DE19753873A1

DE19753873A1 - IC engine operating method

Info

Publication number: DE19753873A1
Application number: DE1997153873
Authority: DE
Inventors: Andreas Roth; Qiang Dr Qiu; Michael Dr Nicolaou; Juergen Neubert; Marc Schott
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2017-12-06
Also published as: DE19753873B4; JPH11229936A

Abstract

The operating method involves measuring the induction pressure and calculating a measure for filling the cylinders of the engine based on the measured induction pressure. The filling of the cylinder is evaluated to control at least one operating parameter such as fuel metering, firing angle or air supply. To calculate the filling from the induction pressure, a model is called upon, which describes a linear dependence characterized by offset and slope between filling and induction pressure. The filling is calculated from the induction pressure, whereby regard is taken of the throttle flap position.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegrif fen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method and a device for operating an internal combustion engine according to the general concept fen of the independent claims.

Die Anforderungen an eine moderne Brennkraftmaschine im Hin blick auf eine Reduktion des verbrauchten Kraftstoffes und der ausgestoßenen Schadstoffe werden immer höher. Die elek tronische Steuerung der Brennkraftmaschine, insbesondere die Steuerung der einzuspritzenden Kraftstoffmasse, des einzu stellenden Zündwinkels und/oder der zuzumessende Luftfül lung, muß zur Erfüllung dieser Anforderungen immer genauer arbeiten. Dabei muß insbesondere die die Last der Brenn kraftmaschine repräsentierende Größe genau bestimmt werden, da diese zur Berechnung der Steuergrößen herangezogen wird. Die geeignetste Größe, die die Last repräsentiert, ist die Luftfüllung, insbesondere die relative Luftfüllung der Zy linder pro Hub. Diese Größe ist eine frischluftproportionale Größe, bei deren Verwendung zur Bestimmung der Steuergrößen eine sehr große Genauigkeit der Brennkraftmaschinensteuerung erreicht werden kann. Die Luftfüllung wird in möglichst ge nauer Weise aus den vorhandenen Größen berechnet. Für ein luftmassengesteuertes Steuerungssystem wird dies beispiels weise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentan meldung 197 40 915.6 vom 17.9.1997 beschrieben.The requirements for a modern internal combustion engine in the rear look at a reduction in fuel consumption and the pollutants emitted are getting higher. The elec tronic control of the internal combustion engine, in particular the Control of the fuel mass to be injected setting ignition angle and / or the air fill to be metered development, must be more and more accurate to meet these requirements work. In particular, the load of the burning size representative of the engine can be determined precisely, since this is used to calculate the control variables. The most appropriate size that represents the load is the Air filling, especially the relative air filling of the Zy linder per stroke. This size is a proportion of fresh air Size, when used to determine the control parameters a very high accuracy of the engine control can be achieved. The air filling is in ge as possible accurately calculated from the existing sizes. For a Air mass-controlled control system, for example as in the unpublished German patent message 197 40 915.6 from September 17, 1997.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen zum genauen Bestim men der Luftfüllung bzw. der relativen Luftfüllung bei druckgesteuerten Systemen, bei denen der Saugrohrdruck ge messen wird, anzugeben.It is the object of the invention to take measures for exact determination the air filling or the relative air filling pressure-controlled systems in which the intake manifold pressure is ge will measure.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängi gen Patentansprüche erreicht.This is due to the characteristic features of the indep gene claims reached.

Advantages of the invention

Durch die Berechnung der Luftfüllung bzw. der relativen Luftfüllung aus dem gemessenen Saugrohrdruck mittels eines einen durch Offset und Steigung gebildeten linearen Zusam menhang beschreibenden Modells wird eine Steuerung einer Brennkraftmaschine auf der Basis der Luftfüllung bzw. der relativen Luftfüllung auch für druckgesteuerte Systeme mög lich. Dadurch erhöht sich die Genauigkeit der Berechnung der Steuergrößen der Brennkraftmaschine, was letztendlich zu ei ner Verbesserung des Verbrauchs und Verminderung der Schad stoffemission führt.By calculating the air filling or the relative Air filling from the measured intake manifold pressure using a a linear combination formed by offset and slope Descriptive model becomes a control of a Internal combustion engine based on the air filling or relative air filling also possible for pressure controlled systems Lich. This increases the accuracy of the calculation of the Control variables of the internal combustion engine, which ultimately leads to egg ner improve consumption and reduce harm leads to emissions.

Besonders vorteilhaft ist, daß durch Berücksichtigung der Stellung der Drosselklappe der Brennkraftmaschine im Rahmen einer additiven Korrektur der Einfluß der Drosselklappen stellung auf den Zusammenhang zwischen Saugrohrdruck und Füllung kompensiert wird. Dadurch wird die Bestimmung der Luftfüllung bzw. der relativen Luftfüllung und somit die Steuerung der Brennkraftmaschine weiter verbessert.It is particularly advantageous that by considering the Position of the throttle valve of the internal combustion engine in the frame an additive correction of the influence of the throttle valves position on the relationship between intake manifold pressure and Filling is compensated. This will determine the Air filling or the relative air filling and thus the Control of the internal combustion engine further improved.

Besonders vorteilhaft ist, durch multiplikative Korrektur den Einfluß der Drosselklappenstellung auf die Steigung des linearen Zusammenhangs zwischen Luftfüllung und Saugrohr druck gezielt zu kompensieren. Auch dadurch wird die Bestim mung der Luftfüllung und damit die Steuerung der Brennkraft maschine weiter verbessert.Multiplicative correction is particularly advantageous the influence of the throttle valve position on the slope of the linear relationship between air filling and intake manifold to specifically compensate for pressure. This also determines the Air filling and thus the control of the internal combustion machine further improved.

Besonders vorteilhaft ist, sowohl die additive als auch die multiplikative Korrektur vorzunehmen. Auf diese Weise wird die insbesondere bei großen Drosselklappenstellungen auftre tende Veränderung des ansonsten im wesentlichen linearen Zu sammenhangs zwischen Luftfüllung und Saugrohrdruck kompen siert, wobei die Luftfüllung gegenüber den Saugrohrdruckwer ten mit steigender Drosselklappenstellung anwächst.It is particularly advantageous both the additive and the make multiplicative correction. That way which occurs particularly with large throttle valve positions ting change of the otherwise essentially linear Zu Compensate the relationship between air filling and intake manifold pressure siert, the air filling compared to the intake manifold pressure ten grows with increasing throttle position.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.Further advantages result from the following Be writing of exemplary embodiments or from the dependent ones Claims.

drawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen verdeutlicht. Fig. 1 zeigt ein Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, während in Fig. 2 der Verlauf des Saugrohrdrucks über der Drosselklap penstellung und der Verlauf der normierten relativen Luft füllung über der Drosselklappenstellung bei einer vorgegebe nen Drehzahl für einen bestimmten Motor dargestellt ist. Fig. 3 schließlich zeigt ein Ablaufdiagramm, an welchem die Berechnung der relativen Luftfüllung aus dem Saugrohrdruck dargestellt ist.The invention is illustrated below with reference to the embodiments shown in the drawing. Fig. 1 shows a control system for an internal combustion engine, while in Fig. 2, the course of the intake manifold pressure over the Drosselklap penstellung and the course of the normalized relative air filling over the throttle valve position is shown at a predetermined speed for a particular engine. Fig. 3 finally shows a flow chart on which the calculation of the relative air charge is shown from the intake manifold pressure.

Description of exemplary embodiments

Fig. 1 zeigt ein Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, welches wenigstens eine Steuereinheit 10 umfaßt, die wenig stens eine Eingangsschaltung 12, wenigstens einen Mikrocom puter 14 und wenigstens eine Ausgangsschaltung 16 aufweist. Diese Elemente sind über ein Kommunikationssystem 18 zum ge genseitigen Datenaustausch miteinander verbunden. Der Ein gangsschaltung 12 werden verschiedene Eingangsleitungen zu geführt, über die von entsprechenden Meßeinrichtungen ermit telte Meßsignale übermittelt werden. Über eine erste Ein gangsleitung 20 wird von einem Druckfühler 22 ein den Saug rohrdruck Ps repräsentierendes Signal zugeführt. Über eine Eingangsleitung 24 wird von einem Stellungsgeber 26 ein die Drosselklappenstellung wdkba repräsentierendes Signal zuge führt. Ferner wird über eine Eingangsleitung 28 von einer entsprechenden Meßeinrichtung 30 ein die Motordrehzahl Nmot repräsentierendes Signal zugeführt. Ferner wird über eine Eingangsleitung 32 von einem Nockenwellenstellungsgeber 34 ein Signal übermittelt, aus welchem die Stellung der Nocken welle °NW ableitbar ist. Ferner sind Eingangsleitungen 36 und 38 vorgesehen, über die von entsprechenden Temperatur fühlern 40 und 42 Signale zugeführt werden, die die Motor temperatur tmot und die Ansaugtemperatur tans repräsentie ren. Ferner ist ein weiterer Druckfühler 44 vorgesehen, wel cher über eine Eingangsleitung 46 der Steuereinheit 10 ein den Umgebungsdruck Pu repräsentierendes Signal zuführt. Über die Ausgangsschaltung 16 steuert die Steuereinheit 10 die Steuergrößen der Brennkraftmaschine und beeinflußt auf diese Weise z. B. die Kraftstoffzumessung (48), den Zündwinkel (50) und in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auch die Stel lung der Drosselklappe 52. Fig. 1 shows a control system for an internal combustion engine, which comprises at least one control unit 10 , the least least an input circuit 12 , at least one Mikrocom computer 14 and at least one output circuit 16 . These elements are connected to one another via a communication system 18 for mutual data exchange. The input circuit 12 leads to various input lines via which measuring signals determined by appropriate measuring devices are transmitted. Via a first input line 20 , a signal representing the suction pipe pressure Ps is supplied by a pressure sensor 22 . A signal representative of the throttle valve position wdkba is supplied via an input line 24 from a position transmitter 26 . Furthermore, a signal representing the engine speed Nmot is fed via an input line 28 from a corresponding measuring device 30 . Furthermore, a signal is transmitted via an input line 32 from a camshaft position transmitter 34 , from which the position of the camshaft ° NW can be derived. In addition, input lines 36 and 38 are provided, via which sensors 40 and 42 are supplied with signals representing the engine temperature tmot and the intake temperature tans. A further pressure sensor 44 is also provided, which is via an input line 46 of the control unit 10 supplies a signal representing the ambient pressure Pu. Via the output circuit 16 , the control unit 10 controls the control variables of the internal combustion engine and in this way influences z. B. the fuel metering ( 48 ), the ignition angle ( 50 ) and in a preferred embodiment also the Stel development of the throttle valve 52nd

Durch im Mikrocomputer 14 implementierte Programme steuert die Steuereinheit 10 in Abhängigkeit der Eingangsgrößen we nigstens die einzuspritzende Kraftstoffmenge, den einzustel lenden Zündwinkel und gegebenenfalls die zuzuführende Luft masse. Dies erfolgt auf der Basis der relativen Luftfüllung (Frischgas), welche die auf bestimmte Maximal- und Minimal werte normierte (Frischgas-)Zylinderfüllung pro Hub dar stellt.By means of programs implemented in the microcomputer 14 , the control unit 10 controls at least the fuel quantity to be injected, the ignition angle to be set and, if appropriate, the air mass to be supplied as a function of the input variables. This is done on the basis of the relative air charge (fresh gas), which represents the (fresh gas) cylinder charge per stroke standardized to certain maximum and minimum values.

Zur Bestimmung dieser Größe wird aus dem gemessenen Saug rohrdruck Ps mittels eines Saugrohrmodells der Frischgaspar tialdruck berechnet, aus dem durch einen Umrechnungsfaktor die relative Luftfüllung gebildet wird.To determine this size, the measured suction pipe pressure Ps using a suction pipe model the fresh gas par tial pressure calculated from the by a conversion factor the relative air filling is formed.

Es hat sich gezeigt, daß der Zusammenhang zwischen Füllung und Saugrohrdruck im wesentlichen linear ist. Dies deshalb, weil beim Ladungswechsel näherungsweise Druckausgleich zwi schen Saugrohr und Zylinder herrscht. Dieser lineare Zusam menhang wird zum einen durch den Restgasanteil im Zylinder gestört, da nach Ende des Auslaßvorgangs noch Abgas im Zy linder verbleibt, ein Teil dieses Restgases zeitweise in das Saugrohr zurückströmt, wenn das Einlaßventil geöffnet ist, und danach wieder angesaugt wird.It has been shown that the connection between filling and intake manifold pressure is substantially linear. This is because because when changing the charge approximately pressure equalization between suction pipe and cylinder. This linear together The reason for this is the residual gas content in the cylinder disturbed, since exhaust gas in the Zy Linder remains, part of this residual gas temporarily in the Intake manifold flows back when the inlet valve is open, and then sucked in again.

Bei der Berechnung des Frischgaspartialdrucks ist daher der interne Restgasanteil pirg zu berücksichtigen, der durch die geöffneten Ventile in das Saugrohr zurückfließt. Der gemes sene Saugrohrdruck enthält auch diesen internen Restgasan teil. Er wird daher bei der Berechnung des Frischgaspar tialdrucks vom gemessenen Saugrohrdruck subtrahiert. Dieser Restgasanteil pirg bildet einen additiven Korrekturwert für den linearen Zusammenhang, d. h. einen Offset. Der Restgasan teil pirg wird auf der Basis des Nockenwellenüberschnei dungswinkels bestimmt, der den Winkel der Kurbelwelle cha rakterisiert, während dessen sowohl Einlaß- als auch Auslaß ventil geöffnet sind. Dieser Winkel ist somit ein Maß für die mittlere Querschnittsfläche, die für ein Überströmen des Abgases vom Auspufftrakt in das Saugrohr zur Verfügung steht. Da die überströmende Abgasmasse auch von der Zeit spanne abhängt, während der Einlaß- und Auslaßventil geöff net sind, muß zur Bestimmung der internen Abgasrückführrate auch die Drehzahl als Eingangsgröße herangezogen werden. Der Nockenwellenüberschneidungswinkel ergibt sich aus dem Nocken wellenstellungssignal °NW.When calculating the fresh gas partial pressure is therefore the internal residual gas content to be taken into account by the opened valves flows back into the intake manifold. The measured The intake manifold pressure also contains this internal residual gas part. It is therefore used when calculating the fresh gas saving subtracted from the measured intake manifold pressure. This Residual gas fraction pirg forms an additive correction value for the linear relationship, d. H. an offset. The residual gas part pirg is based on the camshaft overlap determined the angle of the crankshaft cha characterized during which both inlet and outlet valve are open. This angle is therefore a measure of the average cross-sectional area that is required for an overflow of the Exhaust gas from the exhaust tract is available in the intake manifold stands. Because the overflowing exhaust gas mass also from time span depends on while the inlet and outlet valve are open net, must be used to determine the internal exhaust gas recirculation rate the speed can also be used as an input variable. Of the Camshaft overlap angle results from the cam shaft position signal ° NW.

Eine Abhängigkeit vom Nockenwellenüberschneidungswinkel und der Drehzahl zeigt auch die Steigung des Modells für den Zu sammenhang zwischen Druck und Füllung.A dependency on the camshaft overlap angle and the speed also shows the slope of the model for the Zu connection between pressure and filling.

Zur Berechnung der Füllung aus dem Saugrohrdruck wird ein linearer Zusammenhang mit einem vom Ncckenwellenüberschnei dungswinkel und der Motordrehzahl abhängigen Offset und ei ner von den gleichen Größen abhängigen Steigung vorgegeben.To calculate the filling from the intake manifold pressure, a linear relationship with one from the camshaft overlap angle and the engine speed-dependent offset and ei given a slope dependent on the same sizes.

Da der Restgasanteil und die Steigung ferner von der Um schaltung des Saugrohrs abhängig sind, sind für jede Saug rohrstellung bestimmte Kennfelder vorgesehen und es wird je nach Saugrohrstellung auf das zugehörige Kennfeld umgeschal tet. Um bei der Umschaltung der Klappenstellung keine sprunghaften Änderungen zu erhalten, werden die Faktoren (Restgasanteil pirg und Steigung) bei der Umschaltung durch einen Tiefpaß gefiltert. Dabei wird der Tiefpaßfilter nur für eine Zeit gerechnet, in der er ca. 95% seines Endwertes erreicht hat.Since the residual gas fraction and the slope also depend on the order circuit of the suction pipe are dependent on each suction specific maps are provided and it will be after the intake manifold is switched to the associated map tet. To none when switching the flap position Getting leaps and bounds are the factors (Residual gas percentage pirg and slope) when switching through filtered a low pass. The low pass filter only calculated for a time in which it is approximately 95% of its final value has reached.

Eine weitere Abhängigkeit des Restgasanteils ergibt sich durch den Umgebungsdruck. Mit abnehmendem Umgebungsdruck sinkt der Abgasdruck und damit der Restgasanteil im Zylin der. Aus diesem Grund wird der Restgasanteil mit einem Hö henfaktor korrigiert.There is a further dependency on the residual gas content by the ambient pressure. With decreasing ambient pressure the exhaust gas pressure drops and with it the residual gas content in the cylinder of the. For this reason, the residual gas content with a Hö hen factor corrected.

Eine weitere Abhängigkeit der Steigung ergibt sich durch die Brennraumtemperatur. Entsprechend findet eine Korrektur der Steigung mit der Brennraumtemperatur statt. Letztere wird dabei anhand von Motortemperatur und Ansaugtemperatur nach Maßgabe eines Modells abgeschätzt. A further dependence of the slope results from the Combustion chamber temperature. The correction of the Slope with the combustion chamber temperature instead. The latter will thereby based on engine temperature and intake temperature Estimated a model.

Die auf diese Weise gebildete Luftfüllungsgröße (frischluft proportional) wird bei der Berechnung der Steuergrößen be rücksichtigt, indem sie beispielsweise direkt oder nach Um rechnung in einen Frischluftmassestrom mittels einer Kon stanten bei der Bestimmung der einzuspritzenden Kraftstoff masse, des einzustellenden Zündwinkels und/oder der einzu stellenden Drosselklappenstellung ausgewertet wird. Eine dy namische Anpassung des Füllungssignals ist bei einer druck gestützten Füllungserfassung nicht notwendig, da der Saug rohrdruck zeitrichtig ein Maß für die zu den Zylindern abge saugte Frischluftmasse wiedergibt.The air filling size (fresh air proportional) is used when calculating the control variables taken into account, for example, directly or after order into a fresh air mass flow using a con stanten when determining the fuel to be injected mass, the ignition angle to be set and / or the throttle valve position is evaluated. A dy Namely adjustment of the filling signal is at a pressure Supported filling detection is not necessary as the suction pipe pressure right-time a measure of the distance to the cylinders sucked fresh air mass reproduces.

Die Bestimmung der relativen Luftfüllung rl aus dem Saug rohrdruck Ps erfolgt nach folgender Gleichung:
The relative air filling rl from the intake pipe pressure Ps is determined using the following equation:

rl = (Ps - (KFPIRG × fho)) × KFPSURL × ftbr
rl = (Ps - (KFPIRG × fho)) × KFPSURL × ftbr

mit
rl Relativluftfüllung
Ps = gemessener Saugrohrdruck
KFPIRG Kennfeldwert für Restgasanteil abhängig von Motor drehzahl und Nockenwellenstellung
fho Korrekturfaktor abhängig vom Umgebungsdruck
KFPSURL Kennfeldwert für die Steigung abhängig von Motor drehzahl und Nockenwellenstellung
ftbr Korrekturfaktor abhängig von der Brennraumtempera tur.With
rl relative air filling
Ps = measured intake manifold pressure
KFPIRG map value for residual gas proportion depending on engine speed and camshaft position
fho correction factor depending on the ambient pressure
KFPSURL map value for the slope depending on engine speed and camshaft position
ftbr correction factor depending on the combustion chamber temperature.

Die beschriebene Vorgehensweise ist im Ablaufdiagramm nach Fig. 3 dargestellt, welches ein entsprechendes Programm des Mikrocomputers 14 repräsentiert.The procedure described is shown in the flowchart according to FIG. 3, which represents a corresponding program of the microcomputer 14 .

Vom gemessenen Saugrohrdruck Ps wird in einer Verknüpfungs stelle 100 der Restgasanteil pirg subtrahiert. Der Rest gasanteil pirg wird gebildet im Kennfeld 102 in Abhängigkeit der Motordrehzahl Nmot und der Nockenwellenstellung °NW. Der ausgelesene Wert KFPIRG wird einer Multiplikationsstelle 104 zugeführt, in der der aus dem Umgebungsdruck Pu abgeleitete Korrekturfaktor fho mit dem Kennfeldwert KFPIRG multipli ziert wird. Der Korrekturfaktor ist dabei vorzugsweise der auf einen Normdruck (1013 hPa) bezogene Umgebungsdruck Pu, auf den die Werte des Kennfelds 104 abgestimmt sind. Ausgang der Multiplikationsstelle 104 ist der Restgasanteil pirg, der in der Verknüpfungsstelle 100 vom gemessenen Saugrohr druck subtrahiert wird (Offset der Umrechnungskennlinie).The residual gas portion pirg is subtracted from the measured intake manifold pressure Ps in a connection point 100 . The remaining gas fraction pirg is formed in the map 102 as a function of the engine speed Nmot and the camshaft position ° NW. The read-out value KFPIRG is fed to a multiplication point 104 , in which the correction factor fho derived from the ambient pressure Pu is multiplied by the map value KFPIRG. The correction factor is preferably the ambient pressure Pu, based on a standard pressure (1013 hPa), to which the values of the map 104 are matched. The output of the multiplication point 104 is the residual gas component pirg, which is subtracted from the measured intake manifold pressure in the connection point 100 (offset of the conversion characteristic curve).

Das Ergebnis dieser Subtraktion wird einer Multiplikations stelle 106 zugeführt, durch die die Steigung fpsurl des Mo dells berücksichtigt wird. In einem Kennfeld 108 wird abhän gig von der Motordrehzahl Nmot und der Nockenwellenstellung °NW ein Kennfeldwert für die Steigung KFPSURL ausgelesen. Dieser wird in einer Multiplikationsstelle 110 mit einem Korrekturfaktor abhängig von der Brennraumtemperatur ftbr multipliziert. Der auf diese Weise gebildete Steigungswert fpsurl wird in der Multiplikationsstelle 106 mit der Diffe renz von Saugrohrdruck und Restgasanteil multipliziert. Aus gangssignal der Multiplikationsstelle 106 ist die relative Luftfüllung rl, die zur weiteren Steuerung der Brennkraftma schine ausgewertet wird (symbolisiert in 114). Der Brenn raumtemperaturfaktor ftbr wird in einem Modell 112 wenig stens in Abhängigkeit der Motortemperatur Tmot und der An saugtemperatur Tans bestimmt. Die ermittelte Brennraumtempe ratur wird dabei zur Bildung des Korrekturfaktors auf eine Temperatur von 273K normiert, auf die die Werte des Kenn felds 108 abgestimmt sind.The result of this subtraction is fed to a multiplication point 106 , by which the slope fpsurl of the model is taken into account. In a map 108 , a map value for the slope KFPSURL is read out depending on the engine speed Nmot and the camshaft position ° NW. This is multiplied in a multiplication point 110 by a correction factor depending on the combustion chamber temperature ftbr. The slope value fpsurl formed in this way is multiplied in the multiplication point 106 by the difference between the intake manifold pressure and the residual gas component. From the output signal of the multiplication point 106 is the relative air charge rl, which is evaluated for further control of the internal combustion engine (symbolized in 114 ). The combustion chamber temperature factor ftbr is determined at least in a model 112 as a function of the engine temperature Tmot and the intake temperature Tans. The determined combustion chamber temperature is standardized to form the correction factor to a temperature of 273K, to which the values of the map 108 are matched.

Bei der Steuerung einer Brennkraftmaschine unter Anwendung dieses Saugrohrmodells werden in vielen Fällen zufrieden stellende Ergebnisse erreicht. In einigen Anwendungsfällen hat es sich gezeigt, daß bei bestimmten Drehzahlen ab einem Drosselklappenstellung, bei dem keine wesentliche Drosselung mehr stattfindet, der Saugrohrdruck also nicht mehr zunimmt, eine aus dem Abgas zur Kontrolle des Modells berechnete re lative Luftfüllung mit größer werdendem Drosselklappenstel lung noch signifikant zunimmt. Dies ist damit zu erklären, daß die Resonanzaufladung erst dann ihr Maximum erreicht, wenn die Drosselklappe ganz geöffnet ist. Ein Beispiel für dieses Verhalten ist anhand des Diagramms in Fig. 2 darge stellt. Das Diagramm gilt für eine bestimmte Drehzahl und zeigt die Abhängigkeit des Saugrohrdrucks Ps von der Dros selklappenstellung wdkba sowie die Abhängigkeit des aus dem Abgas zur Kontrolle berechneten relativen Luftfüllungswertes rl_norm von der Drosselklappenstellung. Man sieht, daß bei Drosselklappenstellungen von 50% keine wesentliche Änderung des Saugrohrdrucks mehr stattfindet, während eine Änderung der relativen Luftfüllung noch relevante Ausmaße zeigt.When controlling an internal combustion engine using this intake manifold model, satisfactory results are achieved in many cases. In some applications, it has been shown that at certain speeds from a throttle valve position at which there is no significant throttling, i.e. the intake manifold pressure no longer increases, a relative air charge calculated from the exhaust gas to control the model with an increasing throttle valve position is still significant increases. This can be explained by the fact that the resonance charge only reaches its maximum when the throttle valve is fully open. An example of this behavior is shown in the diagram in Fig. 2 Darge. The diagram applies to a specific speed and shows the dependency of the intake manifold pressure Ps on the throttle valve position wdkba and the dependence of the relative air charge value rl_norm calculated from the exhaust gas for control purposes on the throttle valve position. It can be seen that at throttle valve positions of 50% there is no significant change in the intake manifold pressure, while a change in the relative air charge still shows relevant dimensions.

Da die relative Luftfüllung, die zur Steuerung der Brenn kraftmaschine verwendet wird, auf der Basis des Saugrohr drucks nach dem obigen Modell berechnet wird, können aus diesem Verhalten Fehler der druckbasierten Füllungserfassung resultieren, die sich negativ auf die Brennkraftmaschinen steuerung, insbesondere auf die Abgaszusammensetzung, aus wirken. Konkrete Messungen an einem Motor haben ergeben, daß sich bei einer Motordrehzahl von 3000 U/min wegen des ten denziell zu kleinen Füllungssignals eine Ausmagerung des Motors bis zu 7% ergeben könnte. Um das aus dem Saugrohr drucksignal berechnete Luftfüllungssignal an das tatsächli che Verhalten der relativen Luftfüllung, insbesondere im Vollastbereich, anzupassen, sind Maßnahmen zur Korrektur des berechneten Luftfüllungssignals und zur Kompensation des oben beschriebenen Effektes notwendig. Because the relative air charge used to control the burning Engine is used based on the intake manifold pressure can be calculated according to the above model this behavior error of the pressure-based fill detection result that adversely affect the internal combustion engines control, especially on the exhaust gas composition Act. Specific measurements on an engine have shown that at an engine speed of 3000 rpm due to the ten to fill the signal too small, a thinning of the Motors could result in up to 7%. To get that out of the intake manifold pressure signal calculated air charge signal to the actual che behavior of the relative air filling, especially in Full load range, adapt, are measures to correct the calculated air charge signal and to compensate for the effect described above necessary.

Um dies zu erreichen wird bei der Berechnung der relativen Luftfüllung aus dem Saugrohrdruck wenigstens eines, vorzugs weise zwei ergänzende, von Drosselklappenstellung und Dreh zahl abhängige Kennfelder verwendet, die zur Korrektur des beschriebenen Fehlers führen. Das eine Kennfeld bildet in Abhängigkeit der Drosselklappenstellung und Drehzahl einen additiven Korrekturfaktor, mit welchem der berechnete Rest gasanteil korrigiert wird. Das zweite Kennfeld bildet in Ab hängigkeit von Drosselklappenstellung und Motordrehzahl ei nen Korrekturfaktor, der eine Korrektur der Steigung fpsurl der Modellgleichung darstellt. Auf diese Weise wird der Ein fluß der Drosselklappenstellung auf den Restgasanteil und auf die Steigung des Modells gezielt kompensiert. Dabei wer den zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, wenn beide Kor rekturmöglichkeiten vorgesehen sind, aber auch, wenn nur ei ne der beiden Korrektur, entweder die additive oder die mul tiplikative vorhanden ist. Um das oben genannte Ausmagern des Motors im Vollastbereich zu vermeiden, genügt eine addi tive Korrektur des Restgasanteils.To achieve this, the calculation of the relative Air filling from the intake manifold pressure at least one, preferred wise two complementary, from throttle position and rotation number dependent maps used to correct the lead described error. One map is in Dependence of the throttle valve position and speed one additive correction factor with which the calculated remainder gas percentage is corrected. The second map is in Ab dependence of throttle valve position and engine speed ei NEN correction factor that corrects the slope fpsurl represents the model equation. In this way, the one flow of the throttle valve position on the residual gas and specifically compensated for the slope of the model. Here who who achieved satisfactory results when both Cor rectification options are provided, but also if only egg ne of the two corrections, either the additive or the mul tiplikative is present. To lean the above to avoid the engine in full load range, an addi is sufficient tive correction of the residual gas content.

Die Gleichung zur Berechnung des relativen Füllungswertes in Abhängigkeit des Saugrohrdrucks ergibt sich daher wie folgt:
The equation for calculating the relative filling value depending on the intake manifold pressure is therefore as follows:

rl = Ps - ((KFPIRG - KFOPIRG).fh0)).KFPSURL.KFFURL.ftbr
rl = Ps - ((KFPIRG - KFOPIRG) .fh0)). KFPSURL.KFFURL.ftbr

mit:
KFOPRG Kennfeldwert zur Offsetkorrektur, abhängig von Mo tordrehzahl und Drosselklappenstellung
KFFURL Kennfeldwert zur Steigungskorrektur, abhängig von Motordrehzahl und Drosselklappenstellung.With:
KFOPRG map value for offset correction, depending on engine speed and throttle valve position
KFFURL map value for slope correction, depending on engine speed and throttle valve position.

In Fig. 3 ist die oben beschriebene Kompensation des Dros selklappeneinflusses dargestellt. Zur additiven Korrektur ist ein Kennfeld 200 vorgesehen, in welchem den Kennfeldwert KFOPRG abhängig von Drosselklappenstellung wdkba und Motor drehzahl Nmot abgelegt ist. Dieser Kennfeldwert wird in ei ner Subtraktionsstelle 202 von dem aus dem Kennfeld 102 aus gelesenen Kennfeldwert KFPTRG subtrahiert. Auf diese Weise wird der Restgasanteil pirg und somit der Offset der Modell gleichung korrigiert. Zusätzlich oder alternativ ist ein Kennfeld 204 vorgesehen, aus welchem der Kennfeldwert KFFURL abhängig von Motordrehzahl und Drosselklappenstellung ausge lesen wird. Der Kennfeldwert wird einer Multiplikationsstel le 206 zugeführt, in der das Produkt aus dem Kennfeldwert des Kennfeldes 204 und dem (KFPSURL) des Kennfeldes 108 ge bildet wird. Auf diese Weise wird der Einfluß der Drossel klappenstellung auf die Steigung des Modells kompensiert.In Fig. 3, the above-described compensation of the throttle valve influence is shown. A map 200 is provided for additive correction, in which the map value KFOPRG is stored as a function of throttle valve position wdkba and engine speed Nmot. This map value is subtracted in a subtraction point 202 from the map value KFPTRG read from the map 102 . In this way, the residual gas content pirg and thus the offset of the model equation is corrected. Additionally or alternatively, a map 204 is provided, from which the map value KFFURL is read out depending on the engine speed and throttle valve position. The map value is supplied to a multiplication point 206 , in which the product of the map value of the map 204 and the (KFPSURL) of the map 108 is formed. In this way, the influence of the throttle valve position on the slope of the model is compensated.

Die Korrekturkennfelder ändern sich ebenfalls mit der Um schaltung des Saugrohrs. Daher wird auch für diese Kennfel der, wie auch für die Kennfelder 102 und 104, abhängig vom Betriebszustand der Saugrohrumschaltung je ein Kennfeld vor gegeben.The correction maps also change with the switching of the intake manifold. Therefore, for these maps as well as for maps 102 and 104 , depending on the operating state of the intake manifold switchover, a map is given.

Neben der in Fig. 3 und anhand der Formel beschriebenen Kompensation werden in anderen Ausführungsbeispielen andere mathematische Operationen zur Kompensation des Drosselklap penstellungseinflusses vorgenommen. Beispielsweise kann di rekt der gemessene Saugrohrdruck zumindest mit dem (umge bungsdruckkorrigierten) additiven Korrekturterm KFOPRG kor rigiert werden. Ebenso kann in anderen Ausführungsbeispielen die Reihenfolge der Korrekturen vertauscht sein.In addition to the compensation described in FIG. 3 and with the aid of the formula, other mathematical operations for compensating the throttle valve influence on position are carried out in other exemplary embodiments. For example, the measured intake manifold pressure can be corrected at least with the (ambient pressure corrected) additive correction term KFOPRG. Likewise, the order of the corrections can be interchanged in other exemplary embodiments.

Ist eine externe Abgasrückführung vorgesehen, so ist deren Partialdruck als Offsetkorrekturwert ebenfalls zu berück sichtigen.If an external exhaust gas recirculation is provided, it is Partial pressure as offset correction value must also be taken into account sight.

Claims

1. A method for operating an internal combustion engine, wherein the intake manifold pressure is measured and, depending on the intake manifold pressure, a measure of the filling of the cylinders of the internal combustion engine is calculated, the cylinder filling for control purposes we at least evaluating an operating variable such as fuel metering, ignition angle or air supply, characterized thereby that a model is used to calculate the filling from the intake manifold pressure, which describes a linear relationship between filling and intake manifold pressure characterized by offset and slope.

2. Method for operating an internal combustion engine, wherein detects a variable representing the intake manifold pressure and from depending on this size a measure of the filling of the cylinder the internal combustion engine is calculated, the cylinders filling to control at least one company size such as Fuel metering, ignition angle or air supply evaluated is characterized in that the filling from the suction pipe pressure is calculated, taking the throttle position is taken into account.

3. The method according to claim 2, characterized in that taking into account the throttle valve position so he it follows that the calculated filling of an actual ent speaks, even if the intake manifold pressure is no longer essential Lich changes.

4. The method according to any one of the preceding claims characterized in that from the measured intake manifold pressure the fresh air partial pressure is calculated by par tial pressure of the residual gas and possibly an external exhaust gas return guidance is taken into account, especially from the measured suction pipe pressure is subtracted.

5. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the residual gas portion from engine rotation number and camshaft position taking into account the order pressure is calculated and to correct the intake manifold pressure is used.

6. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the influence of the throttle valves position on the model at least partially compensated becomes.

7. The method according to any one of the preceding claims characterized in that an additive correction factor ge is formed, which depends at least on the throttle valve pen position the residual gas portion and thus the offset of the Mo corrected dells.

8. The method according to any one of the preceding claims characterized by that the slope of the model depends engine speed and camshaft position taking into account the temperature conditions of the firing engine.

9. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the influence of the throttle valves position compensated for the slope of the relationship becomes.

10. The method according to claim 9, characterized in that the compensation is formed by a correction factor, which at least depends on the throttle valve position corrected the slope value.

11. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that for determining the residual gas content, to determine the slope, to determine the additive and / or multiplicative correction factor maps are seen, depending on the operating state of a suction pipe switching different maps are provided.

12. Device for operating an internal combustion engine a control unit which has at least one the intake manifold pressure representing signal which receives at least one Operating size of the internal combustion engine, such as fuel additives solution, ignition angle or air supply depending on the suction controls pipe pressure signal, the control of the at least made a company size based on the filling is characterized in that the control unit such is designed so that the filling according to a one linear connection descriptive model from the suction pipe pressure signal is derived.

13. Device for operating an internal combustion engine a control unit which has at least one the intake manifold pressure representing signal which receives at least one Operating size of the internal combustion engine, such as fuel additives solution, ignition angle or air supply depending on the suction controls pipe pressure signal, the control of the at least made a company size based on the filling is characterized in that the control unit such is designed that the filling from the intake manifold pressure be is calculated, taking into account the throttle valve position is done.