EP1126150A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Laufruheregelung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1126150A2 EP00125643A EP00125643A EP1126150A2 EP 1126150 A2 EP1126150 A2 EP 1126150A2 EP 00125643 A EP00125643 A EP 00125643A EP 00125643 A EP00125643 A EP 00125643A EP 1126150 A2 EP1126150 A2 EP 1126150A2
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015—Engines misfires

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for smooth running control of an internal combustion engine according to General terms of the independent claims.
  • a method and a device for smooth running control of a Internal combustion engines are known from DE 33 36 028. There, based on a speed signal, a target and an actual value is formed for each cylinder.
  • the individual cylinders a controller is assigned to each one, starting from the comparison between a cylinder-specific actual value and a common setpoint is a manipulated variable for control of a quantity-determining actuator. Thereby becomes an equality by the individual cylinders provided torques.
  • the individual Controllers assigned to cylinders have at least integral Behavior on.
  • the integral parts preferably with a fixed value, in particular with the value 0 initialized. Based on this starting value then determines the integrator values during operation. This leads to, that when the engine starts, the smooth running control only fully effective after a short delay acquired. This leads to the restart of the internal combustion engine to quantity errors in the individual cylinders. These quantity errors can increase exhaust gas emissions or reduce comfort have as a consequence.
  • the integral part when the controller is switched on can be initialized with a predefinable value the effects of quantity errors are significantly reduced. It is particularly advantageous if the values for the integral component depending on the operating parameters of the internal combustion engine can be specified. This can ensure that different correction values with different Operating conditions can be taken into account. A very The temperature has a great influence on the correction values, in particular the temperature of the internal combustion engine is relevant and has a very large influence.
  • FIG. 1 The procedure according to the invention is shown in FIG a block diagram.
  • an actuator shown that the power output of the internal combustion engine influenced This is preferably a solenoid valve or a piezo actuator, which is the injected Fuel quantity and / or the start of injection influenced.
  • 105 is a speed sensor.
  • the Speed sensor acts on a setpoint specification 110 and one Actual value specification 115 with a speed signal.
  • the actual value specification 115 and the target value 110 applies one first node 120 and a second node 130. Arrived from node 120 and 130 the signal to a controller 125 or 135.
  • Die Controllers 125 and 135 act on the control element 100 a corresponding control signal. Furthermore swap regulators 125 and 135 with a default of 140 signals.
  • the specification 140 processes the output signal of a sensor 150, which records operational parameters.
  • FIG. 1 shows only one control element 100.
  • the Invention can also be designed such that everyone Controller and thus an actuator assigned to each cylinder is.
  • the illustration in FIG. 1 shows only a first one and a second controller is shown.
  • everyone is Cylinder of the internal combustion engine, a controller and an actuator assigned. That means it's one for each cylinder Regulator and a control element available or one or more Controllers form the control signals for the individual cylinders assigned control elements.
  • the setpoint specification 110 determines based on the speed N a setpoint S for the controller.
  • the actual value specification 115 determined for each controller, i.e. a cylinder-specific one for each cylinder Actual value I.
  • Starting from in the connection points 120 and 130 determined control deviations controllers 125 and 135 the manipulated variables. With these Actuating variables are applied to the control element.
  • the controllers 125 and 135 are also referred to as a volume compensation scheme the regulation so that all cylinders have the same amount of fuel is measured.
  • the regulation is such that all cylinders in terms of a size that the combustion characterized, equated.
  • the controllers 125 and / or 135 essentially include one integral part.
  • the integral part characterizes the Deviation of the amount of fuel to be injected each Cylinders from the other cylinders.
  • the regulators are usually initialized, i.e. the values of the integrators with a starting value, which usually takes the value 0, set.
  • a starting value which usually takes the value 0, set.
  • the integrators take the necessary values to that for cylinder equalization or for smooth running control are necessary. To minimize this delay time proceeded according to the invention in such a way that the default 140 the Integrators initialized with predefinable values at start. I.e. in the integrators are certain values that stored in the specification 140, registered.
  • the predeterminable value is dependent on operating parameters, which are detected by means of sensors 150.
  • operating parameters of the internal combustion engine used are in particular Temperature values.
  • Temperature values Has proven to be particularly advantageous the temperature of the internal combustion engine or a size that characterized the temperature of the internal combustion engine as proven suitable.
  • the temperature of the Cooling water, fuel and / or engine oil can be detected by means of a sensor 150.
  • the Fuel temperature at a suitable point in the fuel system measured.
  • the fuel temperature with a common rail system in the rail, in the line to the injectors, in the return between the injectors and the low pressure range and / or measured in the high pressure pump become.
  • the engine load is preferably taken into account.
  • torque is a parameter that characterizes the engine load and / or the injection quantity used.
  • the characteristic map values are usually recorded as part of the application and stored in a memory. It is particularly advantageous if the map values are continuously recalculated and stored accordingly. For example, it can be provided that in the adjusted state, for example when the internal combustion engine is idle for a long time, the values of the integral components are stored in a memory of the specification 140 depending on the operating parameters.
  • An E 2 PROM is particularly suitable as memory. This procedure ensures that the current values that are valid for this internal combustion engine are always stored in the E 2 PROM.

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine beschrieben, wobei jedem Zylinder ein Regler zugeordnet ist, der wenigstens einen integralen Anteil aufweist. Beim Einschalten des Reglers wird der integrale Anteil mit einem abhängig von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine vorgebbaren Wert initialisiert. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Laufruheregelung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Laufruheregelung einer Brennkraftmaschine sind aus der DE 33 36 028 bekannt. Dort wird ausgehend von einem Drehzahlsignal ein Soll- und ein Istwert für jeden Zylinder gebildet. Den einzelnen Zylindern ist jeweils ein Regler zugeordnet, der ausgehend von dem Vergleich zwischen einem zylinderindividuellen Istwert und einem gemeinsamen Sollwert eine Stellgröße zur Ansteuerung eines mengenbestimmenden Stellgliedes vorgibt. Dadurch wird eine Gleichstellung, der von den einzelnen Zylindern bereitgestellten Drehmomente, erreicht. Die den einzelnen Zylindern zugeordneten Regler weisen wenigstens integrales Verhalten auf. Beim Motorstart werden die Integralanteile vorzugsweise mit einem festen Wert insbesondere mit dem Wert 0 initialisiert. Ausgehend von diesem Startwert werden dann im Betrieb die Integratorwerte bestimmt. Dies führt dazu, dass beim Start der Brennkraftmaschine die Laufruheregelung erst nach einer kurzen Verzögerungszeit ihre volle Wirksamkeit erlangt. Dies führt beim Neustart der Brennkraftmaschine zu Mengenfehlern bei den einzelnen Zylindern. Diese Mengenfehler können erhöhte Abgasemissionen bzw. Komforteinbußen zur Folge haben.
Dadurch dass beim Einschalten des Reglers der integrale Anteil mit einem vorgebbaren Wert initialisiert wird, können die Auswirkungen der Mengenfehler deutlich reduziert werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Werte für den Integralanteil abhängig von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine vorgebbar sind. Dadurch kann gewährleistet werden, dass unterschiedliche Korrekturwerte bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen berücksichtigt werden können. Einen sehr großen Einfluss auf die Korrekturwerte hat dabei die Temperatur, wobei insbesondere die Temperatur der Brennkraftmaschine relevant ist und einen sehr großen Einfluss besitzt.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen die Figur ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Vorgehensweise anhand eines Blockdiagrammes dargestellt. Mit 100 ist ein Stellelement dargestellt, dass die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine beeinflusst. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein Magnetventil oder einen Piezosteller, der die einzuspritzende Kraftstoffmenge und/oder den Einspritzbeginn beeinflusst. Mit 105 ist ein Drehzahlsensor bezeichnet. Der Drehzahlsensor beaufschlagt eine Sollwertvorgabe 110 und eine Istwertvorgabe 115 mit einem Drehzahlsignal. Die Istwertvorgabe 115 und die Sollwertvorgabe 110 beaufschlagt einen ersten Verknüpfungspunkt 120 sowie einen zweiten Verknüpfungspunkt 130. Von den Verknüpfungspunkten 120 und 130 gelangt das Signal jeweils zu einem Regler 125 bzw. 135. Die Regler 125 bzw. 135 beaufschlagen das Stellelement 100 mit einem entsprechenden Ansteuersignal. Desweiteren tauschen die Regler 125 und 135 mit einer Vorgabe 140 Signale aus. Die Vorgabe 140 verarbeitet das Ausgangssignal eines Sensors 150, der Betriebskenngrößen erfaßt.
Figur 1 ist lediglich ein Stellelement 100 dargestellt. Die Erfindung kann auch derart ausgestaltet sein, dass jedem Regler und damit jedem Zylinder ein Stellelement zugeordnet ist. In der Darstellung in Figur 1 sind lediglich ein erster und ein zweiter Regler dargestellt. Üblicherweise ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Regler und ein Stellelement zugeordnet. Das bedeutet, es ist für jeden Zylinder ein Regler und ein Stellelement vorhanden bzw. ein oder mehrere Regler bilden die Ansteuersignale für die den einzelenen Zylindern zugeordneten Stellelemente.
Die Sollwertvorgabe 110 bestimmt ausgehend von der Drehzahl N einen Sollwert S für die Regler. Die Istwertvorgabe 115 bestimmt für jeden Regler, d.h. für jeden Zylinder einen zylinderindividuellen Istwert I. Ausgehend von in den Verknüpfungspunkten 120 und 130 ermittelten Regelabweichungen bestimmen die Regler 125 und 135 die Stellgrößen. Mit diesen Stellgrößen wird das Stellelement beaufschlagt.
Dabei ist die Bestimmung der Istwerte, der Sollwerte und die Regelung durch die Regler 125 und 135 derart ausgebildet, dass das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment der einzelnen Zylinder gleichgestellt ist, d.h. jeder Zylinder der Brennkraftmaschine trägt das gleiche Drehmoment zum Gesamtdrehmoment bei. Bei einer anderen Ausgestaltung, die auch als Mengenausgleichsregelung bezeichnet wird, erfolgt die Regelung derart, dass allen Zylindern die gleiche Kraftstoffmenge zugemessen wird. Die Regelung erfolgt derart, daß alle Zylinder bezüglich einer Größe, die die Verbrennung charakterisiert, gleichgestellt werden.
Die Regler 125 und/oder 135 beinhalten im wesentlichen einen integralen Anteil. Der integrale Anteil charakterisiert die Abweichung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge jedes einzelnen Zylinders von den übrigen Zylindern.
Beim Neustart der Brennkraftmaschine werden die Regler üblicherweise initialisiert, d.h. die Werte der Integratoren werden mit einem Startwert, der in der Regel den Wert 0 annimmt, gesetzt. Dies hat zur Folge, dass zu Beginn des Betriebs der Brennkraftmaschine eine sehr große Abweichung von den gewünschten Werten auftritt. Erst nach Ablauf einer gewissen Zeit nehmen die Integratoren die notwendigen Werte an, die zur Zylindergleichstellung bzw. zur Laufruheregelung notwendig sind. Um diese Verzögerungszeit zu minimieren wird erfindungsgemäß derart vorgegangen, dass die Vorgabe 140 die Integratoren beim Start mit vorgebbaren Werten initialisiert. D.h. in die Integratoren werden bestimmte Werte, die in der Vorgabe 140 abgespeichert sind, eingeschrieben.
Dies bedeutet, beim Einschalten des Reglers wird der integrale Anteil mit einem vorgebbaren Wert initialisiert. Dabei wird der vorgebbare Wert abhängig von Betriebskenngrößen, die mittels Sensoren 150 erfaßt werden, vorgegeben. Dabei werden vorzugsweise Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine verwendet. Solche Betriebskenngrößen sind insbesondere Temperaturwerte. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei die Temperatur der Brennkraftmaschine oder eine Größe, die die Temperatur der Brennkraftmaschine charakterisiert, als geeignet erwiesen. So kann beispielsweise die Temperatur des Kühlwassers, des Kraftstoffs und/oder des Motorölsmittels mittels eines Sensors 150 erfaßt werden. Dabei wird die Kraftstofftemperatur an geeigneter Stelle des Kraftstoffsystems gemessen. So kann beispielsweise die Kraftstofftemperatur bei einem Common-Rail-System im Rail, in der Leitung zu den Injektoren, im Rücklauf zwischen den Injektoren und dem Niederdruckbereich und/oder in der Hochdruckpumpe gemessen werden. Anstelle der Temperatur oder zusätzlich zur Temperatur wird vorzugsweise die Motorlast berücksichtigt. Als eine die Motorlast charakterisierende Größe wird das Drehmoment und/oder die Einspritzmenge verwendet.
Üblicherweise werden die Kennfeldwerte im Rahmen der Applikation erfaßt und in einem Speicher abgelegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kennfeldwerte laufend neu berechnet und entsprechend abgelegt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass im eingeregelten Zustand, beispielsweise wenn sich die Brennkraftmaschine längere Zeit im Leerlauf befindet, die Werte der Integral-Anteile abhängig von Betriebskenngrößen in einem Speicher der Vorgabe 140 abgelegt werden. Als Speicher eignen sich insbesondere ein E2PROM. Durch diese Vorgehensweise ist gewährleistet, dass immer die aktuellen Werte, die für diese Brennkraftmaschine gültig sind, in dem E2PROM abgelegt sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Initialisierung der Integral-Anteile auch bei einem Einschalten der Regler nach einem Zeitabschnitt, in dem der Regler nicht aktiv war, erfolgt.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine, wobei jedem Zylinder ein Regler zugeordnet ist, der wenigstens einen integralen Anteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschalten des Reglers der integrale Anteil mit einem abhängig von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine vorgebbaren Wert initialisiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung derart erfolgt, daß alle Zylinder bezüglich einer Größe, die die Verbrennung charakterisiert, gleichgestellt werden.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte im laufenden Betrieb abhängig von Betriebskenngrößen abspeicherbar sind.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebskenngröße eine Temperaturgröße, insbesondere die Temperatur der Brennkraftmaschine, des Kraftstoffes und/oder eine die Last der Brennkraftmaschine charakterisierende Größe verwendet wird.
  5. Vorrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine, wobei jedem Zylinder ein Regler zugeordnet ist, der wenigstens einen integralen Anteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die beim Einschalten des Reglers den integralen Anteil mit einem abhängig von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine vorgebbaren Wert initialisieren.
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