WO2014111354A1 - Method for operating an internal combustion engine, an inner cylinder pressure being ascertained in at least one cylinder of the internal combustion engine - Google Patents

Method for operating an internal combustion engine, an inner cylinder pressure being ascertained in at least one cylinder of the internal combustion engine Download PDF

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WO2014111354A1
WO2014111354A1 PCT/EP2014/050523 EP2014050523W WO2014111354A1 WO 2014111354 A1 WO2014111354 A1 WO 2014111354A1 EP 2014050523 W EP2014050523 W EP 2014050523W WO 2014111354 A1 WO2014111354 A1 WO 2014111354A1
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WO
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cylinder
combustion engine
internal combustion
pressure
determined
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/050523
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German (de)
French (fr)
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Vincenzo Rosito
Joachim Paul
Sebastian-Paul Wenzel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F02D35/024Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure using an estimation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0097Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating speed signals

Definitions

  • Cylinder internal pressure is determined in at least one cylinder of the internal combustion engine
  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1, and a control and / or regulating device, a computer program and a storage medium according to the independent claims.
  • crankshaft angle can be determined comparatively simple, precise and inexpensive. This can be done with little effort by means of a control and / or regulating device for the internal combustion engine. Additional parameters characterizing the operation of the internal combustion engine need in the
  • the invention relates to a method for operating the internal combustion engine, wherein a cylinder internal pressure in at least one cylinder of
  • Speed signal of the internal combustion engine the indicated mean pressure, the proportion of the burned fuel quantity and the rotational angle of the crankshaft determined.
  • N rotational speed of the internal combustion engine in rpm (revolutions per minute);
  • CA angle of rotation of the crankshaft.
  • the maximum value of the in-cylinder pressure is preferably determined using equation (1) in an indirect manner, that is to say without it being necessary to provide a cylinder on each cylinder of the internal combustion engine
  • the indicated mean pressure (PMI) and the proportion The burned fuel quantity (MFBxy) - which are both input variables of the equation (1) - can be determined according to the method by means of two variants, as will be described below. By determining the crankshaft angle CA, the combustion process in the respective cylinder can be specifically evaluated.
  • At least one cylinder of the internal combustion engine is designed as a so-called "guide cylinder".
  • the master cylinder has a
  • Cylinder pressure sensor with which a time course of the cylinder internal pressure can be determined in the master cylinder.
  • the method can also be carried out without the use of the guide cylinder or the cylinder pressure sensor, see the "Variant 1" described below. Furthermore, that can
  • Speed signal can be used for the method by a time course of the speed signal and / or an average value of the speed signal and / or an acceleration of the speed or even higher time derivatives of the speed or the speed signal can be used.
  • the inventive method can, for example, for a
  • CPP pressure-controlled operation
  • cylinder pressure processing cylinder pressure processing
  • a time course and / or characteristic values of the cylinder internal pressure can be determined and used for a particularly precise control and / or regulation of the internal combustion engine.
  • the method according to the invention can also be described as follows: Depending on whether combustion of the fuel injected into the cylinder takes place comparatively "hard” or “softly”, a predeterminable proportion of the fuel quantity is already at a comparatively small or only at a comparatively low level burned large crankshaft angle.
  • the maximum value of the in-cylinder pressure is comparatively high or comparatively low.
  • this maximum value can be quantified according to the invention. Furthermore, it can be provided according to the invention that the described
  • Dependency for a respective type of internal combustion engine or for a respective design of the cylinder is determined in a pre-trial. This is preferably done using equation (1).
  • the respective quantities can be measured or determined. This is done in particular on a test bench of a manufacturer of the internal combustion engine.
  • Internal combustion engine is for example a diesel engine or a gasoline engine of a motor vehicle.
  • the thus determined dependence can - using the determined variables - permanently in a data store for the
  • the stored data are read and processed according to the invention and thus used for the control and / or regulation of the internal combustion engine, whereby the operation of the internal combustion engine can be improved.
  • the dependency is determined by means of a data-based modeling, in particular using an ASCMO model.
  • the ASCMO model enables a particularly precise implementation of the method using a large number of variables characterizing the operation of the internal combustion engine.
  • the term "ASCMO" includes generation of a global model that includes a plurality of
  • thermodynamic and / or mechanical variables the combustion in the respective cylinder characterizing quantities.
  • the indicated mean pressure and / or the fraction of the burned fuel quantity is determined individually for each cylinder by means of a polytropic relationship as a function of a boost pressure and as a function of a time profile of the engine speed signal.
  • a determination of the cylinder internal pressure in the guide cylinder is not required, which costs and costs can be saved.
  • a polytropic process can be described as a thermodynamic process, which is described, for example, by the following well-known equation (2):
  • V actual volume of the cylinder determined by a piston
  • n polytropic index
  • Cylinder volume V are both dynamic quantities. A deviation of the measured in-cylinder pressure with respect to the pumping pressure p calculated by means of equation (2) can thus be attributed to combustion processes in the respective cylinder.
  • the indicated mean pressure and / or the proportion of the burned fuel quantity is dependent on a time course of the Cylinder internal pressure in a guide cylinder of the internal combustion engine and determined depending on a time course of the speed signal of the internal combustion engine.
  • the thus determined indexed mean pressure and / or the determined proportion of the burned fuel quantity is used to close the indicated mean pressure and / or the proportion of the burned fuel quantity in the other cylinders of the internal combustion engine. It can the current
  • Cylinder internal pressure in the guide cylinder by means of the cylinder pressure sensor determined comparatively accurate and thus the indicated mean pressure and the proportion of the burned fuel quantity for the guide cylinder as input variables in the equation (1) can be used.
  • the respective in-cylinder pressure can be derived from the in-cylinder pressure of the guide cylinder using the speed signal. From the respective cylinder internal pressure can then also for the remaining cylinders of the indicated mean pressure and the proportion of the burned fuel quantity determined and used as input to the equation (1).
  • This second variant is generally more accurate with respect to the first variant described above and will be explained in more detail below by means of Figure 4.
  • the dependence between the maximum value for the in-cylinder pressure, the indicated mean pressure, the proportion of the burned fuel quantity and the rotational angle of the crankshaft is determined, wherein the dependence is corrected by means of a function dependent on the rotational speed of the crankshaft.
  • PzMax maximum value of the in-cylinder pressure
  • N speed of the crankshaft
  • MFBxy proportion (percentage) of the quantity of fuel burned
  • the correction function is formed such that an accuracy corresponding to equation (1) results.
  • the second equation g (N) represents a correction factor for the first function f
  • N a function of the rotational speed N.
  • / or g (N) can be implemented by means of models and / or characteristic diagrams and / or tables and the like.
  • the dependence between the maximum value for the cylinder internal pressure, the indicated mean pressure, the fraction of the burned fuel quantity and the rotational angle of the crankshaft is determined, wherein the dependence is parameterized by means of the rotational speed of the crankshaft.
  • MFBxy percentage of burned fuel quantity
  • CA angle of rotation of the crankshaft
  • the maximum value for the cylinder internal pressure using at least one polynomial function and / or at least one characteristic field as a function of the rotational speed and / or the rotational speed signal, the indicated mean pressure, the proportion of the burned fuel quantity and the rotational angle of the crankshaft determined.
  • This can be done, for example, using equation (1), where the function f true is performed using the at least one polynomial function.
  • the respective coefficients of this polynomial function are determined in advance. This can be done for example by means of a so-called MATLAB software (registered trademark) or the like.
  • the determined polynomial coefficients can be stored in the data memory of the control and / or regulating device.
  • the optional use of the polynomial function - compared to large data tables - can reduce the amount of data to be stored. By the optional use of one or more maps, the dependency can be described particularly simply and accurately. This can result in lower costs as a whole.
  • the dependence between the maximum value for the cylinder internal pressure, the rotational speed and / or the rotational speed signal, the indicated mean pressure, the proportion of the burned fuel quantity and the rotational angle of the crankshaft is determined in a first step by means of a neural network. For example, this is done under
  • the neural network is capable of determining and / or calculating and / or exchanging and / or processing and / or correlating a comparatively large number of variables. These quantities are for example sensors or signals or components or
  • the said first step is preferably carried out in a so-called
  • the at least one other variable is taken into account accordingly.
  • the correlations determined in the first step it may even be possible that a direct determination of the indicated mean pressure and / or the proportion of the burned fuel quantity (in the second step) is not required.
  • the inventive method is particularly simple and accurate by means of a control and / or regulating device for the internal combustion engine feasible. This is preferably done using a computer program which is stored in the data memory of the control and / or regulating device or in another storage medium.
  • Figure 1 is a simplified diagram of an internal combustion engine and a control and / or regulating device
  • FIG. 2 shows a flowchart for operating the internal combustion engine according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a block diagram for a method for operating the
  • Figure 4 shows three diagrams with an in-cylinder pressure in a cylinder, a cylinder internal pressure in all cylinders and a speed signal of the internal combustion engine over a crankshaft angle;
  • Figure 5 is a diagram with a proportion of a quantity of fuel burned above the crankshaft angle;
  • FIG. 6 shows a three-dimensional diagram with a first value of a rotational speed as parameter
  • FIG. 7 shows a three-dimensional diagram with a second value of the rotational speed as parameter
  • FIG. 8 shows a three-dimensional diagram with a third value of the rotational speed as parameter
  • Figure 9 is a three-dimensional diagram with a fourth value of the speed as a parameter
  • FIG. 10 shows a three-dimensional diagram with a fifth value of the rotational speed as parameter
  • FIG. 11 shows a first flow chart for the method for operating the
  • FIG. 12 shows a second flow chart for the method for operating the
  • FIGS. 1 and 3 to 12 described below show, by way of example, the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows a preferred application for a determined maximum value for the in-cylinder pressure.
  • FIG. 1 shows a simplified diagram of an internal combustion engine 100, which in the present case has four cylinders 12a, 12b, 12c and 112d.
  • the cylinders 12a, 12b, 12c and 112d are four cylinders 12a, 12b, 12c and 112d.
  • Internal combustion engine 100 also has an intake tract 1 14 for the supply Fresh air or an air / fuel mixture and an exhaust tract 1 16 on.
  • a pressure sensor 1 18 (“boost pressure sensor")
  • the control and / or regulating device 120 comprises a data memory 124 ("storage medium”) as well as a data memory 124 stored in the
  • Exhaust gas temperature sensor 126 is arranged, which can determine an exhaust gas temperature T3 in the exhaust gas tract 1 16 and can transmit a signal characterizing the exhaust gas temperature T3 to the control and / or regulating device 120. Alternatively or in addition to the exhaust gas temperature sensor 126 may also be
  • Calculation model can be used, which determines the exhaust gas temperature T3 as a function of operating variables of the internal combustion engine 100. This takes place, for example, as a function of an amount of fresh air and / or the
  • the cylinder 1 12a is presently designed as a so-called "master cylinder", wherein a cylinder internal pressure 127 is determined by means of a arranged on the cylinder 1 12a cylinder pressure sensor 128. A signal 130 characterizing the cylinder internal pressure 127 is sent to the control and / or regulating device
  • Control device 120 transmitted. This is indicated in FIG. 1 by a double arrow 131.
  • the internal combustion engine 100 may be self-igniting ("diesel engine”) or else spark ignited (“gasoline engine”).
  • the internal combustion engine 100 may also be associated with a device for charging the internal combustion engine 100, in particular a turbocharger (not shown). However, this is not mandatory for the function of the invention described below.
  • the cylinders 1 12 generate
  • Combustion of a fuel-air mixture generates a torque 138 on a crankshaft 132.
  • the torque 138 characterizes a torque produced at the center of combustion (CoC, "Center of Combustion").
  • a rotational speed 133 of the crankshaft 132 can be determined by means of a sender wheel 134, wherein a rotational angle 406 (see FIG. 4) and a rotational speed signal 136 are transmitted to the control and / or regulating device 120.
  • Further elements of the internal combustion engine 100 such as injectors, actuators and the like are not shown in the figure 1. Further details for operating the internal combustion engine 100 will be explained in more detail in the following figures 2 to 12.
  • FIG. 2 shows a flowchart for operating the internal combustion engine 100 in a preferred application.
  • a start block 196 in an upper portion of the drawing, the illustrated procedure begins.
  • a plurality of variables and / or parameters such as an upper threshold value PZa for the in-cylinder pressure 127, an upper threshold value T3w for the exhaust gas temperature T3 in the exhaust tract 1 16, upper threshold values T22max and P22max for a temperature T22 and the boost pressure P22 in the intake tract 1 14, as well as a threshold value 242 ("APmaxCyl") for a permissible scattering range of maximum values PZmax of the cylinder internal pressure 127 in the cylinders 1 12a to 12d, predetermined or determined.
  • at least some of the aforementioned threshold values PZa, T3w, T22max, P22max and / or the a threshold value of the cylinder internal pressure 127 in the cylinders 1 12a to 12d predetermined or determined.
  • the threshold value PZa corresponds to an "allowed" maximum value for the maximum value PZmax of the in-cylinder pressure 127.
  • the block 200 is also a starting point for a respective cycle (cycle) of corresponding method steps, which can be carried out for each of the cylinders 1 12 individually or for all cylinders 1 12 together.
  • a following query block 240 can for at least two cylinders 1 12 of the internal combustion engine 100, but preferably for all four cylinders 1 12 of the internal combustion engine 100, each one of the cylinder internal pressure 127 in the respective cylinder 1 12 characterizing size, in particular a
  • Maximum value PZmax of the cylinder internal pressure 127 of the respective cylinder 1 12, are determined.
  • the determination of the maximum value PZmax will be explained in more detail below with reference to FIGS. 3 to 12.
  • the query block 240 is optional and therefore only shown in dashed lines in FIG. By means of the query block 240, a following can be allowed
  • Query block 210 and subsequent process branches 220 and 230 will only be traversed if the respective deviation of the maximum values PZmax the cylinder internal pressure 127 of the cylinder 1 12 with each other is not greater than the predetermined threshold 242. Otherwise, a branch is made to subsequent blocks 2410 and 2420, which can limit an error risk or an operating risk of the internal combustion engine 100.
  • Query block 240 a measure of the deviation of these maximum values PZmax be formed among each other. This can be done, for example, by subtracting the maximum values PZmax for each cylinder 12 from each other, possibly with subsequent absolute value formation of the difference obtained in order to identify those two cylinders 12 of the internal combustion engine 100 whose maximum values PZmax have the greatest difference from one another.
  • the method branches to the following blocks 2410 and 2420.
  • the maximum torque 138 to be output by the internal combustion engine 100 is limited, for example by means of a so-called
  • Torque coordinator In the following block 2420, another diagnostic function can be executed, for example, a
  • Error memory entry in a fault memory of the control and / or Control device 120 causes and / or has a signaling of a need for maintenance of the internal combustion engine 100 to the object. This is done, for example, acoustically and / or optically to a user of
  • Internal combustion engine 100 or to a driver of a motor vehicle driven by the internal combustion engine 100.
  • the maximum value PZmax of the in-cylinder pressure 127 is compared with the threshold value PZa for the respective cylinder 12. This query is in the present case by those listed in the query block 210
  • a branch is made into the method branch 220. This is shown by a dashed border in a right-hand area of the drawing.
  • a check is made as to whether the exhaust gas temperature T3 of the internal combustion engine 100 is greater than the threshold value T3w.
  • the threshold T3w is preferably in
  • a branch is made into a block 2212 which provides a shift of an injection timing of the internal combustion engine 100 early to counteract the excessive exhaust gas temperature T3. Thereafter, the process branches again into the block 200 and starts, for example, with a new cycle for the same cylinder 1 12 or another cylinder 1 12.
  • a branch is made to a subsequent query block 2220.
  • the query block 2220 it is checked whether a driver's desired torque PWG - corresponding to a value between 0% and 100% - exceeds a predetermined threshold PWG1 or not.
  • the threshold value PWG1 can be selected, for example, at approximately 100% or at least approximately 90% of a maximum possible driver request torque PWG.
  • the driver's desired torque PWG is preferably determined by means of an accelerator pedal transmitter (not shown), which is connected to the control and / or
  • Control device 120 ( Figure 1) is connected.
  • the method according to FIG. 2 branches again to the block 200 for a new pass. However, if the check in query block 2220 shows that the current driver request torque PWG is greater than that
  • Threshold PWG1 it is branched into further query steps 2230 and 2240. In this case, the query block 2220 is then only in the
  • subsequent polling steps 2230 and 2240 branches if the current driver's desired torque PWG assumes relatively large values because the driver of the motor vehicle driven by the internal combustion engine 100 requests a correspondingly high torque 138.
  • the interrogation step 2230 it is checked whether or not the temperature T22 in the intake tract 14 (FIG. 1) of the internal combustion engine 100 exceeds the upper threshold value T22max. Furthermore, it is checked in the interrogation step 2240 whether the boost pressure P22 in the intake tract 1 14 of the internal combustion engine 100 exceeds the threshold value P22max or not. If neither the temperature T22 If the boost pressure P22 still exceeds the respective threshold values T22max and P22max, then branching is made to the following block 2250.
  • Boost pressure P22 in the intake tract 1 14 is also below the associated threshold P22max. Therefore, with regard to these operating variables of the internal combustion engine 100, there are still reserves for higher temperatures T3 and T22 or for the boost pressure P22.
  • the injection quantity of the internal combustion engine 100 can also be increased beyond the amount predefined statically, for example by a characteristic diagram, provided that the corresponding operating variables T3, T22 and P22 of the internal combustion engine 100 are not already their respective predefinable
  • Thresholds T3w, T22max and P22max have exceeded. This means that when the temperatures T3 and T22 in the exhaust tract 1 16 and in the intake tract 14 and the boost pressure P22 in the intake tract 14 have not already exceeded the associated threshold values T3w, T22max and P22max and at the same time the driver has a particular high torque 138 requests, in block 2250 the injection quantity can be increased. This is possible in particular beyond the statically predetermined maximum dimension in a conventional system, so that the internal combustion engine 100 actually also outputs the driver-requested higher torque 138. After block 2250, the process branches again to block 200 of the method. However, if it is determined in query steps 2230 or 2240 that the
  • the above-described steps of the method branch 220 can be carried out for a cylinder 1 12 of the internal combustion engine 100, for a plurality of cylinders or for all cylinders 1 12 of the internal combustion engine 100. This can either be sequential or concurrently overlapping and e.g. synchronized with a respective duty cycle of the cylinder 1 12 considered.
  • Exhaust tract 1 16 can use the method branch 220 in the present embodiment, an individual elevation of the injected
  • Fuel quantity per cylinder 1 12 are made, if in addition the maximum value PZmax the cylinder internal pressure 127 is not already above the threshold PZa, see the review described in the
  • Process branch 230 is represented by a dashed border in a left-hand portion of the drawing of FIG.
  • the predefinable threshold value PZa which is used in the comparison of the query block 210, is preferably the same for all cylinders 1 12 of the internal combustion engine 100. Alternatively, he can, however, for
  • cylinders 1 12 of the engine 100 are selected differently.
  • the threshold value T3w in the query block 2310 may be selected to be the same or deviating from the corresponding threshold value T3w of the query block 2210. if the
  • Exhaust gas temperature T3 is greater than the threshold T3w, then it is branched to a block 2360, in which the fuel quantity to be injected for the cylinder in question 1 12 is reduced. After block 2360, the system branches back to block 200.
  • the driver's desired torque PWG is compared with the threshold PWG1.
  • the threshold value PWG1 in the query block 2320 may be selected to be the same or deviating from the corresponding threshold value PWG1 of the query block 2220. If the driver's desired torque PWG is greater than the threshold value PWG1, a branch is made in a block 2330, in which an injection time or an ignition point of time
  • a block 2340 is branched, in which a diagnostic function is executed.
  • This diagnostic function is preferably used to check the pressure sensor 1 18 ("boost pressure sensor") and / or - if available - for checking at least one actuator of a device for charging the internal combustion engine 100, such as a turbocharger (not shown).
  • the torque coordinator can be implemented, for example, in the form of a software function in the computer program 122 of the control and / or regulating device 120 of the internal combustion engine 100.
  • any other parts and / or embodiments of the method for operating the internal combustion engine 100 according to FIG. 2 can be carried out completely or partially by means of the computer program 122.
  • FIG. 3 shows a block diagram 300 with blocks or method steps for operating the internal combustion engine 100. A respective signal flow or a respective sequence of method steps takes place in the drawing in FIG.
  • a rotational speed 302 or the rotational speed signal 136 is fed to a block 304 as an input variable.
  • the block 304 represents rotating masses of the internal combustion engine 100, which can influence a time course 403 (see FIG. 4) of the rotational speed 302.
  • Two diagrams 306 and 308 show timings of the rotational speed 302 and of an output signal 310 of the block 304, as used by the control and / or
  • Control device 120 according to the method used or determined.
  • the output signal 310 is fed to a subsequent block 312 as an input variable.
  • Block 312 forms a first derivative ("d / dt") of the output 310.
  • An output 313 of block 312 is applied to a first input of an adder 314.
  • the output signal 313 forms a first contribution to the torque 138, the first contribution characterizing mechanical effects on the cylinder 12 and the crankshaft 132.
  • a pressure signal 316 characterizing the boost pressure P22 is supplied to a block 318 as an input variable.
  • Block 318 includes a compression model of a respective cylinder 1 12 using a polytropic relationship to determine a "pumping pressure" (corresponding to a compression moment, M K OMPRESSION, see below) due to thermodynamic effects upon compression and / or expansion of gas.
  • a diagram 320 shows a time characteristic of an output signal 322 of the block 318. The output signal 322 forms a second contribution to the torque 138 and thus characterizes a
  • the output signal 322 is a second (inverse) input of the adder
  • the adder 314 forms a difference of the first one and second article, see Equation (5) below.
  • Output 326 - see graph 324 - of adder 314 is filtered in a following block 328.
  • An output signal (not numbered) of block 328 is fed to a following block 330 as an input.
  • supplemental operations may be added as appropriate
  • the torque 138 (M-COMBUSATION, internal torque) generated by the combustion of the fuel-air mixture of the internal combustion engine 100 is determined. In total, to the
  • Compression torque which is characterized by the movement of the piston in the cylinder 1 12.
  • FIG. 4 shows three diagrams 400, 402 and 404 with signals as a function of the angle of rotation 406 of the crankshaft 132, wherein the angle of rotation 406 is plotted on a respective abscissa. It is understood that the rotation angle 406 can optionally be converted to a time using the speed 302.
  • a time profile 401 of the cylinder internal pressure 127 for a single cylinder 1 12 is plotted against the angle of rotation 406 of the crankshaft 132.
  • the cylinder internal pressure 127 increases steeply and reaches the maximum value PZmax, which is specific for the respective cylinder 12. Thereafter, the in-cylinder pressure 127 falls steeply on a turn comparatively low value.
  • the illustrated curve has a period of 720 ° of the rotation angle 406.
  • the time course 403 of the speed signal 136 corresponds to
  • the illustrated curve has a period of 180 ° of the rotation angle 406.
  • the respective maximum values PZmax1, PZmax2, PZmax3 and PZmax4 have mutually different values.
  • An arrow 408 symbolizes the determination of the cylinder internal pressure 127 for the remaining cylinders 1 12b to 1 12d, which are not carried out with the cylinder pressure sensor 128.
  • This determination preferably takes place in such a way that, in a first step, for the guide cylinder 1 12a, a relationship between the time profile 401 of FIG
  • Cylinder internal pressure 127 and the time course 403 of the speed signal 136 is determined in the associated period.
  • the determined relationship is then used to determine from a respective time segment of the rotational speed signal 136 for each of the remaining cylinders 1 12b to 12d the associated time profile 401 of the in-cylinder pressure 127.
  • Speed signal 136 with a. From this, using the rotation angle 406, an indicated mean pressure 602 (see FIG. 6) and a fraction 502 of the burned fuel quantity (see FIG. 5) can be determined.
  • FIG. 5 shows a diagram 500 with the fraction 502 of the burned
  • Fuel quantity (ordinate) over the rotation angle 406 (abscissa) of the crankshaft 132 Three horizontal dashed lines correspond to proportions 502 of the burned fuel quantity of 20%, 50% and 100%.
  • the proportion 502 of the amount of fuel burned can, for example, using a integral heat release or an integral energy release of the running in the cylinder 1 12 combustion process can be determined.
  • Amount of fuel above the rotation angle 406 monotonously until it reaches a value of about 100%, that is, the fuel injected into the cylinder 1 12 is substantially burned.
  • the amount 502 of the amount of fuel burnt in the present case is 20% at a rotation angle 406a and in the present case 50% at a rotation angle 406b. It can be seen that there is a reversibly unambiguous relationship between the fraction 502 of the quantity of fuel burnt and the angle of rotation 406 of the crankshaft 132. However, this relationship is dependent on the respective course of the combustion in the cylinder 1 12. Differently proceeding burns thus give each a different (numerical) relationship between the proportion 502 of the burned fuel quantity and the rotation angle 406th
  • FIG. 6 shows a three-dimensional diagram 600 of the maximum value PZmax of the cylinder internal pressure 127 as a function of the indicated mean pressure 602 in the cylinder 1 12 (the axis runs obliquely left-behind in the drawing) and in dependence on the angle of rotation 406 of the crankshaft 132 (FIG Axis runs obliquely in the drawing to the right-rear).
  • the front lower corner of the diagram 600 in the drawing begins in each case with a finite value of the indicated mean pressure 602 and the angle of rotation 406. A respective zero point is therefore not visible in FIG.
  • a partially slightly curved surface shown in the diagram 600 shows a dependency 604 of the maximum value PZmax of the cylinder internal pressure 127 from the indicated mean pressure 602 and the rotation angle 406.
  • the dependency 604 is one for FIGS. 6, 7, 8, 9 and 10 each
  • speed 133 parameterized In FIG. 6, the rotational speed 133 exemplarily has a value of 1200 rpm (revolutions per minute).
  • Another parameter of the graph 600 is the amount 502 of the burned fuel quantity.
  • the proportion 502 constant example, a value of 50%. This value thus likewise characterizes the respective dependency 604. For differently selected values of the fraction 502 of the quantity of fuel burned, correspondingly different dependencies 604 of the
  • the dependency 604 can be generally represented by a following equation (1):
  • PzMaxpZyl] f (N, PMIpZyl], MFBxy% [iZyl], CA), where
  • PzMax maximum value PZmax of the in-cylinder pressure 127;
  • N rotational speed 133 of the internal combustion engine 100 in rpm (revolutions per minute);
  • MFBxy share 502 (percentage) of the burned fuel quantity
  • CA angle of rotation 406 of the crankshaft 132.
  • the dependency 604 shown in FIG. 6 can be corrected by means of a function dependent on the rotational speed 133. However, this is not shown in FIG.
  • the dependency 604 is stored in the data memory 124 by means of a (multi-dimensional) map.
  • the dependency 604 is stored by means of one or more tables or is generated at least partially by means of one or more polynomial functions.
  • a neural network can relatively easily determine and / or calculate and / or exchange and / or process and / or correlate a comparatively large number of variables.
  • the dependence 604 is determined for a respective type of internal combustion engine 100 or for a respective type of cylinder 1 12 in a preliminary test, for example on a so-called “test bench” at a manufacturer of the
  • the dependency 604 is determined by means of a
  • ASCMO includes generation of a global model that includes a variety of variables and / or quantities and their respective relationships or correlations to operate the engine 100 in a variety of operating conditions.
  • FIGS. 7, 8, 9 and 10 similarly to FIG. 6, show the dependency 604 of the in-cylinder pressure 127 on the rotational speed 133, the indicated mean pressure 602, the amount of burnt fuel 502 and the rotational angle 406 of the crankshaft 132 , 8, 9 and 10 respective value of the rotational speed 133 in the order given is exemplified 1600 rpm, 2000 rpm, 2400 rpm and 2800 rpm.
  • Figure 1 1 shows a first flowchart for carrying out the method for
  • Application phase for the internal combustion engine 100 can be performed.
  • a start block 700 the procedure shown in FIG. 11 begins.
  • the dependency 604 between the maximum value PZmax, the rotational speed signal 136 or the rotational speed 133, the indicated mean pressure 602, the fraction 502 of the burned fuel quantity and the rotational angle 406 of the crankshaft 132 is determined. This is done, for example, using the block diagram 300 of FIG. 3 or the diagrams 400, 402 and 404 of FIG. 4.
  • the determined dependency 604 is stored in the data memory 124 in a following block 704 and is thus ready for a "normal" operation of the internal combustion engine 100.
  • an end block 706 the procedure illustrated in FIG. 11 ends.
  • FIG. 12 shows a second flow chart for carrying out the method for operating the internal combustion engine 100, which is particularly in one
  • a start block 708 the procedure illustrated in FIG. 12 begins.
  • the current (operating point-dependent) maximum values PZmax for the cylinders 1 12a to 12d are determined.
  • the operation of the internal combustion engine 100 is controlled or regulated using the current maximum values PZmax determined in this way. This takes place, for example, according to the flowchart shown in FIG.
  • an end block 714 the procedure shown in FIG. 12 ends, which can be carried out as often as desired and for any desired cylinder 12.

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Abstract

The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (100), an inner cylinder pressure (127) being ascertained in at least one cylinder (112) of the internal combustion engine (100). According to the invention, a maximum value (PZmax) is ascertained for the inner cylinder pressure (127) dependent on a rotational speed (133) and/or a rotational speed signal (136) of the internal combustion engine (100), an indexed medium pressure (602), a proportion (502) of a combusted fuel quantity, and a rotational angle (406) of a crankshaft (132).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei ein  Method for operating an internal combustion engine, wherein a
Zylinderinnendruck in mindestens einem Zylinder der Brennkraftmaschine ermittelt wird Cylinder internal pressure is determined in at least one cylinder of the internal combustion engine
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, ein Computerprogramm und ein Speichermedium nach den nebengeordneten Patentansprüchen. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1, and a control and / or regulating device, a computer program and a storage medium according to the independent claims.
Im Betrieb einer Brennkraftmaschine kann es erforderlich sein, einen In the operation of an internal combustion engine, it may be necessary to have a
Maximalwert eines Zylinderinnendrucks zu ermitteln, um die Brennkraftmaschine gegebenenfalls präziser betreiben zu können. Beispielsweise erfolgt dies unter Verwendung von einem oder mehreren Zylinderdrucksensoren. Allerdings ist es häufig unwirtschaftlich, sämtliche Zylinder der Brennkraftmaschine damit auszurüsten. Determine maximum value of a cylinder internal pressure in order to operate the internal combustion engine, if necessary, more precise. For example, this is done using one or more cylinder pressure sensors. However, it is often uneconomical to equip all cylinders of the internal combustion engine with it.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , sowie durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, ein The problem underlying the invention is achieved by a method according to claim 1, as well as by a control and / or regulating device
Computerprogramm und ein Speichermedium nach den nebengeordnetenComputer program and a storage medium after the siblings
Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass ein Maximalwert für einen Claims solved. Advantageous developments are specified in subclaims. Features which are important for the invention can also be found in the following description and in the drawings, wherein the features, both alone and in different combinations, can be important for the invention, without being explicitly referred to again. The invention has the advantage that a maximum value for a
Zylinderinnendruck in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine unter Cylinder internal pressure in a cylinder of an internal combustion engine below
Verwendung von einer Drehzahl und/oder einem Drehzahlsignal der Use of a speed and / or a speed signal of
Brennkraftmaschine, einem indizierten Mitteldruck, einem Anteil einer Internal combustion engine, an indicated mean pressure, a share of
verbrannten Kraftstoffmenge und einem Drehwinkel einer Kurbelwelle burned amount of fuel and a rotation angle of a crankshaft
("Kurbelwellenwinkel") vergleichsweise einfach, präzise und kostengünstig ermittelt werden kann. Dies kann besonders aufwandsarm mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung für die Brennkraftmaschine erfolgen. Zusätzliche den Betrieb der Brennkraftmaschine charakterisierende Größen brauchen dabei im("Crankshaft angle") can be determined comparatively simple, precise and inexpensive. This can be done with little effort by means of a control and / or regulating device for the internal combustion engine. Additional parameters characterizing the operation of the internal combustion engine need in the
Allgemeinen nicht ermittelt oder gemessen werden. Dadurch kann der Betrieb der Brennkraftmaschine besser überwacht und/oder gesteuert bzw. geregelt werden. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine, wobei ein Zylinderinnendruck in mindestens einem Zylinder der Generally not be determined or measured. As a result, the operation of the internal combustion engine can be better monitored and / or controlled or regulated. The invention relates to a method for operating the internal combustion engine, wherein a cylinder internal pressure in at least one cylinder of
Brennkraftmaschine ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird der Maximalwert für den Zylinderinnendruck in Abhängigkeit von der Drehzahl und/oder dem Internal combustion engine is determined. According to the invention, the maximum value for the cylinder internal pressure as a function of the rotational speed and / or the
Drehzahlsignal der Brennkraftmaschine, dem indizierten Mitteldruck, dem Anteil der verbrannten Kraftstoff menge und dem Drehwinkel der Kurbelwelle ermittelt.Speed signal of the internal combustion engine, the indicated mean pressure, the proportion of the burned fuel quantity and the rotational angle of the crankshaft determined.
Diese Abhängigkeit kann durch die folgende Gleichung (1 ) beschrieben werden: This dependence can be described by the following equation (1):
(1 ) PzMaxpZyl] = f(N, PMIpZyl], MFBxy%[iZyl], CA), wobei PzMax = Maximalwert des Zylinderinnendrucks; (1) PzMaxpZyl] = f (N, PMIpZyl], MFBxy% [iZyl], CA), where PzMax = maximum value of in-cylinder pressure;
f(...) = Funktion; f (...) = function;
N = Drehzahl der Brennkraftmaschine in upm (Umdrehungen pro Minute); N = rotational speed of the internal combustion engine in rpm (revolutions per minute);
PMI = indizierter Mitteldruck (Einheit: bar); PMI = indexed mean pressure (unit: bar);
MFBxy = Anteil der verbrannten Kraftstoffmenge, wobei "xy" ein Prozentwert ist; [iZyl] = Index für den jeweiligen Zylinder; und  MFBxy = fraction of fuel burned, where "xy" is a percentage; [iZyl] = index for the respective cylinder; and
CA = Drehwinkel der Kurbelwelle.  CA = angle of rotation of the crankshaft.
Erfindungsgemäß wird der Maximalwert des Zylinderinnendrucks vorzugsweise unter Verwendung der Gleichung (1 ) auf indirekte Weise ermittelt, also ohne dass es erforderlich ist, an jedem Zylinder der Brennkraftmaschine einen According to the invention, the maximum value of the in-cylinder pressure is preferably determined using equation (1) in an indirect manner, that is to say without it being necessary to provide a cylinder on each cylinder of the internal combustion engine
Zylinderdrucksensor anzuordnen. Der indizierte Mitteldruck (PMI) und der Anteil der verbrannten Kraftstoffmenge (MFBxy) - welche beides Eingangsgrößen der Gleichung (1 ) sind - können verfahrensgemäß mittels zweier Varianten ermittelt werden, wie weiter unten noch beschrieben werden wird. Durch Ermittlung des Kurbelwellenwinkels CA kann der Verbrennungsprozess in dem jeweiligen Zylinder spezifisch ausgewertet werden. To arrange cylinder pressure sensor. The indicated mean pressure (PMI) and the proportion The burned fuel quantity (MFBxy) - which are both input variables of the equation (1) - can be determined according to the method by means of two variants, as will be described below. By determining the crankshaft angle CA, the combustion process in the respective cylinder can be specifically evaluated.
Vorzugsweise ist mindestens ein Zylinder der Brennkraftmaschine als so genannter "Leitzylinder" ausgeführt. Der Leitzylinder weist einen Preferably, at least one cylinder of the internal combustion engine is designed as a so-called "guide cylinder". The master cylinder has a
Zylinderdrucksensor auf, mit dem ein Zeitverlauf des Zylinderinnendrucks in dem Leitzylinder ermittelt werden kann. Das Verfahren ist jedoch auch ohne die Verwendung des Leitzylinders bzw. des Zylinderdrucksensors durchführbar, siehe die weiter unten beschriebene "Variante 1 ". Weiterhin kann das Cylinder pressure sensor, with which a time course of the cylinder internal pressure can be determined in the master cylinder. However, the method can also be carried out without the use of the guide cylinder or the cylinder pressure sensor, see the "Variant 1" described below. Furthermore, that can
Drehzahlsignal für das Verfahren verwendet werden, indem ein Zeitverlauf des Drehzahlsignals und/oder ein Mittelwert des Drehzahlsignals und/oder eine Beschleunigung der Drehzahl oder sogar höhere zeitliche Ableitungen der Drehzahl bzw. des Drehzahlsignals verwendet werden. Speed signal can be used for the method by a time course of the speed signal and / or an average value of the speed signal and / or an acceleration of the speed or even higher time derivatives of the speed or the speed signal can be used.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise für einen The inventive method can, for example, for a
druckgesteuerten Betrieb (engl. CPP, "cylinder pressure processing") der Brennkraftmaschine verwendet werden, wobei ein Zeitverlauf und/oder charakteristische Werte des Zylinderinnendrucks ermittelt und für eine besonders präzise Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine verwendet werden können. Stark vereinfacht kann das erfindungsgemäße Verfahren auch wie folgt beschrieben werden: Abhängig davon, ob eine Verbrennung des in den Zylinder eingespritzten Kraftstoffs vergleichsweise "hart" oder "weich" erfolgt, ist ein vorgebbarer Anteil der Kraftstoffmenge schon bei einem vergleichsweise kleinen oder erst bei einem vergleichsweise großen Kurbelwellenwinkel verbrannt. pressure-controlled operation (CPP, "cylinder pressure processing") of the internal combustion engine are used, wherein a time course and / or characteristic values of the cylinder internal pressure can be determined and used for a particularly precise control and / or regulation of the internal combustion engine. To simplify matters, the method according to the invention can also be described as follows: Depending on whether combustion of the fuel injected into the cylinder takes place comparatively "hard" or "softly", a predeterminable proportion of the fuel quantity is already at a comparatively small or only at a comparatively low level burned large crankshaft angle.
Entsprechend ist der Maximalwert des Zylinderinnendrucks vergleichsweise hoch oder vergleichsweise niedrig. Unter Verwendung des zugehörigen indizierten Mitteldrucks sowie der Drehzahl und/oder des Drehzahlsignals kann dieser Maximalwert erfindungsgemäß quantifiziert werden. Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die beschriebeneAccordingly, the maximum value of the in-cylinder pressure is comparatively high or comparatively low. Using the associated indicated mean pressure as well as the rotational speed and / or the rotational speed signal, this maximum value can be quantified according to the invention. Furthermore, it can be provided according to the invention that the described
Abhängigkeit für eine jeweilige Bauart der Brennkraftmaschine bzw. für eine jeweilige Bauart des Zylinders in einem Vorversuch ermittelt wird. Dies erfolgt vorzugsweise unter Verwendung der Gleichung (1 ). Während einer so genannten "Applikation" oder in einem Eichbetrieb oder Prüfbetrieb der Brennkraftmaschine können die jeweiligen Größen gemessen bzw. ermittelt werden. Dies erfolgt insbesondere auf einer Prüfbank eines Herstellers der Brennkraftmaschine. DieDependency for a respective type of internal combustion engine or for a respective design of the cylinder is determined in a pre-trial. This is preferably done using equation (1). During a so-called "application" or in a calibration operation or test mode of the internal combustion engine, the respective quantities can be measured or determined. This is done in particular on a test bench of a manufacturer of the internal combustion engine. The
Brennkraftmaschine ist beispielsweise ein Dieselmotor oder ein Ottomotor eines Kraftfahrzeugs. Die derart ermittelte Abhängigkeit kann - unter Verwendung der dabei ermittelten Größen - dauerhaft in einem Datenspeicher für die Internal combustion engine is for example a diesel engine or a gasoline engine of a motor vehicle. The thus determined dependence can - using the determined variables - permanently in a data store for the
Brennkraftmaschine gespeichert werden. In einem anschließenden normalen Betrieb der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs können die Internal combustion engine to be stored. In a subsequent normal operation of the internal combustion engine or of the motor vehicle, the
gespeicherten Daten gelesen und erfindungsgemäß verarbeitet und so für die Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine verwendet werden, wodurch der Betrieb der Brennkraftmaschine verbessert werden kann. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Abhängigkeit mittels einer datenbasierten Modellierung, insbesondere unter Verwendung von einem ASCMO-Modell ermittelt. Das ASCMO-Modell ermöglicht eine besonders präzise Durchführung des Verfahrens unter Verwendung von einer Vielzahl den Betrieb der Brennkraftmaschine charakterisierenden Größen. Der Begriff "ASCMO" umfasst eine Erzeugung eines globalen Modells, welches eine Vielzahl vonstored data are read and processed according to the invention and thus used for the control and / or regulation of the internal combustion engine, whereby the operation of the internal combustion engine can be improved. In one embodiment of the invention, the dependency is determined by means of a data-based modeling, in particular using an ASCMO model. The ASCMO model enables a particularly precise implementation of the method using a large number of variables characterizing the operation of the internal combustion engine. The term "ASCMO" includes generation of a global model that includes a plurality of
Variablen und/oder Größen und deren jeweilige Beziehungen oder Korrelationen umfasst, um die Brennkraftmaschine in einer Vielzahl von Betriebszuständen zu betreiben. Dadurch wird es möglich, ein mathematisches Modell zu ermitteln, welches die oben beschriebene Gleichung (1 ) umfasst oder erzeugt. Ergänzend kann vorgesehen sein, dass das besagte globale Modell und/oder die GleichungVariables and / or sizes and their respective relationships or correlations to operate the internal combustion engine in a variety of operating conditions. This makes it possible to obtain a mathematical model which includes or generates the above-described equation (1). In addition, it can be provided that the said global model and / or the equation
(1 ) mittels eines oder mehrerer Parameter, wie beispielsweise einer Temperatur, einem Luftdruck, einer Kraftstoffsorte und dergleichen ergänzt werden. (1) be supplemented by one or more parameters such as a temperature, an air pressure, a fuel grade and the like.
Der Vorgang der Kraftstoffverbrennung ("Verbrennung") in der The process of fuel combustion ("combustion") in the
Brennkraftmaschine erzeugt einen Druckanstieg in dem jeweiligen Zylinder. AlsInternal combustion engine generates a pressure increase in the respective cylinder. When
Ergebnis wird ein Drehmoment an der Kurbelwelle mittels mechanischer Komponenten erzeugt, wobei eine Drehbewegung der Kurbelwelle beschleunigt wird. Dabei ergibt sich eine Beziehung zwischen einerseits thermodynamischen und/oder mechanischen Größen, und andererseits die Verbrennung in dem jeweiligen Zylinder charakterisierenden Größen. In einer ersten Variante des Verfahrens wird der indizierte Mitteldruck und/oder der Anteil der verbrannten Kraftstoffmenge zylinderindividuell mittels einer polytropen Beziehung abhängig von einem Ladedruck und abhängig von einem zeitlichen Verlauf des Drehzahlsignals der Brennkraftmaschine ermittelt. Dazu ist eine Ermittlung des Zylinderinnendrucks in dem Leitzylinder nicht erforderlich, wodurch Aufwand und Kosten gespart werden können. Allgemein kann ein polytroper Prozess als thermodynamischer Prozess beschrieben werden, der beispielsweise durch die folgende allgemein bekannte Gleichung (2) beschrieben wird: As a result, a torque is generated at the crankshaft by means of mechanical components, whereby a rotational movement of the crankshaft is accelerated. This results in a relationship between on the one hand thermodynamic and / or mechanical variables, and on the other hand, the combustion in the respective cylinder characterizing quantities. In a first variant of the method, the indicated mean pressure and / or the fraction of the burned fuel quantity is determined individually for each cylinder by means of a polytropic relationship as a function of a boost pressure and as a function of a time profile of the engine speed signal. For this purpose, a determination of the cylinder internal pressure in the guide cylinder is not required, which costs and costs can be saved. In general, a polytropic process can be described as a thermodynamic process, which is described, for example, by the following well-known equation (2):
(2) p * Vn = C , wobei bei einer Brennkraftmaschine p = Zylinderinnendruck ("Pumpdruck"); (2) p * V n = C, where in an internal combustion engine p = in-cylinder pressure ("pumping pressure");
V = durch einen Kolben bestimmtes aktuelles Volumen des Zylinders; n = polytroper Index; und  V = actual volume of the cylinder determined by a piston; n = polytropic index; and
C = Konstante.  C = constant.
Mittels Gleichung (2) kann ein thermodynamischer Prozess, welcher eine Kompression und/oder Expansion von Gas umfasst, genau beschrieben werden. Der Pumpdruck p wird mittels der Gleichung (2) unter Verwendung des By means of equation (2), a thermodynamic process involving compression and / or expansion of gas can be described in detail. The pumping pressure p is determined by the equation (2) using the
Zylindervolumens V und in Bezug auf den Ladedruck in Abwesenheit eines Verbrennungsprozesses ermittelt. Der Pumpdruck p und das aktuelle Cylinder volume V and with respect to the boost pressure in the absence of a combustion process determined. The pumping pressure p and the current
Zylindervolumen V sind beides dynamische Größen. Eine Abweichung des gemessenen Zylinderinnendrucks in Bezug auf den mittels Gleichung (2) berechneten Pumpdruck p kann somit auf Verbrennungsvorgänge in dem jeweiligen Zylinder zurückgeführt werden. Mittels einer Auswertung des Cylinder volume V are both dynamic quantities. A deviation of the measured in-cylinder pressure with respect to the pumping pressure p calculated by means of equation (2) can thus be attributed to combustion processes in the respective cylinder. By means of an evaluation of the
Drehzahlsignals können der zugehörige indizierte Mitteldruck und der aktuelle Anteil der verbrannten Kraftstoffmenge daraus ermittelt werden. Diese Größen können dann in der Gleichung (1 ) als Eingangsgrößen verwendet werden. Der Vorteil dabei ist, dass der Pumpdruck p bzw. der Zylinderinnendruck ermittelt anstatt unter Verwendung des Zylinderdrucksensors gemessen wird. Dadurch können Aufwand und Kosten reduziert werden. Diese erste Variante wird weiter unten mittels der Figur 3 noch näher erläutert werden. Speed signal, the associated indicated mean pressure and the current proportion of the burned fuel quantity can be determined from it. These quantities can then be used as inputs in equation (1). The advantage here is that the pump pressure p or the cylinder internal pressure is determined instead of being measured using the cylinder pressure sensor. As a result, effort and costs can be reduced. This first variant will be explained in more detail below by means of Figure 3.
In einer zweiten Variante des Verfahrens wird der indizierte Mitteldruck und/oder der Anteil der verbrannten Kraftstoffmenge abhängig von einem Zeitverlauf des Zylinderinnendrucks in einem Leitzylinder der Brennkraftmaschine und abhängig von einem Zeitverlauf des Drehzahlsignals der Brennkraftmaschine ermittelt. Der derart ermittelte indizierte Mitteldruck und/oder der ermittelte Anteil der verbrannten Kraftstoffmenge wird dazu verwendet, um auf den indizierten Mitteldruck und/oder den Anteil der verbrannten Kraftstoff menge in den übrigen Zylindern der Brennkraftmaschine zu schließen. Dabei kann der aktuelle In a second variant of the method, the indicated mean pressure and / or the proportion of the burned fuel quantity is dependent on a time course of the Cylinder internal pressure in a guide cylinder of the internal combustion engine and determined depending on a time course of the speed signal of the internal combustion engine. The thus determined indexed mean pressure and / or the determined proportion of the burned fuel quantity is used to close the indicated mean pressure and / or the proportion of the burned fuel quantity in the other cylinders of the internal combustion engine. It can the current
Zylinderinnendruck in dem Leitzylinder mittels des Zylinderdrucksensors vergleichsweise genau ermittelt und somit der indizierte Mitteldruck und der Anteil der verbrannten Kraftstoffmenge für den Leitzylinder als Eingangsgrößen in der Gleichung (1 ) verwendet werden. Für die übrigen Zylinder, welche keinen Zylinderdrucksensor aufweisen, kann der jeweilige Zylinderinnendruck unter Verwendung des Drehzahlsignals von dem Zylinderinnendruck des Leitzylinders abgeleitet werden. Aus dem jeweiligen Zylinderinnendruck können dann auch für die übrigen Zylinder der indizierte Mitteldruck sowie der Anteil der verbrannten Kraftstoff menge ermittelt und als Eingangsgrößen für die Gleichung (1 ) verwendet werden. Diese zweite Variante ist in Bezug auf die oben beschriebene erste Variante im Allgemeinen genauer und wird weiter unten mittels der Figur 4 noch näher erläutert werden. Cylinder internal pressure in the guide cylinder by means of the cylinder pressure sensor determined comparatively accurate and thus the indicated mean pressure and the proportion of the burned fuel quantity for the guide cylinder as input variables in the equation (1) can be used. For the remaining cylinders, which have no cylinder pressure sensor, the respective in-cylinder pressure can be derived from the in-cylinder pressure of the guide cylinder using the speed signal. From the respective cylinder internal pressure can then also for the remaining cylinders of the indicated mean pressure and the proportion of the burned fuel quantity determined and used as input to the equation (1). This second variant is generally more accurate with respect to the first variant described above and will be explained in more detail below by means of Figure 4.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahren wird die Abhängigkeit zwischen dem Maximalwert für den Zylinderinnendruck, dem indizierten Mitteldruck, dem Anteil der verbrannten Kraftstoffmenge und dem Drehwinkel der Kurbelwelle ermittelt, wobei die Abhängigkeit mittels einer von der Drehzahl der Kurbelwelle abhängigen Funktion korrigiert wird. Daraus ergibt sich eine vereinfachte Darstellung der Gleichung (1 ), welche mit der folgenden Gleichung (3) beschrieben werden kann: In a further embodiment of the method, the dependence between the maximum value for the in-cylinder pressure, the indicated mean pressure, the proportion of the burned fuel quantity and the rotational angle of the crankshaft is determined, wherein the dependence is corrected by means of a function dependent on the rotational speed of the crankshaft. This gives a simplified representation of equation (1), which can be described by the following equation (3):
(3) PzMax = f(PMI, MFBxy%, CA) * g(N) , wobei (3) PzMax = f (PMI, MFBxy%, CA) * g (N), where
PzMax = Maximalwert des Zylinderinnendrucks; PzMax = maximum value of the in-cylinder pressure;
f(...) = Funktion, welche einem ersten Faktor in Gleichung (3) entspricht; g(...) = Funktion, welche einem zweiten Faktor in Gleichung (3) entspricht;f (...) = function corresponding to a first factor in equation (3); g (...) = function corresponding to a second factor in equation (3);
N = Drehzahl der Kurbelwelle; N = speed of the crankshaft;
PMI = indizierter Mitteldruck;  PMI = indexed mean pressure;
MFBxy = Anteil (Prozentwert) der verbrannten Kraftstoff menge; und  MFBxy = proportion (percentage) of the quantity of fuel burned; and
CA = Drehwinkel der Kurbelwelle. Auf diese Weise wird die Aufgabe der Gleichung (1 ), nämlich vier unabhängige Größen auf eine davon abhängige Größe abzubilden, vereinfacht, indem nur drei unabhängige Größen auf die abhängige Größe abgebildet werden und die vierte unabhängige Größe lediglich für eine Korrekturfunktion verwendet wird. CA = angle of rotation of the crankshaft. In this way, the task of equation (1), namely mapping four independent quantities to a dependent quantity, is simplified by mapping only three independent quantities to the dependent size and using the fourth independent size only for a correction function.
Vorzugsweise wird die Korrekturfunktion derart gebildet, dass sich eine der Gleichung (1 ) entsprechende Genauigkeit ergibt. Preferably, the correction function is formed such that an accuracy corresponding to equation (1) results.
Die zweite Gleichung g (N) stellt einen Korrekturfaktor für die erste Funktion f(...) in Abhängigkeit von der Drehzahl N dar. Dadurch kann ggf. eine Gesamtzahl von Berechnungen vermindert werden, wodurch Kosten gespart werden können. Beispielsweise können die Funktionen f (...) und/oder g (N) mittels Modellen und/oder Kennfeldern und/oder Tabellen und dergleichen ausgeführt sein. The second equation g (N) represents a correction factor for the first function f (...) As a function of the rotational speed N. As a result, it is possible to reduce a total number of calculations, as a result of which costs can be saved. For example, the functions f (...) And / or g (N) can be implemented by means of models and / or characteristic diagrams and / or tables and the like.
Dadurch wird sozusagen eine "Oberflächenform" für den Maximalwert des Zylinderinnendrucks definiert. Diese Oberflächenform ist abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und kann deshalb mittels des Korrekturfaktors bzw. mittels der Funktion g (N) korrigiert werden. As a result, so to speak, a "surface shape" for the maximum value of the cylinder internal pressure is defined. This surface shape is dependent on the speed of the internal combustion engine and can therefore be corrected by means of the correction factor or by means of the function g (N).
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die Abhängigkeit zwischen dem Maximalwert für den Zylinderinnendruck, dem indizierten Mitteldruck, dem Anteil der verbrannten Kraftstoffmenge und dem Drehwinkel der Kurbelwelle ermittelt , wobei die Abhängigkeit mittels der Drehzahl der Kurbelwelle parametriert wird. Dadurch ist es - ähnlich wie oben beschrieben - möglich, lediglich drei unabhängige Größen auf eine davon abhängige Größe abzubilden, und die vierte unabhängige Größe als Parameter zu verwenden. Dies kann mittels der folgenden Gleichung (4) beschrieben werden: In a further embodiment of the method, the dependence between the maximum value for the cylinder internal pressure, the indicated mean pressure, the fraction of the burned fuel quantity and the rotational angle of the crankshaft is determined, wherein the dependence is parameterized by means of the rotational speed of the crankshaft. As a result, it is possible, as described above, to map only three independent quantities to a dependent variable and to use the fourth independent variable as a parameter. This can be described by the following equation (4):
PzMax = f(PMI, MFBxy%, CA) /N , wobei PzMax = Maximalwert des Zylinderinnendrucks; PzMax = f (PMI, MFBxy%, CA) / N, where PzMax = maximum value of in-cylinder pressure;
f(...) = Funktion; f (...) = function;
PMI = indizierter Mitteldruck;  PMI = indexed mean pressure;
MFBxy = Prozentwert der verbrannten Kraftstoffmenge;  MFBxy = percentage of burned fuel quantity;
CA = Drehwinkel der Kurbelwelle; und  CA = angle of rotation of the crankshaft; and
/N = Parametrierung der Funktion f(...) mit Werten der Drehzahl N / N = Parameterization of the function f (...) with values of the speed N
der Brennkraftmaschine in einer jeweils geeigneten Stufung. Dadurch ergibt sich ebenfalls eine Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wodurch ein entsprechender Aufwand in den Berechnungen und somit Kosten vermindert werden können. the internal combustion engine in each case suitable gradation. This also results in a simplification of the method according to the invention, whereby a corresponding effort in the calculations and thus costs can be reduced.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der Maximalwert für den Zylinderinnendruck unter Verwendung von mindestens einer Polynomfunktion und/oder mindestens eines Kennfelds in Abhängigkeit von der Drehzahl und/oder dem Drehzahlsignal, dem indizierten Mitteldruck, dem Anteil der verbrannten Kraftstoff menge und dem Drehwinkel der Kurbelwelle ermittelt. Dies kann beispielsweise unter Verwendung von Gleichung (1 ) erfolgen, wobei die Funktion f (...) unter Verwendung der mindestens einen Polynomfunktion ausgeführt wird. Vorzugsweise werden die jeweiligen Koeffizienten dieser Polynomfunktion im Voraus ermittelt. Dies kann beispielsweise mittels einer so genannten MATLAB- Software (eingetragenes Warenzeichen) oder dergleichen erfolgen. Danach können die ermittelten Polynomkoeffizienten in dem Datenspeicher der Steuer- und/oder Regeleinrichtung gespeichert werden. Durch die optionale Verwendung der Polynomfunktion - im Vergleich zu großen Datentabellen - kann eine zu speichernde Datenmenge reduziert werden. Durch die optionale Verwendung eines oder mehrerer Kennfelder kann die Abhängigkeit besonders einfach und genau beschrieben werden. Dadurch können sich in der Gesamtheit niedrigere Kosten ergeben. In a further embodiment of the method, the maximum value for the cylinder internal pressure using at least one polynomial function and / or at least one characteristic field as a function of the rotational speed and / or the rotational speed signal, the indicated mean pressure, the proportion of the burned fuel quantity and the rotational angle of the crankshaft determined. This can be done, for example, using equation (1), where the function f (...) is performed using the at least one polynomial function. Preferably, the respective coefficients of this polynomial function are determined in advance. This can be done for example by means of a so-called MATLAB software (registered trademark) or the like. Thereafter, the determined polynomial coefficients can be stored in the data memory of the control and / or regulating device. The optional use of the polynomial function - compared to large data tables - can reduce the amount of data to be stored. By the optional use of one or more maps, the dependency can be described particularly simply and accurately. This can result in lower costs as a whole.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird in einem ersten Schritt mittels eines neuronalen Netzwerks die Abhängigkeit zwischen dem Maximalwert für den Zylinderinnendruck, der Drehzahl und/oder dem Drehzahlsignal, dem indizierten Mitteldruck, dem Anteil der verbrannten Kraftstoff menge und dem Drehwinkel der Kurbelwelle ermittelt. Beispielsweise erfolgt dies unter In a further embodiment of the method, the dependence between the maximum value for the cylinder internal pressure, the rotational speed and / or the rotational speed signal, the indicated mean pressure, the proportion of the burned fuel quantity and the rotational angle of the crankshaft is determined in a first step by means of a neural network. For example, this is done under
Verwendung von Korrelationen zwischen den jeweiligen Größen. In einem zweiten Schritt wird mittels des neuronalen Netzwerks der Maximalwert für denUse of correlations between the respective sizes. In a second step, by means of the neural network, the maximum value for the
Zylinderinnendruck unter Verwendung der ermittelten Abhängigkeit ermittelt. Beispielsweise ist das neuronale Netzwerk in der Lage, eine vergleichsweise große Anzahl von Größen (Variable) zu ermitteln und/oder zu berechnen und/oder auszutauschen und/oder zu verarbeiten und/oder zu korrelieren. Diese Größen sind beispielsweise auf Sensoren oder Signale oder Bauelemente oderCylinder internal pressure determined using the determined dependence. For example, the neural network is capable of determining and / or calculating and / or exchanging and / or processing and / or correlating a comparatively large number of variables. These quantities are for example sensors or signals or components or
Zustände der Brennkraftmaschine rückführbar. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren weiter vereinfacht und verbilligt werden. Der besagte erste Schritt erfolgt vorzugsweise in einer so genannten Conditions of the internal combustion engine traceable. This can do that inventive method further simplified and cheapened. The said first step is preferably carried out in a so-called
"Applikationsphase" an einer entsprechend mit Sensoren und dergleichen ausgerüsteten Brennkraftmaschine. Der besagte zweite Schritt erfolgt "Application phase" on a suitably equipped with sensors and the like internal combustion engine. The said second step takes place
vorzugsweise an einer serienmäßig ausgeführten Brennkraftmaschine während des normalen Betriebs, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug. preferably on a standard running internal combustion engine during normal operation, for example in a motor vehicle.
Ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass die Abhängigkeit mittels des neuronalen Netzwerks in dem ersten Schritt unter Verwendung von mindestens einer sonstigen einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine In addition thereto, it can be provided that the dependence by means of the neural network in the first step using at least one other an operating state of the internal combustion engine
charakterisierenden Größe ermittelt wird, wobei in dem zweiten Schritt die mindestens eine sonstige Größe entsprechend berücksichtigt wird. Abhängig von den in dem ersten Schritt ermittelten Korrelationen kann es sogar möglich sein, dass eine direkte Ermittlung des indizierten Mitteldrucks und/oder des Anteils der verbrannten Kraftstoff menge (in dem zweiten Schritt) nicht erforderlich ist. characterizing size is determined, wherein in the second step, the at least one other variable is taken into account accordingly. Depending on the correlations determined in the first step, it may even be possible that a direct determination of the indicated mean pressure and / or the proportion of the burned fuel quantity (in the second step) is not required.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders einfach und genau mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung für die Brennkraftmaschine durchführbar. Vorzugsweise erfolgt dies unter Verwendung eines Computerprogramms, welches in dem Datenspeicher der Steuer- und/oder Regeleinrichtung oder in einem sonstigen Speichermedium abgespeichert ist. The inventive method is particularly simple and accurate by means of a control and / or regulating device for the internal combustion engine feasible. This is preferably done using a computer program which is stored in the data memory of the control and / or regulating device or in another storage medium.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen: Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be explained with reference to the drawings. In the drawing show:
Figur 1 ein vereinfachtes Schema einer Brennkraftmaschine und einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung; Figure 1 is a simplified diagram of an internal combustion engine and a control and / or regulating device;
Figur 2 ein Flussdiagramm zum Betreiben der Brennkraftmaschine nach Figur 1 ; FIG. 2 shows a flowchart for operating the internal combustion engine according to FIG. 1;
Figur 3 ein Blockdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben der FIG. 3 shows a block diagram for a method for operating the
Brennkraftmaschine;  Internal combustion engine;
Figur 4 drei Diagramme mit einem Zylinderinnendruck in einem Zylinder, einem Zylinderinnendruck in allen Zylindern und einem Drehzahlsignal der Brennkraftmaschine über einem Kurbelwellenwinkel; Figur 5 ein Diagramm mit einem Anteil einer verbrannten Kraftstoff menge über dem Kurbelwellenwinkel; Figure 4 shows three diagrams with an in-cylinder pressure in a cylinder, a cylinder internal pressure in all cylinders and a speed signal of the internal combustion engine over a crankshaft angle; Figure 5 is a diagram with a proportion of a quantity of fuel burned above the crankshaft angle;
Figur 6 ein dreidimensionales Diagramm mit einem ersten Wert einer Drehzahl als Parameter; FIG. 6 shows a three-dimensional diagram with a first value of a rotational speed as parameter;
Figur 7 ein dreidimensionales Diagramm mit einem zweiten Wert der Drehzahl als Parameter; FIG. 7 shows a three-dimensional diagram with a second value of the rotational speed as parameter;
Figur 8 ein dreidimensionales Diagramm mit einem dritten Wert der Drehzahl als Parameter; FIG. 8 shows a three-dimensional diagram with a third value of the rotational speed as parameter;
Figur 9 ein dreidimensionales Diagramm mit einem vierten Wert der Drehzahl als Parameter; Figure 9 is a three-dimensional diagram with a fourth value of the speed as a parameter;
Figur 10 ein dreidimensionales Diagramm mit einem fünften Wert der Drehzahl als Parameter; FIG. 10 shows a three-dimensional diagram with a fifth value of the rotational speed as parameter;
Figur 1 1 ein erstes Flussdiagramm für das Verfahren zum Betreiben der FIG. 11 shows a first flow chart for the method for operating the
Brennkraftmaschine; und  Internal combustion engine; and
Figur 12 ein zweites Flussdiagramm für das Verfahren zum Betreiben der FIG. 12 shows a second flow chart for the method for operating the
Brennkraftmaschine.  Internal combustion engine.
Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet. The same reference numerals are used for functionally equivalent elements and sizes in all figures, even in different embodiments.
Die nachfolgend beschriebenen Figuren 1 sowie 3 bis 12 zeigen beispielhaft das erfindungsgemäße Verfahren. Die Figur 2 zeigt eine bevorzugte Anwendung für einen ermittelten Maximalwert für den Zylinderinnendruck. The FIGS. 1 and 3 to 12 described below show, by way of example, the method according to the invention. FIG. 2 shows a preferred application for a determined maximum value for the in-cylinder pressure.
Figur 1 zeigt ein vereinfachtes Schema einer Brennkraftmaschine 100, die vorliegend vier Zylinder 1 12a, 1 12b, 1 12c und 1 12d aufweist. Die FIG. 1 shows a simplified diagram of an internal combustion engine 100, which in the present case has four cylinders 12a, 12b, 12c and 112d. The
Brennkraftmaschine 100 weist ferner einen Ansaugtrakt 1 14 zur Versorgung mit Frischluft beziehungsweise einem Luft-/Kraftstoffgemisch sowie einen Abgastrakt 1 16 auf. Internal combustion engine 100 also has an intake tract 1 14 for the supply Fresh air or an air / fuel mixture and an exhaust tract 1 16 on.
In dem Ansaugtrakt 1 14 ist ein Drucksensor 1 18 ("Ladedrucksensor") In the intake tract 1 14 is a pressure sensor 1 18 ("boost pressure sensor")
angeordnet, der einen Ladedruck P22 des Frischgases in dem Ansaugtrakt 1 14 ermitteln und ein den Ladedruck P22 charakterisierendes Signal an eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 120 für die Brennkraftmaschine 100 weiterleiten kann. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 120 umfasst einen Datenspeicher 124 ("Speichermedium") sowie ein in dem Datenspeicher 124 gespeichertes arranged, which determine a boost pressure P22 of the fresh gas in the intake tract 1 14 and can forward a signal characterizing the boost pressure P22 to a control and / or regulating device 120 for the internal combustion engine 100. The control and / or regulating device 120 comprises a data memory 124 ("storage medium") as well as a data memory 124 stored in the
Computerprogramm 122. Weiterhin ist an dem Abgastrakt 1 16 ein Computer program 122. Furthermore, at the exhaust tract 1 16 a
Abgastemperatursensor 126 angeordnet, der eine Abgastemperatur T3 in dem Abgastrakt 1 16 ermitteln und ein die Abgastemperatur T3 charakterisierendes Signal an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 120 übermitteln kann. Alternativ oder ergänzend zu dem Abgastemperatursensor 126 kann auch ein Exhaust gas temperature sensor 126 is arranged, which can determine an exhaust gas temperature T3 in the exhaust gas tract 1 16 and can transmit a signal characterizing the exhaust gas temperature T3 to the control and / or regulating device 120. Alternatively or in addition to the exhaust gas temperature sensor 126 may also be
Rechenmodell verwendet werden, das die Abgastemperatur T3 in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 100 ermittelt. Dies erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit von einer Frischluftmenge und/oder dem Calculation model can be used, which determines the exhaust gas temperature T3 as a function of operating variables of the internal combustion engine 100. This takes place, for example, as a function of an amount of fresh air and / or the
Ladedruck P22 und/oder der Temperatur T22 in dem Ansaugtrakt 1 14 der Brennkraftmaschine 100. Boost pressure P22 and / or the temperature T22 in the intake tract 1 14 of the internal combustion engine 100th
Der Zylinder 1 12a ist vorliegend als so genannter "Leitzylinder" ausgeführt, wobei ein Zylinderinnendruck 127 mittels eines an dem Zylinder 1 12a angeordneten Zylinderdrucksensors 128 ermittelt wird. Ein den Zylinderinnendruck 127 charakterisierendes Signal 130 wird an die Steuer- und/oder RegeleinrichtungThe cylinder 1 12a is presently designed as a so-called "master cylinder", wherein a cylinder internal pressure 127 is determined by means of a arranged on the cylinder 1 12a cylinder pressure sensor 128. A signal 130 characterizing the cylinder internal pressure 127 is sent to the control and / or regulating device
120 übermittelt. Ergänzend werden mehrere weitere Signale zwischen 120 transmitted. In addition, several more signals between
Einrichtungen der Brennkraftmaschine 100 und der Steuer- und/oder Facilities of the internal combustion engine 100 and the control and / or
Regeleinrichtung 120 übermittelt. Dies ist in der Figur 1 durch einen Doppelpfeil 131 angedeutet. Control device 120 transmitted. This is indicated in FIG. 1 by a double arrow 131.
Die Brennkraftmaschine 100 kann selbstzündend ("Dieselmotor") oder auch fremdgezündet ("Ottomotor") sein. Insbesondere kann der Brennkraftmaschine 100 auch eine Vorrichtung zum Aufladen der Brennkraftmaschine 100, insbesondere ein Turbolader (nicht gezeigt), zugeordnet sein. Dies ist für die Funktion der nachstehend beschriebenen Erfindung jedoch nicht zwingend erforderlich. Im Betrieb der Brennkraftmaschine 100 erzeugen die Zylinder 1 12 durch The internal combustion engine 100 may be self-igniting ("diesel engine") or else spark ignited ("gasoline engine"). In particular, the internal combustion engine 100 may also be associated with a device for charging the internal combustion engine 100, in particular a turbocharger (not shown). However, this is not mandatory for the function of the invention described below. During operation of the internal combustion engine 100, the cylinders 1 12 generate
Verbrennung eines Kraftstoff-Luftgemisches ein Drehmoment 138 an einer Kurbelwelle 132. Das Drehmoment 138 charakterisiert ein im Schwerpunkt der Verbrennung (engl. CoC, "Center of Combustion") erzeugtes Drehmoment. Eine Drehzahl 133 der Kurbelwelle 132 kann mittels eines Geberrads 134 ermittelt werden, wobei ein Drehwinkel 406 (siehe Figur 4) und ein Drehzahlsignal 136 an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 120 übermittelt werden. Weitere Elemente der Brennkraftmaschine 100, wie beispielsweise Einspritzventile, Aktoren und dergleichen sind in der Figur 1 nicht mit dargestellt. Weitere Einzelheiten zum Betreiben der Brennkraftmaschine 100 werden in den folgenden Figuren 2 bis 12 näher erläutert werden. Combustion of a fuel-air mixture generates a torque 138 on a crankshaft 132. The torque 138 characterizes a torque produced at the center of combustion (CoC, "Center of Combustion"). A rotational speed 133 of the crankshaft 132 can be determined by means of a sender wheel 134, wherein a rotational angle 406 (see FIG. 4) and a rotational speed signal 136 are transmitted to the control and / or regulating device 120. Further elements of the internal combustion engine 100, such as injectors, actuators and the like are not shown in the figure 1. Further details for operating the internal combustion engine 100 will be explained in more detail in the following figures 2 to 12.
Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm zum Betreiben der Brennkraftmaschine 100 in einer bevorzugten Anwendung. In einem Startblock 196 in einem oberen Bereich der Zeichnung beginnt die dargestellte Prozedur. In einem folgenden Block 198 werden mehrere Größen und/oder Parameter, wie beispielsweise ein oberer Schwellwert PZa für den Zylinderinnendruck 127, ein oberer Schwellwert T3w für die Abgastemperatur T3 im Abgastrakt 1 16, obere Schwellwerte T22max und P22max für eine Temperatur T22 und den Ladedruck P22 in dem Ansaugtrakt 1 14, sowie ein Schwellwert 242 ("APmaxCyl") für einen zulässigen Streubereich von Maximalwerten PZmax des Zylinderinnendrucks 127 in den Zylindern 1 12a bis 1 12d, vorgegeben bzw. ermittelt. Vorzugsweise sind zumindest einige der vorgenannten Schwellwerte PZa, T3w, T22max, P22max und/oder der FIG. 2 shows a flowchart for operating the internal combustion engine 100 in a preferred application. In a start block 196 in an upper portion of the drawing, the illustrated procedure begins. In a following block 198, a plurality of variables and / or parameters, such as an upper threshold value PZa for the in-cylinder pressure 127, an upper threshold value T3w for the exhaust gas temperature T3 in the exhaust tract 1 16, upper threshold values T22max and P22max for a temperature T22 and the boost pressure P22 in the intake tract 1 14, as well as a threshold value 242 ("APmaxCyl") for a permissible scattering range of maximum values PZmax of the cylinder internal pressure 127 in the cylinders 1 12a to 12d, predetermined or determined. Preferably, at least some of the aforementioned threshold values PZa, T3w, T22max, P22max and / or the
Schwellwert 242 von einem aktuellen Betriebszustand ("Betriebspunkt") der Brennkraftmaschine 100 abhängig. Der Schwellwert PZa entspricht einem "erlaubten" Höchstwert für den Maximalwert PZmax des Zylinderinnendrucks 127. Threshold 242 of a current operating state ("operating point") of the internal combustion engine 100 dependent. The threshold value PZa corresponds to an "allowed" maximum value for the maximum value PZmax of the in-cylinder pressure 127.
In einem folgenden Block 200 werden der jeweilige Maximalwert PZmax des Zylinderinnendrucks 127 in den Zylindern 1 12a bis 1 12d, sowie die In a following block 200, the respective maximum value PZmax of the in-cylinder pressure 127 in the cylinders 1 12a to 1 12d, as well as the
Abgastemperatur T3, die Temperatur T22 und der Ladedruck P22 in dem Ansaugtrakt 1 14 ermittelt. Der Block 200 ist zugleich ein Ausgangspunkt für einen jeweiligen Durchlauf (Zyklus) von entsprechenden Verfahrensschritten, welche für jeden der Zylinder 1 12 jeweils einzeln beziehungsweise für alle Zylinder 1 12 zusammen ausgeführt werden können. In einem folgenden Abfrageblock 240 kann für mindestens zwei Zylinder 1 12 der Brennkraftmaschine 100, vorzugsweise jedoch für alle vier Zylinder 1 12 der Brennkraftmaschine 100, jeweils eine den Zylinderinnendruck 127 in dem betreffenden Zylinder 1 12 charakterisierende Größe, insbesondere ein Exhaust gas temperature T3, the temperature T22 and the boost pressure P22 in the intake tract 1 14 determined. The block 200 is also a starting point for a respective cycle (cycle) of corresponding method steps, which can be carried out for each of the cylinders 1 12 individually or for all cylinders 1 12 together. In a following query block 240 can for at least two cylinders 1 12 of the internal combustion engine 100, but preferably for all four cylinders 1 12 of the internal combustion engine 100, each one of the cylinder internal pressure 127 in the respective cylinder 1 12 characterizing size, in particular a
Maximalwert PZmax des Zylinderinnendrucks 127 des betreffenden Zylinders 1 12, ermittelt werden. Die Ermittlung des Maximalwerts PZmax wird mittels der Figuren 3 bis 12 weiter unten noch näher erläutert werden. Der Abfrageblock 240 ist optional und daher in der Figur 2 nur gestrichelt gezeichnet. Mittels des Abfrageblocks 240 kann ermöglicht werden, dass ein nachfolgender Maximum value PZmax of the cylinder internal pressure 127 of the respective cylinder 1 12, are determined. The determination of the maximum value PZmax will be explained in more detail below with reference to FIGS. 3 to 12. The query block 240 is optional and therefore only shown in dashed lines in FIG. By means of the query block 240, a following can be allowed
Abfrageblock 210 und sich daran anschließende Verfahrenszweige 220 und 230 nur dann durchlaufen werden, wenn die jeweilige Abweichung der Maximalwerte PZmax des Zylinderinnendrucks 127 der Zylinder 1 12 untereinander nicht größer als der vorgebbare Schwellwert 242 ist. Andernfalls wird zu nachfolgenden Blöcken 2410 und 2420 verzweigt, welche ein Fehlerrisiko bzw. ein Betriebsrisiko der Brennkraftmaschine 100 begrenzen können. Query block 210 and subsequent process branches 220 and 230 will only be traversed if the respective deviation of the maximum values PZmax the cylinder internal pressure 127 of the cylinder 1 12 with each other is not greater than the predetermined threshold 242. Otherwise, a branch is made to subsequent blocks 2410 and 2420, which can limit an error risk or an operating risk of the internal combustion engine 100.
Aus den verschiedenen Maximalwerten PZmax der Zylinder 1 12 kann im From the different maximum values PZmax the cylinder 1 12 can in the
Abfrageblock 240 ein Maß für die Abweichung dieser Maximalwerte PZmax untereinander gebildet werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Maximalwerte PZmax für alle Zylinder 1 12 jeweils voneinander subtrahiert werden, ggf. mit anschließender Betragsbildung der erhaltenen Differenz, um jene beiden Zylinder 1 12 der Brennkraftmaschine 100 zu identifizieren, deren Maximalwerte PZmax die größte Differenz zueinander aufweisen. Diese Query block 240 a measure of the deviation of these maximum values PZmax be formed among each other. This can be done, for example, by subtracting the maximum values PZmax for each cylinder 12 from each other, possibly with subsequent absolute value formation of the difference obtained in order to identify those two cylinders 12 of the internal combustion engine 100 whose maximum values PZmax have the greatest difference from one another. These
Differenz wird im Abfrageblock 240 ausgewertet. Difference is evaluated in the query block 240.
Sofern gemäß der Überprüfung im Abfrageblock 240 die größte Differenz dieser Maximalwerte PZmax, also eine Abweichung der Maximalwerte PZmax der betreffenden Zylinder 1 12 voneinander, den vorgebbaren Schwellwert 242 übersteigt, verzweigt das Verfahren in die nachfolgenden Blöcke 2410 und 2420. If, according to the check in query block 240, the greatest difference of these maximum values PZmax, ie a deviation of the maximum values PZmax of the relevant cylinders 1 12, exceeds the predefinable threshold value 242, the method branches to the following blocks 2410 and 2420.
Im Block 2410 wird das maximal von der Brennkraftmaschine 100 abzugebende Drehmoment 138 begrenzt, beispielsweise mithilfe eines so genannten In block 2410, the maximum torque 138 to be output by the internal combustion engine 100 is limited, for example by means of a so-called
"Drehmomentenkoordinators". Im folgenden Block 2420 kann eine weitere Diagnosefunktion ausgeführt werden, die beispielsweise einen "Torque coordinator". In the following block 2420, another diagnostic function can be executed, for example, a
Fehlerspeichereintrag in einem Fehlerspeicher der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 120 (Figur 2) veranlasst und/oder eine Signalisierung eines Wartungsbedarfs der Brennkraftmaschine 100 zum Gegenstand hat. Dies erfolgt beispielsweise akustisch und/oder optisch an einen Benutzer der Error memory entry in a fault memory of the control and / or Control device 120 (Figure 2) causes and / or has a signaling of a need for maintenance of the internal combustion engine 100 to the object. This is done, for example, acoustically and / or optically to a user of
Brennkraftmaschine 100 bzw. an einen Fahrer eines von der Brennkraftmaschine 100 angetriebenen Kraftfahrzeugs. Internal combustion engine 100 or to a driver of a motor vehicle driven by the internal combustion engine 100.
Sofern gemäß der Überprüfung im Abfrageblock 240 die Abweichung der Maximalwerte PZmax der betreffenden Zylinder 1 12 untereinander den vorgebbaren Schwellwert 242 jedoch nicht übersteigt, wird in den folgenden Abfrageblock 210 verzweigt. However, if, according to the check in query block 240, the deviation of the maximum values PZmax of the respective cylinders 1 12 from one another does not exceed the predefinable threshold value 242, a branch is made into the following query block 210.
Im Abfrageblock 210 wird für den jeweiligen Zylinder 1 12 der Maximalwert PZmax des Zylinderinnendrucks 127 mit dem Schwellwert PZa verglichen. Diese Abfrage ist vorliegend durch die in dem Abfrageblock 210 aufgeführte In the query block 210, the maximum value PZmax of the in-cylinder pressure 127 is compared with the threshold value PZa for the respective cylinder 12. This query is in the present case by those listed in the query block 210
Ungleichung PZmax > PZa symbolisiert. Abhängig davon, ob der Maximalwert PZmax des Zylinderinnendrucks 127 in dem jeweiligen Zylinder 1 12 größer ist als der vorgebbare Schwellwert PZa oder nicht, wird anschließend in einen der Verfahrenszweige 220 oder 230 verzweigt, die jeweils eine - weitgehend unterschiedliche - Beeinflussung des weiteren Betriebs der Brennkraftmaschine 100 zur Folge haben. Inequality PZmax> PZa symbolizes. Depending on whether the maximum value PZmax the cylinder internal pressure 127 in the respective cylinder 1 12 is greater than the predetermined threshold PZa or not, then branched into one of the process branches 220 or 230, each one - largely different - influencing the further operation of the internal combustion engine 100 result.
Sofern beispielsweise für den betrachteten Zylinder 1 12 in dem Abfrageblock 210 festgestellt worden ist, dass sein Maximalwert PZmax kleiner oder gleich dem vorgebbaren Schwellwert PZa ist, wird in den Verfahrenszweig 220 verzweigt. Dieser ist durch eine gestrichelte Umrandung in einem rechten Bereich der Zeichnung dargestellt. If, for example, it has been determined for the cylinder under consideration 12 in the query block 210 that its maximum value PZmax is less than or equal to the predefinable threshold value PZa, a branch is made into the method branch 220. This is shown by a dashed border in a right-hand area of the drawing.
In einem ersten Abfrageblock 2210 des Verfahrenszweigs 220 erfolgt eine Überprüfung, ob die Abgastemperatur T3 der Brennkraftmaschine 100 größer ist als der Schwellwert T3w. Der Schwellwert T3w wird vorzugsweise in In a first query block 2210 of the method branch 220, a check is made as to whether the exhaust gas temperature T3 of the internal combustion engine 100 is greater than the threshold value T3w. The threshold T3w is preferably in
Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 100 vorgegeben, beispielsweise in der gleichen Weise wie der betriebspunktabhängig gewählte Schwellwert PZa des Zylinderinnendrucks 127. Dependent on an operating point of the internal combustion engine 100 given, for example, in the same manner as the operating point dependent selected threshold PZa the cylinder internal pressure 127th
Sofern die Uberprüfung im Abfrageblock 2210 ergibt, dass die Abgastemperatu T3 größer ist als der Schwellwert T3w, wird in einen Block 2212 verzweigt, der eine Verschiebung eines Einspritzzeitpunkts bzw. eines Zündzeitpunkts der Brennkraftmaschine 100 nach früh vorsieht, um der zu hohen Abgastemperatur T3 entgegenzuwirken. Danach verzweigt das Verfahren wiederum in den Block 200 und beginnt z.B. mit einem neuen Zyklus für denselben Zylinder 1 12 oder einen anderen Zylinder 1 12. If the check in the inquiry block 2210 shows that the exhaust gas temperature T3 is greater than the threshold value T3w, a branch is made into a block 2212 which provides a shift of an injection timing of the internal combustion engine 100 early to counteract the excessive exhaust gas temperature T3. Thereafter, the process branches again into the block 200 and starts, for example, with a new cycle for the same cylinder 1 12 or another cylinder 1 12.
Sofern die Überprüfung in dem Abfrageblock 2210 jedoch ergibt, dass die Abgastemperatur T3 kleiner oder gleich dem Schwellwert T3w ist, wird in einen nachfolgenden Abfrageblock 2220 verzweigt. In dem Abfrageblock 2220 wird überprüft, ob ein Fahrerwunschmoment PWG - entsprechend einem Wert zwischen 0% und 100% - einen vorgegebenen Schwellwert PWG1 überschreitet oder nicht. Der Schwellwert PWG1 kann beispielsweise zu etwa 100 % oder mindestens etwa 90 % eines maximal möglichen Fahrerwunschmoments PWG gewählt werden. Das Fahrerwunschmoment PWG wird vorzugsweise mittels eines Fahrpedalgebers (nicht gezeigt) ermittelt, der an die Steuer- und/oderHowever, if the check in the query block 2210 shows that the exhaust temperature T3 is less than or equal to the threshold T3w, a branch is made to a subsequent query block 2220. In the query block 2220 it is checked whether a driver's desired torque PWG - corresponding to a value between 0% and 100% - exceeds a predetermined threshold PWG1 or not. The threshold value PWG1 can be selected, for example, at approximately 100% or at least approximately 90% of a maximum possible driver request torque PWG. The driver's desired torque PWG is preferably determined by means of an accelerator pedal transmitter (not shown), which is connected to the control and / or
Regeleinrichtung 120 (Figur 1 ) angeschlossen ist. Control device 120 (Figure 1) is connected.
Sofern die Überprüfung im Abfrageblock 2220 gemäß Figur 2 beispielsweise ergibt, dass das Fahrerwunschmoment PWG kleiner als der Schwellwert PWG1 ist, verzweigt das Verfahren gemäß Figur 2 wiederum zu dem Block 200 für einen neuen Durchlauf. Falls jedoch die Überprüfung im Abfrageblock 2220 ergibt, dass das aktuelle Fahrerwunschmoment PWG größer ist als der If the check in the query block 2220 according to FIG. 2 shows, for example, that the driver command torque PWG is smaller than the threshold value PWG1, the method according to FIG. 2 branches again to the block 200 for a new pass. However, if the check in query block 2220 shows that the current driver request torque PWG is greater than that
Schwellwert PWG1 , so wird in weitere Abfrageschritte 2230 und 2240 verzweigt. In diesem Fall wird aus dem Abfrageblock 2220 also nur dann in die Threshold PWG1, it is branched into further query steps 2230 and 2240. In this case, the query block 2220 is then only in the
nachfolgenden Abfrageschritte 2230 und 2240 verzweigt, wenn das aktuelle Fahrerwunschmoment PWG verhältnismäßig große Werte annimmt, weil der Fahrer des von der Brennkraftmaschine 100 angetriebenen Kraftfahrzeugs ein entsprechend hohes Drehmoment 138 anfordert. subsequent polling steps 2230 and 2240 branches if the current driver's desired torque PWG assumes relatively large values because the driver of the motor vehicle driven by the internal combustion engine 100 requests a correspondingly high torque 138.
Im Abfrageschritt 2230 wird geprüft, ob die Temperatur T22 in dem Ansaugtrakt 1 14 (Figur 1 ) der Brennkraftmaschine 100 den oberen Schwellwert T22max überschreitet oder nicht. Ferner wird im Abfrageschritt 2240 überprüft, ob der Ladedruck P22 in dem Ansaugtrakt 1 14 der Brennkraftmaschine 100 den Schwellwert P22max überschreitet oder nicht. Sofern weder die Temperatur T22 noch der Ladedruck P22 die jeweiligen Schwellwerte T22max und P22max überschreiten, so wird in den nachfolgenden Block 2250 verzweigt. In the interrogation step 2230, it is checked whether or not the temperature T22 in the intake tract 14 (FIG. 1) of the internal combustion engine 100 exceeds the upper threshold value T22max. Furthermore, it is checked in the interrogation step 2240 whether the boost pressure P22 in the intake tract 1 14 of the internal combustion engine 100 exceeds the threshold value P22max or not. If neither the temperature T22 If the boost pressure P22 still exceeds the respective threshold values T22max and P22max, then branching is made to the following block 2250.
Im Block 2250 wird eine dem jeweiligen Zylinder 1 12 zugeordnete In block 2250, an associated with the respective cylinder 1 12
einzuspritzende Kraftstoff menge erhöht. Dies ist vorliegend möglich, da diefuel quantity to be injected increased. This is possible in the present case, since the
Temperaturen T3 und T22 in dem Abgastrakt 1 16 und dem Ansaugtrakt 1 14 unter den zugehörigen Schwellwerten T3w und T22max liegen und der Temperatures T3 and T22 in the exhaust tract 1 16 and the intake tract 1 14 are below the associated thresholds T3w and T22max and the
Ladedruck P22 in dem Ansaugtrakt 1 14 ebenfalls unter dem zugehörigen Schwellwert P22max liegt. Daher sind bezüglich dieser Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 100 noch Reserven zu höheren Temperaturen T3 und T22 beziehungsweise zu dem Ladedruck P22 hin vorhanden. Boost pressure P22 in the intake tract 1 14 is also below the associated threshold P22max. Therefore, with regard to these operating variables of the internal combustion engine 100, there are still reserves for higher temperatures T3 and T22 or for the boost pressure P22.
Ferner ist in dem Abfrageblock 2220 - wie oben bereits beschrieben - überprüft worden, ob ein verhältnismäßig großes Fahrerwunschmoment PWG > PWG1 angefordert worden ist. In diesem Fall wird daher im Block 2250 die Furthermore, it has been checked in the inquiry block 2220 - as already described above - whether a relatively large driver request torque PWG> PWG1 has been requested. In this case, therefore, in block 2250, the
einzuspritzende Kraftstoff menge des betreffenden Zylinders 1 12 um ein vorgebbares Maß erhöht, um ein gesteigertes Drehmoment 138 der to be injected fuel quantity of the respective cylinder 1 12 increased by a predetermined amount to an increased torque 138 of the
Brennkraftmaschine 100 zu bewirken. Auf diese Weise kann die Einspritzmenge der Brennkraftmaschine 100 auch über das statisch beispielsweise durch ein Kennfeld vorgegebene Maß hinaus gesteigert werden, sofern die entsprechenden Betriebsgrößen T3, T22 und P22 der Brennkraftmaschine 100 nicht bereits ihre jeweiligen vorgebbaren Internal combustion engine 100 to effect. In this way, the injection quantity of the internal combustion engine 100 can also be increased beyond the amount predefined statically, for example by a characteristic diagram, provided that the corresponding operating variables T3, T22 and P22 of the internal combustion engine 100 are not already their respective predefinable
Schwellwerte T3w, T22max und P22max überschritten haben. Das bedeutet, dass dann, wenn die Temperaturen T3 und T22 in dem Abgastrakt 1 16 und in dem Ansaugtrakt 1 14 sowie der Ladedruck P22 in dem Ansaugtrakt 1 14 nicht bereits die zugehörigen Schwellwerte T3w, T22max und P22max überschritten haben und zugleich der Fahrer ein besonders hohes Drehmoment 138 anfordert, im Block 2250 die Einspritzmenge erhöht werden kann. Dies ist insbesondere über das bei einem konventionellen System statisch vorgegebene Maximalmaß hinaus möglich, so dass die Brennkraftmaschine 100 tatsächlich auch das vom Fahrer angeforderte höhere Drehmoment 138 abgibt. Nach dem Block 2250 wird wiederum zu dem Block 200 des Verfahrens verzweigt. Sofern in den Abfrageschritten 2230 oder 2240 jedoch festgestellt wird, dass dieThresholds T3w, T22max and P22max have exceeded. This means that when the temperatures T3 and T22 in the exhaust tract 1 16 and in the intake tract 14 and the boost pressure P22 in the intake tract 14 have not already exceeded the associated threshold values T3w, T22max and P22max and at the same time the driver has a particular high torque 138 requests, in block 2250 the injection quantity can be increased. This is possible in particular beyond the statically predetermined maximum dimension in a conventional system, so that the internal combustion engine 100 actually also outputs the driver-requested higher torque 138. After block 2250, the process branches again to block 200 of the method. However, if it is determined in query steps 2230 or 2240 that the
Temperatur T22 bzw. der Ladedruck P22 in dem Ansaugtrakt 1 14 die zugehörigen Schwellwerte T22max bzw. P22max überschreitet, so wird die vorstehend beim Block 2250 beschriebene Erhöhung der Einspritzmenge nicht durchgeführt, sondern es wird wiederum zu dem Block 200 für einen erneuten Durchlauf verzweigt. Temperature T22 and the boost pressure P22 in the intake tract 1 14 the associated with thresholds T22max and P22max, respectively, the increase in the injection quantity described above at block 2250 is not performed, but in turn, branching is made to block 200 for a re-run.
Die vorstehend beschriebenen Schritte des Verfahrenszweigs 220 können für einen Zylinder 1 12 der Brennkraftmaschine 100, für mehrere, oder auch für alle Zylinder 1 12 der Brennkraftmaschine 100 durchgeführt werden. Dies kann entweder sequentiell oder auch gleichzeitig bzw. zeitlich überlappend und z.B. synchron mit einem jeweiligen Arbeitszyklus des betrachteten Zylinders 1 12 erfolgen. The above-described steps of the method branch 220 can be carried out for a cylinder 1 12 of the internal combustion engine 100, for a plurality of cylinders or for all cylinders 1 12 of the internal combustion engine 100. This can either be sequential or concurrently overlapping and e.g. synchronized with a respective duty cycle of the cylinder 1 12 considered.
Beim Vorhandensein hinreichender Reserven hinsichtlich der aktuellen In the presence of sufficient reserves with regard to the current
Temperaturwerte bzw. Druckwerte in dem Ansaugtrakt 1 14 bzw. in dem Temperature values or pressure values in the intake tract 1 14 or in the
Abgastrakt 1 16 kann mithilfe des Verfahrenszweigs 220 in der vorliegenden Ausführungsform eine individuelle Überhöhung der einzuspritzenden Exhaust tract 1 16 can use the method branch 220 in the present embodiment, an individual elevation of the injected
Kraftstoff menge je Zylinder 1 12 vorgenommen werden, sofern zusätzlich der Maximalwert PZmax des Zylinderinnendrucks 127 nichts bereits über dem Schwellwert PZa liegt, vergleiche die beschriebene Überprüfung in dem Fuel quantity per cylinder 1 12 are made, if in addition the maximum value PZmax the cylinder internal pressure 127 is not already above the threshold PZa, see the review described in the
Abfrageblock 210. Query block 210.
Sofern in dem Abfrageblock 210 für einen betrachteten Zylinder 1 12 jedoch ermittelt worden ist, dass der Maximalwert PZmax größer oder gleich dem Schwellwert PZa ist, wird in den Verfahrenszweig 230 mit den nachstehend näher erläuterten Schritten verzweigt. Der Verfahrenszweig 230 ist durch eine gestrichelte Umrandung in einem linken Bereich der Zeichnung von Figur 2 dargestellt. However, if it has been determined in the query block 210 for a cylinder 1 12 under consideration that the maximum value PZmax is greater than or equal to the threshold value PZa, branching is made to the method branch 230 with the steps explained in more detail below. Process branch 230 is represented by a dashed border in a left-hand portion of the drawing of FIG.
Generell ist anzumerken, dass der vorgebbare Schwellwert PZa, der in dem Vergleich des Abfrageblocks 210 verwendet wird, bevorzugt für alle Zylinder 1 12 der Brennkraftmaschine 100 gleich ist. Alternativ kann er jedoch für In general, it should be noted that the predefinable threshold value PZa, which is used in the comparison of the query block 210, is preferably the same for all cylinders 1 12 of the internal combustion engine 100. Alternatively, he can, however, for
unterschiedliche Zylinder 1 12 der Brennkraftmaschine 100 unterschiedlich gewählt werden. In einem ersten Abfrageblock 2310 des Verfahrenszweigs 230 wird - vergleichbar zu dem Abfrageblock 2210 - die Abgastemperatur T3 der Brennkraftmaschine 100 mit dem Schwellwert T3w verglichen. Dabei kann der Schwellwert T3w im Abfrageblock 2310 gleich oder auch abweichend zu dem entsprechenden Schwellwert T3w des Abfrageblocks 2210 gewählt sein. Falls die different cylinders 1 12 of the engine 100 are selected differently. In a first query block 2310 of the process branch 230 - comparable to the query block 2210 - the exhaust gas temperature T3 of the internal combustion engine 100 compared with the threshold T3w. In this case, the threshold value T3w in the query block 2310 may be selected to be the same or deviating from the corresponding threshold value T3w of the query block 2210. if the
Abgastemperatur T3 größer ist als der Schwellwert T3w, dann wird zu einem Block 2360 verzweigt, in welchem die einzuspritzende Kraftstoff menge für den betrachteten Zylinder 1 12 reduziert wird. Nach dem Block 2360 wird in den Block 200 zurück verzweigt. Exhaust gas temperature T3 is greater than the threshold T3w, then it is branched to a block 2360, in which the fuel quantity to be injected for the cylinder in question 1 12 is reduced. After block 2360, the system branches back to block 200.
Falls jedoch die Abgastemperatur T3 unterhalb des Schwellwerts T3w liegt, so wird in einen Abfrageblock 2320 verzweigt, in welchem, vergleichbar zu demIf, however, the exhaust gas temperature T3 is below the threshold value T3w, then a branch is made into an inquiry block 2320, in which, comparable to that
Abfrageblock 2220, das Fahrerwunschmoment PWG mit dem Schwellwert PWG1 verglichen wird. Dabei kann der Schwellwert PWG1 im Abfrageblock 2320 gleich oder auch abweichend zu dem entsprechenden Schwellwert PWG1 des Abfrageblocks 2220 gewählt sein. Falls das Fahrerwunschmoment PWG größer ist als der Schwellwert PWG1 , so wird in einen Block 2330 verzweigt, in welchem ein Einspritzzeitpunkt beziehungsweise ein Zündzeitpunkt der Query block 2220, the driver's desired torque PWG is compared with the threshold PWG1. In this case, the threshold value PWG1 in the query block 2320 may be selected to be the same or deviating from the corresponding threshold value PWG1 of the query block 2220. If the driver's desired torque PWG is greater than the threshold value PWG1, a branch is made in a block 2330, in which an injection time or an ignition point of time
Brennkraftmaschine 100 nach spät verstellt wird. Nach dem Block 2330 wird in den Block 200 zurück verzweigt. Falls das Fahrerwunschmoment PWG jedoch kleiner ist als der SchwellwertInternal combustion engine 100 is retarded. After block 2330, the system branches back to block 200. However, if the driver's desired torque PWG is smaller than the threshold value
PWG1 , so wird in einen Block 2340 verzweigt, in welchem eine Diagnosefunktion ausgeführt wird. Diese Diagnosefunktion dient vorzugsweise zur Überprüfung des Drucksensors 1 18 ("Ladedrucksensor") und/oder - sofern vorhanden - zur Überprüfung mindestens eines Stellglieds einer Vorrichtung zum Aufladen der Brennkraftmaschine 100, beispielsweise eines Turboladers (nicht gezeigt). PWG1, then a block 2340 is branched, in which a diagnostic function is executed. This diagnostic function is preferably used to check the pressure sensor 1 18 ("boost pressure sensor") and / or - if available - for checking at least one actuator of a device for charging the internal combustion engine 100, such as a turbocharger (not shown).
Anschließend wird in einem Block 2350 das maximal von der Subsequently, in a block 2350, the maximum of the
Brennkraftmaschine 100 abzugebende Drehmoment 138 begrenzt. Dies erfolgt beispielsweise mittels einer Signalisierung eines maximal zulässigen Internal combustion engine 100 to be delivered torque 138 limited. This is done, for example, by means of a signaling of a maximum permissible
Drehmoments 138 an den Drehmomentenkoordinator (nicht gezeigt) derTorque 138 to the torque coordinator (not shown) of
Brennkraftmaschine 100. Der Drehmomentenkoordinator kann beispielsweise in Form einer Softwarefunktion in dem Computerprogramm 122 der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 120 der Brennkraftmaschine 100 implementiert sein. Ebenso können beliebige sonstige Teile und/oder Ausführungsformen des Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine 100 nach Figur 2 ganz oder teilweise mittels des Computerprogramms 122 durchgeführt werden. Figur 3 zeigt ein Blockdiagramm 300 mit Blöcken bzw. Verfahrensschritten zum Betreiben der Brennkraftmaschine 100. Ein jeweiliger Signalfluss bzw. eine jeweilige Abfolge von Verfahrensschritten erfolgt in der Zeichnung im Internal combustion engine 100. The torque coordinator can be implemented, for example, in the form of a software function in the computer program 122 of the control and / or regulating device 120 of the internal combustion engine 100. Likewise, any other parts and / or embodiments of the method for operating the internal combustion engine 100 according to FIG. 2 can be carried out completely or partially by means of the computer program 122. FIG. 3 shows a block diagram 300 with blocks or method steps for operating the internal combustion engine 100. A respective signal flow or a respective sequence of method steps takes place in the drawing in FIG
Wesentlichen von links nach rechts. Essentially from left to right.
In einem in der Zeichnung linken Bereich wird eine Drehzahl 302 bzw. das Drehzahlsignal 136 einem Block 304 als Eingangsgröße zugeführt. Der Block 304 repräsentiert rotierende Massen der Brennkraftmaschine 100, welche einen Zeitverlauf 403 (siehe Figur 4) der Drehzahl 302 beeinflussen können. Zwei Diagramme 306 und 308 zeigen Zeitverläufe der Drehzahl 302 bzw. eines Ausgangssignals 310 des Blocks 304 wie sie von der Steuer- und/oder In a left-hand area in the drawing, a rotational speed 302 or the rotational speed signal 136 is fed to a block 304 as an input variable. The block 304 represents rotating masses of the internal combustion engine 100, which can influence a time course 403 (see FIG. 4) of the rotational speed 302. Two diagrams 306 and 308 show timings of the rotational speed 302 and of an output signal 310 of the block 304, as used by the control and / or
Regeleinrichtung 120 verfahrensgemäß verwendet bzw. ermittelt werden. Das Ausgangssignal 310 ist einem nachfolgenden Block 312 als Eingangsgröße zugeführt. Control device 120 according to the method used or determined. The output signal 310 is fed to a subsequent block 312 as an input variable.
Der Block 312 bildet eine erste zeitliche Ableitung ("d/dt") des Ausgangssignals 310. Ein Ausgangssignal 313 des Blocks 312 wird einem ersten Eingang eines Addierers 314 zugeführt. Das Ausgangssignal 313 bildet einen ersten Beitrag zu dem Drehmoment 138, wobei der erste Beitrag mechanische Effekte an bzw. in den Zylinder 1 12 und der Kurbelwelle 132 charakterisiert. Block 312 forms a first derivative ("d / dt") of the output 310. An output 313 of block 312 is applied to a first input of an adder 314. The output signal 313 forms a first contribution to the torque 138, the first contribution characterizing mechanical effects on the cylinder 12 and the crankshaft 132.
In einem in der Zeichnung oberen Bereich von Figur 3 wird ein den Ladedruck P22 charakterisierendes Drucksignal 316 einem Block 318 als Eingangsgröße zugeführt. Der Block 318 umfasst ein Kompressionsmodell eines jeweiligen Zylinders 1 12 unter Verwendung einer polytropen Beziehung zur Ermittlung eines "Pumpdrucks" (entsprechend einem Kompressionsmoment, MKOMPRESSION , siehe weiter unten) aufgrund thermodynamischer Effekte bei einer Kompression und/oder Expansion von Gas. Ein Diagramm 320 zeigt einen Zeitverlauf eines Ausgangssignals 322 des Blocks 318. Das Ausgangssignal 322 bildet einen zweiten Beitrag zu dem Drehmoment 138 und charakterisiert also eine In an upper part of FIG. 3 in the drawing, a pressure signal 316 characterizing the boost pressure P22 is supplied to a block 318 as an input variable. Block 318 includes a compression model of a respective cylinder 1 12 using a polytropic relationship to determine a "pumping pressure" (corresponding to a compression moment, M K OMPRESSION, see below) due to thermodynamic effects upon compression and / or expansion of gas. A diagram 320 shows a time characteristic of an output signal 322 of the block 318. The output signal 322 forms a second contribution to the torque 138 and thus characterizes a
Gaskompression als Folge einer Bewegung eines Kolbens in dem jeweiligen Zylinder 1 12. Das Ausgangssignal 322 wird einem zweiten (inversen) Eingang des AddierersGas compression as a result of a movement of a piston in the respective cylinder 1 12. The output signal 322 is a second (inverse) input of the adder
314 zugeführt. Somit bildet der Addierer 314 eine Differenz des besagten ersten und zweiten Beitrags, siehe die unten stehende Gleichung (5). Ein 314 supplied. Thus, the adder 314 forms a difference of the first one and second article, see Equation (5) below. One
Ausgangssignal 326 - siehe das Diagramm 324 - des Addierers 314 wird in einem folgenden Block 328 gefiltert. Ein Ausgangssignal (ohne Bezugszeichen) des Blocks 328 ist einem folgenden Block 330 als Eingangsgröße zugeführt. In dem Block 330 können gegebenenfalls ergänzende Operationen oder Output 326 - see graph 324 - of adder 314 is filtered in a following block 328. An output signal (not numbered) of block 328 is fed to a following block 330 as an input. At block 330, supplemental operations may be added as appropriate
Korrekturen erfolgen. Corrections are made.
Am Ausgang des Blocks 330 wird schließlich das durch die Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches erzeugte Drehmoment 138 (MVERBRENNUNG, inneres Moment) der Brennkraftmaschine 100 ermittelt. Insgesamt kann zu dem Finally, at the output of the block 330, the torque 138 (M-COMBUSATION, internal torque) generated by the combustion of the fuel-air mixture of the internal combustion engine 100 is determined. In total, to the
Blockdiagramm 300 der Figur 3 die folgende Gleichung (5) angegeben werden: Block diagram 300 of Figure 3, the following equation (5) are given:
(5) M VERBRENNUNG = ® * "^KOMPRESSION ' WObei durch die Verbrennung im Zylinder 1 12 erzeugtes Antriebsmoment; (5) M COMBUSTION = ® * - "^ KOMPRESSION 'WObei drive torque generated by combustion in cylinder 1 12;
Trägheitsmoment der rotierenden Massen der  Moment of inertia of the rotating masses of
Brennkraftmaschine 100;  Internal combustion engine 100;
Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 132; und  Angular velocity of the crankshaft 132; and
Kompressionsmoment, welches durch die Bewegung des Kolbens in dem Zylinder 1 12 charakterisiert ist.  Compression torque, which is characterized by the movement of the piston in the cylinder 1 12.
Figur 4 zeigt drei Diagramme 400, 402 und 404 mit Signalen in Abhängigkeit von dem Drehwinkel 406 der Kurbelwelle 132, wobei der Drehwinkel 406 auf einer jeweiligen Abszisse eingetragen ist. Es versteht sich, dass der Drehwinkel 406 unter Verwendung der Drehzahl 302 optional in eine Zeit umgerechnet werden kann. FIG. 4 shows three diagrams 400, 402 and 404 with signals as a function of the angle of rotation 406 of the crankshaft 132, wherein the angle of rotation 406 is plotted on a respective abscissa. It is understood that the rotation angle 406 can optionally be converted to a time using the speed 302.
In dem Diagramm 400 im oberen linken Bereich der Zeichnung von Figur 4 ist ein Zeitverlauf 401 des Zylinderinnendrucks 127 für einen einzelnen Zylinder 1 12 über dem Drehwinkel 406 der Kurbelwelle 132 aufgetragen. Ausgehend von einem vergleichsweise niedrigen Wert steigt der Zylinderinnendruck 127 steil an und erreicht den - für den jeweiligen Zylinder 1 12 spezifischen - Maximalwert PZmax. Danach fällt der Zylinderinnendruck 127 steil auf einen wiederum vergleichsweise niedrigen Wert ab. Die dargestellte Kurve weist eine Periode von 720° des Drehwinkels 406 auf. In the diagram 400 in the upper left area of the drawing of FIG. 4, a time profile 401 of the cylinder internal pressure 127 for a single cylinder 1 12 is plotted against the angle of rotation 406 of the crankshaft 132. Starting from a comparatively low value, the cylinder internal pressure 127 increases steeply and reaches the maximum value PZmax, which is specific for the respective cylinder 12. Thereafter, the in-cylinder pressure 127 falls steeply on a turn comparatively low value. The illustrated curve has a period of 720 ° of the rotation angle 406.
In dem Diagramm 402 im oberen rechten Bereich der Zeichnung von Figur 4 ist ein Zeitverlauf 403 des Drehzahlsignals 136 über dem Drehwinkel 406 In the diagram 402 in the upper right area of the drawing of FIG. 4, a time profile 403 of the rotational speed signal 136 is above the rotational angle 406
aufgetragen. Der Zeitverlauf 403 des Drehzahlsignals 136 entspricht im applied. The time course 403 of the speed signal 136 corresponds to
Wesentlichen einer Sinuskurve, wobei fortwährend "Unregelmäßigkeiten" mit einer vergleichsweise kleinen Amplitude überlagert sind. Die dargestellte Kurve weist eine Periode von 180° des Drehwinkels 406 auf. Substantially a sinusoid, wherein constantly "irregularities" are superimposed with a comparatively small amplitude. The illustrated curve has a period of 180 ° of the rotation angle 406.
In dem Diagramm 404 im unteren Bereich der Zeichnung von Figur 4 sind Zeitverläufe 401 für einen jeweiligen Zylinderinnendruck 127 über dem In the diagram 404 in the lower part of the drawing of FIG. 4, time profiles 401 for a respective cylinder internal pressure 127 are shown above FIG
Drehwinkel 406 für alle vier Zylinder 1 12a bis 1 12d zeitlich nacheinander überlagert aufgetragen. Vorliegend weisen die jeweiligen Maximalwerte PZmaxl , PZmax2, PZmax3 und PZmax4 zueinander unterschiedliche Werte auf. Ein Pfeil 408 symbolisiert die Ermittlung des Zylinderinnendrucks 127 für die übrigen Zylinder 1 12b bis 1 12d, welche nicht mit dem Zylinderdrucksensor 128 ausgeführt sind. Rotation angle 406 applied to all four cylinders 1 12a to 1 12d superimposed in succession. In the present case, the respective maximum values PZmax1, PZmax2, PZmax3 and PZmax4 have mutually different values. An arrow 408 symbolizes the determination of the cylinder internal pressure 127 for the remaining cylinders 1 12b to 1 12d, which are not carried out with the cylinder pressure sensor 128.
Diese Ermittlung erfolgt vorzugsweise derart, dass in einem ersten Schritt für den Leitzylinder 1 12a eine Beziehung zwischen dem Zeitverlauf 401 des This determination preferably takes place in such a way that, in a first step, for the guide cylinder 1 12a, a relationship between the time profile 401 of FIG
Zylinderinnendrucks 127 und dem Zeitverlauf 403 des Drehzahlsignals 136 in dem zugehörigen Zeitabschnitt ermittelt wird. In einem zweiten Schritt wird dann die ermittelte Beziehung dazu verwendet, um aus einem jeweiligen Zeitabschnitt des Drehzahlsignals 136 für jeweils einen der übrigen Zylinder 1 12b bis 1 12d den zugehörigen Zeitverlauf 401 des Zylinderinnendrucks 127 zu ermitteln. Dabei gehen insbesondere die oben erwähnten "Unregelmäßigkeiten" des Cylinder internal pressure 127 and the time course 403 of the speed signal 136 is determined in the associated period. In a second step, the determined relationship is then used to determine from a respective time segment of the rotational speed signal 136 for each of the remaining cylinders 1 12b to 12d the associated time profile 401 of the in-cylinder pressure 127. In particular, the abovementioned "irregularities" of the
Drehzahlsignals 136 mit ein. Daraus können unter Verwendung des Drehwinkels 406 ein indizierter Mitteldruck 602 (siehe Figur 6) und ein Anteil 502 der verbrannten Kraftstoff menge (siehe Figur 5) ermittelt werden. Speed signal 136 with a. From this, using the rotation angle 406, an indicated mean pressure 602 (see FIG. 6) and a fraction 502 of the burned fuel quantity (see FIG. 5) can be determined.
Figur 5 zeigt ein Diagramm 500 mit dem Anteil 502 der verbrannten FIG. 5 shows a diagram 500 with the fraction 502 of the burned
Kraftstoff menge (Ordinate) über dem Drehwinkel 406 (Abszisse) der Kurbelwelle 132. Drei horizontale gestrichelte Linien entsprechen Anteilen 502 der verbrannten Kraftstoff menge von 20%, 50% und 100%. Der Anteil 502 der verbrannten Kraftstoff menge kann beispielsweise unter Verwendung einer integralen Wärmefreisetzung oder einer integralen Energiefreisetzung des in dem Zylinder 1 12 ablaufenden Verbrennungsprozesses ermittelt werden. Fuel quantity (ordinate) over the rotation angle 406 (abscissa) of the crankshaft 132. Three horizontal dashed lines correspond to proportions 502 of the burned fuel quantity of 20%, 50% and 100%. The proportion 502 of the amount of fuel burned can, for example, using a integral heat release or an integral energy release of the running in the cylinder 1 12 combustion process can be determined.
In einer Umgebung eines oberen Totpunkts des Kolbens - entsprechend einem Wert von 0° des Drehwinkels 406 - setzt eine Verbrennung des Kraftstoffs in dem jeweiligen Zylinder 1 12 ein. Dabei nimmt der Anteil 502 der verbrannten In a vicinity of a top dead center of the piston, corresponding to a value of 0 ° of the rotation angle 406, combustion of the fuel in the respective cylinder 1 starts. The share 502 of the burned takes
Kraftstoffmenge über dem Drehwinkel 406 monoton zu, bis er einen Wert von in etwa 100% erreicht, also der in den Zylinder 1 12 eingespritzte Kraftstoff im Wesentlichen verbrannt ist. Amount of fuel above the rotation angle 406 monotonously until it reaches a value of about 100%, that is, the fuel injected into the cylinder 1 12 is substantially burned.
Vorliegend beträgt der Anteil 502 der verbrannten Kraftstoff menge bei einem Drehwinkel 406a vorliegend 20% und bei einem Drehwinkel 406b vorliegend 50%. Man erkennt, dass ein umkehrbar eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Anteil 502 der verbrannten Kraftstoff menge und dem Drehwinkel 406 der Kurbelwelle 132 besteht. Dieser Zusammenhang ist jedoch abhängig von dem jeweiligen Verlauf der Verbrennung in dem Zylinder 1 12. Unterschiedlich ablaufende Verbrennungen ergeben somit einen jeweils unterschiedlichen (numerischen) Zusammenhang zwischen dem Anteil 502 der verbrannten Kraftstoff menge und dem Drehwinkel 406. In the present case, the amount 502 of the amount of fuel burnt in the present case is 20% at a rotation angle 406a and in the present case 50% at a rotation angle 406b. It can be seen that there is a reversibly unambiguous relationship between the fraction 502 of the quantity of fuel burnt and the angle of rotation 406 of the crankshaft 132. However, this relationship is dependent on the respective course of the combustion in the cylinder 1 12. Differently proceeding burns thus give each a different (numerical) relationship between the proportion 502 of the burned fuel quantity and the rotation angle 406th
Figur 6 zeigt ein dreidimensionales Diagramm 600 des Maximalwerts PZmax des Zylinderinnendrucks 127 in Abhängigkeit von dem indizierten Mitteldruck 602 in dem Zylinder 1 12 (die Achse verläuft in der Zeichnung schräg nach links-hinten) und in Abhängigkeit von dem Drehwinkel 406 der Kurbelwelle 132 (die Achse verläuft in der Zeichnung schräg nach rechts-hinten). Die in der Zeichnung vordere untere Ecke des Diagramms 600 beginnt jeweils mit einem endlichen Wert des indizierten Mitteldrucks 602 und des Drehwinkels 406. Ein jeweiliger Nullpunkt ist in der Figur 6 also nicht sichtbar. Eine in dem Diagramm 600 dargestellte teilweise leicht gekrümmte Fläche zeigt eine Abhängigkeit 604 des Maximalwerts PZmax des Zylinderinnendrucks 127 von dem indizierten Mitteldruck 602 und dem Drehwinkel 406. Dabei ist die Abhängigkeit 604 mit einem - für die Figuren 6, 7, 8, 9 und 10 jeweils FIG. 6 shows a three-dimensional diagram 600 of the maximum value PZmax of the cylinder internal pressure 127 as a function of the indicated mean pressure 602 in the cylinder 1 12 (the axis runs obliquely left-behind in the drawing) and in dependence on the angle of rotation 406 of the crankshaft 132 (FIG Axis runs obliquely in the drawing to the right-rear). The front lower corner of the diagram 600 in the drawing begins in each case with a finite value of the indicated mean pressure 602 and the angle of rotation 406. A respective zero point is therefore not visible in FIG. A partially slightly curved surface shown in the diagram 600 shows a dependency 604 of the maximum value PZmax of the cylinder internal pressure 127 from the indicated mean pressure 602 and the rotation angle 406. In this case, the dependency 604 is one for FIGS. 6, 7, 8, 9 and 10 each
spezifischen - Wert der Drehzahl 133 parametriert. In der Figur 6 weist die Drehzahl 133 beispielhaft einen Wert von 1200 upm (Umdrehungen pro Minute) auf. Ein weiterer Parameter des Diagramms 600 ist der Anteil 502 der verbrannten Kraftstoff menge. In der Figur 6 sowie in den nachfolgenden Figuren 7, 8, 9 und 10 weist der Anteil 502 konstant beispielhaft einen Wert von 50% auf. Dieser Wert charakterisiert somit ebenfalls die jeweilige Abhängigkeit 604. Für unterschiedlich gewählte Werte des Anteils 502 der verbrannten Kraftstoffmenge können sich entsprechend unterschiedliche Abhängigkeiten 604 des specific value of speed 133 parameterized. In FIG. 6, the rotational speed 133 exemplarily has a value of 1200 rpm (revolutions per minute). Another parameter of the graph 600 is the amount 502 of the burned fuel quantity. In the figure 6 and in the following figures 7, 8, 9 and 10, the proportion 502 constant example, a value of 50%. This value thus likewise characterizes the respective dependency 604. For differently selected values of the fraction 502 of the quantity of fuel burned, correspondingly different dependencies 604 of the
Maximalwerts PZmax des Zylinderinnendrucks 127 in Bezug auf die übrigen das Diagramm 600 charakterisierenden Variablen bzw. Parameter ergeben. Das Verfahren zur Ermittlung des Maximalwerts PZmax des Zylinderinnendrucks 127 funktioniert jedoch auch mit von 50% abweichenden Werten für den Anteil 502 der verbrannten Kraftstoffmenge in vergleichbarer Weise. Maximum value PZmax of the cylinder internal pressure 127 with respect to the other variables or parameters characterizing the diagram 600 result. However, the method of determining the maximum value PZmax of the in-cylinder pressure 127 also works with values deviating from 50% for the fraction 502 of the burned fuel amount in a comparable manner.
Die Abhängigkeit 604 kann allgemein durch eine folgende Gleichung (1 ) dargestellt werden: The dependency 604 can be generally represented by a following equation (1):
(1 ) PzMaxpZyl] = f(N, PMIpZyl], MFBxy%[iZyl], CA), wobei (1) PzMaxpZyl] = f (N, PMIpZyl], MFBxy% [iZyl], CA), where
PzMax = Maximalwert PZmax des Zylinderinnendrucks 127; PzMax = maximum value PZmax of the in-cylinder pressure 127;
f(...) = Funktion; f (...) = function;
N = Drehzahl 133 der Brennkraftmaschine 100 in upm (Umdrehungen pro Minute);  N = rotational speed 133 of the internal combustion engine 100 in rpm (revolutions per minute);
PMI = indizierter Mitteldruck 602 (Einheit: bar);  PMI = indexed mean pressure 602 (unit: bar);
MFBxy = Anteil 502 (Prozentwert) der verbrannten Kraftstoffmenge;  MFBxy = share 502 (percentage) of the burned fuel quantity;
[iZyl] = Index für den jeweiligen Zylinder 1 12; und  [iZyl] = index for the respective cylinder 1 12; and
CA = Drehwinkel 406 der Kurbelwelle 132.  CA = angle of rotation 406 of the crankshaft 132.
Alternativ zu der Parametrierung mittels diskreter Werte für die Drehzahl 133 kann die in der Figur 6 dargestellte Abhängigkeit 604 mittels einer von der Drehzahl 133 abhängigen Funktion korrigiert werden. Dies ist in der Figur 6 jedoch nicht dargestellt. As an alternative to the parameterization by means of discrete values for the rotational speed 133, the dependency 604 shown in FIG. 6 can be corrected by means of a function dependent on the rotational speed 133. However, this is not shown in FIG.
Vorliegend wird die Abhängigkeit 604 mittels eines (mehrdimensionalen) Kennfelds in dem Datenspeicher 124 gespeichert. Alternativ oder ergänzend ist die Abhängigkeit 604 mittels einer oder mehrerer Tabellen gespeichert oder wird mindestens teilweise mittels einer oder mehrerer Polynomfunktionen erzeugt. Weiterhin ist es möglich, die Abhängigkeit 604 unter Verwendung von einem neuronalen Netzwerk zu ermitteln. Ein neuronales Netzwerk kann eine vergleichsweise große Anzahl von Größen (Variable) relativ einfach ermitteln und/oder berechnen und/oder austauschen und/oder verarbeiten und/oder korrelieren. In the present case, the dependency 604 is stored in the data memory 124 by means of a (multi-dimensional) map. Alternatively or additionally, the dependency 604 is stored by means of one or more tables or is generated at least partially by means of one or more polynomial functions. Furthermore, it is possible to determine the dependency 604 using a neural network. A neural network can relatively easily determine and / or calculate and / or exchange and / or process and / or correlate a comparatively large number of variables.
Die Abhängigkeit 604 wird für eine jeweilige Bauart der Brennkraftmaschine 100 bzw. für eine jeweilige Bauart des Zylinders 1 12 in einem Vorversuch ermittelt, beispielsweise auf einer so genannten "Prüfbank" bei einem Hersteller desThe dependence 604 is determined for a respective type of internal combustion engine 100 or for a respective type of cylinder 1 12 in a preliminary test, for example on a so-called "test bench" at a manufacturer of the
Kraftfahrzeugs. Vorliegend wird die Abhängigkeit 604 mittels einer Motor vehicle. In the present case, the dependency 604 is determined by means of a
datenbasierten Modellierung unter Verwendung von einem ASCMO-Modell ermittelt. Der Begriff "ASCMO" umfasst eine Erzeugung eines globalen Modells, welches eine Vielzahl von Variablen und/oder Größen und deren jeweilige Beziehungen oder Korrelationen umfasst, um die Brennkraftmaschine 100 in einer Vielzahl von Betriebszuständen zu betreiben. data-based modeling using an ASCMO model. The term "ASCMO" includes generation of a global model that includes a variety of variables and / or quantities and their respective relationships or correlations to operate the engine 100 in a variety of operating conditions.
Die Figuren 7, 8, 9 und 10 zeigen ähnlich zu der Figur 6 die Abhängigkeit 604 des Zylinderinnendrucks 127 von der Drehzahl 133, dem indizierten Mitteldruck 602, dem Anteil 502 der verbrannten Kraftstoffmenge und dem Drehwinkel 406 der Kurbelwelle 132. Der für die Figuren 7, 8, 9 und 10 jeweilige Wert der Drehzahl 133 beträgt in der angegebenen Reihenfolge beispielhaft 1600 upm, 2000 upm, 2400 upm und 2800 upm. Figur 1 1 zeigt ein erstes Flussdiagramm zur Durchführung des Verfahrens zumFIGS. 7, 8, 9 and 10, similarly to FIG. 6, show the dependency 604 of the in-cylinder pressure 127 on the rotational speed 133, the indicated mean pressure 602, the amount of burnt fuel 502 and the rotational angle 406 of the crankshaft 132 , 8, 9 and 10 respective value of the rotational speed 133 in the order given is exemplified 1600 rpm, 2000 rpm, 2400 rpm and 2800 rpm. Figure 1 1 shows a first flowchart for carrying out the method for
Betreiben der Brennkraftmaschine 100, welches insbesondere in einer Operating the internal combustion engine 100, which in particular in a
Applikationsphase ("Vorversuch") für die Brennkraftmaschine 100 durchgeführt werden kann. In einem Startblock 700 beginnt die in der Figur 1 1 dargestellte Prozedur. In einem folgenden Block 702 wird die Abhängigkeit 604 zwischen dem Maximalwert PZmax, dem Drehzahlsignal 136 bzw. der Drehzahl 133, dem indizierten Mitteldruck 602, dem Anteil 502 der verbrannten Kraftstoffmenge und dem Drehwinkel 406 der Kurbelwelle 132 ermittelt. Dies erfolgt beispielsweise unter Verwendung des Blockdiagramms 300 der Figur 3 oder den Diagrammen 400, 402 und 404 der Figur 4. Die ermittelte Abhängigkeit 604 wird in einem folgenden Block 704 in dem Datenspeicher 124 gespeichert und steht somit für einen "normalen" Betrieb der Brennkraftmaschine 100 bereit. In einem Endeblock 706 endet die in der Figur 1 1 dargestellte Prozedur. Application phase ("preliminary test") for the internal combustion engine 100 can be performed. In a start block 700, the procedure shown in FIG. 11 begins. In a following block 702, the dependency 604 between the maximum value PZmax, the rotational speed signal 136 or the rotational speed 133, the indicated mean pressure 602, the fraction 502 of the burned fuel quantity and the rotational angle 406 of the crankshaft 132 is determined. This is done, for example, using the block diagram 300 of FIG. 3 or the diagrams 400, 402 and 404 of FIG. 4. The determined dependency 604 is stored in the data memory 124 in a following block 704 and is thus ready for a "normal" operation of the internal combustion engine 100. In an end block 706, the procedure illustrated in FIG. 11 ends.
Figur 12 zeigt ein zweites Flussdiagramm zur Durchführung des Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine 100, welches insbesondere in einem FIG. 12 shows a second flow chart for carrying out the method for operating the internal combustion engine 100, which is particularly in one
Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 100 durchgeführt werden kann. In einem Startblock 708 beginnt die in der Figur 12 dargestellte Prozedur. Normal operation of the internal combustion engine 100 can be performed. In a start block 708, the procedure illustrated in FIG. 12 begins.
In einem folgenden Block 710 werden unter Verwendung von der gespeicherten Abhängigkeit 604 die aktuellen (betriebspunktabhängigen) Maximalwerte PZmax für die Zylinder 1 12a bis 1 12d ermittelt. In einem folgenden Block 712 wird unter Verwendung der derart ermittelten aktuellen Maximalwerte PZmax der Betrieb der Brennkraftmaschine 100 gesteuert bzw. geregelt. Dies erfolgt beispielsweise entsprechend dem in der Figur 2 gezeigten Flussdiagramm. In einem Endeblock 714 endet die in der Figur 12 dargestellte Prozedur, welche beliebig oft und für beliebige Zylinder 1 12 durchgeführt werden kann. In a following block 710, using the stored dependency 604, the current (operating point-dependent) maximum values PZmax for the cylinders 1 12a to 12d are determined. In a following block 712, the operation of the internal combustion engine 100 is controlled or regulated using the current maximum values PZmax determined in this way. This takes place, for example, according to the flowchart shown in FIG. In an end block 714, the procedure shown in FIG. 12 ends, which can be carried out as often as desired and for any desired cylinder 12.

Claims

Ansprüche claims
1 . Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (100), wobei ein 1 . Method for operating an internal combustion engine (100), wherein a
Zylinderinnendruck (127) in mindestens einem Zylinder (1 12) der  Cylinder internal pressure (127) in at least one cylinder (1 12) of
Brennkraftmaschine (100) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maximalwert (PZmax) für den Zylinderinnendruck (127) in Abhängigkeit (604) von einer Drehzahl (133) und/oder einem Drehzahlsignal (136) der Brennkraftmaschine (100), einem indizierten Mitteldruck (602), einem Anteil (502) einer verbrannten Kraftstoffmenge und einem Drehwinkel (406) einer Kurbelwelle (132) ermittelt wird.  Internal combustion engine (100) is determined, characterized in that a maximum value (PZmax) for the cylinder internal pressure (127) in dependence (604) of a rotational speed (133) and / or a rotational speed signal (136) of the internal combustion engine (100), an indicated mean pressure (602), a fraction (502) of a burned amount of fuel and a rotation angle (406) of a crankshaft (132) is determined.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeit (604) für eine jeweilige Bauart der Brennkraftmaschine (100) bzw. für eine jeweilige Bauart des Zylinders (1 12) in einem Vorversuch ermittelt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the dependency (604) for a respective type of internal combustion engine (100) or for a respective type of cylinder (1 12) is determined in a preliminary experiment.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the
Abhängigkeit (604) mittels einer datenbasierten Modellierung, insbesondere unter Verwendung von einem ASCMO-Modell ermittelt wird.  Dependence (604) is determined by means of a data-based modeling, in particular using an ASCMO model.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der indizierte Mitteldruck (602) und/oder der Anteil (502) der verbrannten Kraftstoffmenge zylinderindividuell mittels einer polytropen Beziehung abhängig von einem Ladedruck (P22) und abhängig von einem Zeitverlauf (403) des Drehzahlsignals der (136) 4. The method according to claim 1, characterized in that the indicated mean pressure (602) and / or the fraction (502) of the burned fuel quantity are individually for each cylinder by means of a polytropic relationship depending on a boost pressure (P22) and dependent on a time course (403 ) of the speed signal of (136)
Brennkraftmaschine (100) ermittelt wird.  Internal combustion engine (100) is determined.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 5. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized
gekennzeichnet, dass der indizierte Mitteldruck (602) und/oder der Anteil (502) der verbrannten Kraftstoffmenge abhängig von einem Zeitverlauf (401 ) des Zylinderinnendrucks (127) in einem Leitzylinder (1 12a) der  in that the indicated mean pressure (602) and / or the fraction (502) of the burned fuel quantity depend on a time characteristic (401) of the cylinder internal pressure (127) in a guide cylinder (12a) of the cylinder
Brennkraftmaschine (100) und abhängig von einem Zeitverlauf (403) des Drehzahlsignals (136) der Brennkraftmaschine (100) ermittelt wird, und dass der derart ermittelte indizierte Mitteldruck (602) und/oder der ermittelte Anteil (502) der verbrannten Kraftstoffmenge dazu verwendet wird, um auf den indizierten Mitteldruck (602) und/oder den Anteil (502) der verbrannten Kraftstoff menge in den übrigen Zylindern (1 12b, 1 12c, 1 12d) der Internal combustion engine (100) and dependent on a time course (403) of the rotational speed signal (136) of the internal combustion engine (100) is determined, and that the thus determined indicated mean pressure (602) and / or the determined portion (502) of the burned fuel quantity is used to the indicated average pressure (602) and / or the proportion (502) of the burned fuel quantity in the other cylinders (1 12b, 1 12c, 1 12d) of the
Brennkraftmaschine (100) zu schließen.  Close internal combustion engine (100).
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeit (604) zwischen dem Maximalwert (PZmax) für den Zylinderinnendruck (127), dem indizierten Mitteldruck (602), dem Anteil (502) der verbrannten Kraftstoffmenge und dem Drehwinkel (406) der Kurbelwelle (132) ermittelt wird, wobei die Abhängigkeit (604) mittels einer von der Drehzahl (133) der Kurbelwelle (132) abhängigen Funktion korrigiert wird. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the dependency (604) between the maximum value (PZmax) for the in-cylinder pressure (127), the indicated mean pressure (602), the fraction (502) of the burned fuel quantity and the rotation angle (406 ) of the crankshaft (132), wherein the dependence (604) is corrected by means of a function dependent on the rotational speed (133) of the crankshaft (132).
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeit (604) zwischen dem Maximalwert (PZmax) für den Zylinderinnendruck (127), dem indizierten Mitteldruck (602), dem Anteil (502) der verbrannten Kraftstoff menge und dem Drehwinkel (406) der Kurbelwelle (132) ermittelt wird, wobei die Abhängigkeit (604) mittels der Drehzahl (133) der Kurbelwelle (132) parametriert wird. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the dependency (604) between the maximum value (PZmax) for the in-cylinder pressure (127), the indicated mean pressure (602), the fraction (502) of the burned fuel quantity and the angle of rotation ( 406) of the crankshaft (132) is determined, wherein the dependence (604) by means of the rotational speed (133) of the crankshaft (132) is parameterized.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert (PZmax) für den Zylinderinnendruck (127) unter Verwendung von mindestens einer Polynomfunktion und/oder mindestens eines Kennfelds in Abhängigkeit (604) von der Drehzahl (133) und/oder dem Drehzahlsignal (136), dem indizierten Mitteldruck (602), dem Anteil (502) der verbrannten Kraftstoffmenge und dem Drehwinkel (406) der Kurbelwelle (132) ermittelt wird. 9. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt mittels eines neuronalen Netzwerks die Abhängigkeit (604) zwischen dem Maximalwert (PZmax) für den Zylinderinnendruck (127), der Drehzahl (133) und/oder dem Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the maximum value (PZmax) for the in-cylinder pressure (127) using at least one polynomial function and / or at least one characteristic field as a function of (604) from the rotational speed (133) and / or the Speed signal (136), the indicated mean pressure (602), the fraction (502) of the burned fuel amount and the rotation angle (406) of the crankshaft (132) is determined. 9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that in a first step by means of a neural network, the dependence (604) between the maximum value (PZmax) for the in-cylinder pressure (127), the rotational speed (133) and / or
Drehzahlsignal (136), dem indizierten Mitteldruck (602), dem Anteil (502) der verbrannten Kraftstoffmenge und dem Drehwinkel (406) der Kurbelwelle Speed signal (136), the indicated mean pressure (602), the fraction (502) of the burned fuel quantity and the rotation angle (406) of the crankshaft
(132) ermittelt wird, und dass in einem zweiten Schritt mittels des neuronalen Netzwerks der Maximalwert (PZmax) für den Zylinderinnendruck (127) unter Verwendung von der ermittelten Abhängigkeit (604) ermittelt wird. (132) is determined, and that in a second step by means of the neural Network of the maximum value (PZmax) for the in-cylinder pressure (127) using the determined dependence (604) is determined.
10. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (120) für eine Brennkraftmaschine (100) dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen. 10. control and / or regulating device (120) for an internal combustion engine (100), characterized in that it is adapted to carry out the method according to one of claims 1 to 9.
1 1 . Computerprogramm (122), dadurch gekennzeichnet, dass es dazu 1 1. Computer program (122), characterized in that it
programmiert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.  is programmed to carry out the method according to one of claims 1 to 9.
12. Speichermedium, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Computerprogramm (122) nach Anspruch 1 1 umfasst. 12. Storage medium, characterized in that it comprises a computer program (122) according to claim 1 1.
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