WO2009033950A2 - Verfahren zum regeln eines verbrennungsvorganges und steuergerät - Google Patents

Verfahren zum regeln eines verbrennungsvorganges und steuergerät Download PDF

Info

Publication number
WO2009033950A2
WO2009033950A2 PCT/EP2008/061189 EP2008061189W WO2009033950A2 WO 2009033950 A2 WO2009033950 A2 WO 2009033950A2 EP 2008061189 W EP2008061189 W EP 2008061189W WO 2009033950 A2 WO2009033950 A2 WO 2009033950A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
injection
exhaust gas
combustion
value
gas recirculation
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/061189
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2009033950A3 (de
Inventor
Frank Weiss
Hong Zhang
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Priority to CN200880106017.8A priority Critical patent/CN101796283B/zh
Priority to US12/676,077 priority patent/US8627808B2/en
Publication of WO2009033950A2 publication Critical patent/WO2009033950A2/de
Publication of WO2009033950A3 publication Critical patent/WO2009033950A3/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/141—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a feed-forward control element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1415—Controller structures or design using a state feedback or a state space representation
    • F02D2041/1416—Observer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2441—Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
    • F02D41/2448—Prohibition of learning
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a combustion process of an internal combustion engine and a STEU ⁇ ercuit.
  • the device has an internal ⁇ combustion engine having a throttle valve in an intake tract and an exhaust gas recirculation valve in an exhaust gas recirculation on, in which a first pilot control device is provided whose control variable is the exhaust gas recirculation rate, and as
  • Actuator is associated with the exhaust gas recirculation valve.
  • a first controller is provided, the controlled variable is the exhaust gas recirculation rate, and as the actuator, the exhaust gas recirculation valve is assigned.
  • Piston of an internal combustion engine at charge exchange is given a predetermined first fuel mass in the combustion chamber of jewei ⁇ ligen cylinder. While the intermediate compression keluzes measured values of pressure are detected in the combustion chamber by means of ei ⁇ nes cylinder pressure sensor within a predetermined first Kurbelwellenwin-. A measure of a imple ⁇ utilization factor of the first fuel mass is determined depending on the detected measured values of the pressure and reference values of the pressure, which are characteristic of the corresponding pressure variation in the combustion chamber, when no fuel is zugemes ⁇ sen. It is an object of the invention to provide a method for controlling a combustion process and a controller for performing provide the method, whereby a more precise Rege ⁇ lung, in particular the exhaust gas recirculation is achieved.
  • the object of the invention is achieved by the method according to claim 1 and by the control device according to claim 11.
  • An advantage of the method is that to control the combustion process, the injection is changed to move the combustion toward the setpoint, wherein a portion of the change in the injection is converted into an adaptation value for the control of the exhaust gas recirculation to combustion in To move direction to the setpoint.
  • a control method with a proportional part and / or with an integrating component used with the result of comparison between the desired value and the actual value of the time of combustion is used to the proportio ⁇ dimensional content and / or to correct the integrating portion.
  • At least a portion of the integrating portion and / or a portion of the proportionate ⁇ len portion of the control method for the injection in an adaptation value for the regulation of the exhaust gas recirculation over ⁇ leads to the combustion in the direction of the target value to ⁇ be ,
  • the corresponding integrating share and / or the proportional portion of the control method for the injection is adjusted accordingly. In this way a opti ⁇ -optimized adaptation of the Abgasr ⁇ ckf ⁇ hrung for controlling the timing of combustion is possible.
  • an adaptive value of an opening area of an exhaust gas recirculation valve is used as an adaptation value for regulating the exhaust gas recirculation.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine with a control device
  • FIG. 2 shows a block diagram of the control device.
  • Fig. 1 shows an internal combustion engine having an intake manifold 1 having a throttle 10 and an engine block 2, which we ⁇ iquess comprises a cylinder 20 and a crankshaft 23.
  • Em piston 21 and a connecting rod 22 are associated with the cylinder 20.
  • the connecting rod 22 is connected to the piston 21 and to the crankshaft 23.
  • a cylinder head 3 is provided in which a valve drive is arranged with at least one inlet valve 30, one outlet valve 31 and one valve drive 32a assigned to the outlet valve 30 and one valve outlet 32b associated with the outlet valve 31.
  • the valve drives 32a, 32b each comprise a camshaft, not shown, with a transmission device which transmits the cam lift to the inlet valve 30 and the outlet valve 31, respectively.
  • one electromag ⁇ netic actuator can be provided, which controls the valve lift of the inlet and outlet valves 30, 31, respectively.
  • an injection valve 33 and a spark plug 34 are inserted. Depending on the selected Ausure ⁇ tion form can be dispensed with the spark plug 34.
  • the injection valve 33 is arranged so that the fuel is di- is injected directly into the interior of the cylinder 20. However, the injection valve 33 can also be arranged so that the fuel is injected into the intake tract 1.
  • the internal combustion engine can also be designed as a self-igniting internal combustion engine.
  • the internal combustion engine comprises an exhaust gas tract wei ⁇ terhin 4, in which a catalyst 40 is disposed.
  • the internal combustion engine has a Abgasr ⁇ ckf ⁇ hrein- ⁇ chtung 5 with an exhaust gas recirculation pipe 50, which is guided from the exhaust tract 4 to the intake manifold 1. In the exhaust gas recirculation pipe 50, an exhaust gas recirculation valve 51 is arranged.
  • Exhaust gas recirculation valve 51 is designed as a lift valve. However, it may for example be designed as a flap. Furthermore, a control unit 6 for the internal combustion engine is provided, to which sensors are assigned which detect different measured variables and in each case determine the measured value of the measured variable. The controller 6 determined depending on at least one measuring ⁇ size one or more control signals, each controlling a Stellge ⁇ advises.
  • the sensors may be in the form of a pedal position sensor 71 that detects a pedal position PV of the accelerator pedal 7, in the form of a throttle position sensor 11, the degree detects an opening ⁇ THR of the throttle valve 10, in the form of an air mass senmessers 12 which detects a mass air flow MAF and / or in the form of a Saugrohrchristsensors 13, which detects a suction ⁇ pressure MAP, in the form of a temperature sensor 14 which detects an intake air temperature TAL, in the form of a speed sensor 24, which he reveals a rotational speed N of the crankshaft 23, in the form of an oxygen probe 41, which detects the residual oxygen content of the exhaust gas and associates it with an air ratio LAM and in the form of a position sensor 52 which detects the opening degree EGRV_AV of the exhaust gas recirculation valve 51.
  • a structure-borne sound sensor 60 is provided, which is also connected to the control unit 6.
  • a cylinder pressure sensor 61 may also be provided which directly detects the pressure curve in the cylinder and thus can determine a center of gravity of the combustion.
  • Operating variables include the measured variables as well as quantities derived from them.
  • the control units each comprise a Stel ⁇ lantrieb and an actuator.
  • the actuator is an elekt ⁇ romotorischer drive, an electromagnetic drive or a mechanical drive.
  • the actuators are designed as throttle ⁇ flap 10, as an exhaust gas recirculation valve 51, as an injection valve 33, as a spark plug 34 or as an adjusting device for adjusting the valve lift of the intake or exhaust valves 30, 31.
  • the controller 6 is preferably embodied as an electronic Mo ⁇ gate control, where a plurality of control units may be present depending on the execution ⁇ shape, which are connected via data and control lines or, for example, via a bus system with each other.
  • the control unit 6 is used to control the internal combustion engine, in particular for controlling the injection of fuel into the internal combustion engine. Determining the amount of fuel and determining the injection timing to which the
  • Fuel is injected from the injector 33 into the cylinder ⁇ is determined by the control unit 6 a desired Torque ⁇ ment dependent on the accelerator pedal value PV and the rotational speed N.
  • a desired Torque ⁇ ment dependent on the accelerator pedal value PV and the rotational speed N.
  • the determination of the desired torque via a map that depends on the accelerator pedal value PV and the rotational speed N.
  • the map can also be supplemented by further drive variables, such as the intake air temperature, a cooling water ⁇ temperature or an oil temperature depend.
  • control unit 6 uses a second map to determine an exhaust gas recirculation rate setpoint, which also depends on the desired torque and speed.
  • the characteristic values of the second characteristic field can be optimized x emissions bezüg ⁇ Lich the efficiency of the internal combustion engine and with respect to the NO.
  • An internal combustion engine with gasoline direct injection is operated in predetermined operating ranges, for example in partial load, with an inhomogeneous, very lean air-fuel mixture and high exhaust gas recirculation rate (up to 50%).
  • control unit 6 may have an observer, who by physical modeling of the intake tract 1 and the Abgasschreib1700ein ⁇ chtung 5 an estimated value of gurge ⁇ led exhaust gas mass flow through the exhaust gas recirculation pipe 50, an estimated exhaust back pressure in the exhaust tract 4, an estimate of the ambient pressure and optionally an estimate of the Intake manifold pressure calculated.
  • the control unit 6 uses the structure-borne noise sensor 60 or the cylinder pressure sensor 61 to determine the point in time of the combustion or a focal point of the combustion.
  • the main focus of combustion can be set equal to, for example, with the time ⁇ point at which a maximum structure-borne noise is detected or a maximum pressure in the cylinder during egg There is a combustion cycle.
  • a correlating time offset between the center of gravity of the combustion and the center of gravity can also be taken into account. The correlative time offset can be determined using reference measurements.
  • an emission quantity correction value can be determined.
  • a controller can be provided examples of play, which has ⁇ example, a P, an I and / or a D-portion.
  • the injection amount correction value can also be determined depending on ei ⁇ nem map.
  • the Ermit ⁇ stuffs of the injection quantity correction value is preferably carried out based on the JE-wave current load point which can be predetermined, for example, by a desired torque.
  • an exhaust gas recirculation rate correction values and / or a Em- sp ⁇ tzbegmnwmkel correction value for correcting an em- sp ⁇ tzbegmnwmkels an injection can be determined in a corresponding manner, and as well as the injection quantity correction value in the memory of the control device 6 for the further operation of the internal combustion ⁇ be stored.
  • the ignition can also be corrected instead of the injection.
  • the exhaust gas recirculation rate, the injection quantity and the injection starting ⁇ be adapted in such a way that the focus of combustion is shifted towards a desired target time.
  • Em setpoint for the time of the combustion center of gravity and a measured time for the combustion center of gravity are supplied to a first comparison unit 100.
  • the Ver- Equation 100 reads the setpoint for the time of the combustion center of gravity from a map or the control unit 6 calculates the setpoint from operating conditions of the internal combustion engine and transmits the setpoint to theinkemheit 100.
  • the first comparison unit 100 ermit ⁇ telt the difference between the setpoint of the time of the combustion center and the measured time of the combustion centroid, and passes the difference to a controller 101.
  • the comparison unit 100 may be embodied as adding in a simple embodiment, said to be the target value of the timing of the combustion center ⁇ point having a positive value and the measured time of the combustion center of gravity with a negative value ad ⁇ diert. In this way, a difference value is calculated by simple means. Depending on the selected embodiment, the comparison unit 100 may also have a different mode of operation.
  • the controller 101 is formed for example as a proportional and tegralregler Germany, whose task is to determine a correction value for the injection, for example a Cor ⁇ rekturwert for the start of injection.
  • the proportional share takes into account the difference multiplied ⁇ graced with a fixed factor.
  • the integrating component sums up the differences of a fixed number of previous differences, which are individually weighted by factors or in total by factors.
  • the task of the regulator 101 is to minimize the input value supplied by the comparison unit 100.
  • the difference value is taken into account in the proportional component and in the integral component I of the controller 101 and from this a correction value for the injection is calculated.
  • formulas and / or characteristic maps are stored which, in addition to the correction value, also take into account operating parameters of the internal combustion engine.
  • the correction value can be, for example, the Fuel quantity, ie, for example, the duration of the injection, and influence the starting point of the injection.
  • the controller 6 controls the respective actuators to change the start of the injection and / or the duration of the injection. In this case, the injection valves are controlled in a manner ent ⁇ speaking manner by the control unit 6.
  • the controller 101 determines an adaptation value 58, which is fed to a second controller 102.
  • the adaptation value serves to at least part of the control intervention, i. H. of the correction value of the injection control, which is generated by the deviation from the combustion center, to be transferred to the control of exhaust gas recirculation.
  • the second regulator 102 is used to adapt the exhaust gas recirculation rate in the manner that a desired value for the exhaust gas recirculation ⁇ recirculation rate is maintained.
  • the second controller is used to DA, preciselyregeln least part of the deviation from the combustion ⁇ focus, so that the time of Burn ⁇ voltage centroid is approximated to the desired value of the moment of Burn ⁇ voltage gravity.
  • the adaptation value indicates whether the measured point in time of the combustion center of gravity is shifted in the direction of early or in the direction of late with respect to the target value of the combustion center of gravity.
  • the second Reg ⁇ ler 102 corrected depending on the adaptation value 58, the Ansteu ⁇ erumble for the exhaust gas recirculation valve 51.
  • the corrected An ⁇ control values are passed from the control unit 6 in a corresponding manner to the exhaust gas recirculation valve 51st
  • the second Reg ⁇ ler 102 obtains a measured From ⁇ gas return rate and as a second input value 56 a target ⁇ value for the exhaust gas recirculation rate as the first input value 55th
  • the desired value for the exhaust gas recirculation rate is stored, for example, in a characteristic field dependent on operating parameters of the internal combustion engine. From the comparison between the setpoint and the measured value for the exhaust gas recirculation rate, a correction value 57 is Control of the exhaust gas recirculation valve 51 in a calculation ⁇ unit 103 determined.
  • the correction value for controlling the exhaust gas recirculation valve 51 is used by the control unit 6 in order to correspondingly correct the activation of the exhaust gas recirculation valve 51.
  • the adaptation value 58 which is made available by the first controller 101, the second controller 102, is correspondingly taken into account in the calculation of the correction value .
  • the adaptation value can be taken into account, for example, at the desired value of the exhaust gas recirculation rate or at the measured exhaust gas recirculation rate in order to achieve a corresponding correction of the correction value.
  • the adaptation value is taken into account when taking into account a maximum valve cross-section of the exhaust gas recirculation valve 51.
  • the Adapti ⁇ onswert 58 is converted into a scaling unit 104 in a corresponding valve surface and an adder 105 supplied ⁇ leads.
  • the adder 105 receives as a further input value, a maximum valve cross-section of the return valve 51.
  • the adder 105 calculates from the maximum Ventilquer ⁇ cut and the adapted valve surface 63 a corrected maximum valve cross-section 64 and forwards it to the calculation unit 103 on.
  • the calculation unit 103 takes into account the measured exhaust gas recirculation rate and the corrected maximum valve cross section of the recirculation valve in the calculation of the correction value for the control of the recirculation valve in addition to the setpoint value for the exhaust gas recirculation rate.
  • corresponding to formulas and / or characteristic maps are stored, with which, because in the setpoint of the exhaust gas recirculation rate and the measured Abgasgurriosra ⁇ te and the corrected maximum valve cross-section and from ⁇ dependent on operating parameters of the internal combustion engine tes a correction value 57 for the actuation of the return valve 51 is calculated.
  • the mass flow is calculated using a physical model provided by the return valve 51 is returned from the exhaust tract in the intake.
  • the mass flow depends on the pressure in front and lead valve on the pressure after the return, and the maximum opening cross section of the rear ⁇ circulation valve.
  • the adaptation value provided by the controller 101 in the form of a corrected maximum valve cross-section is taken into account in the determination of the mass flow and thus in the control of the return valve.
  • the calculation unit 103 determines from a desired Mas ⁇ senstrom which is dependent on operating parameters of the internal combustion engine, a desired valve opening cross-section and ei ⁇ NEN opening angle of the valve. Now, if the maximum valve changing cross section of the recirculation valve, a size ⁇ rer opening angle of the valve must be controlled in order to obtain the same mass flow.
  • the corrected maximum Ventilquer- cut decreases, this leads to a greater opening of the recirculation valve 51.
  • the combustion ⁇ focus then shifted in the late direction, which would mean that the start of injection back toward the original value to be led.
  • the combustion center of gravity can be shifted, for example, by the fact that the exhaust gas recirculation valve 51 becomes coked and with this the actual, maximum valve cross section is reduced. Since this reduction is not detected by the calculation unit 103, the calculation unit 103 erroneously calculates an excessive mass flow of the exhaust gas recirculation valve, which however is not provided due to coking through the exhaust gas recirculation valve. So ⁇ reduces the actual exhaust gas recirculation rate against ⁇ over the calculated exhaust gas recirculation rate.
  • the time of the combustion center of gravity is at an earlier time position, ie measured at an earlier crankshaft angle than expected. This effect is corrected very quickly in the controller 101 by a later time of the start of the injection.
  • a part of the correction value of the first regulator 101 is reduced in the case of the first regulator 101 and passed on to the second regulator 102 in the form of the adaptation value.
  • the proportional part of the controller 101 and / or the integ ⁇ anti-cross portion of the controller 101 is reduced and transmitted in the form of the adaptation value to the second controller 102nd
  • only part of the integrating portion of the first regulator 101 is reduced and passed on to the second regulator 102 in the form of the adaptation value.
  • the adaptation value is converted by the scaling unit 104 into a corresponding cross-sectional area of the exhaust gas recirculation valve depending on stored scaling tables.
  • the maximum cross-sectional ⁇ area of the exhaust gas recirculation valve should be reduced to correct the coked exhaust gas recirculation valve.
  • the adaptation value is supplied from the integrated Skalierein ⁇ 104 in a valve cross-sectional area and converted to a negative value to the adder 105th
  • the reduced maximum valve cross-section leads in the calculation ⁇ unit 103 to a larger opening of the valve.
  • the center of gravity of combustion is then postponed, which causes the start of the injection to return to the original value.
  • the correction value of the first controller 101 in particular, the proportional part and / or the integral proportion of the first controller 101 should be from time to time, ie beispiels-, in defined time intervals are reduced and further gege ⁇ ben in the form of the adaptation value to the second controller 102 become.
  • the corrective ⁇ turwert of the first controller 101 in particular the integrated ⁇ the proportion of the first controller 101 is adapted and to the second controller 102, that is to say te to the control of the Abgasgurmaschinera- is passed is achieved.
  • one minute can be set as the time interval.
  • 10% of the P and / or the I component of the regulator 101 is reduced in terms of magnitude and passed as an adaptation value to the second controller 102.
  • control unit 6 monitors, for example by means of a level sensor in the tank, whether the tank for receiving fuel, with which the internal combustion engine is supplied with power, filled, d. H. was refueled. If this is the case, then, for example, for a specified period of operation of the internal combustion engine
  • the I Shares of the control method for the injection are changing faster than allowed with the specified threshold, it is assumed that the fuel quality ⁇ ty has changed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät und ein Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsvorganges in einer Brennkraftmaschine, wobei Kraftstoff zur Verbrennung in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei Abgas in einen Ansaugkanal zurückgeführt wird, wobei ein Zeitpunkt der Verbrennung erfasst wird, wobei der erfasste Zeitpunkt mit einem Sollwert verglichen wird, wobei abhängig vom Vergleichsergebnis die Einspritzung verändert wird, um die Verbrennung in Richtung auf den Sollwert zu bewegen, wobei ein Teil der Änderung der Einspritzung in einen Adaptionswert für die Regelung der Abgasrückführung überführt wird, um die Verbrennung in Richtung auf den Sollwert zu bewegen.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsvorganges und Steuer¬ gerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Verbrennungsvorganges einer Brennkraftmaschine und ein Steu¬ ergerät .
Aus DE 19727866 C2 ist eine Einrichtung zum Steuern einer
Brennkraftmaschine bekannt. Die Einrichtung weist eine Brenn¬ kraftmaschine mit einer Drosselklappe in einem Ansaugtrakt und mit einem Abgasrückführventil in einer Abgasrückführung auf, bei der eine erste Vorsteuereinrichtung vorgesehen ist, deren Steuergröße die Abgasrückführrate ist, und der als
Stellglied das Abgasrückführventil zugeordnet ist. Es ist ei¬ ne zweite Vorsteuereinrichtung vorgesehen, deren Steuergröße die Abgasrückführrate ist, und der als Stellglied der Dros¬ selklappe zugeordnet ist. Weiterhin ist ein erster Regler vorgesehen, dessen Regelgröße die Abgasrückführrate ist, und dem als Stellglied das Abgasrückführventil zugeordnet ist.
Aus DE 102005009104 B3 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine bekannt. Vor oder wäh- rend einer Zwischenkompression um den oberen Totpunkt eines
Kolbens einer Brennkraftmaschine bei Ladungswechsel wird eine vorgegebene erste Kraftstoffmasse in den Brennraum des jewei¬ ligen Zylinders zugemessen. Während der Zwischenkompression werden innerhalb eines vorgegebenen ersten Kurbelwellenwin- kelfensters Messwerte des Drucks in den Brennraum mittels ei¬ nes Zylinderdrucksensors erfasst. Ein Maß für einen Umset¬ zungsgrad der ersten Kraftstoffmasse wird abhängig von den erfassten Messwerten des Drucks und Referenzwerten des Drucks ermittelt, die charakteristisch sind für den entsprechenden Druckverlauf in dem Brennraum, wenn kein Kraftstoff zugemes¬ sen wird. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsvorganges und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, wobei eine präzisere Rege¬ lung, insbesondere der Abgasrückführung, erreicht wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch das Steuergerät gemäß Patentanspruch 11 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Em Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass zur Regelung des Verbrennungsvorganges die Einspritzung verändert wird, um die Verbrennung in Richtung auf den Sollwert zu bewegen, wobei ein Teil der Änderung der Einspritzung in einen Adaptionswert für die Regelung der Abgasrückführung überführt wird, um die Verbrennung in Richtung auf den Sollwert zu bewegen.
Auf diese Weise wird eine verbesserte Anpassung der Abgas¬ rückführung erreicht, um einen Zeitpunkt der Verbrennung der Brennkraftmaschine in Richtung auf einen Sollwert zu bewegen.
In einer Ausführungsform wird für die Regelung der Einspπt- zung ein Regelverfahren mit einem proportionalen Anteil und/oder mit einem integrierenden Anteil verwendet, wobei das Vergleichsergebnis zwischen dem Sollwert und dem Istwert des Zeitpunktes der Verbrennung verwendet wird, um den proportio¬ nalen Anteil und/oder den integrierenden Anteil zu korπgie- ren.
In einer weiteren Ausführungsform wird mindestens ein Teil des integrierenden Anteils und/oder ein Teil des proportiona¬ len Anteils des Regelverfahrens für die Einspritzung in einen Adaptionswert für die Regelung der Abgasrückführung über¬ führt, um die Verbrennung in Richtung auf den Sollwert zu be¬ wegen. Der entsprechende integrierende Anteil und/oder der proportionale Anteil des Regelverfahrens für die Einspritzung wird entsprechend angepasst. Auf diese Weise ist eine opti¬ mierte Anpassung der Abgasrύckfύhrung zur Regelung des Zeitpunktes der Verbrennung möglich.
In einer weiteren Ausführungsform wird als Adaptionswert für die Regelung der Abgasrύckfύhrung ein adaptiver Wert einer Öffnungsfläche eines Abgasrückführungsventils verwendet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter
Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung und Fig. 2 ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine, die einen Ansaugtrakt 1 mit einer Drosselklappe 10 und einen Motorblock 2, der we¬ nigstens einen Zylinder 20 und eine Kurbelwelle 23 aufweist. Em Kolben 21 und eine Pleuelstange 22 sind dem Zylinder 20 zugeordnet. Die Pleuelstange 22 ist mit dem Kolben 21 und mit der Kurbelwelle 23 verbunden. Weiterhin ist ein Zylinderkopf 3 vorgesehen, in dem ein Ventilantrieb mit mindestens einem Einlassventil 30, einem Auslassventil 31 und jeweils ein dem Emlassventil 30 zugeordneter Ventilantrieb 32a und ein dem Auslassventil 31 zugeordneter Ventilantrieb 32b angeordnet ist. Die Ventilantriebe 32a, 32b umfassen jeweils eine nicht dargestellte Nockenwelle mit einer Übertragungseinrichtung, die den Nockenhub auf das Einlassventil 30 bzw. das Auslass- ventil 31 überträgt. Alternativ kann auch je ein elektromag¬ netischer Aktor vorgesehen sein, der den Ventilhubverlauf des Ein- bzw. Auslassventils 30, 31 steuert.
In dem Zylinderkopf 3 ist ein Einspritzventil 33 und eine Zündkerze 34 eingebracht. Abhängig von der gewählten Ausfüh¬ rungsform kann auf die Zündkerze 34 verzichtet werden. Das Einspritzventil 33 ist so angeordnet, dass der Kraftstoff di- rekt in den Innenraum des Zylinders 20 eingespritzt wird. Das Einspritzventil 33 kann aber auch so angeordnet sein, dass der Kraftstoff in den Ansaugtrakt 1 eingespritzt wird. Die Brennkraftmaschine kann auch als selbstzündende Brennkraftma- schine ausgebildet sein. Die Brennkraftmaschine umfasst wei¬ terhin einen Abgastrakt 4, in dem ein Katalysator 40 angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine hat eine Abgasrύckfύhrein- πchtung 5 mit einem Abgasrückführrohr 50, das von dem Abgastrakt 4 zu dem Ansaugtrakt 1 geführt ist. In dem Abgasrück- führrohr 50 ist ein Abgasrückführventil 51 angeordnet. Das
Abgasrückführventil 51 ist als Hubventil ausgebildet. Es kann jedoch beispielsweise als Klappe ausgebildet sein. Weiterhin ist ein Steuergerät 6 für die Brennkraftmaschine vorgesehen, dem Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen er- fassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Das Steuergerät 6 ermittelt abhängig von mindestens einer Mess¬ größe ein oder mehrere Stellsignale, die jeweils ein Stellge¬ rät steuern.
Die Sensoren können in Form eines Pedalstellungsgebers 71, der eine Pedalstellung PV des Fahrpedals 7 erfasst, in Form eines Drosselklappenstellungsgebers 11, der einen Öffnungs¬ grad THR der Drosselklappe 10 erfasst, in Form eines Luftmas¬ senmessers 12, der einen Luftmassenstrom MAF erfasst und/oder in Form eines Saugrohrdrucksensors 13, der einen Saugrohr¬ druck MAP erfasst, in Form eines Temperatursensors 14, der eine Ansauglufttemperatur TAL erfasst, in Form eines Drehzahlgebers 24, der eine Drehzahl N der Kurbelwelle 23 er¬ fasst, in Form einer Sauerstoffsonde 41, die den Restsauer- stoffgehalt des Abgases erfasst und die diesem eine Luftzahl LAM zuordnet und in Form eines Stellungsgebers 52, der den Öffnungsgrad EGRV_AV des Abgasrückführventils 51 erfasst, ausgebildet sein. Weiterhin ist ein Körperschallsensor 60 vorgesehen, der ebenfalls mit dem Steuergerät 6 verbunden ist. Anstelle des Körperschallsensors 60 oder zusätzlich kann auch ein Zylinderdrucksensor 61 vorgesehen sein, der direkt den Druckverlauf im Zylinder erfasst und damit einen Schwerpunkt der Verbrennung ermitteln kann.
Je nach Ausfύhrungsform der Erfindung können auch weniger als die genannten Sensoren oder auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
Betriebsgrößen umfassen die Messgrößen sowie von diesen abgeleitete Größen. Die Steuergeräte umfassen jeweils einen Stel¬ lantrieb und ein Stellglied. Der Stellantrieb ist ein elekt¬ romotorischer Antrieb, ein elektromagnetischer Antrieb oder ein mechanischer Antrieb. Die Stellglieder sind als Drossel¬ klappe 10, als Abgasrückführventil 51, als Einspritzventil 33, als Zündkerze 34 oder als Verstelleinrichtung zum Verstellen des Ventilhubs der Ein- oder Auslassventile 30, 31 ausgebildet .
Das Steuergerät 6 ist vorzugsweise als elektronische Mo¬ torsteuerung ausgebildet, wobei abhängig von der Ausführungs¬ form auch mehrere Steuergeräte vorhanden sein können, die über Daten- und Steuerleitungen oder beispielsweise über ein Bussystem miteinander in Verbindung stehen.
Das Steuergerät 6 dient zur Steuerung der Brennkraftmaschine, insbesondere zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine. Zur Festlegung der Kraftstoffmenge und zur Festlegung des Einspritzzeitpunktes, zu dem der
Kraftstoff von dem Einspritzventil 33 in den Zylinder einge¬ spritzt wird, wird vom Steuergerät 6 ein gewünschtes Drehmo¬ ment abhängig von dem Fahrpedalwert PV und der Drehzahl N ermittelt. Vorzugsweise erfolgt das Ermitteln des gewünschten Drehmoments über ein Kennfeld, das vom Fahrpedalwert PV und von der Drehzahl N abhängt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Kennfeld zusätzlich von weiteren Be- triebsgrößen, wie der Ansauglufttemperatur, einer Kühlwasser¬ temperatur oder einer Öltemperatur abhängen.
Zusätzlich ermittelt das Steuergerät 6 mithilfe eines zweiten Kennfeldes einen Sollwert für eine Abgasrückführrate, die ebenfalls von dem gewünschten Drehmoment und der Drehzahl abhängt. Die Kennfeldwerte des zweiten Kennfeldes können bezüg¬ lich des Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine und bezüglich der NOx-Emissionen optimiert sein.
Eine Brennkraftmaschine mit Benzin-Direkteinspritzung wird in vorgegebenen Betriebsbereichen, so z.B. in Teillast, mit einem inhomogenen sehr mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch und ho¬ her Abgasrückführrate (bis zu 50%) betrieben. Um die Konver- tierung der NOx-Emissionen durch den Katalysator 4 zu gewährleisten, wird die Brennkraftmaschine in vorgegebenen Zeitab¬ ständen (z.B. 1 Minute) mit einem homogenen Luft-Kraftstoff- Gemisch und einer niedrigen Abgasrückführrate (z.B. kleiner als 10%) betrieben. Daher können die Kennfeldwerte in dem zweiten Kennfeld zusätzlich von einer Betriebsweise der
Brennkraftmaschine abhängig, d.h. abhängig von einem homogenen oder einem inhomogenen Betrieb abgelegt sein.
Weiterhin kann das Steuergerät 6 einen Beobachter aufweisen, der durch physikalische Modellbildung des Ansaugtraktes 1 und der Abgasrückführeinπchtung 5 einen Schätzwert des rückge¬ führten Abgasmassenstromes durch das Abgasrückführrohr 50, einen Schätzwert eines Abgasgegendrucks in dem Abgastrakt 4, einen Schätzwert des Umgebungsdrucks und gegebenenfalls einen Schätzwert des Saugrohrdrucks berechnet.
Das Steuergerät 6 ermittelt mithilfe des Körperschallsensors 60 oder des Zylinderdrucksensors 61 den Zeitpunkt der Verbrennung bzw. einen Schwerpunkt der Verbrennung. Der Schwerpunkt der Verbrennung kann beispielsweise mit dem Zeit¬ punkt gleichgesetzt werden, zu dem ein maximaler Körperschall erfasst wird oder ein maximaler Druck im Zylinder während ei- nes Verbrennungstaktes herrscht. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch ein korrelierender Zeitversatz zwischen dem Schwerpunkt der Verbrennung und dem Druckschwerpunkt berücksichtigt werden. Der korrelierende Zeitversatz kann mithilfe von Referenzmessungen ermittelt werden.
Abhängig von dem Schwerpunkt der Verbrennung und einem vorgegebenen zeitlichen Schwerpunkt der Verbrennung kann ein Em- spπtzmengen-Korrekturwert ermittelt werden. Dazu kann bei- spielsweise auch ein Regler vorgesehen sein, der beispiels¬ weise einen P-, einen I- und/oder einen D-Anteil aufweist. Der Einspritzmengen-Korrekturwert kann auch abhängig von ei¬ nem Kennfeld ermittelt werden. Bevorzugt erfolgt das Ermit¬ teln des Einspritzmengen-Korrekturwerts bezogen auf den je- welligen aktuellen Lastpunkt, der beispielsweise durch ein gewünschtes Drehmoment vorgegeben sein kann.
Alternativ oder zusätzlich können auf entsprechende Weise auch ein Abgasrückführraten-Korrekturwerte und/oder ein Em- spπtzbegmnwmkel-Korrekturwert zum Korrigieren eines Em- spπtzbegmnwmkels einer Einspritzung ermittelt werden und ebenso wie der Einspritzmengen-Korrekturwert im Speicher des Steuergerätes 6 für den weiteren Betrieb der Brennkraftma¬ schine gespeichert werden. Bei Betrieb eines Benzinmotors λ=l kann anstelle der Einspritzung auch die Zündung korrigiert werden .
Die Abgasrückführrate, die Einspritzmenge und der Einspritz¬ beginn werden in der Weise adaptiert, dass der Schwerpunkt der Verbrennung in Richtung auf einen gewünschten Soll- Zeitpunkt verschoben wird.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung einen Ausschnitt der Funktionen, die das Steuergerät 6 ausführt. Em Sollwert für den Zeitpunkt des Verbrennungsschwerpunktes und ein gemessener Zeitpunkt für den Verbrennungsschwerpunkt werden einer ersten Vergleichseinheit 100 zugeführt. Die Ver- gleichseinheit 100 liest den Sollwert für den Zeitpunkt des Verbrennungsschwerpunktes aus einem Kennfeld aus oder das Steuergerät 6 berechnet den Sollwert aus Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und übermittelt den Sollwert an die Vergleichsemheit 100. Die erste Vergleichseinheit 100 ermit¬ telt die Differenz zwischen dem Sollwert des Zeitpunktes des Verbrennungsschwerpunktes und dem gemessenen Zeitpunkt des Verbrennungsschwerpunktes und gibt die Differenz an einen Regler 101 weiter. Die Vergleichseinheit 100 kann in einer einfachen Ausführungsform als Addiereinheit ausgebildet sein, wobei der Sollwert des Zeitpunktes des Verbrennungsschwer¬ punktes mit einem positiven Wert und der gemessene Zeitpunkt des Verbrennungsschwerpunktes mit einem negativen Wert ad¬ diert werden. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln ein Differenzwert errechnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Vergleichseinheit 100 auch eine andere Funktionsweise aufweisen.
Der Regler 101 ist beispielsweise als Proportional- und In- tegralregler ausgebildet, dessen Aufgabe darin besteht, einen Korrekturwert für die Einspritzung, beispielsweise einen Kor¬ rekturwert für den Start der Einspritzung, zu ermitteln. Der proportionale Anteil berücksichtigt die Differenz multipli¬ ziert mit einem festgelegten Faktor. Der integrierende Anteil summiert die Differenzen einer festgelegten Anzahl von vorhergehenden Differenzen auf, die einzeln mit Faktoren oder in Summe mit Faktoren bewertet sind. Die Aufgabe des Reglers 101 besteht darin, den Eingangswert, der von der Vergleichseinheit 100 zugeführt wird, zu minimieren.
Der Differenzwert wird beim proportionalen Anteil und beim integrierenden Anteil I des Reglers 101 berücksichtigt und daraus ein Korrekturwert für die Einspritzung berechnet. Zur Berechnung des Korrekturwertes abhängig vom Differenzwert sind Formeln und/oder Kennfelder abgelegt, die zusätzlich zum Korrekturwert noch Betriebsparameter der Brennkraftmaschine berücksichtigen. Der Korrekturwert kann beispielsweise die Kraftstoffmenge, d. h. z. B. die Zeitdauer der Einspritzung, und den Startpunkt der Einspritzung beeinflussen. Mithilfe des oder der berechneten Korrekturwerte für den Start der Einspritzung und/oder die Zeitdauer der Einspritzung steuert das Steuergerät 6 die entsprechenden Stellglieder an, um den Start der Einspritzung und/oder die Dauer der Einspritzung zu ändern. In diesem Fall werden die Einspritzventile in ent¬ sprechender Weise vom Steuergerät 6 angesteuert.
Weiterhin ermittelt der Regler 101 einen Adaptionswert 58, der einem zweiten Regler 102 zugeführt wird. Der Adaptionswert dient dazu, wenigstens einen Teil des Regeleingriffs, d. h. des Korrekturwertes der Einspritzregelung, die durch die Abweichung vom Verbrennungsschwerpunkt erzeugt wird, in die Regelung der Abgasrückführung zu übertragen.
Der zweite Regler 102 dient dazu, die Abgasrückführrate in der Weise anzupassen, dass ein Sollwert für die Abgasrück¬ führrate eingehalten wird. Zudem dient der zweite Regler da- zu, wenigstens einen Teil der Abweichung vom Verbrennungs¬ schwerpunkt auszuregeln, sodass der Zeitpunkt des Verbren¬ nungsschwerpunktes dem Sollwert des Zeitpunktes des Verbren¬ nungsschwerpunktes angenähert wird. Der Adaptionswert gibt an, ob der gemessene Zeitpunkt des Verbrennungsschwerpunktes in Richtung früh oder in Richtung spät gegenüber dem Sollwert des Verbrennungsschwerpunktes verschoben ist. Der zweite Reg¬ ler 102 korrigiert abhängig vom Adaptionswert 58 die Ansteu¬ erwerte für das Abgasrückführventil 51. Die korrigierten An¬ steuerwerte werden vom Steuergerät 6 in entsprechender Weise an das Abgasrückführventil 51 weitergegeben. Der zweite Reg¬ ler 102 erhält als ersten Eingangswert 55 eine gemessene Ab¬ gasrückführrate und als zweiten Eingangswert 56 einen Soll¬ wert für die Abgasrückführrate. Der Sollwert für die Abgas¬ rückführrate ist beispielsweise in einem Kennfeld abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abgelegt. Aus dem Vergleich zwischen dem Sollwert und dem gemessenen Wert für die Abgasrückführrate wird ein Korrekturwert 57 zur An- Steuerung des Abgasrückführventils 51 in einer Berechnungs¬ einheit 103 ermittelt. Der Korrekturwert zur Ansteuerung des Abgasrύckfύhrventils 51 wird von dem Steuergerät 6 verwendet, um die Ansteuerung des Abgasrückführventils 51 entsprechend zu korrigieren. Der Adaptionswert 58, der vom ersten Regler 101, dem zweiten Regler 102, zur Verfügung gestellt wird, wird bei der Berechnung des Korrekturwertes entsprechend be¬ rücksichtigt. Der Adaptionswert kann beispielsweise beim Sollwert der Abgasrückführrate oder bei der gemessenen Abgas- rückführrate berücksichtigt werden, um eine entsprechende Korrektur des Korrekturwertes zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Adaptionswert bei der Berücksichtigung eines maximalen Ventilquerschnittes des Abgasrückführventils 51 berücksichtigt. Dazu wird der Adapti¬ onswert 58 in einer Skaliereinheit 104 in eine entsprechende Ventilfläche umgerechnet und einer Addiereinheit 105 zuge¬ führt. Die Addiereinheit 105 erhält als weiteren Eingangswert einen maximalen Ventilquerschnitt des Rückführventils 51. Die Addiereinheit 105 berechnet aus dem maximalen Ventilquer¬ schnitt und der adaptierten Ventilfläche 63 einen korrigierten maximalen Ventilquerschnitt 64 und leitet diesen an die Berechnungseinheit 103 weiter. Die Berechnungseinheit 103 be¬ rücksichtigt bei der Berechnung des Korrekturwertes für die Ansteuerung des Rückführventils neben dem Sollwert für die Abgasrückführrate die gemessene Abgasrückführrate und den korrigierten maximalen Ventilquerschnitt des Rückführventils. In der Berechnungseinheit 103 sind entsprechende Formeln und/oder Kennfelder abgelegt, mit denen aufgrund des Sollwer- tes der Abgasrückführrate und der gemessenen Abgasrückführra¬ te und des korrigierten maximalen Ventilquerschnittes und ab¬ hängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine einen Korrekturwert 57 für die Ansteuerung des Rückführventils 51 berechnet wird.
Dazu werden beispielsweise der Massenstrom mithilfe eines physikalischen Modells berechnet, der vom Rückführventil 51 vom Abgastrakt in den Ansaugtrakt zurückgeführt wird. Der Massenstrom hängt vom Druck vor und vom Druck nach dem Rück- führventil ab und dem maximalen Öffnungsquerschnitt des Rück¬ führventils. Somit wird der vom Regler 101 bereitgestellte Adaptionswert in Form eines korrigierten maximalen Ventil- querschnittes bei der Bestimmung des Massenstroms und damit bei der Ansteuerung des Rückführventils berücksichtigt. Die Berechnungseinheit 103 ermittelt aus einem gewünschten Mas¬ senstrom, der von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängt, einen gewünschten Ventilöffnungsquerschnitt und ei¬ nen Öffnungswinkel des Ventils. Wird nun der maximale Ventil- querschnitt des Rückführventils verändert, so muss ein größe¬ rer Öffnungswinkel des Ventils angesteuert werden, um den gleichen Massenstrom zu erhalten.
Wird beispielsweise der korrigierte maximale Ventilquer- schnitt verringert, so führt dies zu einer größeren Öffnung des Rückführventils 51. Dadurch wird dann der Verbrennungs¬ schwerpunkt in Richtung spät verschoben, was zur Folge hätte, dass der Start der Einspritzung wieder in Richtung auf den ursprünglichen Wert geführt wird.
Der Verbrennungsschwerpunkt kann sich beispielsweise dadurch verschieben, dass das Abgasrückführventil 51 verkokt und da- mit der tatsächliche, maximale Ventilquerschnitt reduziert wird. Da diese Reduzierung von der Berechnungseinheit 103 nicht erfasst wird, wird von der Berechnungseinheit 103 fälschlicherweise ein zu großer Massenstrom des Abgasrück- führventils berechnet, der jedoch aufgrund der Verkokung durch das Abgasrückführventil nicht bereitgestellt wird. So¬ mit reduziert sich die tatsächliche Abgasrückführrate gegen¬ über der berechneten Abgasrückführrate. Damit erfolgt der Zeitpunkt des Verbrennungsschwerpunktes zu einer früheren zeitlichen Position, d.h. bei einem früheren Kurbelwellenwin- kel gemessen als es erwartet wird. Dieser Effekt wird bei dem Regler 101 sehr schnell durch einen späteren Zeitpunkt des Starts der Einspritzung korrigiert. Em Teil des Korrekturwertes des ersten Reglers 101 wird beim ersten Regler 101 reduziert und in Form des Adaptionswertes an den zweiten Regler 102 weitergegeben. Beispielsweise wird der proportionale Anteil des Reglers 101 und/oder der integ¬ rierenden Anteil des Reglers 101 reduziert und in Form des Adaptionswertes an den zweiten Regler 102 weitergegeben. In einer ersten Ausführungsform wird nur ein Teil des integrierenden Anteils des ersten Reglers 101 reduziert und in Form des Adaptionswertes an den zweiten Regler 102 weitergegeben. Der Adaptionswert wird abhängig von abgelegten Skalierungs- tabellen von der Skalierungsemheit 104 in eine entsprechende Querschnittsfläche des Abgasrückführventils umgerechnet.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sollte zur Korrektur des verkokten Abgasrückführventils die maximale Querschnitts¬ fläche des Abgasrückführventils verringert werden. In ent¬ sprechender Weise wird der Adaptionswert von der Skalierein¬ heit 104 in eine Ventilquerschnittsfläche umgerechnet und mit einem negativen Wert dem Addierer 105 zugeführt. Der reduzierte maximale Ventilquerschnitt führt bei der Berechnungs¬ einheit 103 zu einer größeren Öffnung des Ventils. Dadurch wird dann der Verbrennungsschwerpunkt nach spät verschoben, was den Start der Einspritzung wieder zurück zum ursprüngli- chen Wert führt.
Der Korrekturwert des ersten Reglers 101, insbesondere der proportionale Anteil und/oder der integrierende Anteil des ersten Reglers 101 sollte von Zeit zu Zeit, d.h. beispiels- weise in festgelegten Zeitabständen, reduziert werden und in Form des Adaptionswerts an den zweiten Regler 102 weitergege¬ ben werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Korrek¬ turwert des ersten Reglers 101, insbesondere der integrieren¬ den Anteil des ersten Reglers 101 adaptiert wird und an den zweiten Regler 102, d.h. an die Regelung der Abgasrückführra- te übergeben wird. Beispielsweise kann als Zeitabstand eine Minute angesetzt werden. Beispielsweise werden bei der BiI- düng des Adaptionswertes, 10% des P- und/oder des I-Anteils des Reglers 101 betragsmäßig reduziert und als Adaptionswert an den zweiten Regler 102 übergeben.
In einer weiteren Ausführungsform überwacht das Steuergerät 6, beispielsweise mit Hilfe eines Füllstandssensors im Tank, ob der Tank für die Aufnahme von Kraftstoff, mit dem die Brennkraftmaschine mit Kraft versorgt wird, aufgefüllt, d. h. betankt wurde. Ist dies der Fall, so wird beispielsweise für eine festgelegte Betriebsdauer der Brennkraftmaschine die
Bildung und Weitergabe eines Adaptionswertes an den zweiten Regler 102 unterbunden. In einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Betanken des Tanks überprüft, ob insbesondere die I-Anteile des ersten Reglers, d. h. des Regelverfahrens für die Einspritzung, unter einer festgelegten Schwelle liegen. Verändern sich die I-Anteile des Regelverfahrens für die Einspritzung schneller als mit der festgelegten Schwelle erlaubt, so geht man davon aus, dass sich die Kraftstoffquali¬ tät geändert hat.
Somit werden für eine festgelegte Betriebsdauer oder eine festgelegte Anzahl von Kilometern, die ein Fahrzeug mit der Brennkraftmaschine zurücklegt, keine Adaptionswerte gebildet und an den zweiten Regler 102 weitergegeben. Erst wenn die festgelegte Betriebsdauer und/oder die festgelegte Anzahl der Kilometer erfüllt wurde und/oder die zeitliche Änderung der I-Anteile des Regelverfahrens unter die festgelegte Schwelle gesunken sind, werden wieder Adaptionswerte vom ersten Regler 101 gebildet und an den zweiten Regler 102 weitergegeben. So- mit wird ein Anteil des Adaptionswertes, der der veränderten Kraftstoffqualität zugeschrieben werden kann, bei der Bildung des Adaptionswertes nicht berücksichtigt. Somit wird vermie¬ den, dass sich eine Veränderung der Kraftstoffqualität auf die Regelung der Abgasrückführung, insbesondere auf Parameter des Modells der Abgasrückführung auswirkt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsvorganges einer Brennkraftmaschine, wobei Kraftstoff zur Verbrennung in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei Abgas in einen Ansaugkanal (1) zurückgeführt wird, wobei ein Zeitpunkt der Verbrennung erfasst wird, wobei der er- fasste Zeitpunkt mit einem Sollwert verglichen wird, wobei abhängig vom Vergleichsergebnis die Einspritzung verändert wird, um den Zeitpunkt der Verbrennung in Richtung auf den Sollwert zu bewegen, wobei ein Teil der Änderung der Einspritzung in einen Adaptionswert für die Regelung der Abgasrückführung (5) überführt wird, um die Verbrennung in Richtung auf den Sollwert zu bewegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Regelverfahren für die Einspritzung mit einem proportionalen Anteil und/oder mit einem integrierenden Anteil verwendet wird, wobei das Vergleichsergebnis verwendet wird, um den proportionalen Anteil und/oder den integrierenden Anteil zu korrigieren.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Startpunkt der Einspritzung verändert wird, um den Zeitpunkt der
Verbrennung anzupassen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei mindestens ein Teil des integrierenden Anteils und/oder des proportionalen Anteils des Regelverfahrens für die Einspritzung reduziert wird und in einen Adaptionswert für die Regelung der Abgasrückführung überführt wird, um die Verbrennung in Richtung auf den Sollwert zu bewegen .
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei als Adaptionswert für die Regelung der Abgasrückführung (5) ein adaptierter Wert einer Offnungsflache eines Abgasruckfuhrventils (51) verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der integrierende Anteil des Regelverfahrens für die Ein¬ spritzung mit einem Vergleichswert verglichen wird, und wobei bei Überschreiten des Vergleichswertes der integ¬ rierende Anteil nicht angepasst wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei nach einem Tankvorgang überprüft wird, ob sich der integrie¬ rende Anteil des Regelverfahrens der Einspritzung um mehr als eine festgelegte zeitliche Änderung ändert, und dass bei einer Überschreitung der festgelegten zeitlichen Änderung der integrierende Anteil des Regel¬ verfahrens der Einspritzung nicht in einen Adaptions¬ wert für das Regelverfahren der Abgasruckfuhrung (5) übertragen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei nach einem Tankvorgang für eine festgelegte Betriebsdauer der Brennkraftmaschine nicht wenigstens ein Teil des integrierenden Anteils des Regelverfahrens der Ein¬ spritzung in einen Adaptionswert für das Regelverfahren der Abgasruckfuhrung (5) übertragen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei in festgelegten zeitlichen Abstanden ein Teil des integ πerenden Anteils des Regelverfahrens für die Einspπt- zung in einen Teil des Regelverfahrens für die Abgas¬ ruckfuhrung (5) übertragen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei als
Zeitpunkt ein Schwerpunkt der Verbrennung erfasst wird.
11. Steuergerat zur Regelung der Verbrennung einer Brenn¬ kraftmaschine, die ausgebildet ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzufuhren.
PCT/EP2008/061189 2007-09-07 2008-08-27 Verfahren zum regeln eines verbrennungsvorganges und steuergerät WO2009033950A2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200880106017.8A CN101796283B (zh) 2007-09-07 2008-08-27 用于燃烧过程调节的方法和控制装置
US12/676,077 US8627808B2 (en) 2007-09-07 2008-08-27 Method for regulating a combustion process and control device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007042577.7 2007-09-07
DE102007042577A DE102007042577B3 (de) 2007-09-07 2007-09-07 Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsvorganges und Steuergerät

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009033950A2 true WO2009033950A2 (de) 2009-03-19
WO2009033950A3 WO2009033950A3 (de) 2009-08-20

Family

ID=40158613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/061189 WO2009033950A2 (de) 2007-09-07 2008-08-27 Verfahren zum regeln eines verbrennungsvorganges und steuergerät

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8627808B2 (de)
CN (1) CN101796283B (de)
DE (1) DE102007042577B3 (de)
WO (1) WO2009033950A2 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010114620A1 (en) 2009-04-03 2010-10-07 Certusview Technologies, Llc Methods, apparatus, and systems for documenting and reporting events via geo-referenced electronic drawings
DE102012209384A1 (de) * 2012-06-04 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen einer adaptiven Regelung einer Stellung eines Stellglieds eines Stellgebers
DE102013209037A1 (de) * 2013-05-15 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Abgasrückführung einer selbstzündenden Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
US9021805B2 (en) * 2013-07-31 2015-05-05 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas recirculation control
JP6040913B2 (ja) * 2013-11-12 2016-12-07 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
CN104101395B (zh) * 2014-06-26 2017-06-06 杭州电子科技大学 发动机内部残余废气测量方法
DE102014217591B4 (de) 2014-09-03 2023-02-09 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Abgasrückführventils einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004046086A1 (de) * 2004-09-23 2006-03-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
EP1746278A2 (de) * 2005-07-20 2007-01-24 HONDA MOTOR CO., Ltd. Steuersystem für eine Brennkraftmaschine
US7231906B1 (en) * 2006-06-27 2007-06-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Simultaneous EGR correction and individual cylinder combustion phase balancing

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03233162A (ja) * 1990-02-06 1991-10-17 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の燃焼制御装置
JP2778361B2 (ja) * 1992-07-21 1998-07-23 日産自動車株式会社 内燃機関の燃焼制御装置
US5592919A (en) * 1993-12-17 1997-01-14 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Electronic control system for an engine and the method thereof
JP3603398B2 (ja) 1995-08-01 2004-12-22 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
GB2313927B (en) * 1996-06-03 1999-06-23 Nissan Motor EGR control apparatus for internal combustion engine
US6230683B1 (en) * 1997-08-22 2001-05-15 Cummins Engine Company, Inc. Premixed charge compression ignition engine with optimal combustion control
US5765532A (en) * 1996-12-27 1998-06-16 Cummins Engine Company, Inc. Cylinder pressure based air-fuel ratio and engine control
DE19727866C2 (de) 1997-06-30 2003-03-20 Siemens Ag Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
JP4138491B2 (ja) * 2001-03-30 2008-08-27 三菱重工業株式会社 内燃機関の燃焼診断・制御装置及び燃焼診断・制御方法
ES2430164T3 (es) * 2002-09-09 2013-11-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositivo de control para un motor de combustión interna
CA2441686C (en) * 2003-09-23 2004-12-21 Westport Research Inc. Method for controlling combustion in an internal combustion engine and predicting performance and emissions
KR20060120136A (ko) * 2003-10-31 2006-11-24 우드워드 거버너 컴퍼니 이온화 측정과 함께 점화 시스템으로 왕복 압축 점화 엔진내에 연소의 시작 및 배기가스 재순환을 제어하기 위한장치와 방법
JP4120567B2 (ja) * 2003-11-11 2008-07-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の噴射制御装置
DE102004037053A1 (de) * 2004-07-30 2006-03-23 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
US20060162689A1 (en) * 2005-01-25 2006-07-27 Visteon Global Technologies, Inc. Method of controlling diesel engine combustion process in a closed loop using ionization feedback
DE102005009104B3 (de) 2005-02-28 2006-08-31 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
FR2895384B1 (fr) * 2005-12-26 2009-10-30 Sidel Sas Dispositif de transfert selectif d'articles a grande cadence, application au tri de bouteilles, machine de soufflage comportant un tel dispositif
US8371120B2 (en) * 2008-01-15 2013-02-12 Southwest Research Institute HCCI combustion timing control with decoupled control of in-cylinder air/EGR mass and oxygen concentration

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004046086A1 (de) * 2004-09-23 2006-03-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
EP1746278A2 (de) * 2005-07-20 2007-01-24 HONDA MOTOR CO., Ltd. Steuersystem für eine Brennkraftmaschine
US7231906B1 (en) * 2006-06-27 2007-06-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Simultaneous EGR correction and individual cylinder combustion phase balancing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009033950A3 (de) 2009-08-20
US8627808B2 (en) 2014-01-14
CN101796283A (zh) 2010-08-04
CN101796283B (zh) 2014-02-26
US20100256891A1 (en) 2010-10-07
DE102007042577B3 (de) 2009-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014224695B4 (de) Verfahren zum diagnostizieren der einspritzdüsenvariabilität in einem system mit mehreren einspritzdüsen
DE102009033957B4 (de) Verfahren zum Steuern des Verbrennungsgeräuschs in einem Motor mit Kompressionszündung
DE602004001529T2 (de) Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102009047830B4 (de) Verfahren zum Steuern der Impulsbreite eines Kraftstoffeinspritzventils in einem Motor mit Kompressionszündung
DE112012004697B4 (de) Einlass-Steuer-/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor
EP1725761B1 (de) Verfahren zum steuern einer brennkraftmaschine
DE102010062132B4 (de) Verfahren zum Reduzieren der von einem Benzinmotor erzeugten Partikelmaterie
DE10218549A1 (de) Steuersystem und -verfahren einer Verbrennungskraftmaschine
DE102008026919B4 (de) Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor
WO2009033950A2 (de) Verfahren zum regeln eines verbrennungsvorganges und steuergerät
DE112014001728B4 (de) Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102014105270A1 (de) System und Verfahren für Einspritzdüsenverkokungsdiagnose und -minderung
DE112013007151T5 (de) Steuervorrichtung für Maschine mit interner Verbrennung
DE10219382A1 (de) Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102004052429B4 (de) Einspritzsteuergerät für eine Kraftmaschine
DE102014204215A1 (de) Verfahren zum verbessern des startens eines motors
DE102016224919B4 (de) Kraftstoffeinspritzsystem, Kraftstoffeinspritzungssteuervorrichtung und -verfahren
DE102010000289A1 (de) Abgas-Emissions-Steuerungssystem
DE102005035239B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP1857659A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE19727866C2 (de) Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
EP1431557B1 (de) Verfahren zur Zylindergleichstellung
EP1352165B1 (de) Verfahren zum steuern einer brennkraftmaschine
DE102011004068B3 (de) Verfahren und Steuervorrichtung zum Gleichstellen mehrerer Zylinder einer Brennkraftmaschine
DE10133555A1 (de) Verfahren zum zylinderindividuellen Abgleich der Einspritzmenge bei Brennkraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880106017.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08803256

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12676077

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08803256

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2