EP3371440A1 - Internal combustion engine with injection quantity control - Google Patents

Internal combustion engine with injection quantity control

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EP3371440A1
EP3371440A1 EP16798618.1A EP16798618A EP3371440A1 EP 3371440 A1 EP3371440 A1 EP 3371440A1 EP 16798618 A EP16798618 A EP 16798618A EP 3371440 A1 EP3371440 A1 EP 3371440A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
needle
injector
internal combustion
combustion engine
fuel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16798618.1A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Medy Satria
Dino Imhof
Raphael Burgmair
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innio Jenbacher GmbH and Co OG
Original Assignee
GE Jenbacher GmbH and Co OHG
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Filing date
Publication date
Application filed by GE Jenbacher GmbH and Co OHG filed Critical GE Jenbacher GmbH and Co OHG
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    • F02D41/3041Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode with means for triggering compression ignition, e.g. spark plug
    • F02D41/3047Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode with means for triggering compression ignition, e.g. spark plug said means being a secondary injection of fuel
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the present invention relates to a dual-fuel internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1 and a method having the features of the preamble of claim 10 or 1 1.
  • Dual-fuel internal combustion engines are typically operated in two modes of operation. A distinction is made between a mode of operation with primarily liquid fuel supply ("liquid operation” for short, “diesel operation” in the case of using diesel as a liquid fuel) and a mode of operation with primary gaseous fuel supply in which the liquid fuel serves as a pilot fuel for initiating combustion ( “Gas operation”, also referred to as “pilot operation” or “pilot jet operation”.)
  • liquid fuel for short, “diesel operation” in the case of using diesel as a liquid fuel
  • pilot operation also referred to as "pilot operation” or “pilot jet operation”.
  • the liquid fuel is called diesel.It could also be heavy fuel oil or another auto-ignitable fuel.
  • the gaseous fuel is called natural gas there are other gaseous fuels like biogas etc.
  • the internal combustion engine is operated either in pilot operation or in liquid operation.
  • the pilot mode of the internal combustion engine is referred to as a pilot mode
  • a liquid mode of the internal combustion engine is referred to as a liquid mode with respect to the controller.
  • WO 2014/202202 A1 describes an injector for a generic internal combustion engine, in which by means of a pressure sensor arranged in the injector the pressure drop in a storage chamber is measured and from this the actual injection duration is determined. For very small amounts, however, the pressure drop is too low to produce a sufficiently accurate correlation with the duration of injection.
  • the object of the invention is to provide a dual-fuel internal combustion engine and a method in which an exact control of the needle position in the ballistic range is possible. This object is achieved by an internal combustion engine having the features of claim 1 and a method having the features of claims 10 and 11, respectively.
  • Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
  • the injector may have at least:
  • the needle is usually biased against the opening direction by a spring.
  • the at least one measurand may be e.g. be selected from the following sizes or a combination thereof:
  • the invention may preferably be used in a stationary internal combustion engine, for marine applications or mobile applications such as so-called “Non-Road Mobile Machinery” (NRMM), preferably in each case as a reciprocating piston engine
  • NRMM Non-Road Mobile Machinery
  • the internal combustion engine preferably has a multiplicity of combustion chambers with corresponding gas supply devices and injectors
  • the regulation can be carried out individually for each combustion chamber, for example for the operation of compressor systems or with a generator.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the control scheme according to the invention
  • FIG. 4 shows a second example of a schematically illustrated injector
  • Fig. 1 The aim of the injector control is in this embodiment, the regulation of the position z of the needle 6 of the injector also for the ballistic range to a needle position setpoint out by the duration At the actuation of an actuator of the
  • Needle during an injection process for the liquid fuel, so to speak in real time is regulated.
  • the rule strategy is done by
  • FB feedback loop
  • Control command for the duration At the actuation of the actuator of the needle and at least one measured variable y (eg one of the occurring in the injector pressure gradients PIA, PCC, PJC, PAC, PSA or the beginning of lifting the needle from the needle seat) by means of an injector model Estimate the position z of the needle and, if necessary, correct the setpoint value ⁇ t ff calculated by the pre-control for the injection duration by means of a correction value ⁇ t fb to the actual duration of the actuator drive signal At for the needle.
  • y eg one of the occurring in the injector pressure gradients PIA, PCC, PJC, PAC, PSA or the beginning of lifting the needle from the needle seat
  • This figure shows a one-piece constructed control in which the Aktuatoran Kunststoffsignal At is calculated on the basis of the needle position setpoint z ref and on the basis of the observer estimated, used in the pilot model parameter .DELTA.mod mod ..
  • the control is therefore not constructed in two parts, with a feedforward control and a feedback control loop which corrects the precontrol signal.
  • the injector model consists of a structural model of the injector and a system of equations describing the dynamic behavior of the structural model.
  • the structural model consists of five modeled volumes: input storage chamber 1, storage chamber 3, control chamber 2, volume via needle seat 4 and connection volume 5.
  • the storage chamber 1 represents the summary of all volumes from the check valve to the volume 4 above the needle seat.
  • the volume 4 above the needle seat represents the summary of all volumes between the needle seat to the
  • the connection volume 5 represents the summary of all volumes, which connects the volumes of the storage chamber 3 and the control chamber 2 with the solenoid valve.
  • FIG. 4 shows an alternatively designed injector which does not require a control chamber 2, for example an injector, in which the needle is actuated by a piezo element.
  • the following equation system does not relate to the embodiment shown in FIG.
  • the formulation of a corresponding equation system can be carried out analogously to the equation system shown below.
  • the needle position is calculated using the following equation of motion:
  • the solenoid valve is modeled by a first order transfer function that converts the valve opening command to a valve position. This is given by:
  • a solenoid valve also allows piezoelectric actuation.
  • Control chamber 2 in kg / s
  • the so-called observer equations preferably using a per se known observer of the "sliding mode observer" type, by adding to the equations of the injector model the so-called observer law
  • a "sliding mode" observer one obtains the observer law by calculating a hypersurface from the at least one measurement signal and the value resulting from the observer equations by squaring the hypersurface equation to obtain a generalized Ljapunov equation (generalized The observer law is that function which minimizes the functional equation, which can be determined by the well-known variation techniques or numerically, which is done within a combustion cycle for each time step (depending on the time resolution of the regulation).

Abstract

The invention relates to a dual-fuel internal combustion engine comprising: a regulating device; at least one combustion chamber; at least one gas supply device for supplying a gaseous fuel to the at least one combustion chamber; and at least one injector for injecting liquid fuel into the at least one combustion chamber, which can be regulated by the regulating device by means of an actuator control signal, the regulating device regulating an opening of the needle of the injector in the ballistic region of the needle, in a pilot operating mode of the internal combustion engine, by means of the actuator control signal. An algorithm is provided in the regulating device, which receives at least the actuator control signal (Δt) as an input variable and calculates a position of the needle (6) by means of an injector model, compares said position with a needle position set point value (zref), and corrects the actuator control signal (Δt) according to the result of the comparison. The invention also relates to a method for operating such an internal combustion engine and to an injector of such an internal combustion engine.

Description

BRENNKRAFTMASCHINE MIT EINSPRITZMENGENSTEUERUNG  INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH INJECTION CONTROL
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 10 bzw. 1 1 . The present invention relates to a dual-fuel internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1 and a method having the features of the preamble of claim 10 or 1 1.
Dual-Fuel-Brennkraftmaschinen werden typischerweise in zwei Betriebsmodi betrieben. Dabei unterscheidet man einen Betriebsmodus mit primär flüssiger Kraftstoffzufuhr (kurz „Flüssigbetrieb"; im Falle der Verwendung von Diesel als flüssigem Kraftstoff „Dieselbetrieb" genannt) und einen Betriebsmodus mit primär gasförmiger Kraftstoffzufuhr, bei welchem der flüssige Kraftstoff als Pilotkraftstoff zum Initiieren der Verbrennung dient („Gasbetrieb", oder auch als„Pilotbetrieb" oder„Zündstrahlbetrieb" bezeichnet). Als Beispiel für den flüssigen Kraftstoff sei Diesel genannt. Es könnte auch Schweröl oder ein anderer selbstzündfähiger Kraftstoff sein. Als Beispiel für den gasförmigen Kraftstoff sei Erdgas genannt. In Frage kommen noch andere gasförmige Kraftstoffe wie Biogas etc. Dual-fuel internal combustion engines are typically operated in two modes of operation. A distinction is made between a mode of operation with primarily liquid fuel supply ("liquid operation" for short, "diesel operation" in the case of using diesel as a liquid fuel) and a mode of operation with primary gaseous fuel supply in which the liquid fuel serves as a pilot fuel for initiating combustion ( "Gas operation", also referred to as "pilot operation" or "pilot jet operation".) As an example of the liquid fuel is called diesel.It could also be heavy fuel oil or another auto-ignitable fuel.As an example of the gaseous fuel is called natural gas there are other gaseous fuels like biogas etc.
Im Pilotbetrieb wird eine geringe Menge an flüssigem Kraftstoff als sogenannte Piloteinspritzung in einen Brennraum einer Kolben-Zylindereinheit eingebracht. Durch die zum Einspritzzeitpunkt herrschenden Bedingungen entzündet sich der eingebrachte flüssige Kraftstoff und zündet ein im Brennraum der Kolben-Zylindereinheit vorliegendes Gemisch aus gasförmigem Kraftstoff und Luft. Die Menge an flüssigem Kraftstoff einer Piloteinspritzung beträgt typischerweise 0,5 - 5 % der gesamten, dem Brennraum der Kolben-Zylindereinheit in einem Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine zugeführten Energiemenge. In pilot operation, a small amount of liquid fuel is introduced as so-called pilot injection in a combustion chamber of a piston-cylinder unit. The conditions prevailing at the time of injection ignite the introduced liquid fuel and ignite a mixture of gaseous fuel and air present in the combustion chamber of the piston-cylinder unit. The amount of liquid fuel of a pilot injection is typically 0.5-5% of the total amount of energy supplied to the combustion chamber of the piston-cylinder unit in one operating cycle of the internal combustion engine.
Zur Begriffsklärung wird definiert, dass die Brennkraftmaschine entweder im Pilotbetrieb oder im Flüssigbetrieb betrieben wird. Bezüglich der Regeleinrichtung der Pilotbetrieb der Brennkraftmaschine als Pilotmodus bezeichnet, ein Flüssigbetrieb der Brennkraftmaschine wird bezüglich der Regeleinrichtung als Flüssigmodus bezeichnet. To clarify the definition, it is defined that the internal combustion engine is operated either in pilot operation or in liquid operation. Regarding the controller, the pilot mode of the internal combustion engine is referred to as a pilot mode, a liquid mode of the internal combustion engine is referred to as a liquid mode with respect to the controller.
Unter einem ballistischen Bereich versteht man einen Betrieb des Injektors für flüssigen Kraftstoff, bei welchem sich die Nadel ausgehend von einer„Voll-geschlossen"-Position in Richtung einer„Voll-offen"-Position bewegt, ohne diese jedoch zu erreichen. In Folge bewegt sich die Nadel wieder in Richtung der„Voll-geschlossen"-Position, ohne die „Voll-offen"-Position erreicht zu haben. Die Substitutionsrate gibt an, welcher Anteil der der Brennkraftmaschine zugeführten Energie in Form des gasförmigen Kraftstoffes zugeführt wird. Angestrebt werden Substitutionsraten zwischen 98 und 99,5 %. Derart hohe Substitutionsraten erfordern eine Auslegung der Brennkraftmaschine beispielsweise hinsichtlich des Verdichtungsverhältnisses wie sie der eines Gasmotors entspricht. Die teilweise gegensätzlichen Anforderungen an die Brennkraftmaschine für einen Pilotbetrieb und einen Flüssigbetrieb führen zu Kompromissen in der Auslegung, beispielsweise hinsichtlich des Kompressionsverhältnisses. By a ballistic region is meant an operation of the liquid fuel injector wherein the needle extends from a "full-closed" position moves to a "full-open" position but does not reach it, as a result, the needle moves back toward the "full-close" position without reaching the "full-open" position Substitution rates indicate what proportion of the energy supplied to the internal combustion engine is supplied in the form of the gaseous fuel., Substitution rates between 98 and 99.5% are sought. Such high substitution rates require a design of the internal combustion engine, for example with regard to the compression ratio which corresponds to that of a gas engine partially conflicting requirements for the internal combustion engine for a pilot operation and a liquid operation lead to compromises in the design, for example in terms of the compression ratio.
Problematisch beim Stand der Technik ist, dass über die Lebensdauer eines Injektors für flüssigen Kraftstoff eine exakte Regelung der Nadelposition im ballistischen Bereich unter Verwendung eines einzelnen Injektors mit nur einer Nadel nicht möglich ist. In diesem Bereich bildet sich aufgrund statistischer Schwankungen, Herstellungsvariabilitäten, Abnutzung, usw. die Aktuierung des die Nadel öffnenden Aktuators nicht eindeutig auf die Masse an eingespritztem flüssigem Kraftstoff ab. A problem in the prior art is that over the life of a liquid fuel injector exact control of the needle position in the ballistic area using a single injector with only one needle is not possible. In this area, due to statistical variations, manufacturing variability, wear, etc., the actuation of the needle-opening actuator does not unambiguously map to the mass of injected liquid fuel.
Anstelle der Verwendung nur eines Injektors mit nur einer Nadel, die sowohl in einem Pilotbetrieb als auch in einem Betriebsmodus mit vergrößertem Anteil an flüssigen Kraftstoff betreibbar ist, werden daher entweder zwei getrennte Injektoren oder ein Injektor mit zwei getrennten Nadeln eingesetzt. Es ist auch bekannt, die Substitutionsrate nach oben zu beschränken. Thus, instead of using only a single-needle injector operable in both a pilot mode and an increased liquid fuel mode of operation, either two separate injectors or an injector with two separate needles are employed. It is also known to limit the substitution rate upwards.
Die WO 2014/202202 A1 beschreibt einen Injektor für eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine, bei welchem mittels eines im Injektor angeordneten Drucksensors der Druckabfall in einer Speicherkammer gemessen und daraus die tatsächliche Einspritzdauer bestimmt wird. Bei Kleinstmengen ist der Druckabfall aber zu gering, um eine ausreichend genaue Korrelation mit der Einspritzdauer herzustellen Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Dual-Fuel-Brennkraftmaschine und eines Verfahrens, bei welchen eine exakte Regelung der Nadelposition im ballistischen Bereich möglich ist. Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 bzw. 1 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. WO 2014/202202 A1 describes an injector for a generic internal combustion engine, in which by means of a pressure sensor arranged in the injector the pressure drop in a storage chamber is measured and from this the actual injection duration is determined. For very small amounts, however, the pressure drop is too low to produce a sufficiently accurate correlation with the duration of injection The object of the invention is to provide a dual-fuel internal combustion engine and a method in which an exact control of the needle position in the ballistic range is possible. This object is achieved by an internal combustion engine having the features of claim 1 and a method having the features of claims 10 and 11, respectively. Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
Dadurch, dass in der Regeleinrichtung ein Algorithmus abgelegt ist, welcher als Eingangsgrößen zumindest das Aktuatoransteuersignal erhält und über ein Injektormodell die Nadelposition berechnet und die mittels des Injektormodells berechnete Nadelposition mit einem gewünschten Nadelpositionssollwert vergleicht und in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleiches das Aktuatoransteuersignal gleich lässt oder korrigiert, ist es möglich die Nadel im ballistischen Bereich exakt zu regeln. Hierdurch ist die exakte Einspritzung von Kleinstmengen an flüssigem Kraftstoff unter Verwendung nur eines Injektors mit nur einer Nadel möglich, wobei die Substitutionsrate nicht nach oben beschränkt werden muss. Ein und derselbe Injektor kann in einem Bereich von 0 % Substitutionsrate bis zu einer gewählten Obergrenze (z. B. 99,5 %) der Substitutionsrate betrieben werden. Es ist also mit demselben Injektor mit nur einer Nadel ein Betrieb im Flüssigmodus, im Pilotmodus oder ein Mischbetrieb möglich. Characterized in that in the control device, an algorithm is stored, which receives at least the Aktuatoransteuersignal as inputs and calculated via an injector model, the needle position and comparing the calculated using the injector model needle position with a desired needle position setpoint and depending on the result of the comparison leaves the Aktuatoransteuersignal same or corrected , it is possible to precisely control the needle in the ballistic area. As a result, the exact injection of very small amounts of liquid fuel using only one injector with only one needle is possible, the substitution rate does not have to be limited to the top. One and the same injector can be operated in a range of 0% substitution rate up to a selected upper limit (eg 99.5%) of the substitution rate. It is therefore possible with the same injector with only one needle operating in liquid mode, in pilot mode or a mixed operation.
Die Regeleinrichtung ist besonders bevorzugt dazu ausgebildet, den Algorithmus während jedes Verbrennungszyklus oder ausgewählter Verbrennungszyklen der Brennkraftmaschine auszuführen und bei Abweichungen das Aktuatoransteuersignal während dieses Verbrennungszyklus zu korrigieren. The control device is particularly preferably designed to execute the algorithm during each combustion cycle or selected combustion cycles of the internal combustion engine and to correct the actuator drive signal during deviations during this combustion cycle in case of deviations.
Der Algorithmus schätzt auf Basis des Aktuatoransteuersignals eine Nadelposition ab. Die Erfindung geht dann von der durch den Algorithmus berechneten Nadelposition aus und vergleicht diesen Wert mit dem gewünschten Nadelpositionssollwert. Bei Abweichungen kann sofort (z. B. innerhalb von 10 Millisekunden) korrigiert werden. The algorithm estimates a needle position based on the actuator drive signal. The invention then starts from the needle position calculated by the algorithm and compares this value with the desired needle position setpoint. In case of deviations can be corrected immediately (eg within 10 milliseconds).
Bevorzugt ist wenigstens ein Sensor vorgesehen, durch welchen wenigstens ei Messgröße des wenigstens einen Injektors messbar ist, wobei der Sensor Signalverbindung mit der Regeleinrichtung steht oder bringbar ist. In diesem Fall kann der Algorithmus unter Berücksichtigung der wenigstens einen Messgröße über das Injektormodell die Nadelposition berechnen. Es ist natürlich auch möglich, mehrere Messgrößen zur Abschätzung der ausgebrachten Masse an flüssigem Kraftstoff zu verwenden. Preferably, at least one sensor is provided, by which at least one measured variable of the at least one injector can be measured, wherein the sensor Signal connection with the control device is or can be brought. In this case, the algorithm may calculate the needle position taking into account the at least one measurand via the injector model. Of course, it is also possible to use a plurality of measured variables for estimating the applied mass of liquid fuel.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Algorithmus eine Vorsteuerung aufweist, welche aus dem gewünschten Nadelpositionssollwert einen Vorsteuerbefehl (auch als „Vorsteuersignal" bezeichnet) für das Aktuatoransteuersignal berechnet. Die Vorsteuerung stellt eine schnelle Systemantwort sicher, da sie den Injektor so ansteuert, als ob keine Injektorvariabilität existieren würde. Preferably, the algorithm has a feedforward control which calculates from the desired needle position setpoint a pilot command (also referred to as a "pilot control signal") for the actuator drive signal The feedforward ensures a fast system response since it drives the injector as if there were no injector variability exist.
Bei einer Ausbildung der Regeleinrichtung mit Vorsteuerung kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Algorithmus eine Rückkopplungsschleife aufweist, welche unter Berücksichtigung des von der Vorsteuerung berechneten Vorsteuerbefehls für die Nadelposition und der wenigstens einen Messgröße mittels des Injektormodells die Nadelposition berechnet und ggf. (bei Vorliegen einer Abweichung) den von der Vorsteuerung berechneten Nadelpositionssollwert korrigiert. Die Rückkopplungsschleife wird verwendet, um die Ungenauigkeiten der Vorsteuerung (aufgrund von Herstellungsvariabilitäten, Abnutzung, usw.), welche eine Injektordrift verursachen, zu korrigieren. In an embodiment of the control device with pilot control, it can be particularly preferred that the algorithm has a feedback loop which, taking into account the pilot command for the needle position calculated by the precontrol and the at least one measured variable, calculates the needle position by means of the injector model and if necessary (in the presence of a Deviation) corrects the needle position setpoint calculated by the precontrol. The feedback loop is used to correct the inaccuracies of feedforward (due to manufacturing variability, wear, etc.) causing injector drift.
Bevorzugt weist der Algorithmus einen Beobachter auf, welcher unter Verwendung des Injektormodells die Nadelposition in Abhängigkeit der wenigstens einen Messgröße und des zumindest einen Aktuatoransteuersignals abschätzt. Eine tatsächliche Messung der Nadelposition ist daher für die Rückkopplungsschleife nicht erforderlich. Unabhängig davon, ob eine Rückkopplungsschleife vorgesehen ist, kann die vom Beobachter abgeschätzte Nadelposition in der Vorsteuerung verwendet werden um das Aktuatoransteuersignal zu verbessern. The algorithm preferably has an observer, who, using the injector model, estimates the needle position as a function of the at least one measured variable and the at least one actuator drive signal. Actual needle position measurement is therefore not required for the feedback loop. Regardless of whether a feedback loop is provided, the observer estimated needle position in the feedforward control can be used to enhance the actuator drive signal.
Verschiedene mögliche Ausbildungen des Beobachters sind dem Fachmann aus der Literatur bekannt (z. B. Luenberger-Beobachter, Kaiman-Filter, „Sliding Mode" Beobachter, usw.). Der Beobachter kann auch dazu dienen, mit Hilfe des Injektormodells den sich über die Lebensdauer des Injektors verändernden Zustand des Injektors (z. B. durch Alterung oder Verschleiß) für eine Verbesserung des Vorsteuersignals und/oder des Aktuatoransteuersignals zu berücksichtigen. Various possible embodiments of the observer are known to the person skilled in the literature (eg Luenberger observers, Kalman filters, "Sliding Mode" observers, etc.). The observer can also serve to take into account, with the aid of the injector model, the state of the injector that changes over the life of the injector (eg due to aging or wear) for an improvement of the pilot signal and / or of the actuator drive signal.
Grundsätzlich ist es möglich, das Aktuatoransteuersignal auf Basis des Nadelpositionssollwertes und auf Basis der vom Beobachter abgeschätzten Nadelposition zu berechnen. Man erhält so ein adaptives, vom Beobachter modifiziertes Vorsteuersignal. In diesem Fall ist die Regelung also nicht zweiteilig aufgebaut, mit einer Vorsteuerung und einer das Vorsteuersignal korrigierenden Rückkopplungsschleife. Basically, it is possible to calculate the actuator drive signal based on the needle position setpoint and based on the estimated needle position by the observer. This gives an adaptive, modified by the observer pilot signal. In this case, the control is therefore not constructed in two parts, with a feedforward control and a feedback control loop which corrects the precontrol signal.
Es kann vorgesehen sein, dass das Injektormodell wenigstens beinhaltet: It can be provided that the injector model at least includes:
- die Druckverläufe in mit dem flüssigen Kraftstoff gefüllten Volumina des Injektors - Massenflussraten zwischen den mit dem flüssigen Kraftstoff gefüllten Volumina des Injektors  the pressure courses in the volumes of the injector filled with the liquid fuel - mass flow rates between the volumes of the injector filled with the liquid fuel
- Dynamik des Aktuators der Nadel, vorzugsweise Dynamik eines Solenoidventils  Dynamics of the actuator of the needle, preferably dynamics of a solenoid valve
Der Injektor kann wenigstens aufweisen: The injector may have at least:
- eine mit einer Common-Rail der Brennkraftmaschine verbundene Eingangsspeicherkammer - An associated with a common rail of the internal combustion engine input storage chamber
- eine mit der Eingangsspeicherkammer verbundene Speicherkammer für flüssigen Kraftstoff  a liquid fuel storage chamber connected to the input storage chamber
- einem mit der Speicherkammer verbundenen Volumen über Nadelsitz  - A volume connected to the storage chamber via needle seat
- einem einerseits mit der Speicherkammer und andererseits mit einer Ablaufleitung verbundenen Verbindungsvolumen - An on the one hand with the storage chamber and on the other hand connected to a drain line connection volume
- eine durch eine Nadel verschließbare und mit dem Volumen über Nadelsitz verbundene Ausbringöffnung für flüssigen Kraftstoff  - A closed by a needle and connected to the volume via needle seat associated discharge opening for liquid fuel
- einen mittels des Aktuatoransteuersignals ansteuerbaren Aktuator, vorzugsweise Solenoidventil, zum Öffnen der Nadel  - An activatable by means of Aktuatoransteuersignals actuator, preferably solenoid valve, for opening the needle
- vorzugsweise einer einerseits mit der Speicherkammer und andererseits mit dem Verbindungsvolumen verbundenen Steuerkammer Die Nadel ist üblicherweise entgegen der Öffnungsrichtung durch eine Feder vorgespannt. - Preferably, on the one hand with the storage chamber and on the other hand connected to the connecting volume control chamber The needle is usually biased against the opening direction by a spring.
Es kann auch ein Injektor vorgesehen sein, der ohne Steuerkammer auskommt, beispielsweise ein Injektor, bei welchem die Nadel durch ein Piezoelement angesteuert wird. It can also be provided an injector, which manages without control chamber, for example an injector, in which the needle is driven by a piezoelectric element.
Die wenigstens eine Messgröße kann z.B. ausgewählt sein aus den folgenden Größen oder einer Kombination daraus: The at least one measurand may be e.g. be selected from the following sizes or a combination thereof:
- Druck in einer Common-Rail der Brennkraftmaschine - Pressure in a common rail of the internal combustion engine
- Druck in einer Eingangsspeicherkammer des Injektors  - Pressure in an input storage chamber of the injector
- Druck in einer Steuerkammer des Injektors  - Pressure in a control chamber of the injector
- Beginn des Abhebens der Nadel vom Nadelsitz Die Erfindung kann bevorzugt bei einer stationären Brennkraftmaschine, für Marineanwendungen oder mobile Anwendungen wie sogenannte„Non-Road-Mobile- Machinery" (NRMM) - vorzugsweise jeweils als Hubkolbenmaschine - eingesetzt werden. Die Brennkraftmaschine kann als mechanischer Antrieb dienen, z. B. zum Betreiben von Verdichteranlagen oder mit einem Generator zu einem Gensets zur Erzeugung elektrischer Energie gekoppelt sein. Die Brennkraftmaschine weist bevorzugt eine Vielzahl von Brennräumen mit entsprechender Gaszuführvorrichtungen und Injektoren auf. Die Regelung kann individuell für jeden Brennraum erfolgen.  The invention may preferably be used in a stationary internal combustion engine, for marine applications or mobile applications such as so-called "Non-Road Mobile Machinery" (NRMM), preferably in each case as a reciprocating piston engine The internal combustion engine preferably has a multiplicity of combustion chambers with corresponding gas supply devices and injectors The regulation can be carried out individually for each combustion chamber, for example for the operation of compressor systems or with a generator.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention will be explained with reference to FIGS. Show it:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen RegelschemasFig. 1 shows a first embodiment of the control scheme according to the invention
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen RegelschemasFig. 2 shows a second embodiment of the control scheme according to the invention
Fig. 3 ein erstes Beispiel eines schematisch dargestellten Injektors 3 shows a first example of a schematically illustrated injector
Fig. 4 ein zweites Beispiel eines schematisch dargestellten Injektors  4 shows a second example of a schematically illustrated injector
Fig. 1 : Ziel der Injektorregelung ist in diesem Ausführungsbeispiel die Regelung der Position z der Nadel 6 des Injektors auch für den ballistischen Bereich auf einen Nadelpositionssollwert hin, indem die Dauer At der Betätigung eines Aktuators der Fig. 1: The aim of the injector control is in this embodiment, the regulation of the position z of the needle 6 of the injector also for the ballistic range to a needle position setpoint out by the duration At the actuation of an actuator of the
Nadel während eines Einspritzvorganges für den flüssigen Kraftstoff sozusagen in Echtzeit geregelt wird. Die Regelstrategie erfolgt durch  Needle during an injection process for the liquid fuel, so to speak in real time is regulated. The rule strategy is done by
- eine Vorsteuerung (FF), welche aus einem gewünschten Nadelpositionssollwert ein Vorsteuersignal (im Folgenden auch als „Steuerbefehl" bezeichnet) für die - A feedforward control (FF), which from a desired needle position setpoint, a pilot signal (hereinafter also referred to as "control command") for the
Dauer At der Betätigung des Aktuators der Nadel berechnet und  Duration At the actuation of the actuator the needle is calculated and
- eine Rückkopplungsschleife (FB), welche unter Verwendung eines Beobachters 7 („State Estimator") unter Berücksichtigung des von der Vorsteuerung berechneten a feedback loop (FB), which is calculated using an observer 7 ("State Estimator"), taking into account the precontrol calculated by
Steuerbefehls für die Dauer At der Betätigung des Aktuators der Nadel und wenigstens einer Messgröße y (z. B. einer der im Injektor auftretenden Druckverläufe PIA , PCC , PJC , PAC , PSA oder der Beginn des Abhebens der Nadel vom Nadelsitz) mittels eines Injektormodells die Position z der Nadel schätzt und ggf. den von der Vorsteuerung berechneten Sollwert Δtff für die Einspritzdauer mittels eines Korrekturwerts Δtfb auf die tatsächliche Dauer des Aktuatoransteuersignals At für die Nadel korrigiert. Control command for the duration At the actuation of the actuator of the needle and at least one measured variable y (eg one of the occurring in the injector pressure gradients PIA, PCC, PJC, PAC, PSA or the beginning of lifting the needle from the needle seat) by means of an injector model Estimate the position z of the needle and, if necessary, correct the setpoint value Δt ff calculated by the pre-control for the injection duration by means of a correction value Δt fb to the actual duration of the actuator drive signal At for the needle.
Die Vorsteuerung stellt eine schnelle Systemantwort sicher, da sie den Aktuator der Nadel 6 mit einer Dauer Δtff ansteuert, als ob keine Injektorvariabilität existieren würde. Die Vorsteuerung verwendet ein kalibriertes Injektorkennfeld (welches Bestromungsdauer über Einspritzmasse oder -volumen angibt) oder das invertierte Injektormodell um den Nadelpositionssollwert zref in den Vorsteuerbefehl für die Dauer At der Betätigung des Aktuators der Nadel umzuwandeln. The pilot control ensures a fast system response, since it drives the actuator of the needle 6 with a duration Δt ff , as if there were no injector variability. The feedforward controller uses a calibrated injector map (which indicates energization duration via injection mass or volume) or the inverted injector model to convert the needle position command value z ref to the pilot command for the duration At of the actuation of the actuator of the needle.
Die Rückkopplungsschleife (FB) wird verwendet, um die Ungenauigkeiten der Vorsteuerung (aufgrund von Herstellungsvariabilitäten, Abnutzung, usw.) zu korrigieren, welche eine Injektordrift verursachen. Die Rückkopplungsschleife vergleicht den Nadelpositionssollwert zref mit der abgeschätzten Position der Nadel und gibt als Rückkopplung einen Korrektursteuerbefehl Δtff (welcher negativ sein kann) für die Dauer der Betätigung des Aktuators der Nadel ab, falls es eine Diskrepanz zwischen zref und z gibt. Die Addition von Δtff und Δtfb ergibt die schlussendliche Dauer At der Betätigung des Aktuators der Nadel. Der Beobachter schätzt die Position der Nadel z in Abhängigkeit der wenigsten einen Messgröße y und der schlussendlichen Dauer At der Betätigung des Aktuators der Nadel 6 ab. Die wenigstens eine Messgröße kann sich z.B. beziehen auf: common rail Druck pCR, Druck in der Eingangsspeicherkammer pIA, Druck in der Steuerkammer pcc und Beginn des Abhebens der Nadel vom Nadelsitz . Der Beobachter verwendet ein reduziertes Injektormodell um die Position z der Nadel 6 abzuschätzen. The feedback loop (FB) is used to correct the inaccuracies of feedforward (due to manufacturing variability, wear, etc.) that cause injector drift. The feedback loop compares the needle position setpoint z ref with the estimated position of the needle and outputs as feedback a correction control command Δt ff (which may be negative) for the duration of actuation of the actuator of the needle if there is a discrepancy between z ref and z. The addition of Δt ff and Δt fb gives the final duration Δt of the actuation of the actuator of the needle. The observer estimates the position of the needle z as a function of at least one measured variable y and the final duration Δt of the actuation of the actuator of the needle 6. The at least one measured variable can relate, for example, to: common rail pressure p CR , pressure in the input storage chamber p IA , pressure in the control chamber p cc and start of lifting the needle from the needle seat. The observer uses a reduced injector model to estimate the position z of the needle 6.
Fig. 2: Fig. 2:
Diese Figur zeigt eine einteilige aufgebaute Regelung, bei welcher das Aktuatoransteuersignal At auf Basis des Nadelpositionsollwertes zref und auf Basis der vom Beobachter abgeschätzten, im Vorsteuermodell benutzten Parameter Δparmod berechnet wird.. Man erhält so ein adaptives, vom Beobachter modifiziertes Vorsteuersignal. In diesem Fall ist die Regelung also nicht zweiteilig aufgebaut, mit einer Vorsteuerung und einer das Vorsteuersignal korrigierenden Rückkopplungsschleife. This figure shows a one-piece constructed control in which the Aktuatoransteuersignal At is calculated on the basis of the needle position setpoint z ref and on the basis of the observer estimated, used in the pilot model parameter .DELTA.mod mod .. This gives an adaptive, modified by the observer pilot signal. In this case, the control is therefore not constructed in two parts, with a feedforward control and a feedback control loop which corrects the precontrol signal.
Die Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines reduzierten Injektormodells. Das Injektormodell besteht aus einem Strukturmodell des Injektors und einem Gleichungssystem zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens des Strukturmodells. Das Strukturmodell besteht aus fünf modellierten Volumina: Eingangsspeicherkammer 1 , Speicherkammer 3, Steuerkammer 2, Volumen über Nadelsitz 4 und Verbindungsvolumen 5. 3 shows a block diagram of a reduced injector model. The injector model consists of a structural model of the injector and a system of equations describing the dynamic behavior of the structural model. The structural model consists of five modeled volumes: input storage chamber 1, storage chamber 3, control chamber 2, volume via needle seat 4 and connection volume 5.
Die Eingangsspeicherkammer 1 stellt die Zusammenfassung aller Volumina zwischen der Eingangsdrossel und dem Rückschlagventil dar. Die Speicherkammer 3 stellt die Zusammenfassung aller Volumina vom Rückschlagventil bis zum Volumen 4 oberhalb des Nadelsitzes dar. Das Volumen 4 über Nadelsitz stellt die Zusammenfassung aller Volumina zwischen dem Nadelsitz bis zur Ausbringöffnung des Injektors dar. Das Verbindungsvolumen 5 stellt die Zusammenfassung aller Volumina dar, welches die Volumina der Speicherkammer 3 und der Steuerkammer 2 mit dem Solenoidventil verbindet. Die Fig. 4 zeigt einen alternativ ausgebildeten Injektor, der ohne Steuerkammer 2 auskommt, beispielsweise ein Injektor, bei welchem die Nadel durch ein Piezoelement angesteuert wird. Das nachfolgende Gleichungssystem bezieht sich nicht auf die in Figur 4 gezeigte Ausführung. Die Formulierung eines entsprechenden Gleichungssystems kann analog zu dem nachstehend gezeigten Gleichungssystem erfolgen. The storage chamber 1 represents the summary of all volumes from the check valve to the volume 4 above the needle seat. The volume 4 above the needle seat represents the summary of all volumes between the needle seat to the The connection volume 5 represents the summary of all volumes, which connects the volumes of the storage chamber 3 and the control chamber 2 with the solenoid valve. FIG. 4 shows an alternatively designed injector which does not require a control chamber 2, for example an injector, in which the needle is actuated by a piezo element. The following equation system does not relate to the embodiment shown in FIG. The formulation of a corresponding equation system can be carried out analogously to the equation system shown below.
Das dynamische Verhalten des Strukturmodells wird durch folgende Gleichungssysteme beschrieben: The dynamic behavior of the structure model is described by the following equation systems:
Druckdynamik pressure dynamics
Die zeitliche Entwicklung des Druckes innerhalb jedes der Volumina wird auf Basis einer Kombination des Massenerhaltungssatzes und der Druck-Dichte-Charakteristik des flüssigen Kraftstoffes berechnet. Die zeitliche Entwicklung des Druckes ergibt sich aus:  The time evolution of the pressure within each of the volumes is calculated based on a combination of the mass conservation rate and the pressure-density characteristic of the liquid fuel. The temporal evolution of the pressure results from:
Verwendete Formelzeichen  Used formula symbols
Druck in der Eingangsspeicherkammer 1 in bar  Pressure in the input storage chamber 1 in bar
Druck in der Steuerkammer 2 in bar  Pressure in the control chamber 2 in bar
Druck im Verbindungsvolumen 5 in bar  Pressure in the connection volume 5 in bar
Druck in der Speicherkammer 3 in bar  Pressure in the storage chamber 3 in bar
Druck in der kleinen Speicherkammer 4 in bar  Pressure in the small storage chamber 4 in bar
Dieselmassendichte innerhalb der Eingangsspeicherkammer Diesel mass density within the input storage chamber
1 in kg/m3 1 in kg / m 3
Dieselmassendichte innerhalb der Steuerkammer 2 in kg/m3 Dieselmassendichte innerhalb des Verbindungsvolumens 5 Diesel mass density inside the control chamber 2 in kg / m 3 Diesel mass density within the connection volume 5
in kg/m3 in kg / m 3
Dieselmassendichte innerhalb der Speicherkammer 3 in kg/m3 Diesel mass density within the storage chamber 3 in kg / m 3
Dieselmassendichte innerhalb der kleinen Speicherkammer 4  Diesel mass density within the small storage chamber 4
in kg/m3 in kg / m 3
Kompressionsmodul des Dieseltreibstoffs in bar Compression module of the diesel fuel in bar
Nadeldynamik  needle dynamics
Die Nadelposition wird anhand der folgenden Bewegungsgleichung berechnet: The needle position is calculated using the following equation of motion:
Verwendete Formelzeichen:  Used formula characters:
Nadelposition in Metern (m)  Needle position in meters (m)
Maximale Auslenkung der Nadel 6 in m  Maximum deflection of the needle 6 in m
Federsteifigkeit in N/m  Spring stiffness in N / m
Federdämpfungskoeffizient in N.s/m  Spring damping coefficient in N.s / m
Federvorspannung in N  Spring preload in N
Hydraulische Wirkfläche in der Speicherkammer 3 in m2 Hydraulische Wirkfläche in der kleinen Speicherkammer 4 in m2 Hydraulic effective area in the storage chamber 3 in m 2 Hydraulic effective area in the small storage chamber 4 in m 2
Hydraulische Wirkfläche in der Steuerkammer 2 in m2 Hydraulic effective area in the control chamber 2 in m 2
Dynamik des Solenoidventils Dynamics of the solenoid valve
Das Solenoidventil wird durch eine Transferfunktion erster Ordnung modelliert, welche den Ventilöffnungsbefehl in eine Ventilposition umwandelt. Diese ist gegeben durch:  The solenoid valve is modeled by a first order transfer function that converts the valve opening command to a valve position. This is given by:
Das transiente Systemverhalten wird durch die Zeitkonstante charakterisiert und die Position der Nadel 6 bei der maximalen Ventil Öffnung ist durch gegeben. Statt The transient system behavior is determined by the time constant characterized and the position of the needle 6 at the maximum valve opening is given by. Instead of
einem Solenoidventil ist auch eine piezoelektrische Betätigung möglich.  A solenoid valve also allows piezoelectric actuation.
Massenflussraten Mass flow rates
Die Massenflussrate durch jedes Ventil wird aus der Standarddrosselgleichung für Flüssigkeiten berechnet, welche lautet:  The mass flow rate through each valve is calculated from the standard throttling equation for liquids, which reads:
Verwendete Formelzeichen: Used formula characters:
Massenflussdichte über die Eingangsdrossel in kg/s  Mass flux density via the input choke in kg / s
Massenflussrate über das Bypassventil zwischen  Mass flow rate via the bypass valve between
Speicherkammer 3 und Verbindungsvolumen 5 in kg/s  Storage chamber 3 and connection volume 5 in kg / s
Massenflussrate über das Speiseventil beim Einlass der Mass flow rate via the feed valve at the inlet of the
Steuerkammer 2 in kg/s Control chamber 2 in kg / s
Massenflussrate über das Auslassventil der Steuerkammer 2 in kg/s Mass flow rate via the outlet valve of the control chamber 2 in kg / s
Massenflussrate über das Solenoidventil in kg/s Mass flow rate via the solenoid valve in kg / s
Massenflussrate über den Einlass der Speicherkammer 3 in kg/s  Mass flow rate over the inlet of the storage chamber 3 in kg / s
Massenflussrate über den Nadelsitz in kg/s  Mass flow rate over the needle seat in kg / s
Massenflussrate über die Injektordüse in kg/s Mass flow rate via the injector nozzle in kg / s
Auf Basis des oben formulierten Injektormodells erhält der Fachmann mittels des Beobachters in an sich bekannter Weise (siehe z. B. Isermann, Rolf, „Digitale Regelsysteme", Springer Verlag Heidelberg 1977, Kapital 22.3.2, Seite 379 ff. oder F. Castillo et al., „Simultaneous Air Fraction and Low-Pressure EGR Mass Flow Rate Estimation for Diesel Engines", IFAC Joint Conference SSSC - 5th Symposium on System Structure and Control, Grenoble, France 2013) den abgeschätzten Wert für die Position der Nadel z .  On the basis of the injector model formulated above, the person skilled in the art obtains by means of the observer in a manner known per se (see, for example, Isermann, Rolf, "Digital Control Systems", Springer Verlag Heidelberg 1977, Chapter 22.3.2, page 379 ff., Or F. Castillo et al., "Simultaneous Air Fraction and Low-Pressure EGR Mass Flow Rate Estimation for Diesel Engines", IFAC Joint Conference SSSC - 5th Symposium on System Structure and Control, Grenoble, France 2013) estimates the estimated position of the needle z.
Unter Verwendung obiger Gleichungssysteme konstruiert man die sogenannten Beobachtergleichungen („observer equations"), vorzugsweise unter Verwendung eines an sich bekannten Beobachters vom„sliding mode observer" -Typ, indem man zu den Gleichungen des Injektormodells das sogenannte Beobachtergesetz („observer law") hinzufügt. Bei einem „sliding mode" Beobachter erhält man das Beobachtergesetz durch Berechnung einer Hyperfläche („hypersurface") aus dem wenigstens einen Messsignal und jenem Wert, der sich aus den Beobachtergleichungen ergibt. Durch Quadrierung der Gleichung der Hyperfläche erhält man eine verallgemeinerte Ljapunovgleichung (verallgemeinerte Energiegleichung). Dabei handelt es sich um eine Funktionalgleichung. Das Beobachtergesetz ist jene Funktion, welche die Funktionalgleichung minimiert. Diese kann durch die an sich bekannten Variationstechniken oder numerisch bestimmt werden. Dieser Vorgang wird innerhalb eines Verbrennungszyklus für jeden Zeitschritt (abhängig von der zeitlichen Auflösung der Regelung) durchgeführt. Using the above systems of equations one constructs the so-called observer equations, preferably using a per se known observer of the "sliding mode observer" type, by adding to the equations of the injector model the so-called observer law In a "sliding mode" observer, one obtains the observer law by calculating a hypersurface from the at least one measurement signal and the value resulting from the observer equations by squaring the hypersurface equation to obtain a generalized Ljapunov equation (generalized The observer law is that function which minimizes the functional equation, which can be determined by the well-known variation techniques or numerically, which is done within a combustion cycle for each time step (depending on the time resolution of the regulation).
Das Ergebnis ist je nach Anwendung die abgeschätzte eingespritzte Masse flüssigem Kraftstoff, die Position der Nadel 6 oder einer der Drücke in einem Volumina des Injektors. The result, depending on the application, is the estimated injected mass of liquid fuel, the position of the needle 6, or one of the pressures in a volume of the injector.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, mit: 1 . Dual fuel internal combustion engine, with:
- einer Regeleinrichtung  - a control device
- wenigstens einem Brennraum  - at least one combustion chamber
- wenigstens einer Gaszuführvorrichtung zur Zufuhr eines gasförmigen Kraftstoffes zu dem wenigstens einen Brennraum und  - At least one Gaszuführvorrichtung for supplying a gaseous fuel to the at least one combustion chamber and
- wenigstens einem durch die Regeleinrichtung über ein Aktuatoransteuersignal regelbaren Injektor zur Einspritzung von flüssigem Kraftstoff in den wenigstens einen Brennraum, wobei der wenigstens eine Injektor eine durch eine Nadel (6) verschließbare Ausbringöffnung für den flüssigen Kraftstoff verfügt, und wobei die Regeleinrichtung in einem Pilotbetriebsmodus der Brennkraftmaschine über das Aktuatoransteuersignal ein Öffnen der Nadel im ballistischen Bereich der Nadel regelt  at least one injector for injecting liquid fuel into the at least one combustion chamber controllable by the control device via an actuator drive signal, the at least one injector having a liquid fuel discharge opening closable by a needle (6), and wherein the control device is in a pilot operating mode Internal combustion engine via the Aktuatoransteuersignal an opening of the needle in the ballistic range of the needle regulates
dadurch gekennzeichnet, dass in der Regeleinrichtung ein Algorithmus abgelegt ist, welcher als Eingangsgrößen zumindest das Aktuatoransteuersignal erhält und über ein Injektormodell eine Position der Nadel (6) berechnet characterized in that in the control device, an algorithm is stored, which receives at least the Aktuatoransteuersignal as input variables and calculates a position of the needle (6) via an injector model
und die mittels des Injektormodells berechnete Position der Nadel mit einem Nadelpositionssollwert vergleicht und in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleiches das Aktuatoransteuersignal gleich lässt oder korrigiert. and the position of the needle calculated by the injector model with a needle position setpoint compares and, depending on the result of the comparison, the actuator drive signal equal to or corrected.
2. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , wobei der Algorithmus eine Vorsteuerung (FF) aufweist, welche aus dem Nadelpositionssollwert ein 2. Dual-fuel internal combustion engine according to claim 1, wherein the algorithm comprises a feedforward control (FF), which from the needle position setpoint a
Vorsteuersignal für das Aktuatoransteuersignal berechnet. Pre-control signal for the Aktuatoransteuersignal calculated.
3. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Sensor vorgesehen ist, durch welchen wenigstens eine Messgröße (y) des wenigstens einen Injektors messbar ist, wobei der Sensor in Signalverbindung mit der Regeleinrichtung steht oder bringbar ist. 3. dual-fuel internal combustion engine according to at least one of the preceding claims, wherein at least one sensor is provided, through which at least one measured variable (y) of the at least one injector is measurable, wherein the sensor is in signal communication with the control device or can be brought.
4. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, wobei der Algorithmus eine Rückkopplungsschleife (FB), welche unter Berücksichtigung des von der Vorsteuerung berechneten Steuerbefehls (Δt) für die Position der Nadel (6) und der wenigstens einen Messgröße (y) mittels des Injektormodells die Nadelposition berechnet und ggf. das von der Vorsteuerung berechnete Aktuatoransteuersignal (Δt) korrigiert. 4. Dual-fuel internal combustion engine according to claim 3, wherein the algorithm is a feedback loop (FB), which taking into account of the Precontrol calculated control command (.DELTA.t) for the position of the needle (6) and the at least one measured variable (y) by means of the injector model calculates the needle position and possibly corrects the Aktuatoransteuersignal (.DELTA.t) calculated by the pilot control.
5. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Algorithmus einen Beobachter aufweist, welcher unter Verwendung des Injektormodells und unter Berücksichtigung des Aktuatoransteuersignals (Δt) und der wenigstens einen Messgröße (y) die Nadelposition (z) abschätzt. 5. Dual-fuel internal combustion engine according to at least one of the preceding claims, wherein the algorithm comprises an observer, which estimates the needle position (z) using the injector model and taking into account the Aktuatoransteuersignals (.DELTA.t) and the at least one measured variable (y).
6. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Injektormodell wenigstens beinhaltet: 6. Dual-fuel internal combustion engine according to at least one of the preceding claims, wherein the injector model at least includes:
- die Druckverläufe in mit dem flüssigen Kraftstoff gefüllten - The pressure curves in filled with the liquid fuel
Volumina des Injektors  Volumes of the injector
- Massenflussraten zwischen den mit dem flüssigen Kraftstoff gefüllten Volumina des Injektors - Mass flow rates between the volumes of the injector filled with the liquid fuel
- Dynamik des Aktuators der Nadel, vorzugsweise Dynamik eines Solenoidventils  Dynamics of the actuator of the needle, preferably dynamics of a solenoid valve
7. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Injektor wenigstens aufweist: 7. Dual-fuel internal combustion engine according to at least one of the preceding claims, wherein the injector comprises at least:
- eine mit einer Common-Rail der Brennkraftmaschine verbundene Eingangsspeicherkammer (1 )  - An input storage chamber (1) connected to a common rail of the internal combustion engine
- eine mit der Eingangsspeicherkammer (1 ) verbundene Speicherkammer (3) für flüssigen Kraftstoff  - A liquid fuel storage chamber (3) connected to the input storage chamber (1)
- einem mit der Speicherkammer (3) verbundenen Volumen (4) über Nadelsitz - One connected to the storage chamber (3) volume (4) via needle seat
- einem einerseits mit der Speicherkammer (3) und andererseits mit einer Ablaufleitung verbundenen Verbindungsvolumen (5) a connecting volume (5) connected on the one hand to the storage chamber (3) and on the other hand to a discharge line
- eine durch die Nadel (6) verschließbare und mit dem Volumen (4) über Nadelsitz verbundene Ausbringöffnung für flüssigen Kraftstoff  - A closed by the needle (6) and with the volume (4) via needle seat associated discharge opening for liquid fuel
- einen mittels des Aktuatoransteuersignals ansteuerbaren Aktuator, vorzugsweise Solenoidventil, zum Öffnen der Nadel (6) - vorzugsweise einer einerseits mit der Speicherkammer (3) und andererseits mit dem Verbindungsvolumen (5) verbundenen Steuerkammer (2) an actuator which can be actuated by means of the actuator drive signal, preferably a solenoid valve, for opening the needle (6) preferably a control chamber (2) connected on the one hand to the storage chamber (3) and on the other hand to the connecting volume (5)
8. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Messgröße ausgewählt ist aus den folgenden Größen oder einer Kombination daraus: 8. Dual-fuel internal combustion engine according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one measured variable is selected from the following variables or a combination thereof:
- Druck in einer Common-Rail der Brennkraftmaschine - Pressure in a common rail of the internal combustion engine
- Druck in einer Eingangsspeicherkammer (1 ) des Injektors  - Pressure in an input storage chamber (1) of the injector
- Druck in einer Steuerkammer (2) des Injektors  - Pressure in a control chamber (2) of the injector
- Beginn des Abhebens der Nadel (6) vom Nadelsitz  - Beginning of lifting the needle (6) from the needle seat
9. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Regeleinrichtung dazu ausgebildet ist, den Algorithmus während jedes Verbrennungszyklus oder ausgewählter Verbrennungszyklen der Brennkraftmaschine auszuführen und bei Abweichungen das Aktuatoransteuersignal (Δt) während dieses Verbrennungszyklus zu korrigieren. 9. A dual-fuel internal combustion engine according to at least one of the preceding claims, wherein the control device is adapted to execute the algorithm during each combustion cycle or selected combustion cycles of the internal combustion engine and to correct the Aktuatoransteuersignal (At) during this combustion cycle in case of deviations.
10. Verfahren zum Betreiben einer Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei einem Brennraum der Brennkraftmaschine flüssiger Kraftstoff zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nadelposition einer Nadel eines Injektors für den flüssigen Kraftstoff in Abhängigkeit von einem Aktuatoransteuersignal (Δt) eines Aktuators des Injektors für den flüssigen Kraftstoff unter Verwendung eines Injektormodells berechnet wird und das Aktuatoransteuersignal (Δt) bei Abweichungen zwischen einem Nadelpositionssollwert und der berechneten Position korrigiert wird, wobei das 10. A method for operating a dual-fuel internal combustion engine, in particular a dual-fuel internal combustion engine according to at least one of the preceding claims, wherein a combustion chamber of the internal combustion engine liquid fuel is supplied, characterized in that a needle position of a needle of an injector for the liquid fuel is calculated in response to an actuator drive signal (At) of an actuator of the liquid fuel injector using an injector model, and the actuator drive signal (At) is corrected in case of deviations between a needle position command value and the calculated position;
Verfahren während jedes Verbrennungszyklus oder ausgewählter Verbrennungszyklen der Brennkraftmaschine ausgeführt wird und eine allfällige Korrektur des Aktuatoransteuersignals (Δt) während dieses Verbrennungszyklus erfolgt.  Method is performed during each combustion cycle or selected combustion cycles of the internal combustion engine and a possible correction of the Aktuatoransteuersignals (.DELTA.t) takes place during this combustion cycle.
1 1 . Verfahren zum Betreiben eines Injektors, mit welchem Injektor einem Brennraum einer Brennkraftmaschine flüssiger Kraftstoff zugeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nadelposition einer Nadel eines Injektors für den flüssigen Kraftstoff in Abhängigkeit von einem Aktuatoransteuersignal (Δt) eines Aktuators des Injektors für den flüssigen Kraftstoff unter Verwendung eines Injektormodells berechnet wird und das Aktuatoransteuersignal (Δt) bei Abweichungen zwischen einem Nadelpositionssollwert (/ef) und der berechneten Position korrigiert wird. 1 1. Method for operating an injector, with which injector liquid fuel can be supplied to a combustion chamber of an internal combustion engine, characterized characterized in that a needle position of a needle of a liquid fuel injector is calculated in response to an actuator drive signal (Δt) of an actuator of the liquid fuel injector using an injector model and the actuator drive signal (Δt) in case of deviations between a needle position target value (/ ef ) and the calculated position is corrected.
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