EP1309781A1 - Method and device for the control of an internal combustion engine - Google Patents

Method and device for the control of an internal combustion engine

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EP1309781A1
EP1309781A1 EP01953133A EP01953133A EP1309781A1 EP 1309781 A1 EP1309781 A1 EP 1309781A1 EP 01953133 A EP01953133 A EP 01953133A EP 01953133 A EP01953133 A EP 01953133A EP 1309781 A1 EP1309781 A1 EP 1309781A1
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EP
European Patent Office
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variable
injection
characterizes
torque
internal combustion
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EP01953133A
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Horst Wagner
Peter Schubert
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP1309781B1 publication Critical patent/EP1309781B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/221Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002Output torque
    • F02D2200/1004Estimation of the output torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2250/18Control of the engine output torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402Multiple injections

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine.
  • DE 40 33 049 discloses a method and a device for checking a sensor for detecting the position of a quantity signal box and the quantity signal box. In the method described there, it is checked with the quantity control mechanism switched off whether a needle movement sensor or a corresponding sensor supplies an output signal.
  • a third variable which characterizes the torque provided by the internal combustion engine, is determined on the basis of a first variable, which characterizes the injection quantity, and a second variable, which characterizes the angular position at which the injection quantity is metered.
  • a fourth variable which characterizes the driver's request
  • a fifth variable which characterizes the torque desired by the driver.
  • the third size and the fifth size are evaluated for error monitoring.
  • This procedure according to the invention enables reliable and accurate error detection, in particular in the area of fuel metering and / or the detection of the driver's request.
  • the second variable which characterizes the angular position of the crankshaft or the camshaft during the injection, is taken into account. As a result, the influence of the injected fuel on the torque provided by the internal combustion engine can be taken into account.
  • the setpoint or actual value of the start of injection, the start of delivery, the start of activation or another corresponding variable is preferably used as the second variable.
  • control duration of an output stage of a solenoid valve or a piezo actuator is used as the first variable.
  • the functionality of the entire control unit can be checked by using the control signals for the output stage.
  • the fourth size corresponds to the position of an operating element. This also means. Errors in the processing of the output signals of the control element can be identified.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a detailed illustration of the device according to the invention
  • FIG. 3 shows a flow diagram to clarify the method according to the invention.
  • the procedure according to the invention is described below using the example of the control of a diesel internal combustion engine.
  • the procedure according to the invention is not limited to use with a diesel engine. It can also be used in other internal combustion engines in which there is a relationship between the amount of fuel injected and the torque of the internal combustion engine, or in systems in which there is a defined relationship between the amount of injection and another variable to be monitored.
  • Figure 1 shows the essential elements of the device for controlling an internal combustion engine.
  • An actuator is designated 100.
  • This actuator 100 determines the amount of fuel to be injected into the internal combustion engine.
  • This is preferably a solenoid valve or a piezo actuator.
  • the actuator of the internal combustion engine measures a certain amount of fuel.
  • Actuator 100 is supplied with control signals by a unit 110, referred to as TPU.
  • the TPU provides signals that determine the start of injection and the end of injection.
  • An output stage (not shown) in the actuator converts this into control signals for controlling various switching means.
  • control unit 120 applies appropriate signals to the TPU 110.
  • the controller 120 processes sensor signals from various sensors 130 which, for example, provide signals relating to the driver's request FP, the speed N of the internal combustion engine and other operating parameters or environmental parameters.
  • a monitor 140 is also provided, to which the output signals of various sensors and the output signals of the TPU are fed.
  • the monitoring 140 acts on the controller 120 and in an advantageous manner Design a display 150 with corresponding signals. Alternatively, it can also be provided that the display 150 is controlled by the controller 120.
  • This facility works as follows. On the basis of various operating parameters, such as in particular the speed of the internal combustion engine and the driver's request, the controller 120 calculates the point in time at which the injection is to take place and the amount of fuel to be injected. The amount of fuel to be injected is then metered by the actuator 100 of the internal combustion engine and leads to a corresponding moment.
  • additional amounts of fuel are metered in for each or for individual metering cycles.
  • a pre-injection is carried out before the actual fuel metering in order to reduce noise.
  • a post-injection takes place after the actual injection.
  • the post-injection serves, among other things, to introduce hydrocarbons into the exhaust gases, which in turn cause the exhaust gases to rise in temperature.
  • these hydrocarbons can cause reactions in a catalytic converter or particle filter downstream of the internal combustion engine, which reactions are required in order to keep the catalytic converter and / or the particle filter functional.
  • Monitoring 140 processes the input signals of controller 120.
  • monitoring 140 reads in the values of the accelerator pedal position sensor. This is, in particular, the output signal of an AD converter of accelerator pedal sensor 130.
  • monitoring 140 evaluates the last detectable value, for example the activation duration, and preferably calculates whether these values are plausible independently of the normal quantity control. If, for example, the accelerator pedal position assumes a large value and the control duration signal assumes a large value, this is recognized as a plausible value.
  • Such a procedure requires a procedure adapted to the injection system, since the monitoring 140 must take into account whether a post-injection takes place in the corresponding operating states, for example. This means that the monitoring 140 and there in particular the plausibility check must be individually adapted to the injection system.
  • the data of each injection are made available via 720 degrees crankshaft rotation angle, independently of the injection system, via a defined interface.
  • a size is stored for each cylinder and for each injection, that of the quantity injected and another size that is the angular position at which the injection was carried out.
  • the determination of the position and the amount of fuel need be specially adapted to the injection system.
  • the plausibility monitoring can be carried out equally for all systems. done well.
  • the recorded data for calculating the current engine power are determined on the basis of the angular position of the crankshaft and the amount of fuel
  • the monitoring is shown in more detail in FIG. 2.
  • the output signal of the TPU 110 reaches a table 200 and from there to a moment determination 210.
  • the output signal of the torque determination 210 reaches a logic 230 via a torque summation 220, which in turn supplies a corresponding output signal to the display 150 or to the control 120 .
  • At the second input of logic 230 is the output signal of a torque characteristic map 240, to which the output signals FP and N of sensors 130 are fed as an input variable.
  • the estimate of the indicated torque is based on a quantity that characterizes the injection quantity that has been metered and a quantity that characterizes the angular position at which the fuel quantity is metered.
  • the start of injection and the injection duration are preferably read out from the corresponding registers of the TPU 110.
  • the corresponding injection angle can also be used.
  • the start of injection indicates the point in time or the angular position of the crankshaft at which the injection takes place.
  • the injection duration defines the duration of the injection or the angle that is covered during the injection.
  • the TPU can be made of the actual injection starts and injection periods or timings or the angular positions, 'which is used for controlling the actuator, are read out.
  • a fuel quantity is determined on the basis of the injection duration. When determining the Quantity from the control duration is taken into account, for example, that the control of the actuator is longer than the actual injection.
  • the fuel quantity determined for each injection is entered separately for each cylinder together with the starting angle in table 200.
  • This table contains all injection events of a cylinder over 720 degrees crankshaft.
  • the cylinder number is also stored in the table as an identification feature.
  • a counter is carried, which is increased each time the table is written with the last event.
  • a message with the table layout is created for each cylinder, which is managed by the operating system. This prevents access conflicts through simultaneous processing. Furthermore, an adaptation of the storage requirement to the required number of cylinders is possible without any problems.
  • the determination of the injection quantity and the assigned start of injection is preferably carried out in the table in an angle-synchronous manner.
  • Table 200 forms the interface between the control and the monitoring. - The message with the table layout is the same for all injection systems.
  • an indexed torque is calculated for each cylinder from this data and forwarded to the torque summation 220.
  • the moment summation 220 calculates indexed moments added up synchronously over all cylinders.
  • Indexed torque determined over a sampling period is then available at the output of torque summation 220.
  • a variable is determined by means of a torque map 240 that characterizes the driver's request. This The size and the size that characterize the indicated moment are checked by the logic 230 for plausibility and, in the event of a deviation, recognized for errors and preferably a corresponding display 150 is triggered.
  • the procedure is illustrated in FIG. 3 using a flow chart.
  • the target torque MS is calculated on the basis of the rotational speed and the accelerator pedal position FP.
  • a subsequent query 310 checks whether there are operating states in which one
  • step 300 is carried out again.
  • the indicated torque is determined for each individual cylinder in step 320.
  • the actuation duration is weighted with the crankshaft angle and the indicated torque per injection is determined. This determination is preferably carried out for each partial injection, that is to say both for the pre-injection, for the main injection and also for the post-injection. Amounts of fuel that are metered during post-injection are preferably weighted with the value zero, since they make no contribution to the moment.
  • Control duration, main injection and the pre-injection are determined according to a predefinable function, the indicated torque of the respective injection.
  • step 330 the individual indicated moments are integrated over several partial injections and preferably and / or over several cylinders, and the actual torque MI is determined therefrom. Then in step 340 the Amount of the difference between the target torque MS and the actual torque MI calculated. The subsequent query 350 checks whether the magnitude of the torque difference MD is greater than a threshold value SW. If this is not the case, step 300 is carried out again.
  • step 360 If the magnitude MD of the torque difference is greater than a threshold value, an error is recognized in step 360.
  • the threshold value SW is selected so that possible tolerances when determining the torque do not lead to an error being triggered.

Abstract

A method and device for the control of an internal combustion engine are disclosed. Starting with a first parameter which characterises the injection amount and a second parameter which characterises the angular position at which the injection amount is determined, a third parameter which characterises the torque produced by the engine is determined. Further, starting with a fourth parameter which characterises the driver's wish, a fifth parameter which characterises the torque desired by the driver is determined. The third and fifth parameters are evaluated for error monitoring.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer BrennkraftmaschineMethod and device for controlling an internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine.
Aus der DE 40 33 049 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung eines Sensors zur Erfassung der Position ei- nes Mengenstellwerks und des Mengenstellwerks bekannt. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird bei stromlos geschaltetem Mengenstellwerk überprüft, ob ein Nadelbewegungsfühler oder ein entsprechender Sensor ein Ausgangssignal liefert.DE 40 33 049 discloses a method and a device for checking a sensor for detecting the position of a quantity signal box and the quantity signal box. In the method described there, it is checked with the quantity control mechanism switched off whether a needle movement sensor or a corresponding sensor supplies an output signal.
Desweiteren sind Verfahren bekannt, bei dem verschiedene Signale miteinander plausibilisiert werden.Furthermore, methods are known in which various signals are checked for plausibility with one another.
Insbesondere bei der Verwendung eines Einspritzmengensignals ist die Plausibilisierung mit anderen Signalen problema- tisch, da bei heutigen Systemen häufig Einspritzungen erfolgen, die keinen Beitrag zum Moment der Brennkraftmaschine beitragen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Voreinspritzungen, die vor der eigentlichen Einspritzung erfolgen und Nacheinspritzungen, die insbesondere zur Abgasbehandlung oder zur Regeneration von Filtern und/oder Katalysatoren verwendet werden.In particular when using an injection quantity signal, the plausibility check with other signals is problematic, since in today's systems injections often take place which do not contribute to the torque of the internal combustion engine. These are, for example, pre-injections that take place before the actual injection and post-injections that are used in particular for exhaust gas treatment or for the regeneration of filters and / or catalysts.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Erfindungsgemäß wird ausgehend von einer ersten Größe, die die Einspritzmenge charakterisiert, und einer zweiten Größe, die die Winkelstellung, bei der die Einspritzmenge zugemessen wird, charakterisiert, eine dritte Größe, die das von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Moment charakterisiert, bestimmt. Ausgehend von einer vierten Größe, die den Fahrerwunsch charakterisiert, wird eine fünfte Größe,. die das vom Fahrer gewünschte Moment charakterisiert, bestimmt. Die dritte Größe und die fünfte Größe werden zur Fehlerüber- wachung ausgewertet. Durch diese erfindungsgemäße Vorgehensweise ist eine sichere und genaue Fehlererkennung, insbesondere im Bereich der Kraftstoffzumessung und/oder der Erfassung des Fahrerwunsches möglich. Besonders vorteilhaft hierbei ist, das die zweite Größe, die die Winkelstellung der Kurbelwelle oder der Nockenwelle bei der Einspritzung charakterisiert, berücksichtigt wird. Dadurch lässt sich der Einfluß des eingespritzten Kraftstoffes auf das von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Moment berücksichtigen. Als zweite Größe wird vorzugsweise der Sollwert oder Istwert des Einspritzbeginn, des Förderbeginns, des Ansteuerbeginns oder einer anderen entsprechenden Größe verwendet.According to the invention, a third variable, which characterizes the torque provided by the internal combustion engine, is determined on the basis of a first variable, which characterizes the injection quantity, and a second variable, which characterizes the angular position at which the injection quantity is metered. On the basis of a fourth variable which characterizes the driver's request, a fifth variable. which characterizes the torque desired by the driver. The third size and the fifth size are evaluated for error monitoring. This procedure according to the invention enables reliable and accurate error detection, in particular in the area of fuel metering and / or the detection of the driver's request. It is particularly advantageous here that the second variable, which characterizes the angular position of the crankshaft or the camshaft during the injection, is taken into account. As a result, the influence of the injected fuel on the torque provided by the internal combustion engine can be taken into account. The setpoint or actual value of the start of injection, the start of delivery, the start of activation or another corresponding variable is preferably used as the second variable.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn als erste Größe die Ansteuerdauer einer Endstufe eines Magnetventils oder eines Piezoaktors verwendet wird. Durch die Verwendung der Ansteuersignale für die Endstufe kann die Funktionsfähigkeit der gesamten Steuereinheit überprüft werden.It is particularly advantageous if the control duration of an output stage of a solenoid valve or a piezo actuator is used as the first variable. The functionality of the entire control unit can be checked by using the control signals for the output stage.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die vierte Größe der Po- sition eines Bedienelements entspricht. Dadurch sind auch. Fehler im Bereich der Verarbeitung des Ausgangssignale des Bedienelements erkennbar.It is particularly advantageous if the fourth size corresponds to the position of an operating element. This also means. Errors in the processing of the output signals of the control element can be identified.
Vorteilhaft ist, wenn ein Fehler erkannt wird, wenn die dritte Größe und die fünfte Größe um mehr als ein Schwellenwert voneinander abweichen. Durch diese Vorgehensweise sind Fehler im gesamten Signalpfad der Steuerung erkennbar. Dies sind insbesondere Fehler im Bereich der Auswertung der Eingangsgrößen, der Berechnung und der Bestimmung der Ausgangs- großen.It is advantageous if an error is recognized if the third variable and the fifth variable differ from one another by more than a threshold value. With this procedure, errors can be identified in the entire signal path of the controller. These are in particular errors in the area of evaluating the input variables, calculating and determining the output variables.
Dadurch dass die Fehlerüberwachung nur in bestimmten Betriebszuständen erfolgt kann zum einen der Aufwand reduziert werden. Ferner ist eine präzisiere Fehlererkennung möglich, da in Zuständen in denen keine eindeutigen Ergebnisse gewinnbar sind, keine Fehlererkennung erfolgt.Because the error monitoring only takes place in certain operating states, the effort can be reduced. Furthermore, precise error detection is possible, since no error detection takes place in states in which no clear results can be obtained.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn- zeichnet.Advantageous and expedient refinements and developments of the invention are characterized in the subclaims.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen die Figur 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 2 eine detaillierte Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Figur 3 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing. FIG. 1 shows a block diagram of the device according to the invention, FIG. 2 shows a detailed illustration of the device according to the invention and FIG. 3 shows a flow diagram to clarify the method according to the invention.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise am Beispiel der Steuerung einer Dieselbrennkraftmaschine be- schrieben. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist aber nicht auf die Verwendung bei einer Dieselbrennkraftmaschine beschränkt. Sie kann auch bei anderen Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, bei denen ein Zusammenhang zwischen der eingespritzten Kraftstoffmenge und Moment der Brennkraftina- schine besteht, bzw. bei den Systemen, bei denen ein definierter Zusammenhang zwischen der Einspritzmenge und einer anderen zu überwachenden Größe besteht.The procedure according to the invention is described below using the example of the control of a diesel internal combustion engine. However, the procedure according to the invention is not limited to use with a diesel engine. It can also be used in other internal combustion engines in which there is a relationship between the amount of fuel injected and the torque of the internal combustion engine, or in systems in which there is a defined relationship between the amount of injection and another variable to be monitored.
Die Figur 1 zeigt die wesentlichen Elemente der Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine. Ein Stellglied ist mit 100 bezeichnet. Dieses Stellglied 100 bestimmt die in die Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein Magnetventil oder um einen Piezoaktor. Abhängig von der Dauer eines An- Steuersignals mißt das Stellglied der nicht dargestellten Brennkraftmaschine eine bestimmte Kraftstoffmenge zu.Figure 1 shows the essential elements of the device for controlling an internal combustion engine. An actuator is designated 100. This actuator 100 determines the amount of fuel to be injected into the internal combustion engine. This is preferably a solenoid valve or a piezo actuator. Depending on the duration of a control signal, the actuator of the internal combustion engine, not shown, measures a certain amount of fuel.
Das Stellglied 100 wird von einer als TPU bezeichneten Einheit 110 mit Ansteuersignalen beaufschlagt. Hierbei liefert die TPU Signale, die den Einspritzbeginn, das Einspritzende festlegen. Eine nicht dargestellte Endstufe in dem Stellglied setzt diese in Ansteuersignale zur Ansteuerung verschiedener Schaltmittel um.Actuator 100 is supplied with control signals by a unit 110, referred to as TPU. The TPU provides signals that determine the start of injection and the end of injection. An output stage (not shown) in the actuator converts this into control signals for controlling various switching means.
Hierzu wird die TPU 110 von einer Steuerung 120 mit entsprechenden Signalen beaufschlagt. Die Steuerung 120 verarbeitet Sensorsignale verschiedener Sensoren 130, die beispielsweise Signale bezüglich des Fahrerwunsches FP, der Drehzahl N der Brennkraftmaschine und andere Betriebskenngrößen oder Um- weltgrößen liefern.For this purpose, the control unit 120 applies appropriate signals to the TPU 110. The controller 120 processes sensor signals from various sensors 130 which, for example, provide signals relating to the driver's request FP, the speed N of the internal combustion engine and other operating parameters or environmental parameters.
Desweiteren ist eine Überwachung 140 vorgesehen, der die Ausgangssignale verschiedener Sensoren sowie die Ausgangs- Signale der TPU zugeleitet werden. Die Überwachung 140 be- aufschlagt die Steuerung 120 und bei einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Anzeige 150 mit entsprechenden Signalen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Anzeige 150 von der Steuerung 120 angesteuert wird.A monitor 140 is also provided, to which the output signals of various sensors and the output signals of the TPU are fed. The monitoring 140 acts on the controller 120 and in an advantageous manner Design a display 150 with corresponding signals. Alternatively, it can also be provided that the display 150 is controlled by the controller 120.
Diese Einrichtung arbeitet wie folgt. Ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen, wie insbesondere der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Fahrerwunsch berechnet die Steuerung 120 den Zeitpunkt, bei dem die Einspritzung erfolgen soll, und die einzuspritzende Kraftstoffmenge. Die ein- zuspritzende Kraftstoffmenge wird dann von dem Stellglied 100 der Brennkraftmaschine zugemessen und .führt zu einem entsprechenden Moment.This facility works as follows. On the basis of various operating parameters, such as in particular the speed of the internal combustion engine and the driver's request, the controller 120 calculates the point in time at which the injection is to take place and the amount of fuel to be injected. The amount of fuel to be injected is then metered by the actuator 100 of the internal combustion engine and leads to a corresponding moment.
Neben der Kraftstoffmenge, die zur Erzeugung des Moments zu- gemessen wird, werden bei jedem oder bei einzelnen Zumeßzy- klen zusätzliche Kraftstoffmengen zugemessen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zur Geräuschreduzierung vor der eigentlichen Kraftstoffzumessung eine Voreinspritzung erfolgt. Desweiteren kann vorgesehen sein, dass nach der eigentlichen Einspritzung eine Nacheinspritzung erfolgt. Die Nacheinspritzung dient unter anderem zur Einbringung von Kohlenwasserstoffen in die Abgase, die wiederum eine Temperaturerhöhung der Abgase bewirken. Desweiteren können diese Kohlenwasserstoffe in einem der Brennkraftmaschine nachge- schalteten Katalysator oder Partikelfilter Reaktionen hervorrufen, die erforderlich sind, um den Katalysator und/oder den Partikelfilter funktionsfähig zu halten.In addition to the amount of fuel that is metered to generate the torque, additional amounts of fuel are metered in for each or for individual metering cycles. For example, it can be provided that a pre-injection is carried out before the actual fuel metering in order to reduce noise. Furthermore, it can be provided that a post-injection takes place after the actual injection. The post-injection serves, among other things, to introduce hydrocarbons into the exhaust gases, which in turn cause the exhaust gases to rise in temperature. Furthermore, these hydrocarbons can cause reactions in a catalytic converter or particle filter downstream of the internal combustion engine, which reactions are required in order to keep the catalytic converter and / or the particle filter functional.
Insbesondere die Nacheinspritzungen, die für ein Abgasnach- behandlungssystem erforderlich sind, tragen nicht zum abgegebenen Moment der Brennkraftmaschine bei. Weitere Teileinspritzungen tragen nur im verminderten Umfang zum Drehmoment bei. Die Überwachung 140 verarbeitet die Eingangssignale der Steuerung 120. Insbesondere liest die Überwachung 140 die Werte des Fahrpedalstellungsgebers ein. Hierbei handelt es sich insbesondere um das Ausgangssignal eines AD-Wandlers des Fahrpedalgebers 130. Desweiteren wertet die Überwachung 140 den letzten erfaßbaren Wert, beispielsweise die Ansteuerdauer aus und berechnet vorzugsweise unabhängig von der normalen Mengensteuerung, ob diese Werte plausibel sind. Nimmt beispielsweise die Fahrpedalstellung einen großen Wert und das Ansteuerdauersignal einen großen Wert an, so wird dies als plausibler Wert erkannt.In particular, the post-injections that are required for an exhaust gas aftertreatment system do not contribute to the torque delivered by the internal combustion engine. Further partial injections only contribute to the torque to a reduced extent. Monitoring 140 processes the input signals of controller 120. In particular, monitoring 140 reads in the values of the accelerator pedal position sensor. This is, in particular, the output signal of an AD converter of accelerator pedal sensor 130. Furthermore, monitoring 140 evaluates the last detectable value, for example the activation duration, and preferably calculates whether these values are plausible independently of the normal quantity control. If, for example, the accelerator pedal position assumes a large value and the control duration signal assumes a large value, this is recognized as a plausible value.
Eine solche Vorgehensweise erfordert an die Einspritzanlage angepaßte Vorgehensweise, da die Überwachung 140 berücksich- tigten muß, ob bei den entsprechenden Betriebszuständen, beispielsweise eine Nacheinspritzung erfolgt. Dies führt dazu, dass die Überwachung 140 und dort insbesondere die Plau- sibilisierung individuell auf das Einspritzsystem anzupassen ist.Such a procedure requires a procedure adapted to the injection system, since the monitoring 140 must take into account whether a post-injection takes place in the corresponding operating states, for example. This means that the monitoring 140 and there in particular the plausibility check must be individually adapted to the injection system.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass unabhängig vom Einspritzsystem über eine definierte Schnittstelle die Daten jeder Einspritzung über 720 Grad Kurbelwelledrehwinkel bereitgestellt werden. Hierzu wird für jeden Zylinder und für jede Einspritzung eine Größe abgespeichert, die der eingespritzten Menge und eine andere Größe, die die Winkelstellung, bei der die Einspritzung erfolgt ist. Mit dieser Information ist es möglich, die im Zylinder gebildeten Momente zu bestimmen und mit anderen Eingangsgrößen zu plausibili- sieren.According to the invention, the data of each injection are made available via 720 degrees crankshaft rotation angle, independently of the injection system, via a defined interface. For this purpose, a size is stored for each cylinder and for each injection, that of the quantity injected and another size that is the angular position at which the injection was carried out. With this information, it is possible to determine the moments formed in the cylinder and to make them plausible with other input variables.
Durch die Bereitstellung einer einheitlichen Schnittstelle muß nur die Ermittlung der Lage und der Menge an Kraftstoffmenge speziell an das Einspritzsystem angepaßt werden. Die Überwachung auf Plausibilität kann für alle Systeme gleich- artig erfolgen. Desweiteren werden die erfaßten Daten zur Berechnung der aktuellen Motorleistung ausgehend von der Winkelstellung der Kurbelwelle, der Kraftstoffmenge bestimmtBy providing a uniform interface, only the determination of the position and the amount of fuel need be specially adapted to the injection system. The plausibility monitoring can be carried out equally for all systems. done well. Furthermore, the recorded data for calculating the current engine power are determined on the basis of the angular position of the crankshaft and the amount of fuel
Die Überwachung ist in Figur 2 detaillierter dargestellt.The monitoring is shown in more detail in FIG. 2.
Bereits in Figur 1 beschriebene Elemente sind in Figur 2 mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Das Ausgangssignal der TPU 110 gelangt zu einer Tabelle 200 und von dort zu einer Mo entenbestimmung 210. Das Ausgangssignal der Momenten- bestimung 210 gelangt über eine Momentensummation 220 zu einer Logik 230, die wiederum ein entsprechendes Ausgangssignal zur Anzeige 150 bzw. zur Steuerung 120 liefert. Am zweiten Eingang der Logik 230 liegt das Ausgangssignal eines Momentenkennfeldes 240, dem als Eingangsgröße die Ausgangs- signale FP und N der Sensoren 130 zugeleitet werden.Elements already described in FIG. 1 are designated in FIG. 2 with corresponding reference symbols. The output signal of the TPU 110 reaches a table 200 and from there to a moment determination 210. The output signal of the torque determination 210 reaches a logic 230 via a torque summation 220, which in turn supplies a corresponding output signal to the display 150 or to the control 120 , At the second input of logic 230 is the output signal of a torque characteristic map 240, to which the output signals FP and N of sensors 130 are fed as an input variable.
Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt. Die Schätzung des indizierten Moments basiert auf einer Größe, die die Einspritzmenge, die zugemessen wurde, charakterisiert und einer Größe, die die Winkelstellung, bei der die Kraftstoffmenge zugemessen wird, charakterisiert. Vorzugsweise werden hierzu aus den entsprechenden Registern der TPU 110 der Einspritzbeginn und die Einspritzdauer ausgelesen. Anstelle der Einspritzdauer kann auch der entsprechende Einspritzwinkel ver- wendet werden. Der Einspritzbeginn gibt den Zeitpunkt bzw. die Winkelstellung der Kurbelwelle an, bei dem die Einspritzung erfolgt. Die Einspritzdauer definiert die Dauer der Einspritzung bzw. der Winkel, der während der Einspritzung überstrichen wird.This device works as follows. The estimate of the indicated torque is based on a quantity that characterizes the injection quantity that has been metered and a quantity that characterizes the angular position at which the fuel quantity is metered. For this purpose, the start of injection and the injection duration are preferably read out from the corresponding registers of the TPU 110. Instead of the injection duration, the corresponding injection angle can also be used. The start of injection indicates the point in time or the angular position of the crankshaft at which the injection takes place. The injection duration defines the duration of the injection or the angle that is covered during the injection.
Dabei können aus der TPU die tatsächlichen Einspritzbeginne und Einspritzdauern, oder die Zeitpunkte oder die Winkelstellungen, ' bei denen die Ansteuerung des Stellgliedes erfolgt, ausgelesen werden. Ausgehend von der Einspritzdauer wird eine Kraftstoffmenge bestimmt. Bei der Bestimmung der Menge aus der Ansteuerdauer wird beispielsweise berücksichtigt, dass die Ansteuerung des Stellgliedes länger ist als die tatsächliche Einspritzung. Die für jede Einspritzung ermittelte Kraftstoffmenge wird für jeden -Zylinder getrennt zusammen mit dem Ansteuerbeginnwinkel in die Tabelle 200 eingetragen. Diese Tabelle enthält alle Einspritzereignisse eines Zylinders über 720 Grad Kurbelwelle. Als Identifizierungsmerkmal ist zusätzlich die Zylindernummer in der Tabelle abgelegt. Zur Sicherstellung der Datenintegrität wird ein Zähler mitgeführt, der jeweils beim Beschreiben der Tabelle mit dem letzten'Ereignis erhöht wird. Für jeden Zylinder wird eine Botschaft mit dem Tabellenlayout angelegt, die durch das Betriebssystem verwaltet wird. Damit sind Zugriffskonflikte durch gleichzeitige Bearbeitung ausgeschlos- sen. Weiterhin ist eine Anpassung des Speicherbedarfs an die benötigte Zylinderzahl problemlos möglich. Die Ermittlung der Einspritzmenge sowie des zugeordneten Spritzbeginns erfolgt in der Tabelle vorzugsweise winkelsynchron.In this case, the TPU can be made of the actual injection starts and injection periods or timings or the angular positions, 'which is used for controlling the actuator, are read out. A fuel quantity is determined on the basis of the injection duration. When determining the Quantity from the control duration is taken into account, for example, that the control of the actuator is longer than the actual injection. The fuel quantity determined for each injection is entered separately for each cylinder together with the starting angle in table 200. This table contains all injection events of a cylinder over 720 degrees crankshaft. The cylinder number is also stored in the table as an identification feature. To ensure data integrity, a counter is carried, which is increased each time the table is written with the last event. A message with the table layout is created for each cylinder, which is managed by the operating system. This prevents access conflicts through simultaneous processing. Furthermore, an adaptation of the storage requirement to the required number of cylinders is possible without any problems. The determination of the injection quantity and the assigned start of injection is preferably carried out in the table in an angle-synchronous manner.
Die Tabelle 200 bildet die Schnittstelle zwischen der Steuerung und der Überwachung. -Dabei ist die Botschaft mit dem Tabellenlayout für alle Einspritzsysteme gleich.Table 200 forms the interface between the control and the monitoring. - The message with the table layout is the same for all injection systems.
In der Momentenbestimmung 210 wird aus diesen Daten für je- den Zylinder ein indiziertes Moment berechnet und der Momen- tensummation 220 weitergeleitet. Die Momentensummation 220 berechnet zeitsynchron über alle Zylinder aufsummierte indizierte Momente.In the torque determination 210, an indexed torque is calculated for each cylinder from this data and forwarded to the torque summation 220. The moment summation 220 calculates indexed moments added up synchronously over all cylinders.
Am Ausgang der Momentensummation 220 steht dann über ein Abtastzeitraum ermitteltes indiziertes Moment zur Verfügung.Indexed torque determined over a sampling period is then available at the output of torque summation 220.
Parallel hierzu wird ausgehend von der Fahrpedalstellung FP und der Drehzahl N mittels eines Momentenkennfeldes 240 eine Größe bestimmt, die den Fahrerwunsch charakterisiert. Diese Größe und die Größe, die das indizierte Moment charakterisiert werden von der Logik 230 auf Plausibilität überprüft und bei Abweichung auf Fehler erkannt und vorzugsweise eine entsprechende Anzeige 150 angesteuert.At the same time, starting from the accelerator pedal position FP and the speed N, a variable is determined by means of a torque map 240 that characterizes the driver's request. This The size and the size that characterize the indicated moment are checked by the logic 230 for plausibility and, in the event of a deviation, recognized for errors and preferably a corresponding display 150 is triggered.
Anstelle des Momentenkennfeldes 240 kann auch eine Berechnung mittels einer Formel erfolgen. Desweiteren können auch andere Größen oder weitere Größen neben der Fahrpedalstellung und der Drehzahl verwendet werden.Instead of the torque map 240, a calculation can also be carried out using a formula. Furthermore, other sizes or other sizes besides the accelerator pedal position and the speed can be used.
In Figur 3 ist die Vorgehensweise anhand eines Flussdiagramms dargestellt. In einem ersten Schritt 300 wird das Sollmoment MS ausgehend von der Drehzahl und der Fahrpedalstellung FP berechnet. Eine sich anschließende Abfrage 310 überprüft, ob Betriebszustände vorliegen, in denen eineThe procedure is illustrated in FIG. 3 using a flow chart. In a first step 300, the target torque MS is calculated on the basis of the rotational speed and the accelerator pedal position FP. A subsequent query 310 checks whether there are operating states in which one
Plausiblisierung möglich ist. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt erneut Schritt 300.Plausibility check is possible. If this is not the case, step 300 is carried out again.
Liegt ein solcher Betriebszustand vor, so wird in Schritt 320 das indizierte Moment für jeden einzelnen Zylinder bestimmt. Hierzu wird die Ansteuerdauer mit dem Kurbelwellenwinkel gewichtet und so das indizierte Moment pro Einspritzung bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt vorzugsweise für jede Teileinspritzung, also sowohl für die Vor-, für die Haupt- und auch die Nacheinspritzung. Kraftstoffmengen, die bei der Nacheinspritzung zugemessen werden, werden vorzugsweise mit dem Wert Null gewichtet, da sie keinerlei Beitrag zum Moment liefern. Ansteuerdauer, Haupteinspritzung und der Voreinspritzung werden gemäß einer vorgebbaren Funktion das indizierte Moment der jeweiligen Einspritzung bestimmt.If such an operating state is present, the indicated torque is determined for each individual cylinder in step 320. For this purpose, the actuation duration is weighted with the crankshaft angle and the indicated torque per injection is determined. This determination is preferably carried out for each partial injection, that is to say both for the pre-injection, for the main injection and also for the post-injection. Amounts of fuel that are metered during post-injection are preferably weighted with the value zero, since they make no contribution to the moment. Control duration, main injection and the pre-injection are determined according to a predefinable function, the indicated torque of the respective injection.
Im anschließenden Schritt 330 werden die einzelnen indizierten Momente über mehrere Teileinspritzungen und vorzugsweise und/oder über mehrere Zylinder aufintegriert und daraus das Istmoment MI ermittelt. Anschließend wird in Schritt 340 der Betrag der Differenz zwischen dem Sollmoment MS und dem Istmoment MI berechnet. Die sich anschließende Abfrage 350 überprüft, ob der Betrag der Momentendifferenz MD größer als ein Schwellenwert SW ist. Ist dies nicht der Fall, so er- folgt erneut Schritt 300.In the subsequent step 330, the individual indicated moments are integrated over several partial injections and preferably and / or over several cylinders, and the actual torque MI is determined therefrom. Then in step 340 the Amount of the difference between the target torque MS and the actual torque MI calculated. The subsequent query 350 checks whether the magnitude of the torque difference MD is greater than a threshold value SW. If this is not the case, step 300 is carried out again.
Ist der Betrag MD der Momentendifferenz größer als ein Schwellenwert, wird in Schritt 360 auf Fehler erkannt. Der Schwellenwert SW ist so gewählt, dass mögliche Toleranzen bei der Bestimmung des Moments nicht zu einer Fehlerauslösung führen. If the magnitude MD of the torque difference is greater than a threshold value, an error is recognized in step 360. The threshold value SW is selected so that possible tolerances when determining the torque do not lead to an error being triggered.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei der ausgehend von einer ersten Größe, die die Einspritzmenge charakterisiert, und einer zweiten Größe, die die Winkel- Stellung, bei der die Einspritzmenge zugemessen wird, charakterisiert, eine dritte Größe, die das von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Moment charakterisiert, bestimmt wird, dass ausgehend von einer vierten Größe, die den Fahrerwunsch charakterisiert, eine fünfte Größe, die das vom Fahrer gewünschte Moment charakterisiert, bestimmt wird, dass die dritte Größe und die fünfte Größe zur Fehlerüberwachung ausgewertet werden.1. Method for controlling an internal combustion engine, in which, starting from a first variable that characterizes the injection quantity, and a second variable that characterizes the angular position at which the injection quantity is metered, a third variable that that of the internal combustion engine Characterized provided torque, it is determined that, based on a fourth variable, which characterizes the driver's request, a fifth variable, which characterizes the torque desired by the driver, it is determined that the third variable and the fifth variable are evaluated for error monitoring.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Größe der Ansteuerdauer einer Endstufe oder insbesondere eines Magnetventils oder eines Piezoaktors entspricht.2. The method according to claim 1, characterized in that the first variable corresponds to the control duration of an output stage or in particular a solenoid valve or a piezo actuator.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Größe der Winkelstellung der Kurbelwelle entspricht bei der die Einspritzung erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the second variable corresponds to the angular position of the crankshaft at which the injection takes place.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die vierte Größe der Position eines Bedienelements entspricht. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fourth size corresponds to the position of an operating element.
5.. Verfahren nach 'einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehler erkannt wird, wenn die dritte Größe und die fünfte Größe um mehr als ein Schwellenwert voneinander abweichen.5 .. Method according to ' one of the preceding claims, characterized in that an error is detected when the third variable and the fifth variable differ from one another by more than a threshold value.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerüberwachung nur in bestimmten Betriebszuständen erfolgt.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the error monitoring takes place only in certain operating states.
7. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, mit Mitteln, die ausgehend von einer ersten Größe, die die Einspritzmenge charakterisiert, und einer zweiten Größe, die die Winkelstellung, bei der die Einspritzmenge zuge- messen wird, charakterisiert, eine dritte Größe, die das von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Moment charakterisiert, bestimmen, und die ausgehend von einer vierten Größe, die den Fahrerwunsch charakterisiert, eine fünfte Größe, die das vom Fahrer gewünschte Moment charakteri- siert, bestimmen, und die die dritte Größe und die fünfte7. Device for controlling an internal combustion engine, with means that, starting from a first variable that characterizes the injection quantity and a second variable that characterizes the angular position at which the injection quantity is measured, a third variable that that of characterizes the torque provided to the internal combustion engine, and determines a fifth variable, which characterizes the driver's desired torque, and a third variable, which characterizes the driver's request, and which determine the third variable and the fifth variable
Größe zur Fehlerüberwachung auswerten. Evaluate size for error monitoring.
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