DE102009037272A1 - Method for operating an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem in wenigstens einem Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine ein thermodynamischer Kreisprozess zyklisch ausgeführt wird. Hierbei werden folgende Schritte ausgeführt:
(a) Regeln eines indizierten Mitteldruckes in Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von einem Zylinderdruck als Istwert, so dass sich ein gewünschtes, von der Brennkraftmaschine abgegebenes Moment ergibt;
(b) Bestimmen einer Einspritzmenge für Kraftstoff pro Zyklus und pro Arbeitszylinder aus dem abgegebenen Moment mittels in Abhängigkeit von dem Moment vorbestimmten Werten für Einspritzmengen von Kraftstoff;
(c) Bestimmen einer Frischluftmasse pro Zyklus und pro Arbeitszylinder aus der Einspritzmenge für Kraftstoff und einem Signal einer im Abgastrakt der Brennkraftmaschine angeordneten Lambdasonde.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in which a thermodynamic cyclic process is performed cyclically in at least one working cylinder of the internal combustion engine. The following steps are performed:
(a) controlling an indicated mean pressure in working cylinders of the internal combustion engine as a function of a cylinder pressure as an actual value, so that a desired torque output by the internal combustion engine results;
(b) determining an injection quantity for fuel per cycle and per cylinder from the output torque by means of values for injection quantities of fuel which are predetermined as a function of the torque;
(C) determining a fresh air mass per cycle and per cylinder from the injection quantity for fuel and a signal of a arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine lambda probe.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem in wenigstens einem Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine ein thermodynamischer Kreisprozess zyklisch ausgeführt wird, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in which in at least one working cylinder of the internal combustion engine thermodynamic cycle is carried out cyclically, according to the preamble of claim 1.
Aus
der
Bisherige Motoransteuerungsverfahren, insbesondere beim PKW-Dieselmotor, nutzen eine Luftmassenmessung beispielsweise mittels eines Heißfilmluftmassenmessers (HFM) am Eingang des Luftabgassystems als zentrale Eingangsgröße zur Zumessung der Abgasrückführung und zur Überwachung der Rußgrenze. Das Bauteil ist über die Jahre stetig optimiert und verbessert worden. Die Erfahrung zeigt, dass dieser Sensor folgende kritische Punkte aufweist. Pulsationen, beispielsweise durch AGR, verfälschen das Signal (Pulsationsempfindlichkeit). Die Messgenauigkeit ist extrem abhängig von der Luftführung vor und hinter dem Einbauort. Es ergibt sich ein Druckverlust durch einen Einbau des HFM nach einem Luftfilter. Auf Basis der aktuellen Sensorkonfiguration (HFM mit diversen Druck/Temperatursensoren im Luft/Abgassystem des Motors) werden physikalische Modelle (Drosseln, Gasbehälter) berechnet um an allen wesentlichen Orten des Luft/Abgassystems den aktuellen Zustand (Druck, Temperatur, Masse und Konzentrationen) zu kennen. Beispielsweise wird dadurch der Massenstrom durch ein AGR-Ventil berechnet. Aus dem HFM-Signal wird die Gesamtladungsmasse modelliert.Previous Motoransteuerungsverfahren, especially in the passenger car diesel engine, use an air mass measurement, for example by means of a Heißfileinuftmassenmessers (HFM) at the entrance of the air exhaust system as a central input for metering exhaust gas recirculation and for monitoring the soot limit. The component is steady over the years optimized and improved. Experience shows that this Sensor has the following critical points. Pulsations, for example by AGR, distort the signal (pulsation sensitivity). The measuring accuracy is extremely dependent on the air flow in front of and behind the installation site. It results in a pressure loss through an installation of the HFM after an air filter. Based on the current sensor configuration (HFM with various pressure / temperature sensors in the air / exhaust system of the Motors) become physical models (throttles, gas tanks) calculates the at all essential places of the air / exhaust system the current state (pressure, temperature, mass and concentrations) to know. For example, thereby the mass flow through EGR valve calculated. The HFM signal becomes the total charge mass modeled.
Es gibt zahlreiche Methoden, die angesaugte Gasmasse mZ im Brennraum eines Verbrennungsmotors zu ermitteln. Die meisten Ansätze betrachten den Verbrennungsmotor als Pumpe, die einen Volumenstrom aus einem Abgas-Frischluftgemisch vor den Einlassventilen ansaugt. Dabei wird die Dichte dieses Gasgemisches vor den Einlassventilen aus dem Druck und der Temperatur des Gases berechnet. Diese Dichtebestimmung erfolgt durch Modelle für Druck und Temperatur und/oder über direkte Messung durch Sensoren. Anschließend wird mit Hilfe des so genannten Liefergrades, der vor allem von der Drehzahl abhängig ist, die angesaugte Gasmasse im Zylinder modelliert. Diese Methodik zur Modellierung der angesaugten Gasmasse kann auch als konventioneller Vorwärtspfad bezeichnet werden.There are numerous methods for determining the aspirated gas mass m Z in the combustion chamber of an internal combustion engine. Most approaches consider the internal combustion engine as a pump, which draws a volume flow from an exhaust-fresh air mixture before the intake valves. The density of this gas mixture before the inlet valves is calculated from the pressure and the temperature of the gas. This density is determined by models for pressure and temperature and / or via direct measurement by sensors. Subsequently, with the help of the so-called delivery rate, which is mainly dependent on the speed, the sucked gas mass in the cylinder is modeled. This method of modeling the intake gas mass can also be called a conventional forward path.
Die genaue Ermittlung der angesaugten Gasmasse wird für zukünftige Verbrennungsmotorenkonzepte, die mit variablen Ventiltrieben oder zusätzliche Stellern im Ansaug- und Abgastrakt der Verbrennungsmotoren ausgestattet sind, immer schwieriger, denn der Druck wird in der Regel vor den Drosselstellen (Drosselklappe, Drallklappe, VVT, ...) gemessen, sodass der Druck direkt vor den Einlassventilen über Modelle bestimmt werden muss. Außerdem kommt noch ein zusätzlicher Fehler durch die Modellierung der Drosselstellen und der Temperatur vor den Einlassventilen dazu. Damit wird die Bestimmung der angesagten Zylinder-Gasmasse über diesen Ansatz immer unzuverlässiger.The Accurate determination of the aspirated gas mass will be for future Combustion engine concepts with variable valve trains or additional actuators in the intake and exhaust tract of internal combustion engines are increasingly difficult, because the pressure is in the Usually in front of the throttle points (throttle, swirl flap, VVT, ...) measured so that the pressure is just above the inlet valves above Models must be determined. There is also an additional one Errors due to the modeling of the throttle points and the temperature to the inlet valves. This becomes the destination of the announced Cylinder gas mass over this approach increasingly unreliable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der oben genannten Art dahingehend zu verbessern, dass Zustandsgrößen für die Zumessung einer AGR-Rate und für die Überwachung einer Rußgrenze ohne die Modellierungsfehler des konventionellen Vorwärtspfades bestimmt werden.Of the Invention is based on the object, a method of the above Art to improve that state variables for the metering of an EGR rate and for monitoring a soot boundary without the modeling errors of the conventional one Forward path.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der oben genannten Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahrensschritten gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.These The object is achieved by a method of the abovementioned type with the method steps characterized in claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are in the further claims.
Dazu ist es bei einem Verfahren der oben genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass folgenden Schritte ausgeführt werden,
- (a) Regeln eines indizierten Mitteldruckes in Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von einem Zylinderdruck als Istwert, so dass sich ein gewünschtes, von der Brennkraftmaschine abgegebenes Moment ergibt;
- (b) Bestimmen einer Einspritzmenge für Kraftstoff pro Zyklus und pro Arbeitszylinder aus dem abgegebenen Moment mittels in Abhängigkeit von dem Moment vorbestimmten Werten für Einspritzmengen von Kraftstoff;
- (c) Bestimmen einer Frischluftmasse pro Zyklus und pro Arbeitszylinder aus der Einspritzmenge für Kraftstoff und einem Signal einer im Abgastrakt der Brennkraftmaschine angeordneten Lambdasonde.
- (a) controlling an indicated mean pressure in working cylinders of the internal combustion engine as a function of a cylinder pressure as an actual value, so that a desired torque output by the internal combustion engine results;
- (b) determining an injection quantity for fuel per cycle and per cylinder from the output torque by means of values for injection quantities of fuel which are predetermined as a function of the torque;
- (C) determining a fresh air mass per cycle and per cylinder from the injection quantity for fuel and a signal of a arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine lambda probe.
Dies hat den Vorteil, dass als Überwachungsgröße für eine Zumessung einer Abgasrückführung und zur Überwachung einer Rußgrenze eine Frischluftmasse zur Verfügung steht, welche ohne die Notwendigkeit eines Heißfilmluftmassenmessers (HFM) bestimmt wird.This has the advantage of being a surveillance size for a metering of an exhaust gas recirculation and for monitoring a soot boundary, a fresh air mass is available, which without the need of a Hot-film air flow meter (HFM) is determined.
Eine Berücksichtigung von Laufzeiten der Gase im System erzielt man dadurch, dass in Schritt (c) einem Signal der Lambdasonde zu einem Zeitpunkt t1 eine Einspritzmenge zu einem vorherigen Zeitpunkt t0 = t1 – Δt zugeordnet wird, wobei Δt einem Zeitintervall entspricht, der von dem Zeitpunkt der Bestimmung der Einspritzmenge bis zum Eintreffen von Abgas aus einer Verbrennung mit dieser bestimmten Einspritzmenge an der Lambdasonde vergeht.A consideration of transit times of the gases in the system is achieved in that in step (c) a signal of the lambda probe at a time t 1 an injection quantity to a previous Time t 0 = t 1 - .DELTA.t is assigned, wherein .DELTA.t corresponds to a time interval which elapses from the time of determination of the injection quantity to the arrival of exhaust gas from combustion with this specific injection quantity at the lambda probe.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (a) der Zylinderdruck mittels eines Zylinderdrucksensors oder mittels eines Drucksensors in einem Einlasskrümmer der Brennkraftmaschine bestimmt.In In a preferred embodiment, in step (a) the Cylinder pressure by means of a cylinder pressure sensor or by means of a Pressure sensor in an intake manifold of the internal combustion engine certainly.
Zur weiteren Bestimmung von Zustandgrößen wird folgender weiterer Schritt ausgeführt,
- (d) Bestimmen einer gesamten Gasmasse in einem Arbeitszylinder pro Zyklus aus einem Zylinderdruckverlauf oder einem Saugrohrdruck in Verbindung mit einer Temperatur im Arbeitszylinder vor Kompressionsbeginn. Hierbei wird die Temperatur im Arbeitszylinder vor Kompressionsbeginn beispielsweise gemessen oder modelliert.
- (D) determining a total gas mass in a working cylinder per cycle from a cylinder pressure curve or an intake manifold pressure in conjunction with a temperature in the working cylinder before the start of compression. In this case, the temperature in the working cylinder is measured or modeled, for example, before the start of compression.
Zur weiteren Bestimmung von Zustandgrößen wird folgender weiterer Schritt ausgeführt,
- (e) Bestimmen der Massenströme durch wenigstens ein AGR-Ventil mittels Drosselgleichungen aus Druck- und Temperaturmodellen in Abhängigkeit von einer Öffnung des wenigstens einen Ventils.
- (E) determining the mass flows through at least one EGR valve by means of throttle equations of pressure and temperature models as a function of an opening of the at least one valve.
Zur Bestimmung einer Regelgröße für eine NOx-Reduktion wird folgender weiterer Schritt ausgeführt,
- (f) Bestimmen der AGR-Rate aus einem Verhältnis der AGR-Massenströme zur gesamten Gasmasse.
- (f) determining the EGR rate from a ratio of EGR mass flows to total gas mass.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt inThe The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing explained. This shows in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird anstelle der Luftmassenmessung ein Zylinderdrucksensor (ein Sensor pro Motor oder pro Zylinderbank oder pro Zylinder) als zentrales Element verwendet und zur Überwachung und Plausibilisierung auf eine Lambdasonde und einen Ladedrucksensor zurückgegriffen.at the inventive method is used instead air mass measurement a cylinder pressure sensor (one sensor per engine or per cylinder bank or per cylinder) is used as a central element and for monitoring and plausibility of a lambda probe and resorted to a boost pressure sensor.
Das Zylinderdrucksignal wird zur Regelung des indizierten Mitteldrucks bzw. Momentes genutzt. Dadurch wird das gewünschte Moment eingeregelt. Eine in einem Steuergerät abgelegte Einspritzmenge (Wirkungsgradmodell) entspricht durch die Regelung der gemessenen Einspritzmenge mit hoher Genauigkeit auch in dynamischen Übergängen und unterschiedlichen Einspritzverläufen.The Cylinder pressure signal is used to control the indicated mean pressure or moment used. This will be the desired moment adjusted. An injection quantity stored in a control unit (efficiency model) corresponds by regulating the measured injection quantity with high accuracy even in dynamic transitions and different injection curves.
Bei nun bekannter Einspritzmenge mit hoher Genauigkeit wird mittels der Lambdasonde auf die Frischluftmasse, also die Luftmasse, die der HFM messen würde, geschlossen. Dabei sind die Laufzeiten der beteiligten Signale zu beachten. Dieses gilt nur bei begrenzten HC-Emissionen, da die Lambdasonde querempfindlich auf HC ist.at now known injection quantity with high accuracy is by means of the lambda probe on the fresh air mass, so the air mass, the the HFM would measure, closed. Here are the terms the signals involved. This only applies to limited HC emissions, as the lambda probe is cross-sensitive to HC.
Der so bekannte Frischluftanteil ist die zur Vermeidung der Rußbildung günstige Beobachtungsgröße.Of the so well-known proportion of fresh air is to avoid soot formation favorable observation size.
Die gesamte Gasmasse im Zylinder wird durch Auswertung des Zylinderdruckverlaufs oder Saugrohrdrucks und durch Modellierung und/oder Messung der Temperatur vor Kompressionsbeginn im Zylinder erfasst.The total gas mass in the cylinder is determined by evaluation of the cylinder pressure curve or intake manifold pressure and by modeling and / or measuring the Temperature detected before start of compression in the cylinder.
Die Massenströme durch ein oder mehrere AGR-Ventile werden über Drosselgleichungen aus den Druck- und Temperaturmodellen abhängig von der Öffnung der Ventile modelliert.The Mass flows through one or more EGR valves are over Throttle equations depend on the pressure and temperature models modeled from the opening of the valves.
Das Verhältnis aus den AGR-Massenströmen zur gesamten Gasmasse ist die AGR-Rate, die eigentlich gewünschte Regelgröße für die NOx-Reduktion.The ratio of the EGR mass flows to the total gas mass is the EGR rate, the actually desired control variable for the NO x reduction.
Alternativ zur Verwendung von Zylinderdrucksensor(en) wird ein Konzept mit einem Drucksensor im Einlasskrümmer zusätzlich zum oder als Ersatz des Ladedrucksensors verwendet, in dessen Abhängigkeit dann die Gasmasse im Motorbrennraum und daraus wiederum über Modelle der Frischluftmassenstrom bzw. die Frischluftmasse im Brennraum berechnet wird. Da die Nutzung der Lambdasonde für die Frischluftmassenbestimmung bzw. Korrektur/Adaptionsfunktionen für das Luftmassenbestimmung eine gute Kenntnis der eingespritzten Kraftstoffmasse voraussetzt, wird die Einspritzmenge über Alternativansätze, beispielsweise aus dem Drehzahlsignal, bestimmt. Alternativ ist das Einspritzsystem derart ausgebildet, dass die Vorgaben der Einspritzmassen sehr genau eingehalten werden.alternative for the use of cylinder pressure sensor (s) is a concept with a pressure sensor in the intake manifold in addition used for or as a replacement of the boost pressure sensor, depending on it then the gas mass in the engine combustion chamber and turn it over Models calculate the fresh air mass flow or the fresh air mass in the combustion chamber becomes. As the use of the lambda probe for fresh air mass determination or correction / adaptation functions for air mass determination requires a good knowledge of the injected fuel mass, is the injection quantity via alternative approaches, for example, from the speed signal determined. Alternatively it is the injection system designed such that the specifications of the injection masses be followed very closely.
Die Rechenschrittfolge und die Verknüpfung dieser Teilmodelle ist derart anzupassen, dass anstelle des Eingangssignals HFM, also Berechnung in Strömungsrichtung des Motors, das Modell für die Gesamtladungsmasse, vorteilhaft auf Basis des Zylinderdrucksignals, alternativ auf Basis eines Drucksensors im Einlasskrümmer, möglichst nah an den Motoreinlassventilen verwendet wird. Das bedeutet, dass die Rechenabfolge für den Ansaugbereich des Luft/Abgassystems im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung berechnet wird. Damit lässt sich aus dem Modell der Gesamtladungsmasse der angesaugte Frischluftmassenstrom am Eintritt des Luft/Abgassystems modellieren. Bei bekannten Systemen erfolgt die Berechnung genau umgekehrt, aus dem HFM-Signal wird letztendlich die Gesamtladungsmasse modelliert.The computation step sequence and the combination of these submodels is to be adapted such that instead of the input signal HFM, ie calculation in the flow direction of the engine, the model for the total charge mass, advantageously based on the cylinder pressure signal, alternatively based on a pressure sensor in the intake manifold, used as close to the engine inlet valves becomes. This means that the calculation sequence for the intake range of the Air / exhaust system is calculated substantially against the flow direction. In this way, from the model of the total charge mass, the intake fresh air mass flow at the inlet of the air / exhaust system can be modeled. In known systems, the calculation is exactly the opposite, from the HFM signal ultimately the total charge mass is modeled.
Das Regelungskonzept für das Luft/Abgassystem ist dabei derart ausgebildet, dass auf ein gemessenes Frischluftmassensignal, beispielsweise HFM, verzichtet wird. Das Regelungskonzept greift dabei für die Einstellung der definierten Zielgrößen auf die modellierten Zustandsgrößen der oben genannten Modelle und/oder der vorhanden Messgrößen der übrigen Sensoren zurück.The Control concept for the air / exhaust system is such adapted to a measured fresh air mass signal, such as HFM, is waived. The control concept works for the setting of the defined target values the modeled state variables of the above Models and / or the existing measured variables of the rest Sensors back.
Hierdurch ergeben sich vielfältige Vorteile. Die ”rohe” Sensorinformation ist örtlich an der regelungstechnisch besseren Stelle. Der Zustand im Einlass definiert die Emissionen, da an dieser Stelle der Kraftstoff zugeführt wird. Die Gesamtladungsmenge ist eine wichtige Größe zu Modellierung der AGR-Rate. Sie wird im erfindungsgemäßen Verfahren ohne die Modellierungsfehler des konventionellen Vorwärtspfades ermittelt. Der Zylinderdruck (für Konzept mit Zylinderdrucksensor) ermöglicht durch die Momentenregelung eine präzise Information über die Kraftstoffmasse, sodass eine Plausibilisierung mit der Lambdasonde (dynamisch korrigiert) möglich ist. Bei angestellter Drosselklappe vor Saugrohr ist eine 3-fach-Plausibilisierung des Saugrohrdrucks möglich: pSaug über Duosensor + Drossel = pSaug aus Zylinderdruck + Kanalmodell = pSaug aus Behältermodell Saugrohr. Die prinzipbedingten Messungenauigkeiten des HFMs, wie beispielsweise die Pulsationsabhängigkeit, gehen nicht in die Überwachung ein! Damit ist eine Trennung zwischen Fehlern in der Luftmasse und Fehlern in der Einspritzung besser zuzuordnen. Die Kosten für das Bauteil des HFMs und die konstruktive/funktionale Integration in das Luft/Abgassystem entfallen (hoher konstruktiver Aufwand für lange Beruhigungsstrecken). Außerdem entfällt der Druckverlust durch die Ein- und Auslaufstrecken sowie des eigentlichen Luftmassensensors.This results in many advantages. The "raw" sensor information is local to the control technically better place. The state in the inlet defines the emissions, because at this point the fuel is supplied. The total charge amount is an important quantity for modeling the EGR rate. It is determined in the method according to the invention without the modeling errors of the conventional forward path. The cylinder pressure (for the concept with cylinder pressure sensor) enables precise information about the fuel mass through the torque control so that a plausibility check with the lambda probe (dynamically corrected) is possible. When the throttle valve is in front of the intake manifold, a 3-fold plausibility check of the intake manifold pressure is possible: p suction via duosensor + throttle = p suction from cylinder pressure + duct model = p suction from tank model intake manifold. The inherent measurement inaccuracies of the HFM, such as the pulsation dependence, are not included in the monitoring! Thus, a separation between errors in the air mass and errors in the injection is better assigned. The costs for the component of the HFM and the constructive / functional integration into the air / exhaust system are eliminated (high constructive effort for long calming distances). In addition, the pressure loss due to the inlet and outlet sections and the actual air mass sensor is eliminated.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Bestimmung der Gasmasse im Brennraum ermöglicht, bei dem die Druckmessung über einen Zylinderdrucksensor an der interessierenden Stelle im Brennraum erfolgt. Es gibt zwei unterschiedliche Methoden, die Gasmasse im Brennraum über die Zylinderdruckmessung zu bestimmen.at the method according to the invention becomes a determination allows the gas mass in the combustion chamber, in which the pressure measurement on a cylinder pressure sensor at the point of interest in the combustion chamber he follows. There are two different methods, the gas mass in the Determine combustion chamber via the cylinder pressure measurement.
Bei einer ersten Methode wird über die Gleichung die Zylindermasse im Brennraum, d. h. die gesamte Gasmasse inklusive Restgasmasse und nicht nur die von außen angesaugte Gasmasse, nach dem Schließen der Einlassventile (ES) bestimmt. Dann ist der Zylinder ein abgeschlossener Behälter, in dem die Gasmasse im Zylinder über die oben genannte ideale Gasgleichung berechnet wird. Der Druck p(φ) am Kurbelwinkel φ wird gemessen, das Volumen des Brennraums zum Kurbelwinkel φ ist bekannt und wird beispielsweise in einer Tabelle abgelegt und ausgelesen. Die Gaskonstante R wird als konstant angesehen oder als Funktion der Temperatur abgelegt und die Temperatur T(φ) wird aus der Ansaugtemperatur vor den Einlassventilen modelliert. Damit sind alle Größen auf der rechten Seite der oben genannten idealen Gasgleichung bekannt und die Gasmasse mZ im Zylinder lässt sich berechnen. Dabei wird der Druck p(φ) direkt in der Nähe des unteren Totpunktes (UT) gemessen, wo kleine Absolutdruckwerte herrschen, oder über die Polytropengleichung aus Druckwerten p340 nahe dem oberen Totpunkt (OT), wo große Druckwerte herrschen, aber noch in der Kompressionsphase vor der Kraftstoffeinspritzung berechnet, gemäß der Formel In a first method is about the equation the cylinder mass in the combustion chamber, ie the total gas mass including residual gas mass and not just the gas mass sucked from the outside, determined after closing the inlet valves (ES). Then, the cylinder is a sealed container in which the gas mass in the cylinder is calculated via the above-mentioned ideal gas equation. The pressure p (φ) at the crank angle φ is measured, the volume of the combustion chamber to the crank angle φ is known and is stored and read in a table, for example. The gas constant R is considered constant or stored as a function of temperature and the temperature T (φ) is modeled from the intake temperature upstream of the intake valves. Thus, all variables on the right side of the above-mentioned ideal gas equation are known and the gas mass m Z in the cylinder can be calculated. In this case, the pressure p (φ) is measured directly in the vicinity of the bottom dead center (UT), where small absolute pressure values prevail, or via the polytropic equation from pressure values p 340 near top dead center (TDC), where high pressure values prevail, but still in the Compression phase calculated before the fuel injection, according to the formula
Bei einer zweiten Methode wird der Druck im Zylinder bei UT (unterer Totpunkt) aus einem Druckwert nahe OT in der Kompressionsphase (beispielsweise 20° vor OT – p340) berechnet gemäß der Formel In a second method, the pressure in the cylinder at UT (bottom dead center) is calculated from a pressure value near TDC in the compression phase (for example 20 ° before TDC - p 340 ) according to the formula
Dies
ist in
Aufbauend
auf diesem Druckwert wird dann unter Einbeziehung der modellierten
Temperatur des Ansauggases vor den Einlassventilen und einem Gesamtladegrad
eine Gasmasse im Brennraum berechnet und außerdem ein angesaugter
Gasmassenstrom aus dem Gasgemisch vor den Einlassventilen bestimmt.
Dies ist in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- horizontalen Geraden: Kurbelwinkel φhorizontal Straight line: crank angle φ
- 1212
- vertikalen Geraden: Zylinderdruck pZvertical Straight line: cylinder pressure pZ
- 1414
- unterer Totpunkt UTlower Dead center UT
- 1616
- Einlass schließt ESinlet closes ES
- 1818
- oberer Totpunkt OTupper Dead center OT
- 2020
- Zylinderdruck p340cylinder pressure p340
- 2222
- Zylinderdruck p180cylinder pressure p180
- 2424
- Zylinderdruck pUT(340)cylinder pressure pUT (340)
- 2626
- Druck bei UT aus Zylinderdruckprint at UT from cylinder pressure
- 2828
- Temperatur Saugrohrtemperature suction tube
- 3030
- Korrektur Druckmessungcorrection pressure measurement
- 3232
- Temperatur-Modell ESTemperature model IT
- 3434
- GesamtladegradTotal charge level
- 3636
- RestgasmodellResidual gas model
- 3838
- Dichtedensity
- 4040
- Theo. VolumenstromTheo. flow
- 4242
- Motormassenstrom mZMotor mass flow mZ
- 4444
- angesaugter Massenstrom mFaspirated Mass flow mF
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 60116531 T2 [0002] - DE 60116531 T2 [0002]
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011013481A1 (en) * | 2011-03-10 | 2012-09-13 | Volkswagen Ag | Method for determining temperature of gas in combustion chamber of e.g. diesel engine, for passenger car, involves determining temperature of gas based on total mass and pressure in chamber, rotation speed of engine and volume of chamber |
| FR2999646A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-20 | Continental Automotive France | METHOD FOR DETERMINING THE RECYCLED AIR FLOW AND THE AVAILABLE OXYGEN QUANTITY AT THE INPUT OF A CYLINDER OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| DE102021133885A1 (en) | 2021-12-20 | 2023-06-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Plausibility check of a function of a sensor in an air supply of an internal combustion engine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997035106A2 (en) * | 1996-03-15 | 1997-09-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for model-assisted determination of fresh air mass flowing into the cylinder of an internal combustion engine with external exhaust-gas recycling |
| DE19749815A1 (en) * | 1997-11-11 | 1999-05-12 | Bosch Gmbh Robert | Device and method for determining the amount of fuel injected |
| DE102004047099B3 (en) * | 2004-09-29 | 2006-03-16 | Bayerische Motoren Werke Ag | Determination method e.g. for amount of fresh air of combustion engine, involves having fresh air with exhaust gas of combustion engine led back over recycled exhaust gases and mixed |
| DE60116531T2 (en) | 2000-11-15 | 2006-09-21 | Johnson Controls Automotive Electronics | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF AN AIR COMPASS IN A COMBUSTION ENGINE AND MOTOR USING THIS METHOD |
-
2009
- 2009-08-12 DE DE102009037272A patent/DE102009037272A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997035106A2 (en) * | 1996-03-15 | 1997-09-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for model-assisted determination of fresh air mass flowing into the cylinder of an internal combustion engine with external exhaust-gas recycling |
| DE19749815A1 (en) * | 1997-11-11 | 1999-05-12 | Bosch Gmbh Robert | Device and method for determining the amount of fuel injected |
| DE60116531T2 (en) | 2000-11-15 | 2006-09-21 | Johnson Controls Automotive Electronics | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF AN AIR COMPASS IN A COMBUSTION ENGINE AND MOTOR USING THIS METHOD |
| DE102004047099B3 (en) * | 2004-09-29 | 2006-03-16 | Bayerische Motoren Werke Ag | Determination method e.g. for amount of fresh air of combustion engine, involves having fresh air with exhaust gas of combustion engine led back over recycled exhaust gases and mixed |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NITZKE,H.-G.,REBOHL,T.: Füllungserfassung für aufgeladene Dieselmotoren.VDI- Berichte Nr.1672,Autoreg.2002.ISBN 3-18-091672-9,S.311-321 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011013481A1 (en) * | 2011-03-10 | 2012-09-13 | Volkswagen Ag | Method for determining temperature of gas in combustion chamber of e.g. diesel engine, for passenger car, involves determining temperature of gas based on total mass and pressure in chamber, rotation speed of engine and volume of chamber |
| FR2999646A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-20 | Continental Automotive France | METHOD FOR DETERMINING THE RECYCLED AIR FLOW AND THE AVAILABLE OXYGEN QUANTITY AT THE INPUT OF A CYLINDER OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| WO2014095052A1 (en) | 2012-12-18 | 2014-06-26 | Continental Automotive France | Method for determining the recycled air flow rate and the quantity of oxygen available at the inlet of an internal combustion engine cylinder |
| CN104838119A (en) * | 2012-12-18 | 2015-08-12 | 法国大陆汽车公司 | Method for determining the recycled air flow rate and the quality of oxygen available at the inlet of an internal combustion engine cylinder |
| US9845771B2 (en) | 2012-12-18 | 2017-12-19 | Continental Automotive France | Method for determining the recycled air flow rate and the quantity of oxygen available at the inlet of an internal combustion engine cylinder |
| DE102021133885A1 (en) | 2021-12-20 | 2023-06-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Plausibility check of a function of a sensor in an air supply of an internal combustion engine |
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