is thus desirable that the torque output by the engine can be controlled very accurately so as to avoid such a power transmission as much as possible.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem ein erster Parameterwert in Bezug auf eine physikalische Größe während der Verbrennung, beispielsweise eine Darstellung eines im Brennraum herrschenden Drucks, für wenigstens einen Zeitpunkt nach Beginn der Verbrennung während eines Verbrennungstakts, aber vor Abschluss des Verbrennungstakts bestimmt wird und auf der Basis des ersten Parameterwerts die Verbrennung während eines folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts in Bezug auf die während des Verbrennungstakts verrichtete Arbeit gesteuert wird. Wie zuvor erläutert können Parameterwerte mehrmals während eines laufenden Verbrennungstakts bestimmt werden, um somit neue Steuerparameter für beispielsweise die Verbrennung zu mehreren Zeitpunkten während eines laufenden Verbrennungstakts zu bestimmen.According to the present invention, there is provided a method wherein a first parameter value related to a physical quantity during combustion, for example a representation of a pressure prevailing in the combustion chamber, for at least one time after the beginning of combustion during a combustion cycle but before completion of the combustion cycle is determined and based on the first parameter value, the combustion is controlled during a subsequent part of the first combustion cycle with respect to the work done during the combustion cycle. As previously discussed, parameter values may be determined multiple times during a current combustion cycle, thus determining new control parameters for, for example, combustion at multiple times during a current combustion cycle.

Somit kann gemäß der Erfindung eine Darstellung der resultierenden Arbeit während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts nach dem ersten Teil des ersten Verbrennungstakts auf der Basis des ersten Parameterwerts geschätzt werden, so dass die Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts auf der Basis der Schätzung gesteuert werden kann. Damit kann eine erwartete während der Verbrennung, während des zukünftigen Teils des Verbrennungstakts, zu verrichtende Arbeit durch Schätzung vorhergesagt werden, wobei das Bestimmung des ersten Parameterwerts eine gute Schätzung ermöglicht, da die Schätzung auf der Basis von tatsächlich im Brennraum herrschenden Bedingungen nach Beginn des Verbrennungstakts erfolgt und der erste Parameterwert bestimmt werden kann, wenn ein Teil des ersten Verbrennungstakts verstrichen ist.Thus, according to the invention, a representation of the resulting work during the following part of the first combustion stroke may be estimated after the first part of the first combustion stroke based on the first parameter value, such that combustion is controlled based on the estimate during the following part of the first combustion stroke can be. Thus, an expected work to be performed during combustion during the future part of the combustion cycle can be estimated by estimation, the determination of the first parameter value enabling a good estimate, since the estimation is based on actual conditions in the combustion chamber after the beginning of the combustion cycle and the first parameter value may be determined when a portion of the first combustion stroke has elapsed.

Gemäß einer Ausführungsform kann der erste Parameterwert bestimmt werden, wenn die Verbrennung von Kraftstoff während des ersten Verbrennungstakts begonnen hat, so dass eine sehr gute Schätzung der voraussichtlich zu verrichtenden Arbeit durchgeführt werden kann, da die Schätzung auf der Basis einer laufenden Verbrennung von Kraftstoff durchgeführt werden kann. Der erste Parameterwert bildet somit eine Darstellung einer tatsächlich herrschenden Bedingung für die physikalische Größe zu einem Zeitpunkt/in einer Kurbelwinkelstellung, wenn der erste Verbrennungstakt begonnen hat, und gemäß einer Ausführungsform zu einem Zeitpunkt/in einer Kurbelwinkelstellung, wenn die Verbrennung von Kraftstoff begonnen hat.According to one embodiment, the first parameter value may be determined when the combustion of fuel has started during the first combustion stroke so that a very good estimate of the work expected to be performed may be made because the estimations are based on ongoing combustion of fuel can. The first parameter value thus constitutes a representation of an actual physical quantity condition at a time / crank angle position when the first combustion stroke has started and, according to one embodiment, at a time / crank angle position when combustion of fuel has commenced.

Durch Schätzen einer für den zukünftigen Teil des Verbrennungstakts zu verrichtenden Arbeit kann somit die Arbeit für den gesamten Verbrennungstakt geschätzt werden, wobei die bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der erste Parameterwert bestimmt wird, verrichtete Arbeit beispielsweise auf der Basis von tatsächlich bestimmten Parameterwerten mit den ersten Sensorelementen bestimmt wird. Gemäß der Erfindung wird somit die Verbrennung während eines laufenden Verbrennungstakts so gesteuert, dass die Verbrennung auf der Basis von wenigstens einem Parameterwert zur Darstellung einer physikalischen Größe während der Verbrennung gesteuert wird, wobei diese physikalische Größe direkt von dem bis dahin absolvierten Teil der Verbrennung beeinflusst wird. Somit kann beispielsweise in einer Situation, in der die Abgabe eines bestimmten Drehmoments vom Verbrennungsmotor, beispielsweise eines an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors abgegebenen Drehmoments, erwünscht ist, eine während des Verbrennungstakts tatsächlich bis dahin verrichtete Arbeit bewertet und mit einer bis dahin erwarteten verrichteten Arbeit verglichen werden. Ferner kann ein tatsächlich während der Verbrennung herrschender Zustand mit einem entsprechenden erwarteten Zustand während der Verbrennung verglichen werden, um zu bestimmen, ob die Verbrennung wie erwartet fortschreitet. Die Verbrennungsparameter können anschließend nach Bedarf gesteuert werden, um die Verbrennung mit dem der Steuerung der Verbrennung in Richtung einer gewünschten zu verrichtenden Arbeit während des Verbrennungstakts zu steuern.Thus, by estimating a work to be done for the future part of the combustion cycle, the work for the entire combustion cycle can be estimated, with the work done up to the time the first parameter value is determined based, for example, on actual certain parameter values is determined with the first sensor elements. Thus, according to the invention, the combustion is controlled during a current combustion cycle so as to control combustion based on at least one parameter value representing a physical quantity during combustion, which physical quantity is directly affected by the part of the combustion completed so far , Thus, for example, in a situation in which the delivery of a certain torque from the engine, for example a torque delivered to the output shaft of the engine, is desired, a work actually done up to that point during the combustion stroke may be evaluated and compared with a work done heretofore expected , Further, an actual combustion-prevailing condition may be compared with a corresponding expected condition during combustion to determine whether combustion is proceeding as expected. The combustion parameters may then be controlled as needed to control combustion with that of controlling combustion in the direction of desired work to be performed during the combustion cycle.

Die gewünschte zu verrichtende Arbeit während des Verbrennungstakts kann beispielsweise als ein gewünschter Drehmoment wie etwa ein gewünschter Durchschnittsdrehmoment während des Verbrennungstakts ausgedrückt werden.For example, the desired work to be performed during the combustion cycle may be expressed as a desired torque, such as a desired average torque during the combustion cycle.

Das vom Verbrennungsmotor abgegebene Drehmoment ist direkt mit dem Druck im Brennraum verknüpft, so dass das Drehmoment ebenfalls durch den Druck im Brennraum dargestellt werden kann. Dies bedeutet ebenfalls, dass das gewünschte während eines Verbrennungstakts abgegebene Durchschnittsdrehmoment durch Steuern der Verbrennung in Richtung eines entsprechenden Mitteldrucks erzielt werden kann, so dass der Verbrennungsprozess somit in Richtung eines gewünschten resultierenden Mitteldrucks während des Verbrennungstakts gesteuert werden kann. Somit kann die physikalische Größe aus dem im Brennraum herrschenden Druck bestehen, so dass eine Darstellung dieses Drucks, der beispielsweise direkt von einem im Brennraum angeordneten Drucksensor oder einen anderen Typ von Sensor zum Messen einer anderen physikalischen Größe ermittelt werden kann, erzielt werden kann.The torque output by the internal combustion engine is directly linked to the pressure in the combustion chamber, so that the torque can also be represented by the pressure in the combustion chamber. This also means that the desired average torque delivered during a combustion cycle can be achieved by controlling combustion toward a corresponding mean pressure, so that the combustion process can thus be controlled toward a desired resultant mean pressure during the combustion cycle. Thus, the physical quantity can consist of the pressure prevailing in the combustion chamber, so that a representation of this pressure, which can be determined, for example, directly from a pressure sensor arranged in the combustion chamber or another type of sensor for measuring a different physical quantity, can be achieved.

Damit kann beispielsweise ein Mitteldruck bis beispielsweise dem Zeitpunkt, zu dem der erste Parameterwert bestimmt wird, mit einem erwarteten Mitteldruck bis zu diesem Zeitpunkt verglichen werden, so dass die folgende Verbrennung auf der Basis dieses Vergleichs gesteuert werden kann. Die Verbrennung kann also angeordnet sein, beispielsweise auf der Basis eines Unterschieds zwischen einem bestimmten Wert und einem erwarteten Wert zum jeweiligen Zeitpunkt gesteuert zu werden.Thus, for example, a mean pressure until, for example, the time at which the first parameter value is determined to be compared with an expected mean pressure up to this time, so that the following combustion can be controlled on the basis of this comparison. Thus, the combustion may be arranged to be controlled on the basis of, for example, a difference between a certain value and an expected value at that time.

Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren bereit, das ermöglicht, dass die während der Verbrennung verrichtete Arbeit sehr genau gesteuert werden kann und somit das an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors abgegebene Drehmoment ebenfalls sehr genau gesteuert werden kann. Beispielsweise kann bei einer Anforderung einer bestimmten vom Verbrennungsmotor verrichteten Arbeit für die Abtriebswelle (abgegebenes Drehmoment) diese in eine Brennraumarbeit umgewandelt werden, wobei interne Verluste usw. berücksichtigt werden, was ebenfalls in der folgenden ausführlichen Beschreibung erläutert ist.The present invention thus provides a method which allows the work done during combustion to be controlled very accurately, and thus the torque delivered to the output shaft of the internal combustion engine can also be controlled very accurately. For example, upon request for a particular engine-driven output shaft output (output torque), it may be converted to combustion chamber work, taking into account internal losses, etc., which is also discussed in the following detailed description.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann also beispielsweise in Situationen verwendet werden, in denen unerwünschtes Rucken/Vibrieren im Antriebsstrang auftritt, wobei eine sehr schnelle Steuerung der Verbrennung mit dem Ziel eines Vermeidens von Vibrationen durch Steuern des an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors abgegebenen Drehmoments auf der Basis von im Antriebsstrang auftretenden Vibrationen erfolgen kann, wobei die Referenzwerte für die Steuerung auf der Basis von beispielsweise Signalen von Motordrehzahlsensoren ermittelt werden können.Thus, the method according to the invention can be used, for example, in situations where undesired jerking / vibration occurs in the drive train, with very rapid control of the combustion with the aim of avoiding vibrations by controlling the torque output to the output shaft of the internal combustion engine can occur from vibrations occurring in the drive train, wherein the reference values for the control can be determined on the basis of, for example, signals from engine speed sensors.

Die Regelung der Verbrennung kann zum einzelnen Ausführen für jeden Zylinder angeordnet sein und es ist ebenfalls möglich, eine Verbrennung während eines folgenden Verbrennungstakts auf der Basis von Informationen von einem oder mehreren vorhergehenden Verbrennungsprozessen zu steuern.The control of combustion may be arranged to individually execute for each cylinder, and it is also possible to control combustion during a subsequent combustion cycle based on information from one or more previous combustion processes.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise durch einen oder mehrere FPGA-(Field-Programmable-Gate-Array-)Kreise und/oder einen oder mehrere anwendungsspezifische Schaltkreise (Application-Specific Integrated Circuit, ASIC) oder andere Arten von Kreisen, welche die gewünschte Rechengeschwindigkeit bieten, implementiert werden.The method according to the present invention may be implemented, for example, by one or more FPGA (Field Programmable Gate Array) circuits and / or one or more Application Specific Integrated Circuits (ASIC) or other types of circuits including the desired computing speed, be implemented.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen und in den beigefügten Zeichnungen dargelegt.Further features and advantages of the present invention are set forth in the following detailed description of exemplary embodiments and in the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

1A zeigt schematisch ein Fahrzeug, in dem die vorliegende Erfindung verwendet werden kann. 1A schematically shows a vehicle in which the present invention can be used.

1B zeigt ein Steuergerät in der Steuerung für das in 1A dargestellte Fahrzeug. 1B shows a controller in the controller for the in 1A illustrated vehicle.

2 zeigt den Verbrennungsmotor im Fahrzeug, das in 1A detaillierter dargestellt ist. 2 shows the internal combustion engine in the vehicle that is in 1A is shown in more detail.

3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 shows an exemplary embodiment according to the present invention.

4 zeigt ein Beispiel für eine geschätzte Druckkurve für eine Verbrennung und eine tatsächliche Druckkurve bis zu einer ersten Kurbelwinkelstellung. 4 shows an example of an estimated pressure curve for combustion and an actual pressure curve up to a first crank angle position.

5A–B zeigen ein Beispiel für eine Regelung in Situationen mit mehr als drei Einspritzungen. 5A Figure 5 shows an example of control in situations with more than three injections.

6 zeigt ein Beispiel für eine MPC. 6 shows an example of an MPC.

Ausführliche Beschreibung der AusführungsformenDetailed description of the embodiments

1A zeigt schematisch einen Antriebsstrang in einem Fahrzeug 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor 101, der auf herkömmliche Weise über eine Abtriebswelle am Verbrennungsmotor 101, üblicherweise über ein Schwungrad 102, über eine Kupplung 106 mit einem Getriebe 103 verbunden ist. 1A schematically shows a drive train in a vehicle 100 according to an embodiment of the present invention. The powertrain includes an internal combustion engine 101 in the conventional way via an output shaft on the combustion engine 101 usually via a flywheel 102 , via a clutch 106 with a gear 103 connected is.

Der Verbrennungsmotor 101 wird von der Steuerung des Motors über ein Steuergerät 115 gesteuert. Ebenso werden die Kupplung 106, die beispielsweise aus einer automatisch gesteuerten Kupplung bestehen kann, sowie das Getriebe 103 von der Steuerung des Fahrzeugs mit einem oder mehreren entsprechenden Steuergeräten (nicht dargestellt) gesteuert. Der Antriebsstrang des Fahrzeugs kann auch eine andere Ausführung aufweisen und beispielsweise ein herkömmliches Automatikgetriebe oder ein Handschaltgetriebe umfassen.The internal combustion engine 101 is controlled by the engine via a control unit 115 controlled. Likewise, the clutch 106 , which may consist of an automatically controlled clutch, for example, as well as the transmission 103 controlled by the control of the vehicle with one or more corresponding control devices (not shown). The powertrain of the vehicle may also be of another design and include, for example, a conventional automatic transmission or a manual transmission.

Eine Abtriebswelle 107 vom Getriebe 103 treibt die Antriebsräder 113, 114 auf herkömmliche Weise über die Achsantriebe und die Antriebsachsen 104, 105 an. 1A zeigt nur eine Achse mit Antriebsrädern 113, 114, aber auf herkömmliche Weise kann das Fahrzeug mehr als eine mit Antriebsrädern ausgestattete Achse oder eine oder mehrere Zusatzachsen wie eine oder mehrere Stützachsen umfassen. Das Fahrzeug 100 umfasst ebenfalls eine Abgasanlage mit einer Nachbehandlungsanlage 200 zur herkömmlichen Behandlung (Reinigung) von Abgasemissionen aus der Verbrennung im Brennraum (das heißt Zylindern) des Verbrennungsmotors 101.An output shaft 107 from the gearbox 103 drives the drive wheels 113 . 114 in a conventional way via the axle drives and the drive axles 104 . 105 at. 1A shows only one axle with drive wheels 113 . 114 but conventionally, the vehicle may include more than one drive-wheeled axle or one or more auxiliary axles, such as one or more support axles. The vehicle 100 also includes an exhaust system with an aftertreatment system 200 for the conventional treatment (purification) of exhaust emissions from the combustion in the combustion chamber (ie cylinders) of the internal combustion engine 101 ,

Ferner sind Verbrennungsmotoren in Fahrzeugen der in 1A dargestellten Art häufig mit steuerbaren Einspritzdüsen ausgestattet, um die gewünschte Menge an Kraftstoff zum gewünschten Zeitpunkt im Verbrennungstakt wie etwa bei einer bestimmten Kolbenstellung (Kurbelwinkelgrad) im Falle eines Kolbenmotors dem Brennraum des Verbrennungsmotors zuzuführen.Furthermore, internal combustion engines in vehicles of the 1A shown type often equipped with controllable injectors to supply the desired amount of fuel at the desired time in the combustion cycle such as at a certain piston position (crank angle degree) in the case of a piston engine to the combustion chamber of the engine.

2 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Kraftstoffeinspritzung für den in 1A dargestellten Verbrennungsmotor 101. Die Kraftstoffeinspritzung besteht aus einem sogenannten Common-Rail-System; die Erfindung kann aber ebenfalls auf andere Arten von Einspritzungen angewendet werden. 2 zeigt nur einen Zylinder/einen Brennraum 201 mit einem im Zylinder wirkenden Kolben 203; aber der Verbrennungsmotor 101 besteht im vorliegenden Beispiel aus einem Sechszylinder-Verbrennungsmotor und kann im Allgemeinen aus einem Motor mit einer beliebigen Zahl an Zylindern/Brennräumen, beispielsweise einer beliebigen Zahl an Zylindern/Brennräumen im Bereich von 1 bis 20 oder sogar mehr bestehen. Der Verbrennungsmotor umfasst ebenfalls wenigstens eine jeweilige Einspritzdüse 202 für jeden Brennraum (jeden Zylinder) 201. Jede jeweilige Einspritzdüse wird somit zum Einspritzen (Zuführen) von Kraftstoff in einen entsprechenden Brennraum 201 verwendet. Alternativ können zwei oder mehr Einspritzdüsen pro Brennraum verwendet werden. Die Einspritzdüsen 202 werden einzeln durch jeweilige an den jeweiligen Einspritzdüsen angeordnete Stellglieder (nicht dargestellt) gesteuert, die auf der Basis der empfangenen Steuersignale beispielsweise vom Steuergerät 115 das Öffnen/Schließen der Einspritzdüsen 202 steuern. 2 schematically shows an example of a fuel injection for in 1A illustrated internal combustion engine 101 , The fuel injection consists of a so-called common-rail system; however, the invention may also be applied to other types of injections. 2 shows only one cylinder / combustion chamber 201 with a piston acting in the cylinder 203 ; but the internal combustion engine 101 In the present example, it consists of a six-cylinder internal combustion engine and may generally consist of an engine with any number of cylinders / combustion chambers, for example any number of cylinders / combustion chambers in the range of 1 to 20 or even more. The internal combustion engine likewise comprises at least one respective injection nozzle 202 for each combustion chamber (each cylinder) 201 , Each respective injector thus becomes for injecting (supplying) fuel into a corresponding combustion chamber 201 used. Alternatively, two or more injectors per combustion chamber may be used. The injectors 202 are individually controlled by respective actuators (not shown) disposed on the respective injectors, based on the received control signals from, for example, the controller 115 the opening / closing of the injectors 202 Taxes.

Die Steuersignale zum Steuern des Öffnens/Schließens der Einspritzdüsen 202 durch die Stellglieder können durch ein entsprechendes Steuergerät wie in diesem Fall vom Motorsteuergerät 115 erzeugt werden. Das Motorsteuergerät 115 bestimmt somit die Kraftstoffmenge, die zu einem bestimmten Zeitpunkt einzuspritzen ist, beispielsweise auf der Basis der herrschenden Betriebsbedingungen im Fahrzeug 100.The control signals for controlling the opening / closing of the injectors 202 by the actuators can by a corresponding control unit as in this case by the engine control unit 115 be generated. The engine control unit 115 thus determines the amount of fuel that is to be injected at a given time, for example, based on the prevailing operating conditions in the vehicle 100 ,

Die in 2 dargestellte Einspritzung besteht somit aus einem sogenannten Common-Rail-System, das heißt alle Einspritzdüsen (und somit alle Brennräume) werden aus einer gemeinsamen Kraftstoffleitung 204 (Common Rail) mit Kraftstoff versorgt, die durch eine Kraftstoffpumpe 205 mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) gefüllt wird, während gleichzeitig der Kraftstoff in der Leitung 204 ebenfalls durch die Kraftstoffpumpe 205 einem bestimmten Druck ausgesetzt wird. Der stark unter Druck stehende Kraftstoff in der gemeinsamen Leitung 204 wird anschließend in den Brennraum 201 des Verbrennungsmotors 101 gespritzt, wenn die jeweilige Einspritzdüse 202 geöffnet wird. Mehrfaches Öffnen/Schließen einer bestimmten Einspritzdüse kann während desselben Verbrennungstakts erfolgen, so dass mehrere Einspritzungen während der Verbrennung von einem Verbrennungstakt durchgeführt werden können. Ferner ist jeder Brennraum mit einem jeweiligen Drucksensor 206 zum Senden von Signalen in Bezug auf einen im Brennraum herrschenden Druck beispielsweise an das Steuergerät 115 ausgestattet. Der Drucksensor kann beispielsweise piezobasiert sein und muss schnell genug sein, um nach dem Kurbelwinkel aufgelöste Drucksignale beispielsweise bei jedem Kurbelwinkelgrad oder häufiger zu senden.In the 2 shown injection thus consists of a so-called common-rail system, that is, all injectors (and thus all combustion chambers) are made of a common fuel line 204 (Common rail) fueled by a fuel pump 205 is filled with fuel from a fuel tank (not shown) while at the same time the fuel in the pipe 204 also through the fuel pump 205 is subjected to a certain pressure. The highly pressurized fuel in the common line 204 is then in the combustion chamber 201 of the internal combustion engine 101 injected when the respective injector 202 is opened. Multiple opening / closing of a particular injector may occur during the same combustion stroke, such that multiple injections may be made during the combustion of one combustion stroke. Furthermore, each combustion chamber is provided with a respective pressure sensor 206 for transmitting signals in relation to a pressure prevailing in the combustion chamber, for example to the control unit 115 fitted. For example, the pressure sensor may be piezobased and must be fast enough to send crank angle resolved pressure signals, for example at each crank angle degree or more frequently.

Mit einem System der Art wie in 2 dargestellt kann die Verbrennung während eines Verbrennungstakts in einem Brennraum in einem großen Umfang gesteuert werden, beispielsweise durch die Verwendung von mehreren Einspritzungen, wobei die Zeiten und/oder die Dauer der Einspritzungen gesteuert werden können und wobei Daten beispielsweise von den Drucksensoren 206 in Bezug auf diese Steuerung berücksichtigt werden können. Gemäß der Erfindung werden beispielsweise Einspritzzeiten und/oder -dauer für die jeweilige Einspritzung und/oder eingespritzte Kraftstoffmenge auf der Basis von Daten von der laufenden Verbrennung während einer laufenden Verbrennung mit dem Ziel einer Steuerung der Verbrennung in Bezug auf die während des Verbrennungstakts zu verrichtende Arbeit angepasst, die beispielsweise durch Steuern der im Brennraum während der Verbrennung auftretenden Druckänderungen erfolgen kann, so dass die Regelung beispielsweise in Richtung eines gewünschten Mitteldrucks während eines Verbrennungstakts gesteuert werden kann, mit der Folge, dass eine sehr genaue Steuerung des vom Verbrennungsmotor abgegebenen Drehmoments beispielsweise beim Schalten erzielt werden kann.With a system of the kind like in 2 For example, combustion may be controlled to a large extent during a combustion stroke in a combustion chamber, for example through the use of multiple injections, wherein the times and / or durations of the injections may be controlled, and wherein, for example, data from the pressure sensors 206 in relation to this control. For example, according to the invention, injection times and / or duration for the respective injection and / or injected fuel quantity are determined based on data from current combustion during ongoing combustion with the aim of controlling combustion with respect to the work to be performed during the combustion cycle adapted, for example, by controlling the pressure changes occurring in the combustion chamber during combustion, so that the control can be controlled for example in the direction of a desired mean pressure during a combustion cycle, with the result that a very precise control of the output torque from the engine, for example Switching can be achieved.

3 zeigt ein Beispielverfahren 300 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren gemäß dem vorliegenden Beispiel zum Ausführen des in 1A–B dargestellten Motorsteuergeräts 115 angeordnet ist. 3 shows an example method 300 according to the present invention, wherein the method according to the present example for carrying out the in 1A -B illustrated engine control unit 115 is arranged.

Im Allgemeinen bestehen Steuerungen in modernen Fahrzeugen aus einem Kommunikationsbussystem, das einen oder mehrere Kommunikationsbusse zum Verbinden einer Zahl von elektronischen Steuergeräten wie das Steuergerät bzw. den Controller 115 und verschiedenen im Fahrzeug angeordneten Komponenten umfasst. Solch eine Steuerung kann nach dem Stand der Technik eine große Zahl von Steuergeräten umfassen und die Zuständigkeit für eine bestimmte Funktion kann auf mehrere Steuergeräte aufgeteilt sein.In general, controllers in modern vehicles consist of a communication bus system that includes one or more communication buses for connecting a number of electronic control devices such as the controller 115 and various components disposed in the vehicle. Such a controller may comprise a large number of controllers in the prior art, and responsibility for a particular function may be divided among a plurality of controllers.

Zur Vereinfachung zeigen die 1A–B nur das Steuergerät 115, in dem die vorliegende Erfindung in der dargestellten Ausführungsform implementiert ist. Die Erfindung kann aber auch in einem speziell für die vorliegende Erfindung vorgesehenen Steuergerät oder vollständig bzw. teilweise in einem oder mehreren anderen Steuergeräten, die bereits im Fahrzeug vorhanden sind, implementiert sein. Unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit, mit der Berechnungen gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgen, kann die Erfindung zum Implementieren in einem Steuergerät angeordnet sein, das speziell an Echtzeitberechnungen der nachfolgend beschriebenen Art angepasst ist. Die Implementierung der vorliegenden Erfindung hat gezeigt, dass beispielsweise ASIC- und FPGA-Lösungen für Berechnungen gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind und diese gut bewältigen.For simplicity, the show 1A -B only the control unit 115 in which the present invention is implemented in the illustrated embodiment. However, the invention can also be implemented in a control unit provided specifically for the present invention or completely or partially in one or more other control units that are already present in the vehicle. Considering the speed with which calculations are made in accordance with the present invention, the invention may be arranged to be implemented in a controller specifically adapted to real-time calculations of the type described below. The implementation of the present invention has shown that, for example, ASIC and FPGA solutions are suitable for and perform well in calculations according to the present invention.

Die Funktion des Steuergerät 115 (oder des Steuergeräts/der Steuergeräte, in dem/denen die vorliegende Erfindung implementiert ist) gemäß der vorliegenden Erfindung kann abgesehen von Sensorsignalen vom Drucksensoren 202 beispielsweise von Signalen von anderen Steuergeräten oder Sensoren abhängen. Im Allgemeinen sind Steuergeräte der dargestellten Art normalerweise zum Empfangen von Sensorsignalen von verschiedenen Teilen des Fahrzeugs sowie von verschiedenen im Fahrzeug angeordneten Steuergeräten angeordnet.The function of the control unit 115 (or the controller (s) in which the present invention is implemented) according to the present invention except for sensor signals from the pressure sensor 202 For example, depend on signals from other control devices or sensors. In general, control devices of the type shown are normally arranged to receive sensor signals from various parts of the vehicle as well as from various control devices arranged in the vehicle.

Die Steuerung wird häufig durch programmierte Anweisungen gesteuert. Diese programmierten Anweisungen bestehen typischerweise aus einem Computerprogramm, das bei Ausführen auf einem Computer oder in einem Steuergerät den Computer/das Steuergerät zum Ausführen der gewünschten Steuerungsaktion als Verfahrensschritt im Prozess gemäß der vorliegenden Erfindung veranlasst.The controller is often controlled by programmed instructions. These programmed instructions typically consist of a computer program that executes on a computer or in a controller causing the computer / controller to perform the desired control action as a method step in the process of the present invention.

Das Computerprogramm besteht üblicherweise aus einem Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt ein entsprechendes Speichermedium 121 (siehe 1B) umfasst und das Computerprogramm auf dem Speichermedium 121 gespeichert ist. Das digitale Speichermedium 121 kann beispielsweise aus einem Element aus der folgenden Gruppe bestehen: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash, EEPROM (Electrically Erasable PROM), Festplatteneinheit usw., und kann im Steuergerät oder in Kombination mit diesem ausgebildet sein, wobei das Computerprogramm vom Steuergerät ausgeführt wird. Durch Ändern der Anweisungen des Computerprogramms kann somit das Verhalten des Fahrzeugs in einer bestimmten Situation angepasst werden.The computer program usually consists of a computer program product, the computer program product being a corresponding storage medium 121 (please refer 1B ) and the computer program on the storage medium 121 is stored. The digital storage medium 121 can for example consist of an element from the following group: ROM (read-only memory), PROM (programmable read-only memory), EPROM (erasable PROM), flash, EEPROM (Electrically Erasable PROM), hard disk unit, etc., and can in Control unit or be designed in combination with this, wherein the computer program is executed by the control unit. By changing the instructions of the computer program, the behavior of the vehicle in a particular situation can thus be adapted.

Ein Beispielsteuergerät (Steuergerät 115) ist schematisch in 1B dargestellt und das Steuergerät kann wiederum eine Recheneinheit 120 umfassen, die wiederum beispielsweise aus einem geeigneten Typ von Prozessor oder Mikrocomputer, beispielsweise einem Kreis zur digitalen Signalverarbeitung (Digital Signal Processor, DSP), einen oder mehreren FPGA-(Field-Programmable-Gate-Array-)Kreisen oder einen oder mehreren Kreisen mit einer vorgegebenen spezifischen Funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC) bestehen kann. Die Recheneinheit 120 ist mit einer Speichereinheit 121 verbunden, welche die Steuereinheit 120 beispielsweise mit dem gespeicherten Programmcode und/oder den gespeicherten Daten versorgt, welche die Recheneinheit 120 zum Durchführen von Berechnungen braucht. Die Recheneinheit 120 ist ebenfalls zum Speichern von Zwischen- oder Endergebnissen von Berechnungen in der Speichereinheit 121 ausgebildet.An example control unit (control unit 115 ) is schematic in 1B shown and the controller may in turn a computing unit 120 which, in turn, may be comprised of, for example, a suitable type of processor or microcomputer, such as a digital signal processor (DSP) circuit, one or more FPGA (field programmable gate array) circuits, or one or more circuits a given specific function (Application Specific Integrated Circuit, ASIC) can exist. The arithmetic unit 120 is with a storage unit 121 connected to the control unit 120 for example, supplied with the stored program code and / or the stored data, which the arithmetic unit 120 to perform calculations. The arithmetic unit 120 is also for storing intermediate or final results of calculations in the memory unit 121 educated.

Ferner ist das Steuergerät mit Vorrichtungen 122, 123, 124, 125 zum Empfangen und Senden von Ein- und Ausgangssignalen ausgestattet. Diese Ein- und Ausgangssignale können Wellenformen, Impulse oder andere Attribute umfassen, die von den Vorrichtungen 122, 125 für den Empfang von Eingangssignalen als Informationen zur Verarbeitung durch die Recheneinheit 120 erkannt werden können. Die Vorrichtungen 123, 124 zum Senden von Ausgangssignalen sind zum Umwandeln des Berechnungsergebnisses von der Recheneinheit 120 in Ausgangssignale zur Übertragung an andere Teile der Steuerung des Fahrzeugs und/oder die Komponente(n), für welche die Signale bestimmt sind, angeordnet. Jede einzelne der Verbindungen mit den Vorrichtungen zum Empfangen und Senden von Ein- und Ausgangssignalen können aus einem oder mehreren Elementen der folgenden Gruppe bestehen: Kabel, Datenbus wie ein CAN-(Controller-Area-Network-)Bus, MOST-(Media-Orientated-Systems-Transport-)Bus oder eine andere Buskonfiguration oder eine drahtlose Verbindung.Further, the controller is with devices 122 . 123 . 124 . 125 equipped to receive and send input and output signals. These input and output signals may include waveforms, pulses or other attributes provided by the devices 122 . 125 for receiving input signals as information for processing by the computing unit 120 can be recognized. The devices 123 . 124 for transmitting output signals are for converting the calculation result from the arithmetic unit 120 in output signals for transmission to other parts of the control of the vehicle and / or the component (s) for which the signals are determined arranged. Each of the connections to the devices for receiving and transmitting input and output signals may consist of one or more elements of the following group: cable, data bus such as a CAN (Controller Area Network) bus, MOST (Media-Orientated System Transport) bus or other bus configuration or wireless connection.

In Bezug auf das in 3 dargestellte Verfahren 300 beginnt das Verfahren bei Schritt 301, in dem bestimmt wird, ob die Steuerung des Verbrennungsprozesses erfolgen soll. Die Steuerung gemäß der Erfindung kann beispielsweise zur kontinuierlichen Ausführung angeordnet sein, sobald der Verbrennungsmotor 101 angelassen wird. Alternativ kann die Steuerung angeordnet sein, nur in bestimmten Situationen, beispielsweise beim Öffnen/Schließen des Antriebsstrangs beim Schalten/während des Schattens oder zum Vermeiden des Auftretens von Vibrationen oder von bereits vorhandenen Vibrationen im Antriebsstrang, oder in anderen entsprechenden Situationen, in denen eine sehr genaue Steuerung des vom Verbrennungsmotor abgegebenen Drehmoments erwünscht ist, durchgeführt zu werden.In terms of in 3 illustrated method 300 the procedure begins at step 301 in which it is determined whether the control of the combustion process should take place. The controller according to the invention may be arranged, for example, for continuous execution as soon as the internal combustion engine 101 is started. Alternatively, the controller may be arranged only in certain situations, such as when opening / closing the powertrain when shifting / during the shadow or to avoid the occurrence of vibration or existing vibrations in the drive train, or in other corresponding situations in which a very precise control of the torque output by the internal combustion engine is desired to be performed.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung besteht somit aus einem Verfahren zum Steuern des Verbrennungsmotors 101, während die Verbrennung im Brennraum 201 in Verbrennungstakten erfolgt. Nach dem Stand der Technik ist der Begriff „Verbrennungstakt” als die Schritte definiert, die eine Verbrennung in einem Verbrennungsmotor umfasst, das heißt die zwei Takte eines Zweitaktmotors und die vier Takte eines Viertaktmotors. Der Begriff umfasst auch Takte, in denen effektiv kein Kraftstoff eingespritzt wird, aber der Verbrennungsmotor noch mit einer bestimmten Motordrehzahl läuft, beispielsweise durch die Antriebsräder des Fahrzeugs über den Antriebsstrang beispielsweise beim Abschleppen. Das heißt selbst wenn kein Einspritzen von Kraftstoff erfolgt, wird ein Verbrennungstakt beispielsweise alle zwei Umdrehungen (bei Viertaktmotoren) oder beispielsweise nach jeder Umdrehung (bei Zweitaktmotoren), um die sich die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors dreht, vollzogen. Das gleiche gilt für andere Arten von Verbrennungsmotoren.The method according to the present invention thus consists of a method for controlling the internal combustion engine 101 while burning in the combustion chamber 201 takes place in combustion cycles. In the prior art, the term "combustion stroke" is defined as the steps involving combustion in an internal combustion engine, that is, the two strokes of a two-stroke engine and the four strokes of a four-stroke engine. The term also includes cycles in which fuel is not effectively injected, but the engine is still running at a particular engine speed, such as the drive wheels of the vehicle over the powertrain, for example when towing. That is, even if there is no injection of fuel, a combustion stroke is performed, for example, every two revolutions (in four-stroke engines) or, for example, after every revolution (in two-stroke engines) about which the output shaft of the engine rotates. The same applies to other types of internal combustion engines.

In Schritt 302 wird bestimmt, ob ein Verbrennungstakt begonnen wurde oder wird, und, falls dies der Fall ist, fährt das Verfahren mit dem Schritt 303 fort, während ein Parameter i zur Darstellung einer Einspritzzahl auf Eins gesetzt wird.In step 302 It is determined whether or not a combustion stroke has been started, and if so, the process goes to the step 303 while a parameter i for representing an injection number is set to one.

In Schritt 303 wird eine vom Verbrennungsmotor während des Verbrennungstakts geforderte Arbeit bestimmt. Beispielsweise kann die geforderte Arbeit aus einem Referenzwert für das Drehmoment beispielsweise zum Erleichtern des Schaltens bestehen, wobei der Referenzwert beispielsweise von der Funktion zum Steuern des Schaltens berechnet/bestimmt wird. Der entsprechende Druckreferenzwert kann vorteilhafterweise im Speicher der Steuerung tabellarisch erfasst werden, um während der Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung schnell abgerufen zu werden.In step 303 a work demanded by the internal combustion engine during the combustion cycle is determined. For example, the required work can be a reference value for the torque For example, to facilitate the switching, wherein the reference value is calculated / determined, for example, by the function for controlling the switching. The corresponding pressure reference value may advantageously be tabulated in the memory of the controller for quick retrieval during control according to the present invention.

Im Allgemeinen wird die Zufuhr der Menge von Kraftstoff sowohl in Bezug auf die Menge als auch die Weise der Zufuhr, das heißt in einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzungen, die während des Verbrennungstakts auszuführen sind, normalerweise vorab definiert, beispielsweise entsprechend der Arbeit (Drehmoment), die der Verbrennungsmotor während des Verbrennungstakts verrichten muss, da nach dem Stand der Technik keine Änderung der bestimmten Einspritzfolge während eines laufenden Verbrennungstakts erfolgt. Vorgegebene Einspritzfolgen können beispielsweise in Tabellen in der Steuerung des Fahrzeugs für eine große Zahl von Betriebsarten wie unterschiedliche Motordrehzahlen, unterschiedliche angeforderte Arbeit, unterschiedliche Verbrennungsluftdrücke usw. vorliegen, wobei die tabellarischen Daten beispielsweise durch entsprechende Tests/Messungen während beispielsweise der Entwicklung des Verbrennungsmotors und/oder Fahrzeugs erstellt werden können, so dass die entsprechende Einspritzfolge auf der Basis der herrschenden Bedingungen gewählt werden kann, und wobei die Einspritzfolge beispielsweise auf der Basis einer Anforderung eins bestimmten abgegebenen Drehmoments beispielsweise von einer Funktion, die beispielsweise das Schalten steuert, gewählt werden kann. Diese Einspritzfolgen können aus der Zahl der Einspritzungen und jeweiligen Merkmale in Form von beispielsweise Zeitpunkt (Kurbelwinkelstellung) bei Beginn der Einspritzung, Dauer der Einspritzung, Einspritzdruck usw. bestehen und können somit für eine große Zahl von Betriebsarten in der Steuerung des Fahrzeugs gespeichert werden.In general, the supply of the amount of fuel both in terms of amount and manner of supply, that is, in one or more fuel injections to be performed during the combustion cycle, is normally defined in advance, for example, according to the work (torque) the internal combustion engine must perform during the combustion cycle, since the prior art, no change in the specific injection sequence during a current combustion cycle takes place. Predetermined injection sequences may for example be in tables in the control of the vehicle for a large number of operating modes such as different engine speeds, different requested work, different combustion air pressures, etc., the tabular data being obtained for example by appropriate tests / measurements during, for example, the development of the internal combustion engine and / or Vehicle can be created so that the appropriate injection sequence can be selected on the basis of the prevailing conditions, and wherein the injection sequence can be selected, for example, on the basis of a request a certain output torque, for example, by a function that controls the switching, for example. These injection sequences may consist of the number of injections and respective characteristics in the form of, for example, timing (crank angle position) at the start of injection, duration of injection, injection pressure, etc., and thus can be stored for a large number of modes in the control of the vehicle.

Auf der Basis der in Schritt 303 bestimmten geforderten Arbeit wird anschließend in Schritt 304 eine Einspritzfolge bestimmt, die voraussichtlich zu einer gewünschten verrichteten Arbeit, etwa eines Durchschnittsdrehmoments, während der Verbrennung des Verbrennungstakts führt, wobei die Einspritzfolge auf der Basis der herrschenden Bedingungen wie etwa Motordrehzahl und Verbrennungslufttemperatur zusätzlich zu einer geforderten Arbeit gewählt wird.On the basis of in step 303 certain required work will subsequently be in step 304 determines an injection sequence that is expected to result in a desired work done, such as an average torque, during combustion of the combustion cycle, wherein the injection sequence is selected based on prevailing conditions such as engine speed and combustion air temperature in addition to a required work.

Das während der Verbrennung des Verbrennungsmotors abgegebene Drehmoment stellt im Allgemeinen einen Durchschnittswert der vom Verbrennungsmotor verrichteten Arbeit dar und diese Arbeit wird üblicherweise als effektiver Mitteldruck MEP bezeichnet.The torque delivered during combustion of the internal combustion engine generally represents an average of the work done by the internal combustion engine, and this work is commonly referred to as effective mean pressure MEP.

Im Allgemeinen gilt folgender Zusammenhang zwischen Drehmoment M und Kraft P: M = P / 2πN (1), wobei N die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors darstellt, die in der Steuerung des Fahrzeugs verfügbar ist.In general, the following relationship applies between torque M and force P: M = P / 2πN (1), where N represents the engine speed of the internal combustion engine available in the control of the vehicle.

Ferner gilt folgender Zusammenhang zwischen effektivem Mitteldruck MEP und Kraft:

Figure DE112014001773T5_0002
wobei nc die Zahl der Umdrehungen pro Verbrennungstakt darstellt, das heißt 2 bei Viertaktmotoren und 1 bei Zweitaktmotoren. Vd stellt das Volumen des Brennraums dar.Furthermore, the following relation between effective mean pressure MEP and force applies:
Figure DE112014001773T5_0002
where n c represents the number of revolutions per combustion stroke, that is 2 for four-stroke engines and 1 for two-stroke engines. V d represents the volume of the combustion chamber.

Unter Verwendung der Gleichung (1) zum Beschreiben der Kraft P in der Gleichung (2) kann somit der Zusammenhang zwischen dem Drehmoment M und dem effektiven Mitteldruck für einen Viertaktmotor wie folgt beschrieben werden:

Figure DE112014001773T5_0003
Thus, using the equation (1) for describing the force P in the equation (2), the relationship between the torque M and the mean effective pressure for a four-cycle engine can be described as follows.
Figure DE112014001773T5_0003

Somit kann ein effektiver Mitteldruck entsprechend einem gewünschten Drehmoment im Brennraum des Verbrennungsmotors unter Verwendung der Gleichung 3 bestimmt werden. Da Vd bekannt ist, kann MEP beispielsweise in Beziehung zum Drehmoment in der Steuerung des Fahrzeugs tabellarisch erfasst werden, um einen schnellen Zugriff auf einen Referenzwert zu erleichtern, mit dem der Druck im Brennraum gesteuert werden soll.Thus, an effective mean pressure corresponding to a desired torque in the combustion chamber of the internal combustion engine can be determined using Equation 3. For example, since V d is known, MEP can be tabulated in relation to the torque in the control of the vehicle to facilitate quick access to a reference value to control the pressure in the combustion chamber.

Die Arbeit eines Verbrennungsmotors, beispielsweise als Mitteldruck ausgedrückt, kann aber auf unterschiedliche Weisen definiert werden. Beispielsweise wird eine Arbeit während der Verbrennung verrichtet, aber aufgrund von Verlusten wird nicht die gesamte Arbeit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors zur Verfügung gestellt. The work of an internal combustion engine, expressed for example as medium pressure, but can be defined in different ways. For example, work is performed during combustion, but due to losses, not all the work of the output shaft of the internal combustion engine is provided.

Die im Brennraum verrichtete Arbeit wird im Allgemeinen als indizierter effektiver Mitteldruck (Indicated Mean Effective Pressure, IMEP) bezeichnet, der ebenfalls die resultierende Arbeit der Verbrennung im Brennraum darstellt.The work done in the combustion chamber is generally referred to as Indicated Mean Effective Pressure (IMEP), which is also the resulting work of combustion in the combustion chamber.

Da ein Verbrennungsmotor im Allgemeinen Verluste aufweist wie etwa Pumpverluste bei Gasverdrängungsarbeit und Reibungsverluste, stellt IMEP nicht direkt das an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors abgegebene Drehmoment dar. Beispielsweise wird bei einer Drehzahlforderung von einer anderen Funktion des Motors wie beispielsweise einer Funktion zum Steuern des Schaltens wie zuvor dargestellt normalerweise eine an einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verrichtete Arbeit gefordert, was aber aufgrund der Verluste des Verbrennungsmotors bedeutet, dass der zum Erzielen einer gewünschten Arbeit an der Abtriebswelle erforderliche effektive Mitteldruck nicht genau der Gleichung (3) entspricht.For example, as an internal combustion engine generally has losses such as pumping losses in gas displacement work and friction losses, IMEP does not directly represent the torque delivered to the output shaft of the internal combustion engine. For example, at a speed request, another function of the engine, such as a shift control function, will be as before normally performs a work done on an output shaft of the internal combustion engine, but due to the losses of the internal combustion engine means that the required for the achievement of a desired work on the output shaft effective mean pressure does not exactly equal to the equation (3).

Die an der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verrichtete Arbeit wird im Allgemeinen als effektiver Bremsmitteldruck (Brake Mean Effective Pressure, BMEP) bezeichnet, der aus IMEP besteht, aber die Verluste des Verbrennungsmotors berücksichtigt.The work done on the output shaft of the internal combustion engine is generally referred to as brake mean effective pressure (BMEP), which consists of IMEP, but takes into account the losses of the internal combustion engine.

Diese Verluste können spezifisch berechnet werden, aber üblicherweise ist der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors tabellarisch gut erfasst, so dass BMEP wie folgt bestimmt werden kann: BMEP = μmech IMEP. (4) These losses can be calculated specifically, but usually the efficiency of the internal combustion engine is tabulated well so that BMEP can be determined as follows: BMEP = μ mech IMEP . (4)

Dabei stellt μmech den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors dar. μmech kann für eine große Zahl von Betriebsbedingungen und mit sehr hoher Genauigkeit tabellarisch erfasst sein, so dass bei Bedarf eine schnelle Umrechnung zwischen BMEP und IMEP erfolgen kann.In this case, μ mech represents the efficiency of the internal combustion engine. Μ mech can be tabulated for a large number of operating conditions and with very high accuracy so that, if required, a fast conversion between BMEP and IMEP can take place.

Somit kann der erforderliche effektive Mitteldruck im Brennraum des Verbrennungsmotors IMEP zum Erzielen des gewünschten Drehmoments an der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors wie folgt beschrieben werden:

Figure DE112014001773T5_0004
Thus, the required effective mean pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine IMEP for obtaining the desired torque at the output shaft of the internal combustion engine can be described as follows:
Figure DE112014001773T5_0004

Es kann daher auf Anforderung eines Drehmoments an der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ein entsprechender geforderter effektiver Mitteldruck für die Verbrennung einfach und schnell bestimmt werden und die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Steuern der Verbrennung auf solch eine Weise, dass die Verbrennung in Richtung dieses effektiven Mitteldrucks IMEP durch die Verwendung einer Steuerung der Verbrennung für einen Verbrennungstakt während eines laufenden Verbrennungstakts gesteuert wird. Die Steuerung gemäß der Erfindung kann angeordnet sein, kontinuierlich für Verbrennungstakte in Folge ausgeführt zu werden, um eine sehr genaue Abgabe von gefordertem Drehmoment während beispielsweise eines Schaltvorgangs zu gewährleisten.Therefore, upon request of torque at the output shaft of the internal combustion engine, a corresponding required effective average pressure for combustion can be easily and quickly determined, and the present invention thus relates to a method of controlling the combustion in such a manner that combustion toward that effective mean pressure IMEP is controlled by the use of combustion control for a combustion cycle during a current combustion cycle. The controller according to the invention may be arranged to be carried out continuously for combustion cycles in sequence to ensure a very accurate delivery of required torque during, for example, a shift operation.

Der effektive Mitteldruck IMEP im Brennraum während eines Verbrennungstakts kann ebenfalls wie folgt beschrieben werden:

Figure DE112014001773T5_0005
wobei CAD für Kurbelwellengrad steht, das heißt es wird eine Integration über einen gesamten Verbrennungstakt durchgeführt.The effective mean IMEP in the combustion chamber during a combustion cycle can also be described as follows:
Figure DE112014001773T5_0005
where CAD stands for crankshaft degree, that is, integration is performed over an entire combustion stroke.

In Schritt 304 wird somit wie zuvor erläutert eine Einspritzfolge bestimmt, die voraussichtlich zu einem gewünschten effektiven Mitteldruck IMEP und somit zum gewünschten abgegebenen Drehmoment während der Verbrennung des Verbrennungstakts führt, und gemäß dieser Ausführungsform wird somit eine vorgegebene Einspritzfolge zu Beginn des Verbrennungstakts angewendet, wobei die Steuerungsaktion gemäß der Erfindung erst nach Beginn der Kraftstoffeinspritzung während eines Verbrennungstakts durchgeführt wird, etwa erst nach Abschluss der wenigstens einen Einspritzung während des Verbrennungstakts oder wenigstens nach Beginn von einer Einspritzung.In step 304 Thus, as explained above, an injection sequence is determined which is expected to result in a desired mean effective pressure IMEP and thus to the desired output torque during combustion of the combustion cycle, and according to this embodiment thus becomes is applied at the beginning of the combustion cycle, wherein the control action according to the invention is performed only after the beginning of the fuel injection during a combustion cycle, for example, only after completion of the at least one injection during the combustion cycle or at least after the start of an injection.

Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt somit normalerweise gemäß einer vorgegebenen Folge, wobei mehrere Einspritzungen angeordnet sein können, um während des gleichen Verbrennungstakts ausgeführt zu werden. Dies führt dazu, dass die Einspritzungen relativ kurz sein können. Beispielsweise gibt es Einspritzanlagen mit 5 bis 10 Kraftstoffeinspritzungen/Verbrennung; die Zahl der Kraftstoffeinspritzungen kann aber wesentlicher größer sein, beispielsweise im Bereich von 100 Kraftstoffeinspritzungen während eines Verbrennungstakts. Die Zahl der möglichen Einspritzungen wird im Allgemeinen von der Geschwindigkeit der Elemente gesteuert, mit denen die Einspritzung ausgeführt wird, das heißt im Falle eines Common-Rail-Systems von der Geschwindigkeit des Öffnens und Schließens der Einspritzdüsen.The fuel injection is thus normally according to a predetermined sequence, wherein a plurality of injections may be arranged to be executed during the same combustion stroke. This results in that the injections can be relatively short. For example, there are injection systems with 5 to 10 fuel injections / combustion; however, the number of fuel injections may be significantly greater, for example in the range of 100 fuel injections during a combustion stroke. The number of possible injections is generally controlled by the speed of the elements with which the injection is carried out, that is, in the case of a common rail system, by the speed of opening and closing of the injectors.

Gemäß dem vorliegenden Beispiel werden wenigstens drei Kraftstoffeinspritzungen insp1 während des gleichen Verbrennungstakts durchgeführt, aber wie bereits zuvor erläutert kann eine größere Zahl von Einspritzungen sowie nur eine zum Ausführen angeordnet sein.According to the present example, at least three fuel injections insp 1 are performed during the same combustion stroke, but as previously explained, a larger number of injections and only one may be arranged for execution.

Die Einspritzfolge wird somit im vorliegenden Beispiel vorab mit dem Ziel bestimmt, eine bestimmte verrichtete Arbeit (effektiver Mitteldruck) zu erzielen. Eine erste Einspritzung insp1 wird ausgeführt und in Schritt 305 wird bestimmt, ob die erste Einspritzung insp1 ausgeführt wurde und falls ja fährt das Verfahren mit Schritt 306 fort, in dem bestimmt wird, ob alle Einspritzungen i ausgeführt wurden. Da dies im vorliegenden Beispiel nicht der Fall ist, fährt das Verfahren mit Schritt 307 fort, während i um Eins für die nächste Einspritzung inkrementiert wird. Ferner wird unter kontinuierlicher Verwendung des Drucksensors 206 etwa in jeweiligen Intervallen, beispielsweise alle 0,1 bis 10 Kurbelwinkelgrade, der im Brennraum herrschende Druck bestimmt.The injection sequence is thus determined in advance in the present example with the aim to achieve a certain work done (effective mean pressure). A first injection insp 1 is carried out and in step 305 is determined whether the first injection insp 1 has been carried out and if so, the method moves to step 306 in which it is determined whether all the injections i have been carried out. Since this is not the case in the present example, the method goes to step 307 while incrementing i by one for the next injection. Further, with continuous use of the pressure sensor 206 for example, at respective intervals, for example every 0.1 to 10 crank angle degrees, which determines the pressure prevailing in the combustion chamber.

Der Verbrennungsprozess kann im Allgemeinen mit der Änderung des Drucks im Brennraum beschrieben werden, den die Verbrennung erzeugt. Die Druckänderung während eines Verbrennungstakts kann durch eine Druckkurve, das heißt eine Darstellung, wie sich der Druck im Brennraum während der Verbrennung ändert, dargestellt werden. Solange die Verbrennung wie erwartet fortschreitet, entspricht der Druck im Brennraum dem ursprünglich geschätzten; sobald aber der Druck vom geschätzten Druck abweicht, weicht die verrichtete Arbeit ebenfalls von der vorab angenommenen ab.The combustion process may generally be described as the change in pressure in the combustion chamber that combustion produces. The pressure change during a combustion cycle may be represented by a pressure curve, that is, a representation of how the pressure in the combustion chamber changes during combustion. As long as combustion proceeds as expected, the pressure in the combustion chamber will be the same as originally estimated; but as soon as the pressure deviates from the estimated pressure, the work done deviates also from the previously assumed.

Wenn die Verbrennung nach der ersten Einspritzung insp1 somit wie erwartet fortgeschritten ist, entsprechen die Bedingungen des Brennraums den für die Einspritzung vorgesehenen Bedingungen und ebenso wird der bis dahin resultierende Mitteldruck dem erwartetem Druck bis zu diesem Punkt entsprechen. Sobald aber die Bedingungen von den geplanten Bedingungen abweichen, werden der bis dahin resultierende Druck vom erwarteten Mitteldruck abweichen und ebenso wird der folgende Teil der Verbrennung beeinflusst, da die im Brennraum herrschenden Bedingungen beispielsweise in Bezug auf Druck/Temperatur nicht den erwarteten Bedingungen bei der nächsten Einspritzung entsprechen werden.Thus, if the combustion after the first injection insp 1 has proceeded as expected, the conditions of the combustion chamber will correspond to the conditions intended for injection and also the mean pressure thus obtained will correspond to the expected pressure up to this point. However, as soon as the conditions deviate from the planned conditions, the pressure resulting up to that point will deviate from the expected mean pressure and the following part of the combustion will also be affected since the conditions prevailing in the combustion chamber, for example with respect to pressure / temperature, do not meet the expected conditions at the next Injection will correspond.

In der Praxis wird die tatsächliche Druckkurve während des Verlaufs der Verbrennung sehr wahrscheinlich von der durch die Schätzung vorhergesagten Druckkurve beispielsweise aufgrund von Abweichungen von der modellierten Verbrennung usw. abweichen. Dies ist in 4 dargestellt, in der eine vorhergesagte Druckkurve 401 für eine beispielhafte Einspritzfolge (stark schematisch) abgebildet ist, das heißt die erwartete Druckkurve für den Brennraum, wenn die Einspritzung erfolgt, gemäß dem gewählten Einspritzprofil. Diese Vorhersage der Druckkurve kann beispielsweise wie nachfolgend beschrieben durchgeführt werden.In practice, the actual pressure curve during the course of the combustion is very likely to deviate from the pressure curve predicted by the estimation, for example due to deviations from the modeled combustion, etc. This is in 4 shown in which a predicted pressure curve 401 for an exemplary injection sequence (very schematically), that is to say the expected pressure curve for the combustion chamber when the injection takes place, according to the selected injection profile. This prediction of the pressure curve can be carried out, for example, as described below.

4 zeigt ebenfalls eine tatsächliche Druckkurve 402 bis zur Kurbelwinkelstellung ϕ1, welche die Stellung nach erfolgter erster Verbrennung darstellt. 4 also shows an actual pressure curve 402 until the crank angle position φ 1, showing the position after the first combustion.

Vorzugsweise wird somit der Druck im Brennraum im Wesentlichen kontinuierlich während der gesamten Verbrennung, beispielsweise bei jedem Kurbelwinkelgrad, jedem zehnten Kurbelwinkelgrad oder in einem anderen geeigneten Intervall bestimmt. Wie in 4 dargestellt weicht die tatsächliche Druckkurve bis ϕ1 von der geschätzten Druckkurve 401 ab. Dies bedeutet wiederum, dass der bis dahin herrschende Mitteldruck bis zur Kurbelwinkelstellung ϕ1 ebenfalls vom erwarteten Mitteldruck abweicht.Preferably, therefore, the pressure in the combustion chamber is determined substantially continuously during the entire combustion, for example at each crank angle degree, every tenth crank angle degree or at another suitable interval. As in 4 shown, the actual pressure curve deviates to φ 1 of the estimated pressure curve 401 from. This in turn means that the prevailing medium pressure up to the crank angle position φ 1 also deviates from the expected mean pressure.

Da der Druck p im Brennraum nach dem Durchführen der ersten Einspritzung insp1 vom entsprechenden geschätzten Druck in der Kurbelwinkelstellung ϕ1 abweicht, weichen die Bedingungen im Brennraum zum Zeitpunkt für die nächste folgende Einspritzung insp2 von den vorhergesagten Bedingungen ab, so dass die folgende Verbrennung ebenfalls von der vorhergesagten Verbrennung abweicht, wenn die zuvor bestimmte Einspritzfolge noch verwendet werden soll. Der effektive Mitteldruck bis dahin weicht ebenfalls vom vorhergesagten ab und somit ist nicht sichergestellt, dass der gewünschte effektive Mitteldruck erzielt und somit die erwartete Arbeit während des Verbrennungstakts verrichtet wird. Daher ist nicht sichergestellt, dass es sich um die ursprünglich bestimmte Einspritzfolge handelt, welche die am meisten bevorzugte Einspritzfolge darstellt, um den gewünschten Mitteldruck während des Verbrennungstakts zu erzielen, da der effektive Mitteldruck von der Druckkurve abhängt, die wiederum davon abhängt, wie viel Kraftstoff der Verbrennung zugeführt wird.Since the pressure p in the combustion chamber after performing the first injection insp 1 deviates from the corresponding estimated pressure in the crank angle position φ 1 , the conditions in the combustion chamber at the time for the next following injection insp 2 deviate from the predicted conditions, so that the following combustion also deviates from the predicted combustion, if the previously determined injection sequence is still to be used. The mean effective pressure until then also deviates from the predicted and thus it is not ensured that the desired effective medium pressure is achieved and thus the expected work is performed during the combustion cycle. Therefore, it is not ensured that this is the originally determined injection sequence, which is the most preferred injection sequence to achieve the desired mean pressure during the combustion cycle, since the effective mean pressure depends on the pressure curve, which in turn depends on how much fuel the combustion is supplied.

In Schritt 308 wird daher erneut eine Einspritzfolge mit dem Ziel bestimmt, die Verbrennung in Richtung eines gewünschten Mitteldrucks während der Verbrennung zu steuern, und bei der Bestimmung kann ein während der Verbrennung bis dahin resultierender Mitteldruck bestimmt werden, so dass eine Einspritzfolge bestimmt werden kann, die voraussichtlich zu einem gewünschten effektiven Mitteldruck führt. Die Verfahrensschritte können anschließend nach jeder Einspritzung wiederholt werden, um kontinuierlich die Verbrennung in Richtung des gewünschten effektiven Mitteldrucks zu steuern.In step 308 Therefore, an injection sequence is again determined with the aim of controlling the combustion in the direction of a desired mean pressure during combustion, and in the determination of a resulting during combustion until then mean pressure can be determined, so that an injection sequence can be determined, which is expected to results in a desired effective mean pressure. The process steps may then be repeated after each injection to continuously control combustion in the direction of the desired mean effective pressure.

Die Steuerung kann beispielsweise gemäß den nachfolgend dargestellten Berechnungen erfolgen, alternativ gemäß anderen entsprechenden Berechnungen mit einem ähnlichen Ziel, und somit wie nachfolgend dargestellt während eines laufenden Verbrennungstakts wiederholt werden, um bei Bedarf die Einspritzfolge während einer laufenden Verbrennung zu ändern, wenn die tatsächlich herrschenden Bedingungen im Brennraum von den vorhergesagten Bedingungen abweichen, so dass die Verbrennung korrigiert werden kann, um eine gewünschte Arbeit in einem größeren Umfang zu erzielen. Der Druck im Brennraum kann kontinuierlich während der Verbrennung mit dem Drucksensor 206 bestimmt werden, um einen bis dahin erzielten Mitteldruck zu bestimmen.For example, the control may be performed according to the calculations set out below, alternatively according to other corresponding calculations with a similar target, and thus repeated as shown below during a current combustion cycle, to change the injection sequence during ongoing combustion if needed, when the actual conditions prevail in the combustion chamber deviate from the predicted conditions, so that the combustion can be corrected to achieve a desired work to a greater extent. The pressure in the combustion chamber can be continuous during combustion with the pressure sensor 206 be determined to determine a previously achieved mean pressure.

Bei einer Schätzung eines erwarteten Mitteldrucks während der restlichen Verbrennung ist jedoch ebenfalls eine Schätzung der Druckänderung während der Verbrennung erforderlich. Dies kann wie gefolgt geschätzt werden. Einem Fachmann ist klar, dass die Verbrennung mit folgender Gleichung modelliert werden kann (7): dQ = Kcalibrate(Qfuel – Q) (7) wobei Kcalibrate zum Kalibrieren des Modells verwendet wird. Kcalibrate besteht aus einer Konstante, die üblicherweise im Bereich von 0 bis 1 liegt, aber auch angeordnet sein kann, andere Werte anzunehmen, und die einzeln Zylinder für Zylinder oder für einen bestimmten Motor oder Motortyp bestimmt wird, und hängt insbesondere von der Gestaltung der Einspritzdüsen (Zerstäuber) ab.However, estimating an expected mean pressure during the remainder of the combustion also requires an estimate of the pressure change during combustion. This can be estimated as followed. It is clear to a person skilled in the art that the combustion can be modeled with the following equation (7): dQ = K calibrate (Q fuel - Q) (7) where K calibrate is used to calibrate the model. K calibrate consists of a constant, which is usually in the range of 0 to 1, but may also be arranged to assume other values, and which is individually determined cylinder by cylinder or for a particular engine or engine type, and depends in particular on the design of the Injection nozzles (atomizer) off.

Qfuel besteht aus dem Energiewert der eingespritzten Kraftstoffmenge, Q besteht aus der Menge der verbrannten Energie. Die Verbrennung dQ entspricht somit der eingespritzten Kraftstoffmenge minus der bisher verbrauchten Kraftstoffmenge. Die Verbrennung dQ kann alternativ unter Anwendung eines anderen geeigneten Modells, in dem beispielsweise ebenfalls andere Parameter berücksichtigt werden, modelliert werden. Beispielsweise kann die Verbrennung ebenfalls eine Funktion darstellen, die von einem Modell der Turbulenz bei der Zufuhr von Luft/Kraftstoff abhängt, welche die Verbrennung in einem unterschiedlichen Umfang entsprechend der Menge von zugeführter Luft/zugeführtem Kraftstoff beeinflussen kann.Q fuel consists of the energy value of the injected fuel quantity, Q consists of the amount of burned energy. The combustion dQ thus corresponds to the injected fuel quantity minus the previously consumed fuel quantity. The combustion dQ may alternatively be modeled using another suitable model in which, for example, other parameters are also taken into account. For example, the combustion may also be a function that depends on a model of the turbulence in the supply of air / fuel, which may affect the combustion to a different extent according to the amount of supplied air / fuel supplied.

Die Kraftstoffeinspritzungen können beispielsweise als eine Summe von Schrittfunktionen modelliert werden:

Figure DE112014001773T5_0006
For example, the fuel injections can be modeled as a sum of step functions:
Figure DE112014001773T5_0006

Der als zugeführte Masse m bei einer Einspritzung k gemessene Kraftstoffstrom, das heißt wie viel Kraftstoff in den Brennraum im Zeitfenster u gelangt, wenn die Einspritzung durchgeführt wird, ausgedrückt als Dauer des Kurbelwinkelgrad-ϕ-Intervall, wenn die Einspritzdüse geöffnet ist, kann für eine spezifische Einspritzung k wie folgt modelliert werden: dm / dt = f(m)u (9) wobei m die eingespritzte Kraftstoffmenge darstellt und f(m) beispielsweise vom Einspritzdruck usw. abhängt. f(m) kann beispielsweise gemessen oder vorab geschätzt werden.The fuel flow measured as supplied mass m at an injection k, that is, how much fuel enters the combustion chamber in the time window u when the injection is performed, expressed as the duration of the crank angle degree φ interval when the injector is opened, may be for a Specific injection k can be modeled as follows: dm / dt = f (m) u (9) where m represents the amount of injected fuel and f (m) depends on the injection pressure, etc., for example. For example, f (m) can be measured or estimated in advance.

Der Energiewert QLHV für den Kraftstoff wie Diesel oder Benzin ist allgemein spezifiziert, so dass eine solche allgemeine Spezifikation verwendet werden kann. Der Energiewert kann ebenfalls spezifisch beispielsweise vom Kraftstoffhersteller bereitgestellt oder beispielsweise für ein Land oder eine Region genähert werden. Der Energiewert kann ebenfalls durch Schätzen durch die Steuerung des Fahrzeugs angeordnet sein. Mit dem Energiewert kann die Gleichung (7) aufgelöst werden und die Wärmefreisetzung kann mit dem Fortschritt der Verbrennung ermittelt werden. The energy value Q LHV for the fuel such as diesel or gasoline is generally specified, so that such a general specification can be used. The energy value may also be specifically provided, for example, by the fuel manufacturer or, for example, approximated for a country or region. The energy value may also be arranged by estimating by the control of the vehicle. With the energy value, equation (7) can be resolved and the heat release can be determined with the progress of the combustion.

Ferner kann durch Verwendung einer prädiktiven Wärmefreisetzungsgleichung die Druckänderung im Brennraum beispielsweise wie folgt geschätzt werden:

Figure DE112014001773T5_0007
Further, by using a predictive heat release equation, the pressure change in the combustion chamber can be estimated, for example, as follows:
Figure DE112014001773T5_0007

Die Druckänderung wird somit in Kurbelwinkelgrad ϕ ausgedrückt, was ein Beseitigen der Abhängigkeit der Berechnungen von der Drehzahl des Verbrennungsmotors bedeutet. Y stellt allgemein das Wärmekapazitätsverhältnis dar, das heißt

Figure DE112014001773T5_0008
wobei Cp und/oder Cv allgemein und für verschiedene Moleküle ermittelt und tabellarisch erfasst werden; da die Verbrennungschemie bekannt ist, können diese tabellarischen Werte zusammen mit der Verbrennungschemie zum Berechnen der Auswirkung von jedem Molekül (beispielsweise Wasser, Stickstoff, Sauerstoff usw.) auf beispielsweise den gesamten Cp-Wert verwendet werden, so dass dieser für die zuvor genannten Berechnungen mit hoher Genauigkeit vorab oder während beispielsweise der laufenden Verbrennung bestimmt werden kann.The pressure change is thus expressed in crank angle degree φ, which means eliminating the dependence of the calculations on the rotational speed of the internal combustion engine. Y generally represents the heat capacity ratio, that is
Figure DE112014001773T5_0008
wherein C p and / or C v are determined generally and for various molecules and tabulated; As combustion chemistry is known, these tabular values, along with the combustion chemistry, can be used to calculate the impact of each molecule (eg, water, nitrogen, oxygen, etc.) on, for example, the total C p value, so that for the aforementioned calculations can be determined with high accuracy in advance or during, for example, ongoing combustion.

Alternativ können Cp und/oder Cv in geeigneter Weise genähert werden.Alternatively, C p and / or C v can be suitably approximated.

Die Integration der Gleichung (10) liefert das folgende Ergebnis:

Figure DE112014001773T5_0009
The integration of equation (10) yields the following result:
Figure DE112014001773T5_0009

pinitial stellt einen Ausgangsdruck dar, der vor Beginn des Verdichtungsschritts der Verbrennung beispielsweise aus dem Umgebungsdruck für Verbrennungsmotoren ohne einen Turbolader oder einem herrschenden Verbrennungsluftdruck für einen Motor mit einem Turbolader bestehen kann. Wenn die Schätzung zu einem späteren Zeitpunkt während des Verbrennungstakts erfolgt, etwa als Schätzung in Schritt 307 nach Durchführen der Einspritzung, kann Pinitial den dann herrschenden Druck darstellen, wie vom Drucksensor 206 bestimmt, das heißt pϕ1 im vorliegenden Beispiel. V(ϕ), das heißt das Volumen des Brennraums als eine Funktion des Kurbelwinkels, kann vorteilhafterweise im Speicher der Steuerung tabellarisch erfasst oder auf eine geeignete Weise berechnet werden, wobei ebenfalls dv / dφ bestimmt werden kann.p initial represents an output pressure that may exist, for example, from the ambient pressure for internal combustion engines without a turbocharger or a prevailing combustion air pressure for an engine with a turbocharger before the beginning of the compression step of the combustion. If the estimate is made later during the combustion cycle, say, as estimated in step 307 after performing the injection, P initially can represent the then prevailing pressure, as from the pressure sensor 206 determined, that is p φ1 in the present example. V (φ), that is the volume of the combustion chamber as a function of the crank angle, can advantageously be tabulated in the memory of the controller or calculated in a suitable manner, as well dv / dφ can be determined.

Somit wird der Druck p im Brennraum für die gesamte Verbrennung geschätzt, das heißt es kann die erwartete Kurve 401 in 4 geschätzt werden. Somit kann ebenfalls ein erwarteter Mitteldruck für den folgenden Teil des Verbrennungstakts durch die Verwendung der vorhergehenden Gleichung (6) und ebenfalls für den gesamten Verbrennungstakt geschätzt werden, wobei der tatsächliche Mitteldruck auf den Teil des Verbrennungstakts angewendet werden kann, der bereits verstrichen ist.Thus, the pressure p in the combustion chamber is estimated for the total combustion, that is, the expected curve 401 in 4 to be appreciated. Thus, also an expected mean pressure for the following part of the combustion cycle can be estimated by using the previous equation (6) and also for the total combustion cycle, where the actual mean pressure can be applied to the part of the combustion cycle that has already elapsed.

Der erwartete effektive Mitteldruck für eine bestimmte Einspritzfolge kann somit mit den vorhergehenden Gleichungen geschätzt werden. In Schritt 307 können somit mehrere unterschiedliche Einspritzfolgen gemäß den vorhergehenden Gleichungen bewertet werden, wobei die jeweiligen Einspritzfolgen eine spezifische Druckkurve ergeben und somit einen effektiven Mitteldruck, der für die spezifische Einspritzfolge geschätzt wird.The expected effective mean pressure for a particular injection sequence can thus be estimated using the previous equations. In step 307 Thus, a plurality of different injection sequences can be evaluated according to the preceding equations, wherein the respective injection sequences result in a specific pressure curve and thus an effective mean pressure, which is estimated for the specific injection sequence.

Anschließend kann eine Einspritzfolge für nachfolgende Einspritzungen gewählt werden, die beispielsweise voraussichtlich zu einem effektiven Mitteldruck führt, der dem gewünschten effektiven Mitteldruck am besten entspricht. Subsequently, an injection sequence for subsequent injections can be selected, which, for example, presumably leads to an effective mean pressure which corresponds best to the desired mean effective pressure.

Die Steuerung des Drucks im Brennraum kann somit durch Steuern der Kraftstoffeinspritzung erfolgen und durch Ausführen einer Schätzung des effektiven Mitteldrucks für eine Zahl von verschiedenen Einspritzfolgen mit Unterschieden in Einspritzzeit/Einspritzdauer/Zahl von Einspritzungen kann somit eine Einspritzfolge bestimmt werden, die in einem geeigneten möglichst großen Umfang zu einem gewünschten effektiven Mitteldruck führt.The control of the pressure in the combustion chamber can thus be carried out by controlling the fuel injection and by carrying out an estimate of the effective mean pressure for a number of different injection sequences with differences in injection time / injection duration / number of injections can thus be determined in an appropriate possible large injection Scope leads to a desired effective mean pressure.

Somit kann in Schritt 307 eine Einspritzfolge bestimmt werden, etwa eine Einspritzfolge aus mehreren definierten Einspritzfolgen, die den gewünschten effektiven Mitteldruck am besten erfüllt, wobei diese Einspritzfolge einzeln, Zylinder für Zylinder, auf der Basis von Sensorsignalen von wenigstens einem Drucksensor im jeweiligen Brennraum bestimmt werden kann.Thus, in step 307 an injection sequence can be determined, for example an injection sequence consisting of a plurality of defined injection sequences, which best fulfills the desired mean effective pressure, wherein this injection sequence can be determined individually, cylinder by cylinder, on the basis of sensor signals from at least one pressure sensor in the respective combustion chamber.

In Bezug auf die Einspritzfolge können beispielsweise mehrere Einspritzfolgen vorab definiert werden, wobei die Berechnungen der zuvor beschriebenen Art für jede einzelne der verfügbaren Einspritzfolgen durchgeführt werden können.With regard to the injection sequence, for example, a plurality of injection sequences can be defined in advance, wherein the calculations of the type described above can be carried out for each of the available injection sequences.

Alternativ können die Berechnungen für die Einspritzfolgen durchgeführt werden, die aus irgendeinem Grund am wahrscheinlichsten zu einem gewünschten effektiven Mitteldruck führen. Beispielsweise können die Einspritzfolgen in Bezug auf die gesamte Menge an Kraftstoff, die gemäß der Folge eingespritzt wird, bewertet oder abgelehnt werden, wobei beispielsweise eine große Menge an Kraftstoff beispielsweise voraussichtlich zu einem hohen effektiven Mitteldruck führen kann, insbesondere wenn der bis dahin resultierende effektive Mitteldruck über dem erwarteten effektiven Mitteldruck liegt, und umgekehrt wenigstens in bestimmten Fällen eine zu kleine Gesamtkraftstoffmenge voraussichtlich zu einem zu niedrigen effektiven Mitteldruck führt.Alternatively, the calculations may be performed for the injection sequences that for some reason are most likely to result in a desired mean effective pressure. For example, the injection sequences may be rated or rejected in relation to the total amount of fuel injected according to the sequence, for example, a large amount of fuel, for example, is likely to result in a high effective mean pressure, especially if the mean effective pressure thereafter is above the expected mean effective pressure, and conversely, at least in certain cases, a too small total amount of fuel is likely to result in too low an effective mean pressure.

Bisher wurde die gesamte Einspritzfolge für die restliche Verbrennung bewertet; aber die Steuerung kann auch angeordnet sein, nur für eine zukünftige Einspritzung nach einer vorhergehenden Einspritzung ausgeführt zu werden, wobei nachfolgende Einspritzungen schrittweise gehandhabt werden können. Die in Schritt 307 gewählte Einspritzfolge kann somit aus nur der nächsten Einspritzung bestehen.So far, the entire injection sequence was evaluated for the remaining combustion; but the controller may also be arranged to be executed only for a future injection after a previous injection, whereby subsequent injections may be handled step by step. The in step 307 chosen injection sequence can thus consist of only the next injection.

Wenn die Einspritzfolge in Schritt 307 gewählt wurde, kehrt das Verfahren zu Schritt 304 zurück, um die nächste Einspritzung durchzuführen, was ebenfalls zu einer Verbrennung und somit zu einer Druckkurve führt, die vermutlich ebenfalls von der vorab vorhergesagten Druckkurve abweicht. Dies bedeutet ebenfalls, dass die Verbrennung ebenfalls in folgenden Einspritzungen vermutlich von den im Brennraum herrschenden Bedingungen bei Beginn der Einspritzung beeinflusst wird und dass sich der bis dahin resultierende effektive Mitteldruck wieder vom erwarteten unterscheidet.When the injection sequence in step 307 has been selected, the method returns to step 304 back to carry out the next injection, which also leads to combustion and thus to a pressure curve which presumably also deviates from the previously predicted pressure curve. This also means that the combustion also in subsequent injections is presumably influenced by the conditions prevailing in the combustion chamber at the beginning of the injection and that the mean effective pressure that has resulted up to that point is again different from the expected one.

Somit kann in Schritt 307 nach Abschluss einer folgenden Einspritzung eine neue Einspritzstrategie für die restlichen Einspritzungen, alternativ für die folgende Einspritzung, mit den vorhergehenden Gleichungen berechnet werden, und das Verfahren kehrt zu Schritt 304 zurück, um folgende Kraftstoffeinspritzungen gemäß der in Schritt 307 berechneten neuen Einspritzstrategie durchzuführen. Die Steuerung kann somit angeordnet sein, nach jeder Einspritzung i durchgeführt zu werden, und wenn alle Einspritzungen i abgeschlossen sind, kehrt das Verfahren von Schritt 307 zu Schritt 301 zur Steuerung eines folgenden Verbrennungstakts zurück.Thus, in step 307 upon completion of a subsequent injection, a new injection strategy for the remaining injections, alternatively for the following injection, may be calculated with the previous equations, and the method returns to step 304 back to the following fuel injections according to the in step 307 calculated new injection strategy. The controller may thus be arranged to be performed after each injection i, and if all the injections i are completed, the method of step returns 307 to step 301 to control a following combustion cycle back.

In den vorhergehenden Berechnungen wird nach jeder Einspritzung die aktuelle Druckbestimmung pϕ1 unter Verwendung des Drucksensors 206 auf die Weise wie zuvor für Pinitial beschrieben verwendet, um erneut die Druckkurve/effektiven Mitteldrücke zu bestimmen, um eine neue Spritzfolge auf der Basis der jetzt im Brennraum herrschenden Bedingungen zu bestimmen, aber jetzt mit später in der Verbrennung ermittelten Daten. Das heißt pϕ1 nach der ersten Verbrennung und ähnlich der bestimmte Wert pϕ1 für folgende Einspritzungen, wobei sich Pinitial bei Berechnungen während des Verbrennungstakts ändert und wobei die Kraftstoffeinspritzung gemäß den herrschenden Bedingungen nach jeder Einspritzung angepasst wird, mit der Folge, dass sich die Einspritzfolge nach jeder Einspritzung ändert.In the foregoing calculations, after each injection, the current pressure determination p φ1 is made using the pressure sensor 206 in the manner previously described for P initial , to again determine the pressure curve / effective mean pressures to determine a new injection sequence based on the conditions now prevailing in the combustion chamber, but now with data later determined in the combustion. That is, p φ1 after the first combustion and similarly the predetermined value p φ1 for subsequent injections, where P initial changes in calculations during the combustion stroke and the fuel injection is adjusted according to the prevailing conditions after each injection, with the result that the Injection sequence after each injection changes.

Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren bereit, das die Verbrennung mit dem Fortschreiten der Verbrennung anpasst, wobei die Verbrennung des Verbrennungsmotors sehr genau in Richtung eines gewünschten abgegebenen Drehmoments gesteuert werden kann, wobei Verfahren wie das Schalten mit hoher Genauigkeit mit einer Steuerung während eines laufenden Verbrennungstakts und somit auf eine Weise, die für Fahrer und Antriebsstrang schonend ist, durchgeführt werden können. Zusätzlich kann die Steuerung verwendet werden, um gegebenenfalls im Antriebsstrang auftretende Vibrationen zu vermeiden, wobei der Verbrennungsmotor sehr genau mit dem Ziel gesteuert werden kann, unerwünschte Effekte wie beispielsweise Vibrationen durch eine entsprechende Drehmomentsteuerung zu vermeiden.The present invention thus provides a method that adjusts the combustion with the progress of the combustion, wherein the combustion of the internal combustion engine can be controlled very accurately in the direction of a desired output torque, wherein methods such as switching with high accuracy with a control during a running Combustion and thus in a manner that is gentle on the driver and powertrain, can be performed. In addition, the controller used to avoid possibly occurring in the drive train vibrations, the engine can be controlled very precisely with the aim of avoiding undesirable effects such as vibrations by a corresponding torque control.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit die Verbrennung während der laufenden Verbrennung auf der Basis von Abweichungen von der vorhergesagten Verbrennung und gemäß einer Ausführungsform jedes Mal, wenn eine Einspritzung insp1 abgeschlossen ist, angepasst, solange zusätzliche Einspritzungen auszuführen sind.Thus, according to the present invention, the combustion during the current combustion is adjusted based on deviations from the predicted combustion, and according to an embodiment, every time an injection insp 1 is completed, as long as additional injections are to be performed.

Statt des Bewertens einer Zahl von definierten Einspritzfolgen in Schritt 307 kann beispielsweise ein Regler verwendet werden, der beispielsweise bei einer ermittelten Abweichung zwischen einem gewünschten effektiven Mitteldruck und dem bis dahin erzielten effektiven Mitteldruck mit Menge und Vorzeichen die folgende Verbrennung steuert, wobei beispielsweise eine oder mehrere Einspritzungen in Folge dahingehend angepasst werden können, wie die Verbrennung hätte erfolgen sollen und wie diese tatsächlich erfolgt ist. Beispielsweise kann die Kraftstoffmenge für folgende Einspritzungen gemäß der vorgegebenen Einspritzfolge vergrößert werden, wenn der effektive Mitteldruck niedriger ist als erwartet, oder verkleinert werden, wenn der effektive Mitteldruck höher ist als erwartet. Dies kann für jede folgende Einspritzung erfolgen, so dass eine gute Steuerung erzielt werden kann. Die Kraftstoffmenge kann beispielsweise durch Vergrößern/Verkleinern der Kraftstoffmenge mit einer durch Multiplizieren der zuvor ermittelten Kraftstoffmenge für die Einspritzung mit dem Unterschied zwischen dem bis dahin erwarteten effektiven Mitteldruck und dem bis dahin tatsächlich erzielten effektiven Mitteldruck mit einer geeigneten Konstante gesteuert werden.Instead of evaluating a number of defined injection sequences in step 307 For example, a regulator can be used which, for example, controls the following combustion with a determined deviation between a desired mean effective pressure and the mean effective pressure achieved up to that point, whereby, for example, one or more injections can be adapted accordingly, such as the combustion should have happened and how it actually happened. For example, the fuel quantity for subsequent injections may be increased in accordance with the predetermined injection sequence if the mean effective pressure is lower than expected, or reduced if the mean effective pressure is higher than expected. This can be done for each subsequent injection so that good control can be achieved. For example, the amount of fuel may be controlled by increasing / decreasing the amount of fuel with an appropriate constant by multiplying the previously determined fuel quantity for injection by the difference between the mean effective pressure thus far expected and the actual effective mean pressure achieved heretofore.

Gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren wurde die Einspritzfolge zu Beginn des Verbrennungstakts auf der Basis von tabellarischen Werten bestimmt; aber gemäß einer Ausführungsform kann die Einspritzstrategie bereits vor Beginn der Kraftstoffeinspritzung auf die zuvor beschriebene Weise bestimmt werden, so dass somit die erste Einspritzung gemäß einer wie zuvor beschrieben bestimmten Einspritzfolge ausgeführt wird.According to the method described above, the injection sequence at the beginning of the combustion cycle was determined on the basis of tabular values; however, according to one embodiment, the injection strategy may be determined prior to commencement of fuel injection in the manner previously described so that the first injection is thus performed according to an injection sequence determined as described above.

Ferner wurde die Steuerung bis jetzt auf eine Weise beschrieben, bei der die Merkmale für eine folgende Einspritzung auf der Basis der herrschenden Bedingungen im Brennraum nach der vorhergehenden Einspritzung bestimmt werden. Die Steuerung kann aber auch zum kontinuierlichen Ausführen angeordnet sein, wobei die Druckbestimmungen mit dem Drucksensor auch während der laufenden Einspritzung durchgeführt werden können, und wobei die Einspritzfolge berechnet und durchgehend korrigiert werden kann, bis die nächste Einspritzung beginnt.Further, the control so far has been described in a manner in which the characteristics for a subsequent injection are determined on the basis of the prevailing conditions in the combustion chamber after the previous injection. However, the control can also be arranged for continuous execution, wherein the pressure determinations with the pressure sensor can also be carried out during the current injection, and wherein the injection sequence can be calculated and continuously corrected until the next injection begins.

Alternativ kann ebenfalls die laufende Einspritzung durch berechnete Änderungen in der Einspritzfolge beeinflusst werden, auch in den Fällen, in denen mehrere kürzere Einspritzungen durchgeführt werden. Die Einspritzung kann ebenfalls aus einer einzigen längeren Einspritzung bestehen, wobei Änderungen an der laufenden Einspritzung kontinuierlich erfolgen können, beispielsweise durch eine sogenannte Verlaufsformung, beispielsweise durch Ändern der Öffnungsfläche der Einspritzdüse und/oder des Drucks, mit dem der Kraftstoff eingespritzt wird, auf der Basis von Schätzungen und gemessenen Druckwerten während der Einspritzung. Ferner kann die Kraftstoffzufuhr während der Verbrennung zwei Kraftstoffeinspritzungen umfassen, wobei beispielsweise nur die zweite oder beide Einspritzungen beispielsweise mit einer Verlaufsformung gesteuert werden. Eine Verlaufsformung kann ebenfalls erfolgen, wenn drei oder mehr Einspritzungen durchgeführt werden.Alternatively, the current injection may also be affected by calculated changes in the injection sequence, even in cases where several shorter injections are made. The injection may also consist of a single longer injection, wherein changes to the current injection may be made continuously, for example by so-called progressive shaping, for example by changing the opening area of the injection nozzle and / or the pressure with which the fuel is injected on the basis of estimates and measured pressures during injection. Further, the fuel supply may include two fuel injections during combustion, wherein, for example, only the second or both injections are controlled, for example with a progressive shaping. Course shaping can also be done when three or more injections are made.

Die zu bewertenden Einspritzstrategien können auf unterschiedliche Weisen ermittelt werden. Beispielsweise können verschiedene Verteilungen zwischen Einspritzungen bewertet werden und beispielsweise kann eine eingespritzte Kraftstoffmenge zwischen folgenden Einspritzungen neu verteilt werden und/oder die Einspritzzeit kann für eine oder mehrere folgende Einspritzungen geändert werden, wobei mögliche Beschränkungen in Bezug auf beispielsweise die mindestzulässige Dauer oder Kraftstoffmenge für eine Kraftstoffeinspritzung berücksichtigt werden.The injection strategies to be evaluated can be determined in different ways. For example, various distributions between injections may be evaluated and, for example, an injected amount of fuel may be redistributed between subsequent injections and / or the injection time may be changed for one or more subsequent injections, with possible limitations on, for example, the minimum allowable duration or fuel amount for fuel injection be taken into account.

Statt des Bewertens einer Zahl von spezifischen Einspritzfolgen kann das Verfahren zum Ausführen beispielsweise der vorhergehenden Berechnungen für eine Zahl von möglichen Szenarien angeordnet sein, wobei die Berechnungen für verschiedene Einspritzdauern/-mengen/-zeiten für die verschiedenen Einspritzungen mit entsprechenden Änderungen der freigesetzten Energie durchgeführt werden können.Instead of evaluating a number of specific injection sequences, the method may be arranged to perform, for example, the previous calculations for a number of possible scenarios, wherein the calculations are performed for different injection times / amounts / times for the different injections with corresponding changes in energy released can.

Je mehr Kraftstoffeinspritzungen während eines Verbrennungstakts durchgeführt werden, desto mehr Parameter können sich ändern. Bei einer großen Zahl von Einspritzungen kann die Steuerung daher relativ komplex werden, da sich eine große Zahl von Parametern ändern kann und somit bewertet werden muss. Beispielsweise kann eine sehr große Zahl von Einspritzungen wie 10 oder sogar 100 Einspritzungen angeordnet sein, während des gleichen Verbrennungstakts ausgeführt zu werden.The more fuel injections are made during a combustion cycle, the more parameters that can change. With a large number of injections, therefore, the control can become relatively complex, since a large number of parameters can change and thus have to be evaluated. For example, a very large number of injections such as 10 or even 100 injections may be arranged to be executed during the same combustion stroke.

In solchen Situationen kann es mehrere entsprechende Einspritzstrategien geben, die im Wesentlichen zum gleichen effektiven Mitteldruck führen. Dies führt zu einer unerwünschten Komplexität in den Berechnungen.In such situations, there may be several corresponding injection strategies that result in substantially the same effective mean pressure. This leads to undesirable complexity in the calculations.

Gemäß einer Ausführungsform wird eine Steuerungsaktion angewendet, wobei die zeitlich am nächsten gelegene Einspritzung als separate Einspritzung behandelt wird und folgende Kraftstoffeinspritzungen als eine einzige zusätzliche „virtuelle” Einspritzung behandelt werden, so dass die Wärmeverluste zwischen diesen beiden Einspritzungen optimiert werden können. Dies ist in 5A erläutert, wobei die Einspritzung 501 insp1 entspricht, wie zuvor erläutert, die Einspritzung 502 insp2 entspricht, wie zuvor erläutert, und wobei die restlichen Einspritzungen 503 bis 505 als eine einzige virtuelle Einspritzung 506 behandelt werden. Durch eine solche Vorgehensweise muss der Wechsel zwischen insp2 und folgenden Einspritzungen nicht spezifisch zwischen den Einspritzungen 503 bis 505 verteilt werden, sondern die Verteilung erfolgt auf dieser Stufe jeweils zwischen der Einspritzung 502 und der „virtuellen” Einspritzung 506.According to one embodiment, a control action is applied whereby the injection closest in time is treated as a separate injection and subsequent fuel injections are treated as a single additional "virtual" injection so that the heat losses between these two injections can be optimized. This is in 5A explains, with the injection 501 Insp 1 corresponds, as explained above, the injection 502 insp 2 corresponds, as previously explained, and wherein the remaining injections 503 to 505 as a single virtual injection 506 be treated. By doing so, the change between insp 2 and subsequent injections need not be specific between injections 503 to 505 but the distribution takes place at this stage in each case between the injection 502 and the "virtual" injection 506 ,

Sobald die Einspritzung 502 abgeschlossen ist, wird das Verfahren genau wie zuvor beschrieben mit einer neuen Bestimmung einer Einspritzfolge wiederholt, um einen gewünschten effektiven Mitteldruck zu erzielen, jedoch mit der Einspritzung 503 als separate Einspritzung (siehe 5B), und die Einspritzungen 504, 505 stellen gemeinsam eine virtuelle Einspritzung mit einer Verteilung wie zuvor beschrieben dar.Once the injection 502 is completed, the method is repeated exactly as described above with a new determination of an injection sequence to achieve a desired effective mean pressure, but with the injection 503 as a separate injection (see 5B ), and the injections 504 . 505 together represent a virtual injection with a distribution as previously described.

In 5A besteht die virtuelle Einspritzung 506 aus drei Einspritzungen; aber es ist offensichtlich, dass die virtuelle Einspritzung 506 generell mehr als drei Einspritzungen umfassen kann, etwa zehn Einspritzungen oder hunderte Einspritzungen, je nachdem, wie viele Einspritzungen während des Verbrennungstakts durchgeführt werden sollen, so dass das Verfahren wiederholt wird, bis alle Einspritzungen abgeschlossen sind.In 5A is the virtual injection 506 from three injections; but it is obvious that the virtual injection 506 generally more than three injections, about ten injections or hundreds injections, depending on how many injections are to be made during the combustion cycle, so that the process is repeated until all injections are completed.

Es kann gemäß der Erfindung ebenfalls eine MPC (Model Predictive Control) zur Steuerung verwendet werden.It can also according to the invention, a MPC (Model Predictive Control) are used for control.

Ein Beispiel für eine MPC ist in 6 dargestellt, wobei die Referenzkurve 603 der erwarteten Entwicklung für den effektiven Mitteldruck während des Verbrennungstakts entspricht, das heißt dem Ergebnis der Gleichung (6) mit dem Druck geschätzt wie zuvor beschrieben. Die Kurve 603 stellt somit die Entwicklung des effektiven Mitteldrucks dar, die während des Verbrennungstakts angestrebt wird. Die spezifische Erscheinung der Entwicklung des effektiven Mitteldrucks kann vorteilhafterweise vorab beispielsweise mit entsprechenden Berechnungen und/oder Messungen für den Motortyp bestimmt werden, wobei solche Daten im Speicher der Steuerung als eine Funktion von beispielsweise Motordrehzahl und Last gespeichert werden können. Dies bedeutet ebenfalls, dass die Verbrennung nicht nur in Richtung eines zum jeweiligen Zeitpunkt herrschenden effektiven Mitteldrucks gesteuert werden muss, sondern auch angeordnet sein kann, um in Richtung einer erwarteten Entwicklung des effektiven Mitteldrucks, beispielsweise entsprechend der Kurve 603 in 6, gesteuert zu werden, wobei jede Einspritzung das Ziel haben kann, einen bis dahin resultierenden effektiven Mitteldruck zu erreichen, der zu einem gegebenen Zeitpunkt einem entsprechenden Punkt auf der Kurve 603 entspricht.An example of an MPC is in 6 shown, where the reference curve 603 the expected evolution for the mean effective pressure during the combustion stroke, that is, the result of the equation (6) with the pressure estimated as described above. The curve 603 thus represents the evolution of the mean effective pressure that is sought during the combustion cycle. The specific manifestation of the development of the mean effective pressure may advantageously be determined in advance, for example, with appropriate calculations and / or measurements for the engine type, such data being stored in the memory of the controller as a function of, for example, engine speed and load. This also means that the combustion must not only be controlled in the direction of an effective mean effective pressure at the respective time, but can also be arranged in the direction of an expected development of the mean effective pressure, for example according to the curve 603 in 6 to be controlled, where each injection may have the goal of achieving a mean effective pressure heretofore effective at a given point in time on the curve 603 equivalent.

Die durchgezogene Kurve 602 bis zum Zeitpunkt k stellt die tatsächliche Entwicklung des effektiven Mitteldrucks bis zum Zeitpunkt dar, die wie zuvor beschrieben mit tatsächlichen Daten vom kurbelwinkelaufgelösten Druckgeber berechnet wird. Die Kurve 601 stellt die vorhergesagte Entwicklung des effektiven Mitteldrucks auf der Basis des vorhergesagten Einspritzprofils dar und bildet somit die erwartete Entwicklung des effektiven Mitteldrucks. Die gestrichelten Einspritzungen 605, 606, 607 stellen das vorhergesagte Steuersignal dar, das heißt das Einspritzprofil, das voraussichtlich angewendet wird, und 608, 609 stellen bereits abgeschlossene Einspritzungen dar.The solid curve 602 up to time k represents the actual evolution of the mean effective pressure up to the time calculated with actual crank angle-resolved pressure transducer data as described above. The curve 601 represents the predicted evolution of effective mean pressure based on the predicted injection profile and thus represents the expected evolution of effective mean pressure. The dashed injections 605 . 606 . 607 represent the predicted control signal, that is, the injection profile that is likely to be applied, and 608 . 609 represent already completed injections.

Das vorhergesagte Einspritzprofil wird in entsprechenden Intervallen aktualisiert, beispielsweise nach jeder abgeschlossenen Einspritzung, um den angestrebten Endwert zu erzielen, der von der Referenzkurve 603 vorgegeben ist, wobei die nächste Einspritzung auf der Basis der herrschenden Bedingungen in Bezug auf die geschätzte Entwicklung des effektiven Mitteldrucks bestimmt wird.The predicted injection profile is updated at appropriate intervals, for example after each completed injection to achieve the target final value, that of the reference curve 603 is predetermined, the next injection being determined based on the prevailing conditions with respect to the estimated development of the mean effective pressure.

Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, das eine sehr gute Steuerung eines Verbrennungsprozesses ermöglicht und die Verbrennung während der laufenden Verbrennung anpasst, um eine sehr genaue Regelung des abgegebenen Drehmoments zu erzielen.Thus, the present invention provides a method that allows very good control of a combustion process and adjusts the combustion during ongoing combustion to achieve very accurate regulation of the output torque.

Gemäß der vorhergehenden Beschreibung kann eine Arbeit, die verrichtet wird, somit für mehrere verschiedene alternative Einspritzfolgen für die restlichen Einspritzungen geschätzt werden, so dass eine Einspritzfolge, die zu einer geforderten Arbeit führt, gewählt werden kann, wenn die folgende Einspritzung durchgeführt wird. Wenn mehrere Einspritzfolgen-/Steuerungsalternativen die entsprechenden Bedingungen erfüllen, können andere Parameter zur Wahl verwendet werden, welche von diesen zu verwenden sind. Es kann auch andere Gründe zum gleichzeitigen Durchführen der Steuerung ebenfalls auf der Basis von anderen Parametern geben. Beispielsweise können Einspritzfolgen auch teilweise auf der Basis von Druckamplitude, Wärmeverlust, Abgastemperatur, Druckänderungsgeschwindigkeit und/oder während der Verbrennung erzeugte Stickoxide als zusätzliches Kriterium ausgewählt werden, zusätzlich dazu, dass sie auf der Basis der verrichteten Arbeit ausgewählt können, wobei die Bestimmung gemäß einer der nachfolgend angeführten parallelen Patentanmeldungen durchgeführt werden kann. Thus, according to the foregoing description, a work performed can be estimated for several different alternative injection sequences for the remaining injections, so that an injection sequence leading to a required work can be selected when the following injection is performed. If several injection sequence / control alternatives meet the appropriate conditions, other parameters may be used for selection which of them to use. There may be other reasons for simultaneously performing the control also based on other parameters. For example, injection sequences may also be selected in part based on pressure amplitude, heat loss, exhaust gas temperature, rate of pressure change, and / or oxides of nitrogen generated during combustion as an additional criterion, in addition to being selected based on the work done, the determination being according to any one of following parallel patent applications can be performed.

Insbesondere beschreibt die parallele Anmeldung „Verfahren und System zum Steuern eines Verbrennungsmotors V” ( schwedische Patentanmeldung, Anmeldungsnummer: 1350508-6 ) ein Verfahren, das auf der Basis einer geschätzten maximalen Druckamplitude die folgende Verbrennung steuert.In particular, the co-pending application describes "method and system for controlling an internal combustion engine V" ( Swedish patent application, application number: 1350508-6 ) a method that controls the following combustion based on an estimated maximum pressure amplitude.

Zusätzlich beschreibt die parallele Anmeldung „Verfahren und System zum Steuern eines Verbrennungsmotors II” ( schwedische Patentanmeldung, Anmeldungsnummer: 1350507-8 ) ein Verfahren zum Steuern eines folgenden Teils der Verbrennung während des ersten Verbrennungstakts in Bezug auf eine in der folgenden Verbrennung resultierenden Temperatur.In addition, the parallel application describes "Method and system for controlling an internal combustion engine II" ( Swedish patent application, application number: 1350507-8 ) a method of controlling a following part of the combustion during the first combustion stroke with respect to a temperature resulting in the following combustion.

Zusätzlich beschreibt die parallele Anmeldung „Verfahren und System zum Steuern eines Verbrennungsmotors I” ( schwedische Patentanmeldung, Anmeldungsnummer: 1350506-0 ) ein Verfahren zum Steuern der folgenden Verbrennung auf der Basis einer geschätzten maximalen Druckänderungsrate.In addition, the copending application describes "Method and system for controlling an internal combustion engine I" ( Swedish patent application, application number: 1350506-0 ) A method for controlling the following combustion based on an estimated maximum pressure change rate.

Ferner beschreibt die parallele Anmeldung „Verfahren und System zum Steuern eines Verbrennungsmotors IV” ein Verfahren während eines ersten Verbrennungstakts zum Steuern der Verbrennung während eines folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts in Bezug auf eine Darstellung eines Wärmeverlusts während der Verbrennung.Further, the co-pending application "Method and System for Controlling an Internal Combustion Engine IV" describes a method during a first combustion stroke to control combustion during a subsequent portion of the first combustion stroke with respect to a representation of heat loss during combustion.

Ferner beschreibt die parallele Anmeldung „Verfahren und System zum Steuern eines Verbrennungsmotors VI” ein Verfahren während eines ersten Verbrennungstakts zum Schätzen eines ersten Maßes von Stickoxiden resultierend bei der Verbrennung während des ersten Verbrennungstakts und zum Steuern der Verbrennung während eines folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts auf der Basis des ersten Maßes.Further, the co-pending application "Method and System for Controlling an Internal Combustion Engine VI" describes a method during a first combustion stroke for estimating a first level of nitrogen oxides resulting in combustion during the first combustion stroke and controlling combustion during a subsequent portion of the first combustion stroke on the combustion cycle Basis of the first measure.

Die Erfindung wurde zuvor auf eine Weise erläutert, bei der ein Drucksensor 206 zum Ermitteln des Drucks im Brennraum verwendet wird und mit diesem Druck anschließend die Wärmeverluste geschätzt werden können. Als eine Alternative zum Verwenden von Drucksensoren können ein (oder mehrere) andere Sensoren verwendet werden, beispielsweise hochauflösende Ionenstromsensoren, Klopfsensoren oder Dehnungsmesser, wobei der Druck im Brennraum mit Sensorsignalen von solchen Sensoren modelliert werden kann. Es können auch verschiedene Arten von Sensoren kombiniert werden, um beispielsweise eine zuverlässigere Schätzung des Drucks im Brennraum zu erzielen, und/oder andere entsprechende Sensoren verwendet werden, wobei die Sensorsignale in entsprechende Drücke für die Steuerung wie zuvor beschrieben umgewandelt werden.The invention has been previously explained in a manner in which a pressure sensor 206 is used to determine the pressure in the combustion chamber and then with this pressure the heat losses can be estimated. As an alternative to using pressure sensors, one or more other sensors may be used, for example, high resolution ion current sensors, knock sensors, or strain gauges, wherein the pressure in the combustion chamber may be modeled with sensor signals from such sensors. Various types of sensors may also be combined, for example, to provide a more reliable estimate of the pressure in the combustion chamber, and / or other corresponding sensors may be used, where the sensor signals are converted to corresponding pressures for control as previously described.

Ferner wurde in der vorhergehenden Beschreibung nur die Kraftstoffeinspritzung angepasst. Statt nur die zugeführte Kraftstoffmenge zu steuern, kann der effektive Mitteldruck während der Verbrennung angeordnet sein, mit beispielsweise Abgasventilen gesteuert zu werden, so dass die Einspritzung gemäß einer vorgegebenen Folge durchgeführt werden kann, wobei jedoch die Abgasventile bei Bedarf zum Verringern des Drucks im Brennraum und somit auch des effektiven Mitteldrucks verwendet werden.Further, in the foregoing description, only the fuel injection was adjusted. Instead of controlling only the amount of fuel supplied, the effective mean pressure during combustion may be arranged to be controlled with exhaust valves, for example, so that the injection may be performed according to a predetermined sequence, however, the exhaust valves may be required to reduce the pressure in the combustion chamber and thus also the effective medium pressure can be used.

Ferner kann die Steuerung mit einem geeigneten Typ von Regler oder beispielsweise mit Zustandsmodellen und einer Zustandsrückmeldung (beispielsweise lineare Programmierung, LQR-Verfahren o. Ä.) ausgeführt werden.Further, the control may be performed with a suitable type of controller or, for example, with state models and state feedback (eg, linear programming, LQR methods, or the like).

Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Steuern des Verbrennungsmotors kann ebenfalls mit Sensorsignalen von anderen Sensorsystemen kombiniert werden, bei denen die Auflösung auf Kurbelwinkelebene nicht verfügbar ist, beispielsweise Druckgeber, NOx-Sensoren, NH3-Sensoren, Rußsensoren, Sauerstoffsensoren und/oder Temperaturgeber usw., deren Eingabesignale beispielsweise als Eingabeparameter in der Schätzung von beispielsweise der Wärmeverluste mit computerbasierten Modellen statt der Modelle der zuvor beschriebenen Art verwendet werden können.The method according to the invention for controlling the internal combustion engine may also be combined with sensor signals from other sensor systems where crank angle resolution is not available, for example pressure sensors, NO x sensors, NH 3 sensors, soot sensors, oxygen sensors and / or temperature sensors, etc ., whose input signals can be used, for example, as input parameters in the estimation of, for example, the heat losses with computer-based models instead of the models of the type described above.

Zusätzlich wurde die vorliegende Erfindung zuvor in Bezug auf Fahrzeuge erläutert. Die Erfindung ist aber auf jegliche Fortbewegungsmittel/Prozesse anwendbar, auf welche die Verbrennungssteuerung wie zuvor beschrieben anwendbar ist, wie beispielsweise Wasserfahrzeuge und Flugzeuge mit Verbrennungsprozessen wie zuvor beschrieben.In addition, the present invention has been explained above with respect to vehicles. However, the invention is applicable to any transportation means / processes to which the combustion control is applicable as described above, such as watercraft and aircraft with combustion processes as described above.

Es ist ebenfalls darauf hinzuweisen, dass das System gemäß verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung (und umgekehrt) modifiziert werden kann und dass die vorliegende Erfindung in keinerlei Hinsicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahren gemäß der Erfindung beschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen im Umfang der beigefügten unabhängigen Ansprüche betrifft und umfasst.It should also be understood that the system may be modified according to various embodiments of the method according to the invention (and vice versa) and that the present invention is in no way limited to the previously described embodiments of the method according to the invention, but all embodiments in scope of the appended independent claims.

Claims (44)

Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (101), wobei der Verbrennungsmotor (101) wenigstens einen Brennraum (201) und Elemente (202) für die Zufuhr von Kraftstoff zum Brennraum (201) umfasst, wobei die Verbrennung im Brennraum (201) in Verbrennungstakten erfolgt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass: – während eines ersten Teils eines ersten Verbrennungstakts mit einem ersten Sensorelement ein erster Parameterwert bestimmt wird, der eine physikalische Größe für die Verbrennung im Brennraum (201) darstellt, und – auf der Basis des ersten Parameterwerts die Verbrennung während eines folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts gesteuert wird, so dass während der Steuerung die Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts in Bezug auf eine während der Verbrennung verrichtete Arbeit gesteuert wird.Method for controlling an internal combustion engine ( 101 ), wherein the internal combustion engine ( 101 ) at least one combustion chamber ( 201 ) and elements ( 202 ) for the supply of fuel to the combustion chamber ( 201 ), wherein the combustion in the combustion chamber ( 201 ) is carried out in combustion cycles, the method being characterized in that: during a first part of a first combustion cycle with a first sensor element, a first parameter value is determined which has a physical parameter for the combustion in the combustion chamber ( 201 ), and - based on the first parameter value, the combustion is controlled during a subsequent part of the first combustion cycle so that during the control the combustion is controlled during the following part of the first combustion cycle with respect to a work done during the combustion. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: – auf der Basis des ersten Parameterwerts das Schätzen einer Darstellung einer aus der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts resultierenden Arbeit nach dem ersten Teil des ersten Verbrennungstakts, und – auf der Basis der geschätzten Arbeit das Steuern der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts.The method of claim 1, further comprising: Estimating, on the basis of the first parameter value, a representation of a work resulting from the combustion during the subsequent part of the first combustion cycle after the first part of the first combustion cycle, and On the basis of the estimated work, controlling the combustion during the following part of the first combustion cycle. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: – auf der Basis des ersten Parameterwerts das Schätzen einer Darstellung einer erwarteten resultierenden Arbeit während des ersten Verbrennungstakts, und – auf der Basis der geschätzten resultierenden Arbeit das Steuern der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts.The method of claim 1 or 2, further comprising: Estimating, on the basis of the first parameter value, a representation of an expected resulting work during the first combustion cycle, and On the basis of the estimated resulting work, controlling the combustion during the following part of the first combustion cycle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend: – das Bestimmen des ersten Parameterwerts, wenn ein Teil des ersten Verbrennungstakts verstrichen ist.Method according to one of the preceding claims, also comprising: Determining the first parameter value when a portion of the first combustion stroke has elapsed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend: – das Bestimmen des ersten Parameterwerts, wenn die Verbrennung von Kraftstoff während des ersten Verbrennungstakts begonnen hat.Method according to one of the preceding claims, also comprising: Determining the first parameter value when combustion of fuel has begun during the first combustion stroke. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend: – das Bestimmen eines Parameterwerts entsprechend dem ersten Parameterwert bei einer Zahl von Zeitpunkten/Kurbelwinkelstellungen während des ersten Verbrennungstakts und für den jeweiligen bestimmten Parameterwert das Schätzen einer jeweiligen erwarteten aus der Verbrennung während des ersten Verbrennungstakts resultierenden Arbeit, und – das Steuern der Verbrennung während eines folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts nach dem Bestimmen des jeweiligen Parameterwerts auf der Basis der jeweiligen geschätzten Arbeit während des ersten Verbrennungstakts.Method according to one of the preceding claims, also comprising: Determining a parameter value corresponding to the first parameter value at a number of times / crank angle positions during the first combustion stroke and for the respective determined parameter value estimating a respective expected work resulting from the combustion during the first combustion stroke, and Controlling the combustion during a subsequent part of the first combustion stroke after determining the respective parameter value based on the respective estimated work during the first combustion stroke. Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: – das Bestimmen des Parameterwerts entsprechend dem ersten Parameterwert bei einer Zahl von Zeitpunkten/Kurbelwinkelstellungen, nachdem die Verbrennung von Kraftstoff im ersten Verbrennungstakt begonnen hat.The method of claim 6, further comprising: - determining the parameter value corresponding to the first parameter value at a number of times / crank angle positions after the combustion of fuel has started in the first combustion stroke. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die während der Verbrennung verrichtete Arbeit durch einen Mitteldruck während des Verbrennungstakts dargestellt wird. Method according to one of claims 1 to 7, wherein the work done during the combustion is represented by a mean pressure during the combustion cycle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ebenfalls umfassend das Bestimmen der Steuerparameter für die Steuerung der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts auf der Basis des ersten Parameterwerts.The method of one of claims 1 to 8, further comprising determining the control parameters for controlling the combustion during the subsequent portion of the first combustion stroke based on the first parameter value. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei während der Steuerung in Bezug auf die während der Verbrennung verrichtete Arbeit die Verbrennung in Richtung eines ersten Mitteldrucks entsprechend der während des Verbrennungstakts verrichteten Arbeit gesteuert wird.Method according to one of claims 1 to 9, wherein during the control with respect to the work done during the combustion, the combustion is controlled in the direction of a first medium pressure in accordance with the work performed during the combustion cycle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner umfassend: – das Bestimmen einer geforderten verrichteten Arbeit für den Verbrennungstakt, und – das Steuern der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts in Richtung der geforderten verrichteten Arbeit.The method of any one of claims 1 to 10, further comprising: - determining a required work done for the combustion cycle, and Controlling the combustion during the following part of the first combustion stroke in the direction of the required work done. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die für die Verbrennung geforderte Arbeit durch ein gefordertes Durchschnittsdrehmoment für den Verbrennungstakt dargestellt wird.The method of claim 11, wherein the work required for the combustion is represented by a demanded average torque for the combustion cycle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend: – das Schätzen einer Darstellung einer bis dahin resultierenden Arbeit während des ersten Verbrennungstakts, und – das Steuern des folgenden Teils des Verbrennungstakts auf der Basis der Darstellung der bis dahin resultierenden Arbeit während des ersten VerbrennungstaktsMethod according to one of the preceding claims, also comprising: Estimating a representation of a hitherto resulting work during the first combustion cycle, and - Controlling the following part of the combustion cycle based on the representation of the hitherto resulting work during the first combustion cycle Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: – das Steuern der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts auf der Basis eines Vergleichs zwischen einer geschätzten erwarteten Arbeit und einer geforderten Arbeit zur Verrichtung im Verbrennungstakt.The method of claim 13, further comprising: Controlling the combustion during the following part of the first combustion cycle based on a comparison between an estimated expected work and a required work to perform the combustion cycle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend: – das Vergleichen einer Darstellung eines resultierenden Durchschnittsdrucks bis zum Zeitpunkt/zur Kurbelwinkelstellung, bei dem/welcher der erste Parameterwert bestimmt wird, mit einer Darstellung eines erwarteten Durchschnittsdrucks bis zu diesem Zeitpunkt/dieser Kurbelwinkelstellung, und das Steuern der folgenden Verbrennung auf der Basis des Vergleichs.Method according to one of the preceding claims, also comprising: Comparing a representation of a resulting average pressure to the time / crank angle position at which the first parameter value is determined, representing an expected average pressure up to that time / crank angle position, and controlling the following combustion based on the comparison , Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend bei der Bestimmung von Steuerparametern für den folgenden Teil des Verbrennungstakts das Schätzen einer erwarteten Druckänderung während des folgenden Teils des Verbrennungstakts mit dem ersten Parameterwert.The method of any preceding claim, further comprising, in determining control parameters for the subsequent portion of the combustion cycle, estimating an expected pressure change during the subsequent portion of the combustion cycle having the first parameter value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend das Bestimmen von wenigstens einem Steuerparameter für die Steuerung der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts, wobei bei der Bestimmung des wenigstens einen Steuerparameters eine während der Verbrennung erwartete zu verrichtende Arbeit im folgenden Teil des ersten Verbrennungstakts unter Verwendung des ersten Parameterwerts geschätzt wird.Method according to one of the preceding claims, also comprising determining at least one control parameter for the control of the combustion during the following part of the first combustion cycle, wherein in the determination of the at least one control parameter expected during combustion work to be performed in the following part of the first combustion cycle is estimated using the first parameter value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während der Steuerung eine erwartete Arbeit während des Verbrennungstakts geschätzt wird.The method of any one of the preceding claims, wherein during the control, an expected work is estimated during the combustion stroke. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die erwartete Arbeit unter Verwendung einer Schätzung einer Wärmefreisetzung während der Verbrennung geschätzt wird.The method of claim 18, wherein the expected work is estimated using an estimate of heat release during combustion. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend: – das Schätzen einer erwarteten Arbeit für wenigstens zwei Steuerungsalternativen für die Steuerung der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts, und – das Steuern der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts auf der Basis der Schätzungen.Method according to one of the preceding claims, also comprising: Estimating an expected work for at least two control alternatives for the control of the combustion during the following part of the first combustion cycle, and Controlling the combustion during the following part of the first combustion cycle based on the estimates. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei beim Schätzen der erwarteten verrichteten Arbeit eine Druckänderung während des restlichen Teils des Verbrennungstakts mit der Schätzung einer Wärmefreisetzung während der Verbrennung geschätzt wird. The method of any of claims 18 to 20, wherein in estimating the expected work done, a pressure change during the remainder of the combustion cycle is estimated by estimating heat release during combustion. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Parameterwert einen im Brennraum (201) während des ersten Verbrennungstakts herrschenden Druck darstellt.Method according to one of the preceding claims, wherein the first parameter value one in the combustion chamber ( 201 ) represents pressure prevailing during the first combustion stroke. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend das Steuern der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts durch Steuern des Kraftstoffs zur Zufuhr zum Brennraum (201).Method according to one of the preceding claims, also comprising controlling the combustion during the following part of the first combustion cycle by controlling the fuel for supply to the combustion chamber ( 201 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend während der Steuerung der Verbrennung im folgenden Teil der Verbrennung das Bestimmen einer erwarteten verrichteten Arbeit während des Verbrennungstakts für mehrere Steuerungsalternativen, und – das Auswählen einer Steuerungsalternative aus der Zahl an Steuerungsalternativen zur Steuerung des folgenden Teils des Verbrennungstakts.The method of one of the preceding claims, further comprising, during control of the combustion in the subsequent part of the combustion, determining expected work done during the combustion cycle for a plurality of control alternatives, and Selecting a control alternative from the number of control alternatives to control the following part of the combustion cycle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend: – während der Steuerung das Bewerten von wenigstens jeweils einer ersten und einer zweiten Steuerungsalternative, so dass die erste oder zweite Steuerungsalternative ausgewählt wird, je nachdem, welche schneller zu einer geforderten abgeschlossenen Aufgabe führt.Method according to one of the preceding claims, also comprising: During the control, evaluating at least a first and a second control alternative, respectively, so that the first or second control alternative is selected, whichever is faster leading to a required completed task. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei die Steuerungsalternative Alternativen für die Zufuhr von Kraftstoff für wenigstens eine Kraftstoffzufuhr während des folgenden Teils des Verbrennungstakts umfasst.The method of claim 24 or 25, wherein the control alternative comprises alternatives for the supply of fuel for at least one fuel supply during the subsequent part of the combustion cycle. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei der Kraftstoff zur Zufuhr zum Brennraum (201) durch Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mit wenigstens einer Kraftstoffeinspritzdüse (202) gesteuert wird.Method according to one of claims 23 to 25, wherein the fuel for supply to the combustion chamber ( 201 ) by controlling the fuel injection with at least one fuel injector ( 202 ) is controlled. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, wobei wenigstens eine Kraftstoffeinspritzung während des folgenden Teils des Verbrennungstakts durchgeführt wird, wobei eine Kraftstoffmenge und/oder Einspritzzeit und/oder Einspritzdauer für die Kraftstoffeinspritzung gesteuert wird.Method according to one of claims 23 to 27, wherein at least one fuel injection during the following part of the combustion cycle is performed, wherein a fuel amount and / or injection time and / or injection duration is controlled for the fuel injection. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, wobei wenigstens zwei Kraftstoffeinspritzungen während des folgenden Teils des Verbrennungstakts durchgeführt werden, wobei ein restlicher Teil der Verbrennung wenigstens nach der ersten der wenigstens zwei Kraftstoffeinspritzungen gesteuert wird.A method according to any one of claims 23 to 28, wherein at least two fuel injections are performed during the subsequent part of the combustion stroke, with a remainder of the combustion being controlled at least after the first of the at least two fuel injections. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29, wobei während der Steuerung der Verbrennung wenigstens drei Kraftstoffeinspritzungen während des folgenden Teils des Verbrennungsprozesses durchgeführt werden, wobei bei der Bestimmung von Steuerparametern für eine erste der wenigstens drei Kraftstoffeinspritzungen die restlichen Kraftstoffeinspritzungen als eine gesamte Einspritzung während der Steuerung behandelt werden.A method according to any one of claims 23 to 29, wherein during the combustion control at least three fuel injections are performed during the subsequent part of the combustion process, wherein in determining control parameters for a first of the at least three fuel injections the remaining fuel injections as a total injection during the control be treated. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 30, wobei die Steuerung der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts wenigstens teilweise durch Steuerung des Kraftstoffs zum Einspritzen in den Brennraum (201) während einer laufenden Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.Method according to one of claims 23 to 30, wherein the control of the combustion during the following part of the first combustion stroke at least partially by controlling the fuel for injection into the combustion chamber ( 201 ) during a running fuel injection. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 31, ferner umfassend während der Steuerung des Kraftstoffs zum Einspritzen in den Brennraum (201) das Ändern einer Verteilung von Kraftstoffmengen zwischen wenigstens zwei Kraftstoffeinspritzungen.Method according to one of claims 23 to 31, further comprising during the control of the fuel for injection into the combustion chamber ( 201 ) changing a distribution of fuel quantities between at least two fuel injections. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend das Ausführen einer ersten Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum (201) während des ersten Teils des ersten Verbrennungstakts und wenigstens einer zweiten Kraftstoffeinspritzung während des folgenden Teils des Verbrennungstakts, wobei die Steuerparameter für die zweite Kraftstoffeinspritzung nach der ersten Kraftstoffeinspritzung bestimmt werden.Method according to one of the preceding claims, further comprising carrying out a first injection of fuel into the combustion chamber ( 201 during the first part of the first combustion stroke and at least a second fuel injection during the following part of the combustion stroke, wherein the second fuel injection control parameters are determined after the first fuel injection. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend das Steuern der Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts durch Steuern von einem oder mehreren Ventilen, die am Brennraum (201) betätigt werden. Method according to one of the preceding claims, also comprising controlling the combustion during the following part of the first combustion cycle by controlling one or more valves connected to the combustion chamber ( 201 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung für eine Zahl von aufeinander folgenden Verbrennungstakten durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the control is carried out for a number of successive combustion cycles. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Parameterwert in Bezug auf eine physikalische Größe für die Verbrennung im Brennraum (201) wenigstens bei jedem Kurbelwinkel, jedem Zehntel von jedem Kurbelwinkel oder jedem Hundertstel von jedem Kurbelwinkel bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the first parameter value in relation to a physical quantity for the combustion in the combustion chamber ( 201 ) is determined at least at each crank angle, every tenth of each crank angle, or every hundredth of each crank angle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Parameterwert durch Verwendung von einem oder mehreren Elementen aus der folgenden Gruppe bestimmt wird: Zylinderdruckgeber, Klopfsensor, Dehnungsmesser, Drehzahlmesser, Ionenstromsensor.Method according to one of the preceding claims, wherein the first parameter value is determined by using one or more elements from the following group: cylinder pressure sensor, knock sensor, strain gauge, tachometer, ion current sensor. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend das Durchführen der Steuerung der Verbrennung beim Öffnen/Schließen eines Antriebsstrangs, an den der Verbrennungsmotor selektiv anschließbar ist.Method according to one of the preceding claims, also comprising performing the control of the combustion when opening / closing a drive train to which the internal combustion engine is selectively connectable. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ebenfalls umfassend vor dem Bestimmen des ersten Parameterwerts: – auf der Basis einer geforderten Arbeit das Bestimmen einer ersten Kraftstoffeinspritzfolge für den ersten Verbrennungstakt, wobei die erste Kraftstoffeinspritzfolge voraussichtlich in der geforderten Arbeit resultiert.Method according to one of the preceding claims, also comprising prior to determining the first parameter value: Determining, on the basis of a required work, a first fuel injection sequence for the first combustion cycle, the first fuel injection sequence likely to result in the required work. Computerprogramm umfassend Programmcode, das beim Ausführen des Programmcodes auf einem Computer den Computer zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 39 veranlasst.A computer program comprising program code which, upon execution of the program code on a computer, causes the computer to carry out the method of any one of claims 1 to 39. Computerprogrammprodukt umfassend ein computerlesbares Medium und ein Computerprogramm nach Anspruch 40, wobei das Computerprogramm im computerlesbaren Medium enthalten ist.A computer program product comprising a computer readable medium and a computer program according to claim 40, wherein the computer program is contained in the computer readable medium. System zum Steuern eines Verbrennungsmotors (101), wobei der Verbrennungsmotor (101) wenigstens einen Brennraum (201) und Elemente (202) für die Zufuhr von Kraftstoff zum Brennraum (201) umfasst, wobei die Verbrennung im Brennraum (201) in Verbrennungstakten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das System Elemente (115) umfasst zum: – Bestimmen eines ersten Parameterwerts, der eine physikalische Größe für die Verbrennung im Brennraum (201) darstellt, während eines ersten Teils eines ersten Verbrennungstakts mit einem ersten Sensorelement, und – Steuern der Verbrennung auf der Basis des ersten Parameterwerts während eines folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts, so dass während der Steuerung die Verbrennung während des folgenden Teils des ersten Verbrennungstakts in Bezug auf eine während der Verbrennung verrichtete Arbeit gesteuert wird.System for controlling an internal combustion engine ( 101 ), wherein the internal combustion engine ( 101 ) at least one combustion chamber ( 201 ) and elements ( 202 ) for the supply of fuel to the combustion chamber ( 201 ), wherein the combustion in the combustion chamber ( 201 ) takes place in combustion cycles, characterized in that the system comprises elements ( 115 ) for determining: - a first parameter value having a physical size for combustion in the combustion chamber ( 201 during a first part of a first combustion cycle with a first sensor element; and controlling the combustion based on the first parameter value during a subsequent part of the first combustion cycle such that combustion during combustion during the following part of the first combustion cycle is controlled to a work done during the combustion. System nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor ein Element aus der Gruppe aus einem Fahrzeugmotor, einem Bootsmotor und einem Industriemotor ist.A system according to claim 42, characterized in that the internal combustion engine is an element from the group consisting of a vehicle engine, a boat engine and an industrial engine. Fahrzeug (100), dadurch gekennzeichnet, dass es ein System nach Anspruch 42 oder 43 umfasst.Vehicle ( 100 ), characterized in that it comprises a system according to claim 42 or 43.
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