DE19618385A1

DE19618385A1 - Automobile engine management method

Info

Publication number: DE19618385A1
Application number: DE19618385A
Authority: DE
Inventors: Ernst Wild; Nikolaus Dr Benninger; Werner Hess; Hong Dr Zhang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2016-05-09
Also published as: FR2748523A1; JPH1030469A; KR970075275A; SE522299C2; SE9701699L; KR100514565B1; ITMI970966A1; SE9701699D0; IT1291659B1; FR2748523B1; DE19618385B4; ITMI970966A0

Abstract

The method of engine management uses the required output torque of the engine, represented by the position of the accelerator pedal, for calculating a required setting value for a setting device controlling the combustion air delivered to the engine. The calculation of the setting value is corrected via correction factors for compensating the effects of the pressure and/or temperature in the suction pipe and/or the air flowstream. The control and regulation can be effected via a microcomputer using appropriate software.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine according to the Preambles of the independent claims.

Ein derartiges Verfahren oder eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-A 42 39 711 bekannt. Dort wird zur Steuerung der Brennkraftmaschine ein Sollwert für ein Moment der Brennkraftmaschine vorgegeben, welcher wenigstens unter Berücksichtigung der Zündwinkeleinstellung in einen Sollwert für eine die Motorlast repräsentierende Größe (Füllung, Luftmassenstrom, Saugrohrdruck, etc.) umgewandelt wird. Dieser Sollwert wird im Rahmen eines entsprechenden Regelkreises in einen Einstellwert für ein die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflussendes Stellglied umgewandelt. Dieses ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Drosselklappe, so daß der Einstellwert ein Sollwert für den einzustellenden Drosselklappenwinkel ist.Such a method or device is known for example from DE-A 42 39 711. There becomes Control of the internal combustion engine a setpoint for a moment the internal combustion engine, which is at least below Consideration of the ignition angle setting in a setpoint for a quantity representing the engine load (filling, Air mass flow, intake manifold pressure, etc.) is converted. This setpoint is within a corresponding Control loop in a setting for an air supply actuator influencing the internal combustion engine transformed. This is in the preferred embodiment a throttle valve so that the set value is a setpoint for is the throttle valve angle to be set.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Umrechnung eines Sollwertes für die Lastgröße, insbesondere für die Zylinderfüllung ein Einstellsignal zur Einstellung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine zu optimieren.It is an object of the invention to convert a Setpoint for the load size, especially for the Cylinder filling a setting signal for setting the To optimize air supply to the internal combustion engine.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.This is due to the distinctive features of the independent claims achieved.

Aus der DE-A 32 388 190 sind grundsätzliche Zusammenhänge zwischen Saugrohrdruck, zuströmender und abströmender Luftmasse bekannt.DE-A 32 388 190 describes basic relationships between intake manifold pressure, inflowing and outflowing Air mass known.

Advantages of the invention

Die Umwandlung des Sollwerts für die Lastgröße (Sollfüllung oder Solluftmassenstrom) in einen Sollwert zur Einstellung einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine wird optimiert.The conversion of the target value for the load size (target filling or set air mass flow) in a set value for setting A throttle valve of an internal combustion engine is optimized.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Einflüsse der Tankentlüftung, Leckluft, externer und interner Abgasrückführungsraten (Restgas), des Drucks vor der Drosselklappe und damit eines Laders und/oder der Lufttemperatur vor der Drosselklappe berücksichtigt werden.It is particularly advantageous that the influences of Tank ventilation, leakage air, external and internal Exhaust gas recirculation rates (residual gas), the pressure before the Throttle valve and thus a loader and / or the Air temperature before the throttle valve are taken into account.

Auf diese Weise ergibt sich eine sehr genaue Umwandlung der Sollwerts für die Lastgröße in einen Drosselklappenwinkel, so daß das vorgegebene Sollmoment bzw. die Solleistung exakt eingestellt werden kann.This results in a very precise conversion of the Setpoint for the load size in a throttle valve angle, so that the specified target torque or target power exactly can be adjusted.

Besonders vorteilhaft ist, daß bei der Bestimmung des Drosselklappenwinkels bei variabler interner oder externer Abgasrückführung keine Umschaltung von Kennfeldern notwendig ist.It is particularly advantageous that when determining the Throttle valve angle with variable internal or external Exhaust gas recirculation no switching of maps necessary is.

Besonders vorteilhaft ist, daß im stationären Betrieb der Regelkreis für den Luftmassenstrom bzw. die Füllung kaum aktiv ist. Auf diese Weise kann das Sollmoment (bzw. -leistung) über die Luftzufuhr genauer eingestellt werden, so daß weniger Zündwinkelkorrekturen notwendig ist. Entsprechend verbessert sich das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine.It is particularly advantageous that the Control circuit for the air mass flow or the filling hardly is active. In this way, the target torque (or -performance) can be adjusted more precisely via the air supply, that fewer ignition angle corrections are necessary. The operating behavior of the improves accordingly Internal combustion engine.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.Further advantages result from the following Description of exemplary embodiments or from the dependent claims.

drawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, während in Fig. 2 anhand eines Blockschaltbilds die grundsätzliche Struktur der Einstellung des Drehmoments bzw. der Leistung der Brennkraftmaschine durch Beeinflussung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine dargestellt ist. Fig. 3 zeigt anhand eines Blockschaltbilds die grundsätzliche Struktur zur Umsetzung eines Sollfüllungswertes in einen Sollwinkel für eine Drosselklappe, während in den Fig. 4 bis 8 Ausführungsbeispiele zur Berechnung des Sollwinkels dargestellt sind.The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing. Here, FIG. 1 shows a block diagram of a control device for controlling an internal combustion engine, while in FIG. 2, the adjustment of the torque or the power is the internal combustion engine represented by influencing the air supply to the internal combustion engine on the basis of a block diagram the basic structure. With reference to a block diagram, Fig. 3 shows the basic structure for implementing a desired charge value to a target angle for a throttle valve, while shown in FIGS. 4 to 8 embodiments for calculating the target angle.

Description of exemplary embodiments

Fig. 1 zeigt eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Drehmoments bzw. der Leistung einer Brennkraftmaschine. Die Steuereinheit (10) umfaßt dabei eine Eingangsschaltung (12), wenigstens einen Mikrocomputer (14) und eine Ausgangsschaltung (16). Eingangsschaltung, Mikrocomputer und Ausgangsschaltung sind über ein Bussystem (18) zum gegenseitigen Daten- und Informationsaustausch verbunden. Der Eingangsschaltung (12) der Steuereinheit (10) sind Eingangsleitungen (20, 22 und 24-26) zugeführt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind diese Eingangsleitungen in einem Bussystem, z. B. CAN, zusammengefaßt. Dabei verbindet die Eingangsleitung (20) die Steuereinheit (10) mit einem anderen Steuer- bzw. Regelsystem, beispielsweise einem Antriebsschlupfregler, einem Motorschleppmomentenregler oder einer Getriebesteuerung. Dieses Steuer- bzw. Regelsystem kann in einem Ausführungsbeispiel auch als Software im Mikrocomputer implementiert sein. Die Eingangsleitung (22) verbindet die Steuereinheit (10) mit einer Meßeinrichtung (30) zur Erfassung des Betätigungsgrades eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements, eines Fahrpedals. Ferner sind Meßeinrichtungen (32-34) vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und/oder des Fahrzeugs erfassen und entsprechende Meßsignale über die Leitungen (24-26) zur Steuereinheit (10) übermitteln. Beispiel für derartige Betriebsgrößen sind Motordrehzahl, zugeführte Luftmasse, Drosselklappenstellung, etc. Über Ausgangsleitungen und die Ausgangsschaltung (16) steuert die Steuereinheit (10) die Brennkraftmaschine. Über eine erste Ausgangsleitung (36) wird eine elektrisch betätigbare Drosselklappe (38) zur Beeinflussung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine betätigt. Ferner wird über weitere Ausgangsleitungen (40, 42) die Kraftstoffzufuhr sowie der Zündwinkel einstellt. Ferner sind je nach Ausstattung der Brennkraftmaschine Ausgangsleitungen (44, 46 und/oder 48) vorgesehen, über die die Steuereinheit (10) ein Tankentlüftungsventil (50), ein Abgasrückführventil (52, externe Abgasrückführung), den Antrieb (54) für eine Nockenwellenverstellung (interne Abgasrückführung) und/oder einen Lader ansteuert. Fig. 1 shows a control device for controlling the torque or the power of an internal combustion engine. The control unit ( 10 ) comprises an input circuit ( 12 ), at least one microcomputer ( 14 ) and an output circuit ( 16 ). The input circuit, microcomputer and output circuit are connected via a bus system ( 18 ) for the mutual exchange of data and information. Input lines ( 20 , 22 and 24-26 ) are fed to the input circuit ( 12 ) of the control unit ( 10 ). In a preferred embodiment, these input lines are in a bus system, e.g. B. CAN summarized. The input line ( 20 ) connects the control unit ( 10 ) to another control system, for example a traction control system, an engine drag torque control system or a transmission control system. In one exemplary embodiment, this control or regulating system can also be implemented as software in the microcomputer. The input line ( 22 ) connects the control unit ( 10 ) to a measuring device ( 30 ) for detecting the degree of actuation of an operating element which can be actuated by the driver, an accelerator pedal. Furthermore, measuring devices ( 32-34 ) are provided which detect the operating variables of the internal combustion engine and / or the vehicle and transmit corresponding measurement signals to the control unit ( 10 ) via the lines ( 24-26 ). Examples of such operating variables are engine speed, supplied air mass, throttle valve position, etc. The control unit ( 10 ) controls the internal combustion engine via output lines and the output circuit ( 16 ). An electrically operable throttle valve ( 38 ) is actuated via a first output line ( 36 ) to influence the air supply to the internal combustion engine. Furthermore, the fuel supply and the ignition angle are set via further output lines ( 40 , 42 ). Depending on the equipment of the internal combustion engine, output lines ( 44 , 46 and / or 48 ) are also provided, via which the control unit ( 10 ) has a tank ventilation valve ( 50 ), an exhaust gas recirculation valve ( 52 , external exhaust gas recirculation) and the drive ( 54 ) for a camshaft adjustment ( internal exhaust gas recirculation) and / or a charger.

Während Zusatzfunktionen zur Nockenwellenverstellung, zur Tankentlüftung, zur Abgasrückführung und/oder die Ladersteuerung wie bekannt durchgeführt werden, werden Luftzufuhr, Kraftstoffzufuhr und Zündwinkel nach Maßgabe eines vom Fahrer oder wenigstens eines anderen Steuer- bzw. Regelsystemen vorgegebenen Sollwert für das Drehmoment bzw. der Leistung der Brennkraftmaschine gesteuert im Sinne einer Annäherung des Istwertes an den Sollwert. Dazu wird aus dem Betätigungsgrad des Bedienelements unter Berücksichtigung wenigstens der Motordrehzahl ein vom Fahrer vorgegebener Sollmomentenwert gebildet, der gegebenenfalls mit den von den anderen Steuer- bzw. Regelsystemen gebildeten Sollmomentenwerten verglichen und ein Sollmomentenwert ausgewählt wird, der zur Einstellung des Drehmoments der Brennkraftmaschine dient. Bezüglich der Einstellung der Luftzufuhr wird dabei wie aus dem Stand der Technik bekannt der Sollmomentenwert in einen Sollwert für die Zylinderfüllung (Last) umgewandelt, der wiederum in einen Sollwert für die Stellung der Drosselklappe umgewandelt wird. Zur Regelung des Istmoments auf das Sollmoment werden neben der Luftzufuhr in der aus dem Stand der Technik bekannten Weise auch in die Zündwinkeleinstellung und/oder die Kraftstoffzufuhr eingegriffen.During additional functions for camshaft adjustment, for Tank ventilation, for exhaust gas recirculation and / or the Loader control will be performed as known Air supply, fuel supply and ignition angle as required one from the driver or at least one other control or Control system predetermined setpoint for the torque or the performance of the internal combustion engine controlled in the sense of a Approximation of the actual value to the setpoint. To do this, the Degree of actuation of the control element taking into account at least the engine speed is a given by the driver Setpoint torque value formed, which if necessary with that of the other control systems Target torque values compared and a target torque value is selected to set the torque of the Internal combustion engine is used. Regarding the setting of the Air supply is as known from the prior art the setpoint torque value into a setpoint value for the Cylinder charge (load) converted, which in turn into one Setpoint for throttle valve position converted becomes. To regulate the actual torque to the target torque in addition to the air supply in the state of the art known manner in the ignition angle setting and / or the fuel supply intervened.

Diese grundsätzliche Vorgehensweise ist bezüglich der Einstellung der Luftzufuhr in Fig. 2 dargestellt. Das dort gezeigte Blockschaltbild repräsentiert die im Mikrocomputer (14) implementierte Programmstruktur. In einem ersten Programmblock (100) wird aus den zugeführten Momentengrößen und/oder des Betätigungsgrades β wenigstens unter Berücksichtigung der Motordrehzahl (Zuführung 102) ein Sollwert für die Zylinderluftfüllung RLSOLL nach vorgegebenen Kennfeldern, Kennlinien und/oder Berechnungen gebildet. Dieser wird an einen Programmblock (104) abgegeben, in dem der Sollfüllungswert unter Berücksichtigung von Betriebsgrößen wie Motordrehzahl, Luftmassenstrom, Temperatur und Druck vor der Drosselklappe, gegebenenfalls Luftmassenstrom durch das Tankentlüftungsventil, Abgasmassenstrom, Leckluftmassenstrom, etc. (106-108) in einen Sollwert WDKSOLL für die Drosselklappenstellung umgerechnet. Diese Vorgehensweise ist nachfolgend näher ausgeführt. Der Sollstellungswert für die Drosselklappe wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Lageregelkreis (110) unter Berücksichtigung der Iststellung der Drosselklappe (112) in ein Ansteuersignal zur Ansteuerung der Drosselklappe (38) im Sinne einer Annäherung des Iststellungswertes an den Sollstellungswert umgewandelt. Durch diese Vorgehensweise wird der Sollmomenten- bzw. -leistungswert durch Einstellen der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine sehr genau realisiert.This basic procedure is shown in FIG. 2 with regard to the adjustment of the air supply. The block diagram shown there represents the program structure implemented in the microcomputer ( 14 ). In a first program block ( 100 ), a setpoint for the cylinder air filling RLSOLL is formed from the supplied torque quantities and / or the degree of actuation β, at least taking into account the engine speed (supply 102 ), according to predetermined characteristic maps, characteristic curves and / or calculations. This is transferred to a program block ( 104 ) in which the setpoint filling value, taking into account operating variables such as engine speed, air mass flow, temperature and pressure upstream of the throttle valve, air mass flow through the tank ventilation valve, exhaust gas mass flow, leakage air mass flow, etc. (106-108) into a setpoint WDKSOLL converted for throttle position. This procedure is explained in more detail below. In the preferred exemplary embodiment, the setpoint value for the throttle valve is converted in a position control loop ( 110 ), taking into account the actual position of the throttle valve ( 112 ), into a control signal for controlling the throttle valve ( 38 ) in the sense of an approximation of the actual position value to the setpoint value. With this procedure, the target torque or power value is realized very precisely by adjusting the air supply to the internal combustion engine.

Die prinzipielle Vorgehensweise zur Umrechnung des aus der Sollmomentenanforderung bestimmten Sollfüllungswerts in einen Sollwinkel für eine Drosselklappe ist in Fig. 3 dargestellt. Der Sollwert für die Füllung pro Zylinder (relative Solluftmasse) RLSOLL wird zum einen unter Berücksichtigung nachfolgend beschriebener Faktoren (vgl. Fig. 4 und 5) in einem Programmblock (200) in einen Sollwert für den Saugrohrdruck PSSOLL umgerechnet. Ferner wird der Sollfüllungswert RLSOLL in einem weiteren Programmblock (202) im Rahmen einer Füllungs- oder Luftmassenregelung wenigstens abhängig vom Istfüllungs- oder Istluftmassenwert (204) in einen Solluftmassenstrom MLPSOLL am Saugrohreingang umgewandelt. Dieser Sollwert wird im darauffolgenden Programmblock (204) unter Berücksichtigung von nachfolgend detaillierter beschriebenen Faktoren und des Sollsaugrohrdrucks in einen Sollwert für den Volumenstrom über der Drosselklappe MLPDK umgerechnet. Dieser wiederum wird über eine vorbestimmte Kennlinie (206) in den Sollwert WDKSOLL für die Winkeleinstellung der Drosselklappe umgerechnet, welcher dann beispielsweise im Rahmen eines Lageregelkreises eingeregelt wird (vgl. Fig. 6-8). The basic procedure for converting the target charge value determined from the target torque request into a target angle for a throttle valve is shown in FIG. 3. The target value for the charge per cylinder (relative target air mass) RLSOLL is firstly converted into a target value for the intake manifold pressure PSSOLL, taking into account the factors described below (cf. FIGS . 4 and 5) in a program block ( 200 ). Furthermore, the target charge value RLSOLL is converted in a further program block ( 202 ) as part of a charge or air mass control at least as a function of the actual charge or actual air mass value ( 204 ) into a target air mass flow MLPSOLL at the intake manifold inlet. This setpoint is converted into a setpoint for the volume flow above the throttle valve MLPDK in the following program block ( 204 ), taking into account factors described in more detail below and the set intake manifold pressure. This, in turn, is converted via a predetermined characteristic curve ( 206 ) into the setpoint WDKSOLL for the angle setting of the throttle valve, which is then adjusted, for example, in the context of a position control loop (cf. FIGS. 6-8).

Prinzipiell wird der Sollfüllungswert in einen Solluftmassenstrom umgerechnet. Dieser wird durch Korrektur des Reglers, der die in die Zylinder strömenden Luftmassenstrom regelt, ein Solluftmassenstrom für den Saugrohreingang bestimmt. Unter Berücksichtigung von zusätzlichen Luftmassenströmen (z. B. durch eine Tankentlüftungsfunktion, durch Leckluft, etc.) wird der Solluftmassenstrom an der Drosselklappe bestimmt. Durch Korrektur abhängig von der Temperatur und/oder dem Druck vor der Drosselklappe ergibt sich daraus ein Sollvolumenstrom. Aus diesem Sollvolumenstrom wird unter Berücksichtigung der Drosselfunktion der Drosselklappe abhängig vom Verhältnis des Sollsaugrohrdrucks (nach der Drosselklappe) und des Drucks vor der Drosselklappe der Sollwert für den Volumenstrom bestimmt. Aus diesem wird dann in Abhängigkeit von einer Kennlinie der Solldrosselklappenwinkel berechnet. Der Sollsaugrohrdruck wird aus der Sollfüllung unter Berücksichtigung der Saugrohrtemperatur sowie des in das Saugrohr zurückgeführten Abgasdruckes (durch externe, interne Abgasrückführung bzw. Restgas) berechnet. Zur konkreter Ausführung dieser prinzipiellen Vorgehensweise sind verschiedene Lösungen geeignet. Diese sind nachfolgend anhand der Fig. 4 bis 8 dargestellt.In principle, the target charge value is converted into a target air mass flow. This is determined by correcting the controller that regulates the air mass flow flowing into the cylinders, a target air mass flow for the intake manifold inlet. Taking into account additional air mass flows (e.g. through a tank ventilation function, through leakage air, etc.), the target air mass flow at the throttle valve is determined. Correction depending on the temperature and / or the pressure in front of the throttle valve results in a target volume flow. From this set volume flow, taking into account the throttle function of the throttle valve, the set value for the volume flow is determined depending on the ratio of the set intake manifold pressure (after the throttle valve) and the pressure upstream of the throttle valve. From this, the target throttle valve angle is then calculated as a function of a characteristic curve. The target intake manifold pressure is calculated from the target filling, taking into account the intake manifold temperature and the exhaust gas pressure returned to the intake manifold (by external, internal exhaust gas recirculation or residual gas). Various solutions are suitable for the specific implementation of this basic procedure. These are shown below with reference to FIGS. 4 to 8.

Dabei zeigen die Fig. 4 und 5 zwei Ausführungsbeispiele zur Berechnung des Sollsaugrohrdrucks aus der Sollfüllung, während die Fig. 6, 7 und 8 verschiedene Ausführungsformen zur Bestimmung des Solldrosselklappenwinkels aus der Sollfüllung beschreiben.Here, FIGS. 4 and 5 show two embodiments for calculating the Sollsaugrohrdrucks from the target filling, while Figs. 6, 7 and 8, various embodiments described for determining the target throttle angle from the target filling.

Ein erstes Ausführungsbeispiel zur Berechnung des Sollsaugrohrdrucks PSSOLL aus der Sollfüllung RLSOLL ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei wird zunächst in einer Multiplikationsstelle (300) die erfaßte Motordrehzahl NMOT mit einer Normierungsgröße MLTH zur Umrechnung des Sollfüllungswertes in einen Sollwert für den in die Zylinder fließenden Luftmassenstrom MPABSOLL gebildet. Diese Größe wird wiederum einer Multiplikationsstelle (302) zugeführt, in der durch Multiplikation des Sollfüllungswertes RLSOLL mit dieser Größe (MLTM × NMOT) der Solluftmassenstrom MPABSOLL in die Zylinder gebildet wird. Der auf diese Weise gebildete Sollwert wird zu einer Additionsstelle (304) geführt. Dort wird zu diesem Sollwert der in den Zylinder fließende Abgasmassenstrom MPAGAB, der durch interne und/oder externe Abgasrückführung in die Zylinder zurückgeführt wird, addiert. Diese Größe für den Abgasmassenstrom MPAGAB wird in Programmen (306) ermittelt. Diese bilden abhängig von gemessenen Istgrößen (308-310) wie Motordrehzahl, Ansteuerzeiten des Abgasrückführventils, Istluftmasse, Abgasdruck, Saugrohrdruck, etc., den in die Zylinder zurückfließenden Abgasmassenstrom. Die Differenz aus den beiden Größen stellt den Sollwert für den Luftmassenstrom in die Zylinder dar. Dieser wird im folgenden in einen Sollsaugrohrdruck durch Multiplikation mit einem Faktor FPSMPAB und durch Addition mit einem Offsetwert PIAGR umgerechnet. Der Faktor FPFMPAB wird wenigstens abhängig von Motordrehzahl und motorspezifische Größen wie Hubvolumen und physikalische Größen wie beispielsweise die Gaskonstante in einem Programm (306) berechnet. Der Offsetwert PIAGR stellt z. B. den Restgasdruck dar. Ergebnis der Rechenoperation ist ein im Saugrohr zwischen Drosselklappe und Zylinder einzustellender Saugrohrdruck, der der vorgegebenen Sollfüllung entspricht.A first exemplary embodiment for calculating the desired intake manifold pressure PSSOLL from the desired filling RLSOLL is shown in FIG. 4. First, the detected engine speed NMOT is formed in a multiplication point ( 300 ) with a standardization variable MLTH for converting the target charge value into a target value for the air mass flow MPABSOLL flowing into the cylinders. This variable is in turn fed to a multiplication point ( 302 ), in which the target air mass flow MPABSOLL is formed into the cylinders by multiplying the target charge value RLSOLL by this variable (MLTM × NMOT). The desired value formed in this way is led to an addition point ( 304 ). There, the exhaust gas mass flow MPAGAB flowing into the cylinder, which is returned to the cylinders by internal and / or external exhaust gas recirculation, is added to this setpoint. This quantity for the exhaust gas mass flow MPAGAB is determined in programs ( 306 ). Depending on the measured actual values ( 308-310 ) such as engine speed, activation times of the exhaust gas recirculation valve, actual air mass, exhaust gas pressure, intake manifold pressure, etc., these form the exhaust gas mass flow flowing back into the cylinders. The difference between the two quantities represents the target value for the air mass flow into the cylinders. In the following, this is converted into a target intake manifold pressure by multiplication by a factor FPSMPAB and by addition with an offset value PIAGR. The factor FPFMPAB is calculated in a program ( 306 ) at least depending on the engine speed and engine-specific variables such as stroke volume and physical variables such as the gas constant. The offset value PIAGR represents e.g. B. Result of the residual gas pressure. The result of the arithmetic operation is an intake manifold pressure to be set in the intake manifold between the throttle valve and the cylinder, which corresponds to the predetermined target charge.

Ein zweites Ausführungsbeispiel zur Berechnung des Sollsaugrohrdrucks ist in Fig. 5 dargestellt. Dort wird der Sollfüllungswert RLSOLL zunächst mit einem in einer Kennlinie (400) abhängig von der Saugrohrtemperatur (402) gebildeten Faktor FTS in der Multiplikationsstelle (404) multipliziert. Dieser Wert, der ferner die Umrechnungsfaktoren von Füllung in Saugrohrdruck enthält, entspricht einem aus der Füllung abgeleiteten Sollsaugrohrdruck. Dieser Wert wird einer Additionsstelle (406) zugeführt. Dort wird zu diesem Wert des in das Saugrohr zurückgeführten Istabgasdrucks PABSAUG der externen, der internen Abgasrückführung und/oder des Restgases aufgeschaltet. Das Ergebnis stellt den zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellten Saugrohrdrucksollwert PSSOLL dar. Der zurückgeführte Abgasdruck wird dabei abhängig von den über die Zuleitungen (408-410) zugeführten Betriebsgrößen wie Motorlast, Motordrehzahl, Öffnungszeit eines Abgasrückführventils, Saugrohrdruck, Abgasdruck, etc. in einem Programmblock (412) gebildet.A second exemplary embodiment for calculating the desired intake manifold pressure is shown in FIG. 5. There, the target filling value RLSOLL is first multiplied by a factor FTS formed in a characteristic curve ( 400 ) depending on the intake manifold temperature ( 402 ) in the multiplication point ( 404 ). This value, which also contains the conversion factors from filling to intake manifold pressure, corresponds to a target intake manifold pressure derived from the filling. This value is fed to an addition point ( 406 ). There, the external, the internal exhaust gas recirculation and / or the residual gas is applied to this value of the actual exhaust gas pressure PABSAUG fed back into the intake manifold. The result represents the intake manifold pressure setpoint PSSOLL made available for further processing. The returned exhaust gas pressure is dependent on the operating variables supplied via the feed lines ( 408 - 410 ) such as engine load, engine speed, opening time of an exhaust gas recirculation valve, intake manifold pressure, exhaust gas pressure, etc. in a program block ( 412 ).

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Umrechnung des Sollfüllungswerts RLSOLL in einen Sollwert für den Drosselklappenwinkel WDKSOLL ist in Fig. 6 dargestellt. Dabei wird der anhand der Vorgehensweise nach Fig. 4 oder 5 berechnete Sollsaugrohrdruck PSSOLL ausgewertet. Zunächst wird der Füllungswert RLSOLL in der Multiplikationsstelle (500) mit dem drehzahlabhängigen Normierungswert MLTH × NMOT multipliziert. Ergebnis ist eine Größe für den Solluftmassenstrom in den Zylinder MPFGABSOLL. Diese Größe wird einerseits einer Additionsstelle (502), andererseits einem Luftmassenregler (504) zugeführt. Dem Regler (504) wird ferner eine Größe für den Istluftmassenstrom in den Zylinder MPFGAB zugeführt. In Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist- und Sollwert bildet der Regler (504) nach Maßgabe einer vorgegebenen Regelstrategie (z. B. PI) ein Ausgangssignal, welches in der Additionsstelle (502) zum Sollwert für den in den Zylinder strömenden Luftmassenstrom addiert wird. Der Regler (504) korrigiert also den Sollwert für den in die Zylinder fließenden Luftmassenstrom abhängig von der Differenz zwischen Ist- und Sollgröße dieses Luftmassenstroms. Das Ausgangssignal der Additionsstelle (502) entspricht daher einem Solluftmassenstrom für den Saugrohreingang MPFGZUSOLL. Die Istgröße für den in die Zylinder strömenden Luftmassenstrom wird abhängig von Betriebsgrößen (506-508) wie Motordrehzahl, Luftmasse, etc. z. B. in einer aus der stand der Technik bekannten Weise durch entsprechende Programme (510) gebildet.A preferred exemplary embodiment for converting the target charge value RLSOLL into a target value for the throttle valve angle WDKSOLL is shown in FIG. 6. The set intake manifold pressure PSSOLL calculated using the procedure according to FIG. 4 or 5 is evaluated. First, the filling value RLSOLL is multiplied in the multiplication point ( 500 ) by the speed-dependent standardization value MLTH × NMOT. The result is a quantity for the target air mass flow in the cylinder MPFGABSOLL. This variable is supplied on the one hand to an addition point ( 502 ) and on the other hand to an air mass controller ( 504 ). A variable for the actual air mass flow into the cylinder MPFGAB is also fed to the controller ( 504 ). Depending on the difference between the actual and the setpoint, the controller ( 504 ) forms an output signal in accordance with a predetermined control strategy (e.g. PI), which is added in the addition point ( 502 ) to the setpoint for the air mass flow flowing into the cylinder. The controller ( 504 ) thus corrects the setpoint for the air mass flow flowing into the cylinders depending on the difference between the actual and setpoint size of this air mass flow. The output signal of the addition point ( 502 ) therefore corresponds to a target air mass flow for the intake manifold inlet MPFGZUSOLL. The actual size for the air mass flow flowing into the cylinders is dependent on operating values ( 506-508 ) such as engine speed, air mass, etc. B. in a manner known from the prior art by appropriate programs ( 510 ).

Ist eine Tankentlüftungsfunktion vorgesehen, so wird deren Einfluß auf die Luftströmung im Saugrohr in der Subtraktionsstelle (512) berücksichtigt. Abhängig von wenigstens der Öffnungszeit des Tankentlüftungsventils wird in einem der Programme (510) der durch das Tankentlüftungsventil fließende Luftmassenstrom MPTEV ermittelt. Dieser wird in der Subtraktionsstelle (512) vom errechneten Sollwert für den Luftmassenstrom im Saugrohr abgezogen. Ergebnis ist ein Sollwert für den über die Drosselklappe fließenden Luftmassenstrom MPDKSOLL. Neben oder anstelle des Luftmassenstroms über das Tankentlüftungsventil werden in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel in der Subtraktionsstelle (512) der Leckluftmassenstrom berücksichtigt.If a tank ventilation function is provided, its influence on the air flow in the intake manifold in the subtraction point ( 512 ) is taken into account. Depending on at least the opening time of the tank ventilation valve, the air mass flow MPTEV flowing through the tank ventilation valve is determined in one of the programs ( 510 ). This is subtracted in the subtraction point ( 512 ) from the calculated setpoint for the air mass flow in the intake manifold. The result is a setpoint for the air mass flow MPDKSOLL flowing through the throttle valve. In addition to or instead of the air mass flow via the tank ventilation valve, the leakage air mass flow is taken into account in an advantageous embodiment in the subtraction point ( 512 ).

Der Sollwert für den Luftmassenstrom an der Drosselklappe wird durch Einstellen der Drosselklappe realisiert. Da durch Einstellung der Drosselklappe kein Massen-, sondern ein Volumenstrom einstellbar ist, ist eine Divisionsstelle (514) vorgesehen, in der aus dem Solluftmassenstrom ein Sollvolumenstrom PVDKSOLL gebildet wird. Dazu werden Temperatur und Druck vor der Drosselklappe sowie die Drosselfunktion abhängig vom Verhältnis des Sollsaugrohrdrucks zum Druck vor der Drosselklappe berücksichtigt. Dazu ist eine erste Kennlinie oder eine erste Tabelle (516) vorgesehen, in der abhangig vom Druck vor der Drosselklappe PVDK ein Korrekturfaktor FPVDK für den Luftmassenstrom gebildet wird. Ferner ist eine Kennlinie oder Tabelle (518) vorgesehen, in der abhängig von der Temperatur vor der Drosselklappe TVDK ein entsprechender Korrekturwert FTVDK gebildet wird. Die beiden Korrekturwerte werden in der Multiplikationsstelle (520) multipliziert. In der Divisionsstelle (514) wird der Solluftmassenstrom durch das Produkt dieser Korrekturfaktoren korrigiert. Darüber hinaus wird der Druck vor der Drosselklappe PVDK sowie der ermittelte Saugrohrsolldruck PSSOLL in der Divisionsstelle (522) dividiert, d. h. das Verhältnis zwischen Sollsaugrohrdruck und Druck vor der Drosselklappe gebildet und in einer Drosselfunktionskennlinie (524) abhängig von den Quotienten ein weiterer Korrekturwert gebildet wird. Dieser wird zu den Korrekturwerten bezüglich des Drucks und der Temperatur vor der Drosselklappe multipliziert und in der Divisionsstelle (514) entsprechend berücksichtigt. Der Sollvolumenstrom wird einer Kennlinie (526) zugeführt, in der der Sollwinkel WDKSOLL für die Drosselklappeneinstellung abhängig vom Sollvolumenstrom abgelegt ist. Der Sollwert für den Drosselklappenwinkel wird dann im bevorzugten Ausführungsbeispiel im Rahmen eines Lageregelkreises eingestellt.The setpoint for the air mass flow at the throttle valve is realized by adjusting the throttle valve. Since by adjusting the throttle valve, it is possible to set a volume flow rather than a volume flow, a division point ( 514 ) is provided, in which a set volume flow PVDKSOLL is formed from the set air mass flow. For this purpose, temperature and pressure in front of the throttle valve and the throttle function are taken into account depending on the ratio of the target intake manifold pressure to the pressure in front of the throttle valve. For this purpose, a first characteristic curve or a first table (516) is provided, in which a correction factor FPVDK for the air mass flow is formed depending on the pressure upstream of the throttle valve PVDK. A characteristic curve or table ( 518 ) is also provided, in which a corresponding correction value FTVDK is formed depending on the temperature upstream of the throttle valve TVDK. The two correction values are multiplied in the multiplication point ( 520 ). The target air mass flow is corrected in the division point ( 514 ) by the product of these correction factors. In addition, the pressure upstream of the throttle valve PVDK and the determined intake manifold target pressure PSSOLL are divided in the division point ( 522 ), i.e. the relationship between the target intake manifold pressure and the pressure upstream of the throttle valve is formed and a further correction value is formed in a throttle function characteristic ( 524 ) depending on the quotients. This is multiplied by the correction values for the pressure and the temperature upstream of the throttle valve and taken into account accordingly in the division point ( 514 ). The setpoint volume flow is fed to a characteristic curve ( 526 ) in which the setpoint angle WDKSOLL for the throttle valve setting is stored, depending on the setpoint volume flow. The setpoint for the throttle valve angle is then set in the preferred embodiment in the context of a position control loop.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in einer weiteren Kennlinie (528) abhängig von der Motordrehzahl der Drosselklappenwinkel WDKUGD für den ungedrosselten Betrieb abgelegt. Dieser wird mit dem ermittelten Sollwert in der Vergleichsstelle (530) verglichen und der ungedrosselte Betrieb der Brennkraftmaschine, d. h. der Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine, erkannt, wenn der Solldrosselklappenwinkel größer als der aus der Kennlinie (528) ausgelesene Winkel ist. In diesem Fall wird eine entsprechende Information für den Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine erzeugt, die bei der Steuerung der Brennkraftmaschine beispielsweise bei der Verschiebung der Gemischzusammensetzung oder weiterer Funktionen, die im Vollastbereich aktiviert werden, ausgewertet wird.In a preferred exemplary embodiment, the throttle valve angle WDKUGD for the unthrottled operation is stored in a further characteristic curve ( 528 ) depending on the engine speed. This is compared with the determined target value in the comparison point ( 530 ) and the unthrottled operation of the internal combustion engine, ie the full-load operation of the internal combustion engine, is recognized when the target throttle valve angle is greater than the angle read from the characteristic curve ( 528 ). In this case, corresponding information is generated for the full-load operation of the internal combustion engine, which is evaluated when the internal combustion engine is controlled, for example when the mixture composition is shifted or other functions which are activated in the full-load range.

Fig. 7 zeigt ein Detail der Umrechnung des Luftmassenstroms in einem Volumenstrom in einer gegenüber Fig. 6 anderer Darstellung. Der Solluftmassenstrom MPDKSOLL wird einer ersten Divisionsstelle (600) zugeführt, in der er durch den Korrekturwert FPVDK abhängig vom Druck vor der Drosselklappe dividiert wird. Der korrigierte Sollwert wird einer weiteren Divisionsstelle (602) zugeführt, in der er durch den Korrekturwert FTVDK abhängig von der Temperatur vor der Drosselklappe korrigiert wird. Dieser neu korrigierte Wert wird in einer weiteren Divisionsstelle (604) durch die Drosselfunktion KLAF dividiert und auf diese Weise der Sollvolumenstrom MPVDKSOLL gebildet und weiterverarbeitet. Die Drosselfunktion KLAF wird in einer Kennlinie (606) abhängig vom Quotienten aus Sollsaugrohrdruck und Druck vor der Drosselklappe gebildet. Dieser Quotient wird in der Divisionsstelle (608) abhängig von den entsprechenden Signalen gebildet. Die Drosselfunktion repräsentiert dabei das Verhältnis der Drücke vor und hinter der Drosselklappe, da das Druckgefälle über die Drosselklappe bei der Umrechnung des Luftmassenstroms in den Volumenstrom eine wesentliche Rolle spielt. FIG. 7 shows a detail of the conversion of the air mass flow into a volume flow in a different representation compared to FIG. 6. The target air mass flow MPDKSOLL is fed to a first division point ( 600 ), in which it is divided by the correction value FPVDK depending on the pressure upstream of the throttle valve. The corrected setpoint is fed to a further division point ( 602 ), in which it is corrected by the correction value FTVDK depending on the temperature in front of the throttle valve. This newly corrected value is divided in a further division point ( 604 ) by the throttling function KLAF and in this way the set volume flow MPVDKSOLL is formed and processed. The throttle function KLAF is formed in a characteristic curve ( 606 ) depending on the quotient of the intake manifold pressure and pressure in front of the throttle valve. This quotient is formed in the division position ( 608 ) depending on the corresponding signals. The throttle function represents the ratio of the pressures upstream and downstream of the throttle valve, since the pressure drop across the throttle valve plays an important role in converting the air mass flow into the volume flow.

In der Vorgehensweise nach Fig. 6 wird zur Korrektur des Solluftmassenstroms in den Zylinder zum Solluftmassenstrom am Saugrohreingang ein Luftmassenregler eingesetzt. Ein anderes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel verwendet keinen Luftmassenregler, sondern einen Füllungsregler an dieser Stelle. Dadurch ergibt sich die in Fig. 8 dargestellte Änderung. Der Sollfüllungswert RLSOLL wird dem Füllungsregler (700) sowie einer Additionsstelle (702) zugeführt. Dem Regler (700) wird ferner der Istwert RLIST für die Füllung zugeführt. Abhängig von der Differenz zwischen Soll- und Istwert bildet der Regler analog zum Luftmassenregler ein Korrektursignal für den Sollwert der Füllung, welches in der Additionsstelle (702) berücksichtigt wird. Die Summe der beiden Werte werden einer Multiplikationsstelle (704) zugeführt, in der der Füllungswert in einen Luftmassenstromwert umgerechnet wird. Der Normierungsfaktor MLTH × NMOT entspricht dem in Fig. 6 dargestellten. Ergebnis ist der Solluftmassenstrom MPFGZUSOLL am Saugrohreingang, der entsprechend der Vorgehensweise nach Fig. 6 oder 7 weiterverarbeitet wird.In the procedure according to FIG. 6, an air mass controller is used to correct the target air mass flow into the cylinder for the target air mass flow at the intake manifold inlet. Another advantageous exemplary embodiment does not use an air mass regulator, but a filling regulator at this point. This results in the change shown in FIG. 8. The target filling value RLSOLL is fed to the filling controller ( 700 ) and an addition point ( 702 ). The controller ( 700 ) is also supplied with the actual value RLIST for the filling. Depending on the difference between the setpoint and actual value, the controller generates a correction signal for the setpoint of the charge, which is taken into account in the addition point ( 702 ). The sum of the two values is fed to a multiplication point ( 704 ), in which the charge value is converted into an air mass flow value. The normalization factor MLTH × NMOT corresponds to that shown in FIG. 6. The result is the target air mass flow MPFGZUSOLL at the intake manifold inlet, which is further processed in accordance with the procedure according to FIG. 6 or 7.

Je nach Funktionsausstattung der Motorsteuerung (z. B. Tankentlüftung, Abgasrückführung, Nockenwellenverstellung, etc.) sowie je nach gewünschter Genauigkeit der Umrechnung der Sollfüllung in einen Sollwinkel wird auf die eine oder andere Korrektur verzichtet (z. B. Temperaturkorrektur, Druckkorrektur, Berücksichtigung der Einflüsse von Tankentlüftung, innerer und externer Abgasrückführung, etc.)Depending on the functional equipment of the engine control (e.g. Tank ventilation, exhaust gas recirculation, camshaft adjustment, etc.) and depending on the desired accuracy of the conversion The target filling in a target angle is on one or no other correction (e.g. temperature correction, Pressure correction, taking into account the influences of Tank ventilation, internal and external exhaust gas recirculation, Etc.)

Claims

1. A method for controlling an internal combustion engine, in which a setpoint for torque or power of the internal combustion engine is predetermined at least on the basis of the driver's request, which is converted into a setpoint value for an actuating device influencing the air supply, characterized in that correction factors for the Influence of additional equipment flows, which can not be influenced by the control device and / or which represent pressure and temperature conditions in the intake manifold, are taken into account.

2. The method according to claim 1, characterized in that a target air mass flow setpoint for the in the cylinder flowing air mass from the torque setpoint or Power setpoint is derived.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one of the torque setpoint or the power setpoint is a setpoint for filling the Cylinder is formed, from which a setpoint for the Air mass flow for the air mass flowing into the cylinders is derived.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an air mass or Filling regulator is provided, which from the Target air mass flow or the target charge value in accordance with of the corresponding actual value forms a correction value which is applied to the setpoint and so the target air mass flow is formed at the intake manifold entrance.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the target air mass flow on Intake pipe inlet with additional air mass flows, such as Leakage air and / or the air mass flow over one Tank ventilation valve to form the target air mass flow the adjusting device is corrected.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the target air mass flow at the Actuator in a target volume flow below Consideration of the pressure ratio before and after the Throttle valve, the pressure in front of the throttle valve and / or the Temperature of the air in front of the throttle valve is converted.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that from the target volume flow Given a predetermined characteristic curve, a target angle for the Actuating device is derived.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pressure in the intake manifold behind the Throttle valve from the setpoint for the air mass flow in the cylinders taking into account the in the cylinders recycled exhaust gas mass flow is formed.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the actuator a Air supply influencing the internal combustion engine Throttle valve is.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that depending on the engine speed the throttle valve angle for unthrottled operation, d. H. the full-load operation of the internal combustion engine is specified and information for controlling the internal combustion engine derived from the existence of unthrottled operation becomes when the target throttle valve angle is larger than that Throttle valve angle for unthrottled operation is.

11. Device for controlling an internal combustion engine, with a control unit that has a setpoint for the torque or the performance of the internal combustion engine at least on the The basis of the driver's request forms, and this by setting an actuating device influencing the air supply realized, characterized in that the setpoint after Specification of the pressure and temperature conditions in the intake manifold and / or the influence of not by the actuator Influenceable resource flows a setpoint for the actuating device is formed.