WO2009112313A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2009112313A1
WO2009112313A1 PCT/EP2009/051304 EP2009051304W WO2009112313A1 WO 2009112313 A1 WO2009112313 A1 WO 2009112313A1 EP 2009051304 W EP2009051304 W EP 2009051304W WO 2009112313 A1 WO2009112313 A1 WO 2009112313A1
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value
parameter
model
internal combustion
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PCT/EP2009/051304
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Thomas Burkhardt
Jürgen DINGL
Andreas Pflüger
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for operating an internal combustion engine.
  • a first measured value of a load variable of the internal combustion engine is detected.
  • a first model value of the load variable is determined by means of an intake manifold model.
  • At least one parameter of the intake manifold model is adjusted by means of a parameter trimming such that the first model value approaches the first measured value of the load variable or corresponds to the first measured value of the first load variable.
  • a first value of the parameter trim by which the parameter of the intake manifold model is adapted in the first operating point of the internal combustion engine, is stored.
  • An internal combustion engine is basically designed so that it has the lowest possible fuel consumption at the highest possible power and / or the lowest possible emission of pollutants. For this purpose, it is necessary, for example, to know as accurately as possible an air mass flowing into a combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine. This can be determined, for example, by means of an intake manifold model as a function of an opening degree of a throttle flap of the internal combustion engine. If the internal combustion engine comprises an external exhaust gas recirculation line with which exhaust gas from an exhaust gas tract of the internal combustion engine can again be supplied to a combustion process in the combustion chamber, then so The fresh air mass flowing in via the throttle valve and the recirculated exhaust gas mass flow into the cylinder.
  • the recirculated exhaust gas mass can be determined, for example, by means of an exhaust gas recirculation model.
  • the exhaust gas recirculation model is similar to the intake manifold model, with only the parameters, for example a cross-sectional area of an exhaust gas recirculation valve being adapted, and / or where, for example, an opening degree of the exhaust gas recirculation valve is a typical input variable of the exhaust gas recirculation model.
  • the object on which the invention is based is to provide a method and a device for operating an internal combustion engine, which simply make it possible to adapt an exhaust gas recirculation model of the internal combustion engine.
  • the invention is characterized by a method and a device for operating an internal combustion engine.
  • a first measured value of a load variable of the internal combustion engine is detected.
  • a first model value of the load variable is determined by means of an intake manifold model.
  • At least one parameter of the intake manifold model is adjusted by means of a parameter trimming so that the first model value approaches the first measured value of the load variable or corresponds to the first measured value of the load variable.
  • a first value of the parameter trimming, by which the parameter of the intake manifold model is adapted in the first operating point of the internal combustion engine without exhaust gas recirculation, is stored.
  • a second measured value of the load size is recorded.
  • a second model value of the load variable is determined by means of the intake manifold model.
  • the parameter of the intake manifold model is adjusted by means of the parameter trimming, so that the second model value approaches the second measured value of the load variable or corresponds to the second measured value of the load variable.
  • a second value of the parameter trimming by which the parameter of the intake manifold model is adapted in the second operating point of the exhaust gas recirculation engine, is stored.
  • the first and second stored values of the parameter trimming are compared.
  • a parameter value of an exhaust gas recirculation model of the internal combustion engine is adapted such that the first and second values of the parameter trimming approach each other or correspond to one another.
  • the adaptation of the exhaust gas recirculation model contribute to the fact that an air mass flowing into a cylinder of the internal combustion engine comprising a fresh air mass and a recirculated exhaust gas mass can preferably be determined particularly precisely.
  • the load size is a physical quantity of the internal combustion engine that represents a measure of the torque output by the internal combustion engine at current actuator positions, a current speed of the internal combustion engine and current ambient conditions, for example an air mass flow via a throttle valve of the internal combustion engine or an air mass flow into a cylinder Internal combustion engine or an intake manifold pressure in a suction pipe of the internal combustion engine.
  • the further operating variable may in principle comprise any operating variable of the internal combustion engine, from which the first model value of the load variable is determined as a function can.
  • the further operating variable includes an opening degree of the throttle valve.
  • the parameter of the intake manifold model may include, for example, a reduced throttle area or a pressure upstream of the throttle.
  • the exhaust gas recirculation model is similar in structure to the
  • an air mass sensor detects an air mass flow or an intake manifold pressure sensor which adjusts due to the incoming fresh air mass or due to the incoming fresh air mass and due to the incoming recirculated exhaust gas mass.
  • the intake manifold model is suitable for determining the inflowing fresh air mass due to at least one further operating variable. For determining the total air mass flowing into the cylinder by means of the intake manifold model, the exhaust gas recirculation model is additionally required.
  • the intake manifold model is precisely matched to the incoming air mass, a deviation of the second value of the parameter trimming from the first value of the parameter trimming to an imprecise determination of the recirculated exhaust gas mass by means of the exhaust gas recirculation model is traceable during operation with exhaust gas recirculation ,
  • the first value of the parameter trim must match the second value of the parameter trim.
  • the values of the parameter agreement are only determined and / or compared with one another if at least one predetermined operating condition of the internal combustion engine is present. This contributes to the fact that the exhaust gas recirculation model is adapted very precisely.
  • the predetermined operating condition comprises a stoichiometric operation of the internal combustion engine.
  • This contributes to the fact that the exhaust gas recirculation model is adapted particularly precisely, since in stoichiometric operation, a torque of the internal combustion engine is essentially determined by the incoming fresh air mass.
  • a regulation of an air / fuel ratio in a combustion chamber of the internal combustion engine is monitored prior to a combustion process. Depending on a control intervention of the control, it is automatically decided whether the adjustment of the parameter value of the exhaust gas recirculation model is maintained or discarded.
  • the air / fuel ratio is preferably monitored by means of a lambda control. If the internal combustion engine is operated in stoichiometric operation, lambda is equal to one. Lambda equals one can easily be set if the incoming fresh air mass into the cylinder, on the basis of which a fuel mass to be injected is calculated, is precisely determined. If the fresh air mass flowing into the cylinder is incorrectly determined, for example due to a wrong adaptation of the parameter value of the exhaust gas recirculation model, Lambda deviates from one. Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings.
  • Figure 2 is a flowchart of a first program for
  • FIG 3 is a flowchart of a second program for
  • An internal combustion engine (FIG. 1) comprises an intake tract 1, an engine block 2, a cylinder head 3 and an exhaust tract 4.
  • the intake tract 1 preferably comprises a throttle valve 5, a collector 6 and a suction pipe 7 which leads to a cylinder Z1-Z4 is guided via an inlet channel into a combustion chamber 9 of the engine block 2.
  • the engine block 2 comprises a crankshaft 8, which is coupled via a connecting rod 10 with a piston 11 of the cylinder Z1-Z4.
  • the intake tract 1 communicates with the combustion chamber 9 as a function of a switching position of a gas inlet valve 12.
  • the exhaust tract 4 communicates with the combustion chamber 9 as a function of a switching position of a gas outlet valve 13.
  • the internal combustion engine comprises a plurality of cylinders Z1-Z4.
  • the internal combustion engine can also comprise any number of cylinders Z1-Z4.
  • the internal combustion engine is preferably arranged in a motor vehicle.
  • a fuel injection valve 18 is preferably arranged in the cylinder head 3.
  • the fuel injection valve 18 may also be arranged in the intake manifold 7. If the internal combustion engine is not a diesel internal combustion engine, a spark plug can also be arranged in the cylinder head 3.
  • a catalyst 23 is preferably arranged in the exhaust tract 4.
  • the exhaust gas tract 4 communicates with the intake tract 1 via an exhaust gas recirculation line 22 as a function of a switching position of an exhaust gas recirculation valve 1.
  • Exhaust gas can be recirculated from the exhaust gas tract 4 into the intake tract 1 through the exhaust gas recirculation line 22.
  • an external exhaust gas recirculation rate and thus an exhaust gas mass recirculated into the intake tract 1 can be specified with the exhaust gas recirculation valve 24.
  • a control device 25 is provided, which is assigned to sensors which detect measured values of different measured variables.
  • Operating variables include the measured variables and variables derived therefrom of the internal combustion engine. Two or more of the operating variables specify operating points of the internal combustion engine.
  • the control device 25 determines, depending on at least one of the operating variables at least one manipulated variable, which are then converted into one or more actuating signals for controlling the actuators by means of corresponding actuators.
  • the control device 25 can also be referred to as a device for operating the internal combustion engine.
  • the sensors are, for example, a pedal position sensor 26 that detects an accelerator pedal position of an accelerator pedal 27, an air mass sensor 28 that detects an air mass flow upstream of an introduction point of the exhaust gas recirculation line 22, a temperature sensor 32 that detects an intake air temperature, an intake manifold pressure sensor 34 that detects an intake manifold pressure in the accumulator 6, a crankshaft angle sensor 36 that detects a crankshaft angle that is then assigned an engine speed, an exhaust probe 38 that can detect a residual oxygen content of the exhaust gas that is representative of a Air / fuel ratio in the combustion chamber 9 before a combustion process.
  • any subset of said sensors may be present, or additional sensors may also be present.
  • the actuators are, for example, the throttle valve 5, the gas inlet and gas outlet valves 12, 13, the fuel injection valve 18 and / or the exhaust gas recirculation valve 24.
  • a first program for operating the internal combustion engine is preferably stored on a storage medium of the control device 25 (FIG. 2).
  • the first program is used to adapt at least one parameter of a Saugrohrmodells the internal combustion engine.
  • the intake manifold model is used to determine, depending on, for example, an opening degree of the throttle valve 5 and the rotational speed of the internal combustion engine, a fresh air mass flowing into the cylinder Z1-Z4.
  • the values of the parameters of the intake manifold model are first determined on an engine test bench. Since internal combustion engines of the same design are slightly different due to component tolerances and / or wear and the intake manifold model is determined only on one or more reference engines, adjusting the intake manifold model can help to compensate for the differences between the internal combustion engines of the same design.
  • the first program is started in a step S1, in which variables are initialized if necessary.
  • a predetermined operating condition CON is currently present.
  • the predetermined operating condition CON can include, for example, a stoichiometric operation of the internal combustion engine. In stoichiometric operation, the combustion process in the combustion chamber 9 is supplied with just as much fresh air mass that the fuel metered in for the combustion process can just be completely burned. Furthermore, lambda is equal to one in the stoichiometric operation. If the condition of step S2 is satisfied, the processing is continued in a step S3. If the condition of step S2 is not met, step S2 is executed again.
  • step S3 it is checked whether an exhaust gas recirculation EGR is currently being carried out. If the condition of step S3 is not satisfied, the processing is continued in step S4. If the condition of step S3 is satisfied, the processing is continued in a step S7.
  • a first measured value LOAD MES 1 of a load variable of the internal combustion engine is detected in a first operating point of the internal combustion engine.
  • the operating point is given inter alia by the speed and the current load of the internal combustion engine.
  • the load size is, for example, the air mass flowing into cylinder (s) Z1-Z4.
  • the load variable is for example the air mass flow or the intake manifold pressure and the first measured value LOAD MES 1 of the load variable is preferably detected by means of the air mass sensor 28 or the intake manifold pressure sensor 34.
  • a first model value LOAD MDL 1 of the load variable is determined as a function of a first measured value of a further operating variable, for example, depending on an opening degree of the throttle flap 5.
  • the first model value LOAD_MDL_1 of the load variable is preferably determined by means of the intake manifold model.
  • a difference DIF 1 between the first measured value LOAD_MES_1 and the first model value LOAD_MDL_1 of the load variable is determined.
  • a first value PAR 1 of a parameter trimming is determined.
  • the intake manifold model is adapted.
  • a parameter of the intake manifold model is adjusted.
  • the parameter includes, for example, a pressure upstream of the throttle valve 5 and / or a reduced throttle cross-section.
  • the first value PAR_1 of the parameter trimming can be the parameter itself or just a variable which changes the corresponding parameter either additively or multiplicatively.
  • step S7 in a second operating point of the internal combustion engine, which coincides with the first operating point of the internal combustion engine with respect to the rotational speed and the load, a second measured value LOAD_MES_2 and a second model value LOAD MDL 2 of the load variable corresponding to the first values are determined in step S4.
  • a difference DIF_2 between the second measured value LOAD MES 2 and the second model value LOAD MDL 2 of the load variable is determined.
  • a second value PAR 2 of the parameter trimming is determined as a function of the difference DIF_2 between the second measured value LOAD MES 2 and the second model value LOAD_MDL_2 of the load variable.
  • the second value PAR_2 of the parameter agreement is representative of a measure with which the intake manifold model must be adjusted during operation with exhaust gas recirculation, so that the second model value LOAD_MDL_2 of the load size approaches the second measured value LOAD_MES_2 of the load size or equal to the second measured value LOAD_MES_2 of the load size Load size is.
  • the first program can be ended.
  • the first program is regularly used during operation of the internal combustion engine to adjust the
  • an exhaust gas recirculation model is used to determine the recirculated exhaust gas mass flowing into the intake tract 1 as a function of an opening degree of the exhaust gas recirculation valve 24. If the intake manifold model is adjusted during operation without exhaust gas recirculation EGR, the parameter adjustments required for this must correspond to the parameter agreement during operation with exhaust gas recirculation EGR, provided that the exhaust gas recirculation model precisely supplies the recirculated exhaust gas mass. If the parameter matches at the same operating point with and without exhaust gas recirculation EGR do not match, this is due to an imprecise exhaust gas recirculation model.
  • a second program for operating the internal combustion engine is preferably stored on the storage medium (FIG. 3).
  • the second program serves to adapt at least one parameter of the exhaust gas recirculation model depending on the stored values of the parameter trim of the intake manifold model.
  • the parameter of the exhaust gas recirculation model is, for example, the reduced area of the exhaust gas recirculation valve 24.
  • the second program can be started in a step Sil in which, if necessary, variables are initialized, for example after the first program has been processed.
  • a parameter difference DIF_PAR between the first value PAR 1 and the second value PAR 2 of the parameter trimming is determined.
  • This parameter difference DIF PAR is fundamentally attributable to an incorrectly determined recirculated exhaust gas mass, since the effects of the differences in the values of the further operating variables occurring in the first and second operating points with or without exhaust gas recirculation are assumed to be modelable with little error.
  • DIF_PAR can in one
  • Step S13 a parameter value PAR 3 are determined.
  • the parameter value PAR_3 is determined in such a way that the second value PAR 2 of the parameter trimming approaches or corresponds to the first value PAR 1 of the parameter trimming.
  • the determination of the parameter value PAR 3 can also be referred to as dimming the exhaust gas recirculation model.
  • the parameter value PAR 3 can be determined, for example, on the basis of a characteristic map which can be recorded, for example, on the engine test bench.
  • the second program may be terminated in a step S16.
  • the second program can be continued with a check of the adapted exhaust gas recirculation model in a step S14.
  • step S14 it is possible to check whether a controller intervention LAM of a lambda controller becomes smaller in size on account of the parameter trimming of the exhaust gas recirculation model. If the parameter value PAR_3 was determined incorrectly, this leads to an incorrectly determined recirculated exhaust gas mass and to an incorrectly determined fresh air mass supplied to the cylinder Z1-Z4.
  • step S14 If the condition of step S14 is not satisfied, the parameter agreement of the exhaust gas recirculation model is discarded and the processing is ended in a step S16. If the condition of the step 14 is satisfied, the processing is continued in a step S15.
  • step S15 the parameter value PAR3 is maintained until the parameter value is again determined.
  • step S16 the second program may be terminated.
  • the second program is preferably processed regularly during operation of the internal combustion engine, in particular at different operating points of the internal combustion engine.
  • the invention is not limited to the specified embodiments.
  • the first and the second program be implemented in a program or be divided into other subroutines.

Abstract

Bei einer Brennkraftmaschine wird in einem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ohne Abgasrückführung (EGR) ein erster Messwert (LOAD_MES_1) einer Lastgröße der Brennkraftmaschine erfasst. Abhängig von einem ersten Messwert einer weiteren Betriebsgröße wird mittels eines Saugrohrmodells ein erster Modellwert (LOAD_MDL_1) der Lastgröße ermittelt. Zumindest ein Parameter des Saugrohrmodells wird mittels einer Parametervertrimmung so angepasst, dass sich der erste Modellwert (LOAD_MDL_1) an den ersten Messwert (LOAD_MES_1) der Lastgröße annähert oder ihm entspricht. Ein erster Wert (PAR_1) der Parametervertrimmung wird gespeichert. In einem zweiten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine wird mit Abgasrückführung (EGR) ein zweiter Wert (PAR_2) der Parametervertrimmung, entsprechend dem ersten Wert (PAR_1) der Parametervertrimmung ermittelt und gespeichert. Der erste und der zweite gespeicherte Wert (PAR_1, PAR_2) der Parametervertrimmung werden miteinander verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird ein Parameterwert (PAR_3) eines Abgasrückführmodells so angepasst, dass sich der erste und der zweite Wert (PAR_1, PAR_2) der Parametervertrimmung aneinander annähern oder einander entsprechen.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. In einem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine wird ein erster Messwert einer Lastgröße der Brennkraftmaschine erfasst. Abhängig von einem ersten Messwert einer weiteren Betriebsgröße wird mittels eines Saugrohrmodells ein erster Modellwert der Lastgröße ermittelt. Zumindest ein Parameter des Saugrohrmodells wird mittels einer Parametervertrimmung so angepasst, dass sich der erste Modellwert an den ersten Messwert der Lastgröße an- nähert oder dem ersten Messwert der ersten Lastgröße entspricht. Ein erster Wert der Parametervertrimmung, durch den der Parameter des Saugrohrmodells in dem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine angepasst wird, wird gespeichert.
Saugrohrmodelle sind beispielsweise in den Patentschriften EP 0 820 559 Bl und EP 0 886 725 Bl beschrieben.
Eine Brennkraftmaschine wird grundsätzlich so ausgelegt, dass sie einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch bei einer möglichst hohen Leistung und/oder einen möglichst geringen Schadstoffausstoß hat. Dazu ist es erforderlich, beispielsweise eine in einen Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine einströmende Luftmasse möglichst genau zu kennen. Diese kann beispielsweise mittels eines Saugrohrmodells ab- hängig von einem Öffnungsgrad einer Drosselklappe der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Falls die Brennkraftmaschine eine externe Abgasrückführleitung umfasst, mit der Abgas aus einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine erneut einem Verbren- nungsprozess in dem Brennraum zugeführt werden kann, so strömt in den Zylinder die über die Drosselklappe einströmende Frischluftmasse und die rückgeführte Abgasmasse. Die rückgeführte Abgasmasse kann beispielsweise mittels eines Abgas- rückführmodells ermittelt werden. Das Abgasrückführmodell äh- nelt dem Saugrohrmodell, wobei lediglich die Parameter, beispielsweise eine Querschnittsfläche eines Abgasrückführven- tils angepasst werden, und/oder wobei beispielsweise ein Öffnungsgrad des Abgasrückführventils, eine typische Eingangsgröße des Abgasrückführmodells ist.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die einfach ein Anpassen eines Abgasrück- führmodells der Brennkraftmaschine ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. In einem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ohne Abgasrückführung wird ein erster Messwert einer Lastgröße der Brennkraftmaschine erfasst. Abhängig von einem ersten Messwert ei- ner weiteren Betriebsgröße der Brennkraftmaschine wird mittels eines Saugrohrmodells ein erster Modellwert der Lastgröße ermittelt. Zumindest ein Parameter des Saugrohrmodells wird mittels einer Parametervertrimmung so angepasst, dass sich der erste Modellwert an den ersten Messwert der Lastgrö- ße annähert oder dem ersten Messwert der Lastgröße entspricht. Ein erster Wert der Parametervertrimmung, durch den der Parameter des Saugrohrmodells in dem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ohne Abgasrückführung angepasst wird, wird gespeichert. In einem zweiten Betriebspunkt der Brenn- kraftmaschine wird mit Abgasrückführung ein zweiter Messwert der Lastgröße erfasst. Abhängig von einem zweiten Messwert der weiteren Betriebsgröße wird mittels des Saugrohrmodells ein zweiter Modellwert der Lastgröße ermittelt. Der Parameter des Saugrohrmodells wird mittels der Parametervertrimmung so angepasst, dass sich der zweite Modellwert an den zweiten Messwert der Lastgröße annähert oder dem zweiten Messwert der Lastgröße entspricht. Ein zweiter Wert der Parametervertrimmung, durch den der Parameter des Saugrohrmodells in dem zweiten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung angepasst wird, wird gespeichert. Der erste und der zweite gespeicherte Wert der Parametervertrimmung werden miteinander verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird ein Parameterwert eines Abgasrückführmodells der Brennkraftmaschine so angepasst, dass sich der erste und der zweite Wert der Parametervertrimmung aneinander annähern oder einander entsprechen .
Dies ermöglicht einfach das Anpassen des Abgasrückführmo- dells. Das Anpassen des Abgasrückführmodells trag dazu bei, dass eine in einen Zylinder der Brennkraftmaschine einströmende Luftmasse umfassend eine Frischluftmasse und eine rückgeführte Abgasmasse vorzugsweise besonders präzise ermittelt werden kann. Die Lastgröße ist eine physikalische Größe der Brennkraftmaschine, die bei aktuellen Aktuatorstellungen, einer aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschine und aktuellen Umgebungsbedingungen ein Maß für das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment darstellt, beispielsweise ein Luftmassenstrom über eine Drosselklappe der Brennkraftmaschi- ne oder ein Luftmassenstrom in einen Zylinder der Brennkraftmaschine oder ein Saugrohrdruck in einem Saugrohr der Brennkraftmaschine. Die weitere Betriebsgröße kann grundsätzlich jede Betriebsgröße der Brennkraftmaschine umfassen, von der abhängig der erste Modellwert der Lastgröße ermittelt werden kann. Insbesondere umfasst die weitere Betriebsgröße einen Öffnungsgrad der Drosselklappe. Der Parameter des Saugrohrmodells kann beispielsweise eine reduzierte Drosselklappenfläche oder einen Druck stromaufwärts der Drosselklappe umfas- sen. Das Abgasrückführmodell ähnelt in seinem Aufbau dem
Saugrohrmodel, wobei eine Eingangsgröße des Abgasrückführmo- dells beispielsweise ein Öffnungsgrad eines Abgasrückführven- tils ist, eine Ausgangsgröße eine rückgeführte Abgasmasse ist und/oder ein Parameterwert des Abgasrückführmodells bei- spielsweise eine reduzierte Abgasrückführklappenflache ist. Der erste und der zweite Betriebpunkt stimmen vorzugsweise bezüglich der Drehzahl und des Drehmoments überein.
Bei dem Anpassen des Abgasrückführmodells wird ausgenutzt, dass ein Luftmassensensor einen Luftmassenstrom oder ein Saugrohrdrucksensor einen Saugrohrdruck erfasst, der sich aufgrund der einströmenden Frischluftmasse bzw. aufgrund der einströmenden Frischluftmasse und aufgrund der einströmenden rückgeführten Abgasmasse einstellt. Das Saugrohrmodell eignet sich zum Ermitteln der einströmenden Frischluftmasse aufgrund zumindest einer weitere Betriebsgröße. Zum Ermitteln der gesamten in den Zylinder einströmenden Luftmasse mittels des Saugrohrmodells wird zusätzlich noch das Abgasrückführmodell benötigt. Ist nun das Saugrohrmodell im Betrieb ohne Abgas- rückführung präzise auf die einströmende Luftmasse abgestimmt, so ist bei einem Betrieb mit Abgasrückführung eine Abweichung des zweiten Werts der Parametervertrimmung von dem ersten Wert der Parametervertrimmung auf eine unpräzise Ermittlung der rückgeführten Abgasmasse mittels des Abgasrück- führmodells rückführbar. Falls das Abgasrückführmodell präzise angepasst ist, muss somit der erste Wert der Parametervertrimmung mit dem zweiten Wert der Parametervertrimmung übereinstimmen . In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Werte der Pa- rametervertrimmung nur ermittelt und/oder miteinander verglichen, wenn zumindest eine vorgegebene Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine vorliegt. Dies trägt dazu bei, dass das Abgasrückführmodell sehr präzise angepasst wird.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft wenn die vorgegebene Betriebsbedingung einen stöchiometrischen Betrieb der Brennkraftmaschine umfasst. Dies trägt dazu bei, dass das Abgasrückführmodell besonders präzise angepasst wird, da im stöchiometrischen Betrieb ein Drehmoment der Brennkraftmaschine im Wesentlichen von der einströmenden Frischluftmasse bestimmt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Regelung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Brennraum der Brennkraftmaschine vor einem Verbrennungsprozess überwacht. Abhängig von einem Reglereingriff der Regelung wird automatisch entschieden, ob die Anpassung des Parameterwerts des Abgasrückführmodells beibehalten oder verworfen wird.
Dies ermöglicht einfach, zu überprüfen, ob das Abgasrückführmodell richtig angepasst wurde. Das Luft/Kraftstoff- Verhältnis wird vorzugsweise mittels einer Lambdaregelung ü- berwacht. Wird die Brennkraftmaschine im stöchiometrischen Betrieb betrieben, so ist Lambda gleich eins. Lambda gleich eins kann einfach eingestellt werden, wenn die in den Zylinder einströmende Frischluftmasse, von der abhängig eine einzuspritzende Kraftstoffmasse berechnet wird, präzise ermittelt wird. Wird nun die in den Zylinder einströmende Frisch- luftmasse falsch ermittelt, beispielsweise aufgrund eines falschen Anpassens des Parameterwerts des Abgasrückführmodells, so weicht Lambda von eins ab. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Brennkraftmaschine,
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines ersten Programms zum
Betreiben der Brennkraftmaschine,
Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines zweiten Programms zum
Betreiben der Brennkraftmaschine.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren- übergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst bevorzugt eine Drossel- klappe 5, einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1-Z4 über einen Einlasskanal in einen Brennraum 9 des Motorblocks 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst eine Kurbelwelle 8, die über eine Pleuelstange 10 mit einem Kolben 11 des Zylinders Z1-Z4 gekoppelt ist. Der Ansaugtrakt 1 kommuniziert abhängig von einer Schaltstellung eines Gaseinlassventils 12 mit dem Brennraum 9. Der Abgastrakt 4 kommuniziert abhängig von einer Schaltstellung eines Gasauslassventils 13 mit dem Brennraum 9. Die Brennkraftmaschine umfasst mehrere Zylinder Z1-Z4. Die Brennkraftmaschine kann a- ber auch jede beliebige Anzahl von Zylindern Z1-Z4 umfassen. Die Brennkraftmaschine ist bevorzugt in einem Kraftfahrzeug angeordnet . In dem Zylinderkopf 3 ist bevorzugt ein Kraftstoff- Einspritzventil 18 angeordnet. Alternativ kann das Kraftstoff-Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein. Falls die Brennkraftmaschine keine Diesel- Brennkraftmaschine ist, so kann in dem Zylinderkopf 3 auch eine Zündkerze angeordnet sein.
In dem Abgastrakt 4 ist vorzugsweise ein Katalysator 23 angeordnet. Über eine Abgasrückführleitung 22 kommuniziert der Abgastrakt 4 abhängig von einer Schaltstellung eines Abgas- rückführventils 24 mit dem Ansaugtrakt 1. Durch die Abgasrückführleitung 22 kann Abgas aus dem Abgastrakt 4 in den Ansaugtrakt 1 rückgeführt werden. Dabei kann mit dem Abgasrück- führventil 24 eine externe Abgasrückführrate und somit eine in den Ansaugtrakt 1 rückgeführte Abgasmasse vorgegeben werden .
Eine Steuereinrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die Messwerte von verschiedenen Messgrößen er- fassen. Betriebsgrößen umfassen die Messgrößen und von diesen abgeleitete Größen der Brennkraftmaschine. Zwei oder mehr der Betriebsgrößen geben Betriebspunkte der Brennkraftmaschine vor. Die Steuereinrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen mindestens eine Stellgröße, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuereinrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.
Die Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, der einen Luftmassenstrom stromaufwärts einer Einleitstelle der Abgasrückführleitung 22 erfasst, ein Temperatursensor 32, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, der einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl der Brennkraftmaschine zugeordnet wird, eine Abgassonde 38, durch die ein Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst werden kann, der repräsentativ ist für ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum 9 vor einem Verbrennungsprozess .
Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Un- termenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Kraftstoff- Einspritzventil 18 und/oder das Abgasrückführventil 24.
Auf einem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ist vorzugsweise ein erstes Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine gespeichert (Figur 2) . Das erste Programm dient dazu, zumindest einen Parameter eines Saugrohrmodells der Brennkraftmaschine anzupassen. Das Saugrohrmodell dient dazu, abhängig von beispielsweise einem Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 und der Drehzahl der Brennkraftmaschine eine in den Zylinder Z1-Z4 einströmende Frischluftmasse zu ermitteln. Die Werte der Parameter des Saugrohrmodells werden zunächst an einem Motorprüfstand ermittelt. Da Brennkraftmaschinen gleicher Bauart aufgrund von Bauteiltoleranzen und/oder Verschleiß geringfügig unterschiedlich sind und das Saugrohrmodell lediglich an einem oder mehreren Referenzmotoren ermit- telt wird, kann das Anpassen des Saugrohrmodells dazu beitragen, die Unterschiede zwischen den Brennkraftmaschinen gleicher Bauart auszugleichen. Vorzugsweise wird das erste Programm in einem Schritt Sl gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden .
In einem Schritt S2 wird vorzugsweise geprüft, ob eine vorgegebene Betriebsbedingung CON aktuell vorliegt. Die vorgegebene Betriebsbedingung CON kann beispielsweise einen stöchio- metrischen Betrieb der Brennkraftmaschine umfassen. Im stö- chiometrischen Betrieb wird dem Verbrennungsprozess in dem Brennraum 9 genau soviel Frischluftmasse zugeführt, dass der für den Verbrennungsprozess zugemessene Kraftstoff gerade vollständig verbrannt werden kann. Ferner ist in dem stöchio- metrischen Betrieb Lambda gleich eins. Ist die Bedingung des Schritts S2 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S3 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S2 nicht erfüllt so wird der Schritt S2 erneut abgearbeitet.
In dem Schritt S3 wird geprüft, ob aktuell eine Abgasrückführung EGR durchgeführt wird. Ist die Bedingung des Schritts S3 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S4 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S3 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S7 fortgesetzt.
In dem Schritt S4 wird in einem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ein erster Messwert LOAD MES 1 einer Lastgröße der Brennkraftmaschine erfasst. Der Betriebspunkt ist unter anderem durch die Drehzahl und die aktuelle Last der Brennkraftmaschine gegeben. Die Lastgröße ist beispielsweise die in den oder die Zylinder Z1-Z4 einströmende Luftmasse. Die Lastgröße ist beispielsweise der Luftmassenstrom oder der Saugrohrdruck und der erste Messwert LOAD MES 1 der Lastgröße wird vorzugsweise mittels des Luftmassensensors 28 bzw. des Saugrohrdrucksensors 34 erfasst. Ferner wird in dem Schritt S4 ein erster Modellwert LOAD MDL 1 der Lastgröße abhängig von einem ersten Messwert einer weiteren Betriebsgröße ermittelt, beispielsweise abhängig von einem Öffnungsgrad der Drosselklappe 5. Der erste Mo- dellwert LOAD_MDL_1 der Lastgröße wird vorzugsweise mittels des Saugrohrmodells ermittelt.
In einem Schritt S5 wird ein Unterschied DIF 1 zwischen dem ersten Messwert LOAD_MES_1 und dem ersten Modellwert LOAD_MDL_1 der Lastgröße ermittelt.
In einem Schritt S6 wird abhängig von dem Unterschied DIF 1 zwischen dem ersten Messwert LOAD_MES_1 und dem ersten Modellwert LOAD MDL 1 der Lastgröße ein erster Wert PAR 1 einer Parametervertrimmung ermittelt. Abhängig von dem ersten Wert PAR 1 der Parametervertrimmung wird das Saugrohrmodell ange- passt. Insbesondere wird ein Parameter des Saugrohrmodells angepasst. Der Parameter umfasst beispielsweise einen Druck stromaufwärts der Drosselklappe 5 und/oder einen reduzierten Drosselklappenquerschnitt. Der erste Wert PAR_1 der Parametervertrimmung kann der Parameter selbst sein oder lediglich eine Größe, die den entsprechenden Parameter additiv oder multiplikativ verändert.
In dem Schritt S7 werden in einem zweiten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, der bezüglich der Drehzahl und der Last mit dem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine übereinstimmt, ein zweiter Messwert LOAD_MES_2 und ein zweiter Modellwert LOAD MDL 2 der Lastgröße entsprechend den ersten Werten in dem Schritt S4 ermittelt.
In einem Schritt S8 wird ein Unterschied DIF_2 zwischen dem zweiten Messwert LOAD MES 2 und dem zweiten Modellwert LOAD MDL 2 der Lastgröße ermittelt. In einem Schritt S9 wird ein zweiter Wert PAR 2 der Parame- tervertrimmung abhängig von dem Unterschied DIF_2 zwischen dem zweiten Messwert LOAD MES 2 und dem zweiten Modellwert LOAD_MDL_2 der Lastgröße ermittelt. Der zweite Wert PAR_2 der Parametervertrimmung ist repräsentativ für ein Maß, mit dem das Saugrohrmodell bei dem Betrieb mit Abgasrückführung ange- passt werden muss, damit sich der zweite Modellwert LOAD_MDL_2 der Lastgröße an den zweiten Messwert LOAD_MES_2 der Lastgröße annähert oder gleich dem zweiten Messwert LOAD_MES_2 der Lastgröße ist.
In einem Schritt SlO kann das erste Programm beendet werden. Vorzugsweise wird das erste Programm jedoch regelmäßig wäh- rend des Betriebs der Brennkraftmaschine zum Anpassen des
Saugrohrmodells mit oder ohne Abgasrückführung abgearbeitet.
Über das Saugrohrmodell wird lediglich die in den Zylinder Z1-Z4 einströmende Frischluftmasse ermittelt. Bei einem Be- trieb der Brennkraftmaschine mit externer Abgasrückführung EGR dient ein Abgasrückführmodell dazu, abhängig von einem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils 24 die in den Ansaugtrakt 1 einströmende rückgeführte Abgasmasse zu ermitteln. Wird nun beim Betrieb ohne Abgasrückführung EGR das Saugrohr- modell abgeglichen, so muss die dazu nötige Parametervertrim- mungen mit der Parametervertrimmung beim Betrieb mit Abgasrückführung EGR übereinstimmen, vorausgesetzt, das Abgasrückführmodell liefert präzise die rückgeführte Abgasmasse. Stimmen die Parametervertrimmungen im gleichen Betriebspunkt mit und ohne Abgasrückführung EGR nicht überein, so ist dies auf ein unpräzises Abgasrückführmodell zurückzuführen.
Auf dem Speichermedium ist vorzugsweise ein zweites Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine gespeichert (Figur 3) . Das zweite Programm dient dazu, abhängig von den gespeicherten Werten der Parametervertrimmung des Saugrohrmodells zumindest einen Parameter des Abgasrückführmodells anzupassen. Der Parameter des Abgasrückführmodells ist beispielsweise die reduzierte Fläche des Abgasrückführventils 24.
Das zweite Programm kann in einem Schritt Sil gestartet werden, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden, beispielsweise nach Abarbeiten des ersten Programms.
In einem Schritt S12 wird ein Parameterunterschied DIF_PAR zwischen dem ersten Wert PAR 1 und dem zweiten Wert PAR 2 der Parametervertrimmung ermittelt. Dieser Parameterunterschied DIF PAR ist grundsätzlich auf eine falsch ermittelte rückge- führte Abgasmasse zurückzuführen, da die Auswirkungen der in dem ersten und zweiten Betriebspunkten mit bzw. ohne Abgasrückführung auftretenden Unterschiede der Werte der weiteren Betriebsgrößen als fehlerarm modellierbar angenommen werden.
Abhängig von dem Parameterunterschied DIF_PAR kann in einem
Schritt S13 ein Parameterwert PAR 3 ermittelt werden. Der Parameterwert PAR_3 wird so ermittelt, dass sich der zweite Wert PAR 2 der Parametervertrimmung dem ersten Wert PAR 1 der Parametervertrimmung annähert oder ihm entspricht. Das Ermit- teln des Parameterwerts PAR 3 kann auch als Vertrimmen des Abgasrückführmodells bezeichnet werden. Der Parameterwert PAR 3 kann beispielsweise anhand eines Kennfelds ermittelt werden, das beispielsweise an dem Motorprüfstand aufgezeichnet werden kann.
Nach dem Schritt S13 kann das zweite Programm in einem Schritt S16 beendet werden. Das zweite Programm kann jedoch noch mit einer Überprüfung des angepassten Abgasrückführmodells in einem Schritt S14 fortgesetzt werden. In dem Schritt S14 kann überprüft werden, ob ein Reglereingriff LAM eines Lambdareglers aufgrund der Parametervertrim- mung des Abgasrückführmodells betraglich kleiner wird. Falls der Parameterwert PAR_3 falsch ermittelt wurde, so führt dies zu einer falsch ermittelten rückgeführten Abgasmasse und zu einer falsch ermittelten dem Zylinder Z1-Z4 zugeführten Frischluftmasse. Da abhängig von der in den Zylinder Z1-Z4 einströmenden Frischluftmasse die einzuspritzende Kraftstoff- masse ermittelt wird, führt die falsch ermittelte in den Zylinder Z1-Z4 einströmende Frischluftmasse zu einer nicht stö- chiometrischen Verbrennung, was in einem stöchiometrischen Betrieb der Brennkraftmaschine zu dem Reglereingriff LAM des Lambdareglers führt, der im stöchiometrischen Betrieb Lambda auf einen Wert eins regelt.
Ist die Bedingung des Schritts S14 nicht erfüllt, so wird die die Parametervertrimmung des Abgasrückführmodells verworfen und die Bearbeitung wird in einem Schritt S16 beendet. Ist die Bedingung des Schritts 14 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S15 fortgesetzt.
In dem Schritt S15 wird der Parameterwert PAR 3 bis zu einem erneuten Ermitteln des Parameterwerts beibehalten.
In dem Schritt S16 kann das zweite Programm beendet werden. Vorzugsweise wird das zweite Programm jedoch regelmäßig während des Betriebs der Brennkraftmaschine insbesondere in unterschiedlichen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine abge- arbeitet.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können das erste und das zweite Programm in einem Programm implementiert sein oder in weitere Unterprogramme aufgeteilt sein.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem
- in einem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ohne Abgasrückführung (EGR)
-- ein erster Messwert (LOAD_MES_1) einer Lastgröße der Brennkraftmaschine erfasst wird,
-- abhängig von einem ersten Messwert einer weiteren Betriebsgröße mittels eines Saugrohrmodells ein erster Modellwert (LOAD_MDL_1) der Lastgröße ermittelt wird,
- zumindest ein Parameter des Saugrohrmodells mittels einer Parametervertrimmung so angepasst wird, dass sich der erste Modellwert (LOAD_MDL_1) an den ersten Messwert (LOAD_MES_1) der Lastgröße annähert oder dem ersten Messwert (LOAD_MES_1) der Lastgröße entspricht,
- ein erster Wert (PAR_1) der Parametervertrimmung, durch den der Parameter des Saugrohrmodells in dem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ohne Abgasrückführung (EGR) angepasst wird, gespeichert wird, - in einem zweiten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung (EGR)
-- ein zweiter Messwert (LOAD_MES_2) der Lastgröße erfasst wird,
-- abhängig von einem zweiten Messwert der weiteren Be- triebsgröße mittels des Saugrohrmodells ein zweiter Modellwert (LOAD_MDL_2) der Lastgröße ermittelt wird,
- der Parameter des Saugrohrmodells mittels der Parametervertrimmung so angepasst wird, dass sich der zweite Modellwert (LOAD_MDL_2) an den zweiten Messwert (LOAD_MES_2) der Last- große annähert oder dem zweiten Messwert (LOAD_MES_2) der Lastgröße entspricht,
- ein zweiter Wert (PAR_2) der Parametervertrimmung, durch den der Parameter des Saugrohrmodells in dem zweiten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung (EGR) angepasst wird, gespeichert wird,
- der erste und der zweite gespeicherte Wert (PAR_1, PAR_2) der Parametervertrimmung miteinander verglichen werden, - abhängig von dem Vergleich ein Parameterwert (PAR 3) eines Abgasrückführmodells so angepasst wird, dass sich der erste und der zweite Wert (PAR 1, PAR 2) der Parametervertrimmung aneinander annähern oder einander entsprechen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Werte der Parametervertrimmung nur ermittelt und/oder miteinander verglichen werden, wenn zumindest eine vorgegebene Betriebsbedingung
(CON) der Brennkraftmaschine vorliegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die vorgegebene Betriebsbedingung (CON) einen stöchiometrischen Betrieb der Brennkraftmaschine umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem
- eine Regelung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Brennraum der Brennkraftmaschine vor einem Verbrennungspro- zess überwacht wird,
- abhängig von einem Reglereingriff (LAM) der Regelung auto- matisch entschieden wird, ob die Anpassung des Parameterwerts
(PAR 3) des Abgasrückführmodells beibehalten oder verworfen wird.
5. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist,
- in einem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ohne Abgasrückführung (EGR)
-- einen ersten Messwert (LOAD_MES_1) einer Lastgröße der
Brennkraftmaschine zu erfassen, -- abhängig von einem ersten Messwert einer weiteren Betriebsgröße der Brennkraftmaschine mittels eines Saugrohrmodells einen ersten Modellwert (LOAD_MDL_1) der Lastgröße zu ermitteln,
- zumindest einen Parameter des Saugrohrmodells mittels einer Parametervertrimmung so anzupassen, dass sich der erste Modellwert (LOAD_MDL_1) an den ersten Messwert (LOAD_MES_1) der Lastgröße annähert oder dem ersten Messwert
(LOAD MES 1) der Lastgröße entspricht, - einen ersten Wert (PAR 1) der Parametervertrimmung, durch den der Parameter des Saugrohrmodells in dem ersten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ohne Abgasrückführung (EGR) angepasst wird, zu speichern, - in einem zweiten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung (EGR)
-- einen zweiten Messwert (LOAD MES 2) der Lastgröße zu erfassen,
-- abhängig von einem zweiten Messwert der weiteren Be- triebsgröße mittels des Saugrohrmodells einen zweiten Modellwert (LOAD_MDL_2) der Lastgröße zu ermitteln,
- den Parameter des Saugrohrmodells mittels der Parametervertrimmung so anzupassen, dass sich der zweite Modellwert (LOAD_MDL_2) an den zweiten Messwert (LOAD_MES_2) der Last- große annähert oder dem zweiten Messwert (LOAD MES 2) der Lastgröße entspricht,
- einen zweiten Wert (PAR 2) der Parametervertrimmung, durch den der Parameter des Saugrohrmodells in dem zweiten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung (EGR) angepasst wird, zu speichern,
- den ersten und den zweiten gespeicherten Wert (PAR 1, PAR_2) der Parametervertrimmung miteinander zu vergleichen,
- abhängig von dem Vergleich einen Parameterwert (PAR 3) eines Abgasrückführmodells so anzupassen, dass sich der erste und der zweite Wert (PAR 1, PAR) der Parametervertrimmung aneinander annähern oder einander entsprechen.
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