[go: up one dir, main page]

DE102011106544A1 - Method for controlling auto-ignition in e.g. Otto engine used in motor vehicle, involves executing evaluation of combustion in one previous cycle according to setting of operating parameter for cylinder of combustion engine - Google Patents

Method for controlling auto-ignition in e.g. Otto engine used in motor vehicle, involves executing evaluation of combustion in one previous cycle according to setting of operating parameter for cylinder of combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102011106544A1
DE102011106544A1 DE102011106544A DE102011106544A DE102011106544A1 DE 102011106544 A1 DE102011106544 A1 DE 102011106544A1 DE 102011106544 A DE102011106544 A DE 102011106544A DE 102011106544 A DE102011106544 A DE 102011106544A DE 102011106544 A1 DE102011106544 A1 DE 102011106544A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cycle
combustion engine
internal combustion
ignition
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011106544A
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Pischinger
Jakob Andert
Michael Stapelbroek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEV Europe GmbH
Original Assignee
FEV GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEV GmbH filed Critical FEV GmbH
Priority to DE102011106544A priority Critical patent/DE102011106544A1/en
Publication of DE102011106544A1 publication Critical patent/DE102011106544A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • 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
    • F02D35/028Controlling 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
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1406Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method with use of a optimisation method, e.g. iteration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

The method involves performing combustion process of internal combustion engine (1) in an operating range out by a process of space ignition. The evaluation of the combustion in one previous cycle is executed according to the setting of operating parameter for cylinder (2) of internal combustion engine so as to obtain combustion cycle. The transition cycle is determined during load hop so as to prevent excitation of controlled ignition. The evaluation of each cylinder of internal combustion engine is performed by setting next combustion cycle for cylinder. An independent claim is included for internal combustion engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontrollierten Selbstzündung bei einer Verbrennungskraftmaschine sowie eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Umschaltung zwischen konventionellem Motorbetrieb und einer kontrollierten Selbstzündung.The present invention relates to a method for controlled self-ignition in an internal combustion engine and an internal combustion engine with a switchover between conventional engine operation and a controlled auto-ignition.

Die Einspritzung und die Restgasrate stellen geeignete Einflussgrößen zur Regelung einer ottomotorischen Selbstzündung, abgekürzt auch CAI aus dem Englischen für Controlled Auto Ignition, dar. Dieses findet sich auch in einer Analyse angemeldeter Patente wieder. Eine Vielzahl dieser Druckschriften behandelt die Kontrolle der Restgasrate, einen hierfür nötigen variablen Ventiltrieb sowie Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung oder der damit verbundenen Ladungsschichtung.The injection and the residual gas rate are suitable influencing factors for the regulation of an Otto engine self-ignition, abbreviated also CAI from English for Controlled Auto Ignition. This is also reflected in an analysis of pending patents again. A large number of these publications treat the control of the residual gas rate, a variable valve train required for this purpose and methods for controlling the fuel injection or the associated charge stratification.

Die aus Druckschriften entnehmbaren Forschungsaktivitäten können in zwei Gebiete aufgeteilt werden:The research activities that can be found in pamphlets can be divided into two areas:

a) Untersuchung langsamer, quasistationärer Effekte:a) Investigation of slow, quasi-stationary effects:

  • – Bestimmung von optimalen Stellgrößen in Abhängigkeit von äußeren, langsam veränderlichen Randbedingungen wie Drehzahl, Saugrohrdruck, Kraftstoffeigenschaften, Bauteil- und Lufttemperaturen.- Determination of optimal manipulated variables as a function of external, slowly changing boundary conditions such as speed, intake manifold pressure, fuel properties, component and air temperatures.
  • – Diese Stellgrößen sind stationär oder ändern sich vergleichsweise langsam mit Zeitkonstanten >> 1 Zyklus. Die entsprechenden Arbeiten werden meist an stationären Motorprüfständen durchgeführt.- These manipulated variables are stationary or change comparatively slowly with time constants >> 1 cycle. The corresponding work is usually carried out on stationary engine test benches.
  • – Zur Stabilisierung werden closed-loop-Regler verwendet, welche jedoch bewusst große Zeitkonstanten haben, um die Systemanregung zu minimieren.- For stabilization, closed-loop controls are used, but they deliberately have large time constants to minimize system excitation.
  • – Diese Forschungsaktivitäten sind sehr weit fortgeschritten, die Einflüsse der einzelnen Stellgrößen im Stationärfall sind von zahlreichen Autoren ausführlich beschrieben worden.- These research activities are very advanced, the influences of the individual manipulated variables in the stationary case have been described in detail by numerous authors.

b) Untersuchungen der für CAI charakteristischen hochdynamischen Effekte.b) Investigations of the highly dynamic effects characteristic of CAI.

  • – Aktuelle Forschungsschwerpunkte liegen auf hochdynamischen Effekten, welche von Zyklus zu Zyklus auftreten.- Current research focuses on highly dynamic effects that occur from cycle to cycle.
  • – Hierunter fallen Zyklus-zu-Zyklus-Abhängigkeiten, welche von einigen Autoren grundsätzlich beschrieben wurden.- This includes cycle-to-cycle dependencies, which were basically described by some authors.
  • – Hierzu gibt es bislang nur Grundlagenuntersuchungen, die Zusammenhänge werden qualitativ dargestellt.- So far, there are only basic research, the relationships are presented qualitatively.
  • – Die hochdynamischen Zyklus-zu-Zyklus Effekte stellen den Hauptgrund dar, warum das Brennverfahren von vielen Autoren als schwer kontrollierbar beschrieben wird.- The highly dynamic cycle-to-cycle effects are the main reason why the firing process is described as difficult to control by many authors.

Eine Auswahl verschiedener Forschungsrichtungen wird mit den folgenden Druckschriften angegeben:
DE 10 2007 030 280 A1 Bosch, Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE 10 2008 004 360 A1 Bosch, Verfahren zum Steuern eines selbstzündenden Verbrennungsmotors
DE 11 2006 000 529 T5 GM, Verfahren zur Steuerung transienter Lasten zwischen mageren und stöchiometrischen Verbrennungsbetriebsarten
DE 10 2008 004 362 A1 Bosch, Verfahren zur Regelung eines Verbrennungsmotors, Computerprogramm und Steuergerät
DE 10 2008 004 361 A1 Bosch, Verfahren zur Regelung eines Verbrennungsmotors, Computerprogramm und Steuergerät
DE 10 2008 004 360 A1 Bosch, Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines selbstzündenden Verbrennungsmotors
DE 10 2008 000 552 A1 Bosch, Verfahren zum Betreiben eines selbstzündenden Verbrennungsmotors und entsprechende Steuervorrichtung
DE 10 2007 051 250 A1 Bosch, Verfahren zum Steuern eines selbstzündenden Verbrennungsmotors und entsprechende Steuervorrichtung
DE 10 2006 034 806 A1 Bosch, Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE 10 2004 038 122 B4 Siemens, Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE10237328B4 Siemens, Verfahren zum Regeln des Verbrennungsprozesses einer HCCI-Brennkraftmaschine
DE10233612B4 Siemens, Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Verbrennungsvorganges einer HCCI-Brennkraftmaschine
DE 10 2006 027 571 A1 Bosch, Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE 10 2006 052 631 A1 Bosch, Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE 10 2006 041 467 A1 Daimler, Regelungskonzepte in Ottomotoren mit homogenkompressionsgezündeter Verbrennung
DE 10 2007 001 237 A1 Ford, System und Verfahren z um Steuern der Selbstzündung
A selection of different research directions is given in the following publications:
DE 10 2007 030 280 A1 Bosch, method for operating an internal combustion engine
DE 10 2008 004 360 A1 Bosch, method for controlling a self-igniting internal combustion engine
DE 11 2006 000 529 T5 GM, method for controlling transient loads between lean and stoichiometric combustion modes
DE 10 2008 004 362 A1 Bosch, method for controlling an internal combustion engine, computer program and control unit
DE 10 2008 004 361 A1 Bosch, method for controlling an internal combustion engine, computer program and control unit
DE 10 2008 004 360 A1 Bosch, method and apparatus for controlling a self-igniting internal combustion engine
DE 10 2008 000 552 A1 Bosch, method for operating a self-igniting internal combustion engine and corresponding control device
DE 10 2007 051 250 A1 Bosch, method for controlling a self-igniting internal combustion engine and corresponding control device
DE 10 2006 034 806 A1 Bosch, method for operating an internal combustion engine
DE 10 2004 038 122 B4 Siemens, method and apparatus for controlling an internal combustion engine
DE10237328B4 Siemens, method for controlling the combustion process of an HCCI internal combustion engine
DE10233612B4 Siemens, method and apparatus for controlling the combustion process of an HCCI engine
DE 10 2006 027 571 A1 Bosch, method for operating an internal combustion engine
DE 10 2006 052 631 A1 Bosch, method for operating an internal combustion engine
DE 10 2006 041 467 A1 Daimler, control concepts in gasoline engines with homogeneous compression-ignition combustion
DE 10 2007 001 237 A1 Ford, system and procedures to control auto-ignition

Die Vorzüge der kontrollierten Selbstzündung, CAI, bezüglich eines hohen Wirkungsgrades und niedriger Emissionen konnten in zahlreichen Laborversuchen nachgewiesen werden. Als problematisch hat sich jedoch die Kontrollierbarkeit des Brennverfahrens bei wechselnden Randbedingungen herausgestellt. Je nach Betriebsbedingungen können instabile Systemzustände auftreten, welche zu ungewolltem akustischen Verhalten, dem Verlöschen der Verbrennung oder sogar zur Beschädigung des Motors führen können.The benefits of controlled auto-ignition, CAI, for high efficiency and low emissions have been demonstrated in numerous laboratory tests. However, the controllability of the combustion process with changing boundary conditions has proved problematic. Depending on the operating conditions, unstable system conditions may occur which lead to unwanted acoustic behavior, the extinguishing of the Burn or even damage the engine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die an Prüfständen nachgewiesenen Vorzüge zuverlässig im Fahrzeug anzuwenden.The object of the present invention is therefore to reliably apply the advantages demonstrated on test benches in the vehicle.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen wie auch in der nachfolgenden Beschreibung angegeben. Einzelne Merkmale aus den Unteransprüchen, der Beschreibung wie auch den Figuren können mit anderen Merkmalen aus anderen Ausgestaltungen zu Weiterbildungen verknüpft werden, ohne dass diese abschließend aufgezählt sind.This object is achieved with a method having the features of claim 1 and with an internal combustion engine having the features of claim 6. Further advantageous embodiments and further developments are specified in the subclaims as well as in the following description. Individual features of the subclaims, the description as well as the figures can be linked to other features of other embodiments to further developments, without these being enumerated.

Es wird ein Verfahren zur kontrollierten Selbstzündung bei einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, bei dem eine Verbrennung in einem Betriebsbereich durch ein Verfahren einer Raumzündung erfolgt, wobei eine Auswertung der Verbrennung zumindest eines früheren Zyklus ausgeführt wird, um daraus zumindest eine Einstellung für zumindest einen Betriebsparameter eines kommenden, vorzugsweise aktuell anstehenden Verbrennungstaktes zu gewinnen.A method is proposed for controlled self-ignition in an internal combustion engine in which combustion takes place in an operating region by a method of a space ignition, wherein an evaluation of the combustion of at least one previous cycle is carried out in order to derive at least one setting for at least one operating parameter of a coming, preferably to win currently pending combustion cycle.

Die Raumzündung ermöglicht eine Zündung eines Verbrennungsgemisches vorzugsweise durch Kompressionswärme. Insbesondere ist das vorgeschlagene Verfahren bei CAI- und HCCI-Brennverfahren einsetzbar. HCCI ist die englische Abkürzung von Homogeneous Charge Compression Ignition, also einer homogenen Kompressionszündung. Neben der Nutzung an einem Ottomotor oder an einem Dieselmotor kann das vorgeschlagene Verfahren auch bei einem Miller- oder Atkinson-Verfahren angewendet werden.The space ignition allows ignition of a combustion mixture, preferably by compression heat. In particular, the proposed method can be used in CAI and HCCI combustion processes. HCCI is the English abbreviation for Homogeneous Charge Compression Ignition, ie homogeneous compression ignition. In addition to use on a gasoline engine or on a diesel engine, the proposed method can also be used in a Miller or Atkinson method.

Der Verbrennungszeitpunkt kann bei konventionellen Ottomotoren über den Zündfunken und bei Dieselmotoren über die Einspritzung direkt beeinflusst werden. Bei CAI und HCCI fehlt diese direkte Einflussmöglichkeit, stattdessen ergibt sich die Verbrennungsschwerpunktlage indirekt aus der Zündverzugszeit, welche wiederum von zahlreichen Randbedingungen wie der Gemischzusammensetzung, Kraftstoffeigenschaften, sowie vom Druck und der Temperatur im Brennraum abhängt. Um die kontrollierte Selbstzündung im transienten Fahrzeugeinsatz sicher darzustellen, wird unter anderem die Verbrennungsschwerpunktlage durch das vorgeschlagene Verfahren genau kontrolliert. Die Beeinflussung der Verbrennungskenngrößen wie der Schwerpunktlage wird hierbei indirekt über die genannten Größen Einspritzung und Restgasrate bevorzugt ausgeführt. Das vorgeschlagene Verfahren baut insbesondere darauf auf, dass zumindest ein Vorgängerzyklus soweit ausgewertet wird, dass dessen Auswirkungen auf einen nachfolgenden Zyklus damit erfasst werden. Da bei der kontrollierten Selbstzündung das Gemisch einen signifikanten Anteil des Restgas des vorherigen Zyklus enthält und dessen Eigenschaften die Zündverzugszeit beeinflussen, ermöglicht eine Analyse des vorherigen Zyklus eine verbesserte und insbesondere sichere kontrollierte Selbstzündung. Neben der Analyse der vorherigen Zyklen werden aber auch weitere Randbedingungen mit herangezogen. Dieses betreffen insbesondere die Drehzahl, Bauteil- und Gastemperaturen aber auch andere Randbedingungen, welche einen Einfluss auf den motorischen Prozess ausüben.The combustion time can be directly influenced by the ignition spark in conventional gasoline engines and by the injection in the case of diesel engines. For CAI and HCCI this direct influence possibility is missing, instead the combustion center of gravity results indirectly from the ignition delay time, which in turn depends on numerous boundary conditions such as mixture composition, fuel properties, pressure and temperature in the combustion chamber. Among other things, the combustion focus position is precisely controlled by the proposed method in order to reliably represent the controlled auto-ignition in transient vehicle use. The influencing of the combustion characteristics such as the center of gravity is hereby preferably carried out indirectly via the aforementioned variables injection and residual gas rate. In particular, the proposed method is based on the fact that at least one predecessor cycle is evaluated to such an extent that its effects on a subsequent cycle are thereby captured. Since in controlled auto-ignition the mixture contains a significant portion of the residual gas of the previous cycle and its properties affect the ignition delay time, an analysis of the previous cycle enables improved and in particular safe controlled auto-ignition. In addition to the analysis of the previous cycles but also other boundary conditions are used. This concern in particular the speed, component and gas temperatures but also other boundary conditions, which exert an influence on the motor process.

Bevorzugt ist es, dass eine Auswertung für jeden Zylinder der Verbrennungskraftmaschine einzeln erfolgt und für jeden Zylinder individuell eine Einstellung für zumindest einen kommenden Verbrennungstakt vorgenommen wird. Die individuelle zylinderangepasste Auswertung erlaubt es, bestehende Schwankungen jedes einzelnen Zylinders ausgleichen zu können. Insbesondere ist eine abgelaufene Verbrennung nicht in jedem Zylinder zueinander identisch, sondern variiert. Durch die individuelle Auswertung ist sichergestellt, dass keine Unterdrückung von Schwankungen durch Mittelwertbildungen erfolgt, sondern dass die Möglichkeit gegeben ist, bei auftretender Schwankung gezielt sofort reagieren zu können.It is preferred that an evaluation for each cylinder of the internal combustion engine takes place individually and for each cylinder an adjustment for at least one combustion cycle is made. The individual cylinder-adapted evaluation makes it possible to compensate for existing fluctuations of each individual cylinder. In particular, an expired combustion is not identical to each other in each cylinder, but varies. The individual evaluation ensures that there is no suppression of fluctuations due to averaging, but that the possibility exists of being able to react immediately in a targeted manner when fluctuations occur.

Bevorzugt ist es, wenn das Verfahren kaskadierend ausgeführt wird zur Vorhersage von mehreren zukünftigen Zyklen. Insbesondere kann auf diese Weise auch nicht nur eine einzelne abgeschlossene Verbrennungsaktivität eines früheren Zyklus, sondern auch mehrere Vorgängerzyklen betrachtet werden. Dieses erlaubt unter anderem, eine Trendbildung feststellen zu können. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, durch die Vorhersage von mehreren zukünftigen Zyklen den Horizont einer modellprädiktiven Optimierung zu erweitern. Auf diese Weise können mehrere zukünftige Zyklen in die Optimierung mit einbezogen werden.It is preferable if the method is performed cascading to predict several future cycles. In particular, not only a single completed combustion activity of an earlier cycle, but also several predecessor cycles can be considered in this way. This allows, among other things, to determine a trend formation. Furthermore, there is the possibility to extend the horizon of a model-predictive optimization by the prediction of several future cycles. In this way, several future cycles can be included in the optimization.

Vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren in Echtzeit ausgeführt wird. Dieses erlaubt, insbesondere erwartete Ausreißer zu verhindern, die durch beispielsweise unvollständige Verbrennungen oder sonstige Störungen in einem Zylinder während eines Vorgängerzyklus verursacht werden können. Werden diese nicht vermieden, können dadurch Bauteilschädigungen auftreten. Die vorgeschlagene Echtzeitberechnung erlaubt es, eine sofortige Anpassung der anstehenden Einspritzung vorzunehmen und damit Unregelmäßigkeiten der Verbrennung zu verhindern. Echtzeit sieht hierbei beispielsweise vor, dass innerhalb definierter Zeitkriterien die Berechnung abgeschlossen ist. Beispielsweise können die Berechnungen innerhalb von einem Zeitabschnitt abgeschlossen sein, der sich auf Grad Kurbelwelle, abgekürzt °KW und damit die Umdrehungsgeschwindigkeit bezieht. So kann abhängig von der Kurbelwellendrehzahl und damit dem Last- bzw. Transientenfall der definierte Zeitraum für die Optimierung sich ändern. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein fest vorgegebener Zeitabschnitt vorgegeben ist, der für alle Lastfälle ausreichend ist. Beispielweise kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Echtzeit-Berechnung innerhalb von höchstens 30°KW abgeschlossen wird. Eine weitere Ausgestaltung sieht ein Zeitfenster von maximal 10 Millisekunden für die Berechungen vor.It is advantageous if the method is carried out in real time. This allows to prevent in particular expected outliers which may be caused by, for example, incomplete burns or other disturbances in a cylinder during a predecessor cycle. If these are not avoided, component damage may occur. The proposed real-time calculation makes it possible to carry out an immediate adaptation of the pending injection and thus to prevent irregularities in the combustion. Real-time, for example, provides that the calculation is completed within defined time criteria. For example, the Calculations within a period of time to be completed, which refers to crankshaft degree, abbreviated ° CA and thus the rotational speed. Thus, depending on the crankshaft speed and thus the load or transient case, the defined period for the optimization to change. A further embodiment provides that a fixed predetermined period of time is predetermined, which is sufficient for all load cases. For example, in one embodiment it can be provided that the real-time calculation is completed within a maximum of 30 ° CA. Another embodiment provides a time window of a maximum of 10 milliseconds for the calculations.

Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, unter Berücksichtigung von einer oder mehreren Randbedingungen eine oder mehrere Kenngrößen des kommenden Zyklus zu ermitteln, wobei die Vorhersage mehrere Kenngrößen aus einem oder mehreren früheren Zyklen berücksichtigt in Echtzeit eine Optimierung von ein oder mehreren Stellgrößen durch Variationen derselben mittels vorzugsweise einer Kostenfunktion. Die Vorhersage der Kenngrößen kann mittels physikalischer Berechnung, künstlicher neuronaler Netze oder Kennfeldern erfolgenA further development of the method provides, taking into account one or more boundary conditions, to determine one or more parameters of the coming cycle, wherein the prediction takes into account a plurality of characteristics from one or more earlier cycles, optimizing one or more manipulated variables by varying them in real time by means of preferably a cost function. The prediction of the parameters can be done by means of physical calculation, artificial neural networks or maps

Die Vorhersage kann eine oder mehrere Randbedingungen wie:

  • – Drehzahl
  • – Kühlwassertemperatur
  • – Öltemperatur
  • – Temperatur der angesaugten Luft
  • – Kraftstoffqualität und Kraftstofftemperatur Berücksichtigen.
The prediction can have one or more constraints such as:
  • - Rotation speed
  • - Cooling water temperature
  • - oil temperature
  • - Temperature of the intake air
  • - Consider fuel quality and fuel temperature.

Die bei der Vorhersage zu berücksichtigenden Kenngrößen eines oder mehrerer vorheriger Zyklen sind beispielsweise gemäß einer Ausgestaltung die Last und die Schwerpunktlage der vorherigen Verbrennung. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die Gastemperatur und die Gemischzusammensetzung nach Abschluss der vorherigen Verbrennung verwendet werden. Auch können beispielsweise diese vier Kenngrößen zusammen gewählt werden. Weitere Kenngrößen, die aus der Vergangenheit werden können, sind beispielsweise

  • – Der Zylinderdruckverlauf und dessen Historie
  • – Aus dem Druckverlauf generierte Kenngrößen
  • – Die eingespritzte Kraftstoffmenge
  • – Schwerpunktlage
  • – Temperatur der Zylinderladung
  • – Homogenität der Zylinderladung
  • – Ladungsbewegung der Zylinderladung
  • – Akustische Signale, beispielsweise eines Klopfsensors
  • – Signale eines Ionenstromsensors
  • – Eine Analyse der Drehungleichförmigkeit oder daraus generierte Kenngrößen
For example, according to one embodiment, the characteristics to be taken into account in the prediction of one or more previous cycles are the load and the center of gravity of the previous combustion. Another embodiment provides that the gas temperature and the mixture composition after completion of the previous combustion are used. Also, for example, these four parameters can be selected together. Other parameters that may become of the past are, for example
  • - The cylinder pressure history and its history
  • - Characteristics generated from the pressure profile
  • - The injected fuel quantity
  • - center of gravity
  • - Temperature of the cylinder charge
  • - Homogeneity of the cylinder charge
  • - Charge movement of the cylinder charge
  • - Acoustic signals, such as a knock sensor
  • - Signals of an ion current sensor
  • - An analysis of the rotational irregularity or parameters generated from it

Durch die Vorhersage von Kenngrößen eines oder mehrerer zukünftiger Zyklen basierend auf Randbedingungen und Kenngrößen vergangener Verbrennungszyklen kann in Echtzeit eine Optimierung von einer oder mehreren Stellgrößen durch Variationen derselben mittels vorzugsweise einer Kostenfunktion erfolgen. Diese Echtzeitoptimierung wird vorzugsweise für jeden Zylinder einzeln ausgeführt. Die Optimierung sieht hierbei vor, dass bevorzugt mehrere Stellgrößen innerhalb der zur Verfügung stehenden Berechnungszeit variiert werden und für jede Stellgrößenkombination gemäß der gewählten Modellierung eine Vorhersage der resultierenden Verbrennungskenngrößen für einen oder mehrere Verbrennungszyklen erfolgt. Durch Auswahl einer geeigneten Kostenfunktion oder einer sonstigen Berechnungsweise besteht die Möglichkeit, die prognostizierte Verbrennung zu bewerten und somit ein Optimum der Stellgrößen festzustellen. Hierfür kann beispielsweise bei Nutzung einer entsprechenden Kostenfunktion innerhalb dieser eine Gewichtung vorgesehen sein, die den einzelnen Randbedingungen Rechnung trägt. Auch besteht die Möglichkeit, dass die Randbedingungen Festgrenzen vorgeben, innerhalb der die Stellgrößen variiert werden können. Durch die Optimierung der Stellgrößen von Zyklus zu Zyklus können vorgegebene Verbrennungszielwerte sehr genau erreicht werden.By predicting characteristics of one or more future cycles based on constraints and characteristics of past combustion cycles, one or more manipulated variables can be optimized in real time by varying them by means of preferably a cost function. This real-time optimization is preferably carried out individually for each cylinder. The optimization in this case provides that preferably a plurality of manipulated variables are varied within the available calculation time and for each manipulated variable combination according to the selected modeling, a prediction of the resulting combustion parameters for one or more combustion cycles takes place. By selecting a suitable cost function or another method of calculation, it is possible to evaluate the predicted combustion and thus determine an optimum of the manipulated variables. For this purpose, for example, when using a corresponding cost function within this weighting can be provided, which takes into account the individual boundary conditions. There is also the possibility that the boundary conditions specify fixed limits within which the manipulated variables can be varied. By optimizing the manipulated variables from cycle to cycle, predefined combustion target values can be achieved very precisely.

Wird das vorgeschlagene Verfahren beispielsweise mit einem eines Sprung der Ziellast angeregt, wird automatisch zur Vermeidung einer Anregung der kontrollierten Selbstzündung ein Übergangszyklus bestimmt, so dass erst in einem, nach dem aktuellen Zyklus später folgenden Zyklus, vorzugsweise einem zweiten Zyklus, ermittelte optimierte Stellgrößen verwendet werden, davor jedoch daran angelehnte, nahe kommende Stellgrößen. Dieser Übergangszyklus wird nicht durch Expertenwissen oder Systemkenntnis bestimmt, sondern ist Ergebnis der automatischen Optimierung. Dieser Übergangszyklus erlaubt, dass bei einem Lastsprunges nicht sofort zu den stationären Stellgrößen gesprungen wird. Dieses Springen der Stellgrößen birgt die Gefahr einer Anregung des Systems und damit ein Aufschaukeln. Bei einem Lastsprung zu hoher Last wird eine Verbrennung mit Restgas des deutlich kälteren Vorgängerzyklus gezündet. Da sich die Vorbedingungen deutlich von dem Stationärzustand bei hoher Last unterscheiden, müssen die Stellgrößen entsprechend angepasst werden, was durch das vorgeschlagene Verfahren vollautomatisch realisiert wird.If the proposed method is stimulated, for example, with a jump of the target load, a transition cycle is automatically determined to avoid stimulation of the controlled auto-ignition, so that optimized control values determined only in a cycle following the current cycle later, preferably a second cycle, are used , before that, however, based on it, close to coming manipulated variables. This transitional cycle is not determined by expert knowledge or system knowledge, but is the result of automatic optimization. This transition cycle allows jumps to the stationary manipulated variables immediately in the event of a load jump. This jumping of the control variables involves the risk of excitation of the system and thus a rocking. In case of a load jump to high load combustion with residual gas of the much colder predecessor cycle is ignited. Since the preconditions clearly differ from the stationary state under high load, the manipulated variables must be adapted accordingly, which is realized fully automatically by the proposed method.

Des Weiteren wird gemäß einem zusätzlichen Gedanken ein Verfahren zur kontrollierten Selbstzündung bei einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine mit dort vorgesehener Homogenisierung vorgeschlagen, wobei eine Auswertung einer Verbrennung in einem früheren Zyklus erfolgt, um daraus zumindest eine Einstellung für zumindest einen kommenden, vorzugsweise aktuell anstehenden Verbrennungstakt zu gewinnen. Hierbei kann insbesondere eine dieselmotorische Verbrennung, die abgekürzt unter der Bezeichnung HCCI bekannt ist, verbessert werden. Dabei kann das Verfahren auf diejenigen oben beschriebenen Merkmal zurückgreifen, die auch bei der fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine genutzt werden. Gleiches gilt für Merkmale, die noch im Zusammenhang mit der kontrollierten Selbstzündung der fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine nachfolgend noch dargelegt und anhand der einzelnen Figuren später näher erläutert werden. Gleiches gilt auch für die nachfolgend näher beschriebene, vorgeschlagene Verbrennungskraftmaschine.Furthermore, according to an additional idea, a method is proposed for controlled self-ignition in a self-igniting internal combustion engine with homogenization provided there, wherein an evaluation of combustion takes place in an earlier cycle in order to derive at least one setting for at least to win an upcoming, preferably currently pending combustion cycle. Here, in particular, a diesel engine combustion, which is abbreviated under the name HCCI known, can be improved. In this case, the method can resort to those features described above, which are also used in the spark-ignited internal combustion engine. The same applies to features that are still set out below in connection with the controlled auto-ignition of the spark-ignited internal combustion engine and explained in more detail below with reference to the individual figures. The same also applies to the proposed in detail below, proposed internal combustion engine.

Des Weiteren wird eine Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Zylindern vorgeschlagen, wobei jeder Zylinder zumindest eine Zündeinrichtung, eine Einspritzvorrichtung und ein Sensor zugeordnet ist und eine Umschaltung zwischen einer Zündung mittels der Zündeinrichtung und einer kontrollierten Selbstzündung je Zylinder vorgesehen ist, wobei die Verbrennungskraftmaschine ein Motorsteuergerät aufweist, und die Verbrennungskraftmaschine mit einer Echtzeitoptimierung einer kommenden Betätigung zumindest jeder Einspritzvorrichtung auf Basis einer Auswertung eines erfolgten Verbrennungstaktes ausgestattet ist. Bevorzugt ist das oben beschriebene Verfahren hierbei im Motorsteuergerät implementiert. Die benötigten Rechenoperationen können hierbei von dem Mikroprozessor realisiert werden.Furthermore, an internal combustion engine having a plurality of cylinders is proposed, wherein each cylinder is assigned at least one ignition device, an injection device and a sensor and a switchover is provided by an ignition means of the ignition device and a controlled auto-ignition per cylinder, the internal combustion engine having an engine control unit, and the internal combustion engine is equipped with a real-time optimization of an upcoming operation of at least each injection device based on an evaluation of a completed combustion cycle. Preferably, the method described above is implemented here in the engine control unit. The required arithmetic operations can be realized by the microprocessor.

Eine weitere Ausgestaltung der Verbrennungskraftmaschine sieht vor, dass diese für die Optimierung zumindest einen Field Programmable Gate Array, abgekürzt FPGA, aufweist. Ein FPGA weist im Vergleich zu Prozessorsystemen den Vorteil auf, dass eine Vielzahl an parallelen Rechenoperationen ausführbar sind. Dieses spart Zeit, so dass dadurch eine Optimierung wie oben vorgeschlagen mittels dieses elektronischen integrierten Schaltkreises sich bei der notwendigen Echtzeitberücksichtigung ausführen lässt.A further embodiment of the internal combustion engine provides that it has at least one field programmable gate array, abbreviated FPGA, for the optimization. An FPGA has the advantage over processor systems that a large number of parallel arithmetic operations can be performed. This saves time, so that an optimization as proposed above by means of this electronic integrated circuit can be carried out in the necessary real-time consideration.

Ein FPGA weist vorzugsweise einen Flash-Speicher zur Konfiguration auf. Bevorzugt ist dieser Flash-Speicher im Chipgehäuse untergebracht, so dass kein externer Flash-Speicher hierfür benötigt wird. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass der FPGA als integrierte Schaltung mit mehreren Chips in einem Gehäuse als ein sogenanntes Multi-Dye untergebracht ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass auf dem FPGA ein synchroner Takt zur Verfügung gestellt wird, so dass dadurch die Rechenoptimierung bei Parallelrechnung innerhalb des vorgesehenen Zeitfensters in allen Berechnungspositionen auch zeitgenau abgeschlossen ist. Gemäß einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das verwendete FPGA als Speicherzelle ein SRAM, ein EPROM, EEPROM, ein Flash oder einen anderen Speicherbaustein implementiert aufweist. Eine andere Ausgestaltung hingegen sieht vor, dass das FPGA nur einmalig programmierbar ist und dadurch gegen äußere Störungen abgesichert ist.An FPGA preferably has a flash memory for configuration. Preferably, this flash memory is housed in the chip housing, so that no external flash memory is required for this purpose. Furthermore, there is the possibility that the FPGA is housed as an integrated circuit with multiple chips in a housing as a so-called multi-dye. Preferably, it is provided that a synchronous clock is provided on the FPGA, so that the calculation optimization in parallel calculation within the provided time window in all calculation positions is thereby also completed in a timely manner. According to one embodiment it can be provided that the FPGA used has implemented as a memory cell an SRAM, an EPROM, an EEPROM, a flash or another memory module. Another embodiment, however, provides that the FPGA is programmable only once and is thus protected against external interference.

Bevorzugt ist, dass das FPGA Bestandteil des Motorsteuergerätes ist und für die oben beschriebene Optimierung eingesetzt wird. Darüber hinaus kann das FPGA jedoch auch für andere Optimierungen beziehungsweise Parallelrechenaufgaben eingesetzt werden. Aufgrund der vorhandenen Zylinderzahlen kann es ausreichend sein, dass für die Optimierung ein einzelnes FPGA zur Verfügung gestellt ist. Aufgrund der Zündfolge ist ein ausreichendes Zeitfenster für das FPGA vorhanden, jeden Zylinder einzeln optimieren zu können. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das FPGA redundant vorhanden ist. Auf diese Weise kann bei Ausfall des FPGA das andere FPGA dessen Aufgabe übernehmen. Auch besteht die Möglichkeit darüber eine Kontrolle des FPGA zu ermöglichen, indem Abweichungen von Ergebnissen zwischen den beiden FPGA Bausteinen sofort detektierbar sind.It is preferred that the FPGA is part of the engine control unit and is used for the optimization described above. In addition, however, the FPGA can also be used for other optimizations or parallel computing tasks. Due to the number of cylinders available, it may be sufficient that a single FPGA is provided for the optimization. Due to the firing order, there is a sufficient time window for the FPGA to optimize each cylinder individually. Another embodiment provides that the FPGA is redundant. In this way, if the FPGA fails, the other FPGA can do its job. It is also possible to control the FPGA by detecting deviations of results between the two FPGA devices.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Verbrennungskraftmaschine zur Optimierung ein System-On-A-Chip aufweist, welches ein FPGA besitzt. Hierbei kann beispielsweise das Motorsteuergerät einen FPGA-Baustein inklusive CPU, Bussystem, RAM, ROM, Controller, Timer und Ähnlichem zusammen integriert besitzen. Aufgrund der zeitkritischen Funktionalität ist des Weiteren vorgesehen, dass die für die Berechnung notwendigen Parameter beziehungsweise die berechneten Stellgrößen nicht über einen Bus oder vergleichbarem, im Kraftfahrzeug vorhandenen Übertragungsweg übermittelt werden. Dieses mag bei einer ausreichenden Datenübertragungsgeschwindigkeit ausreichend sein. Es hat sich jedoch ebenfalls als vorteilhaft erwiesen, wenn eine direkte Verdrahtung mit den einzelnen Einspritzvorrichtungen der einzelnen Zylinder und dem Motorsteuergerät vorliegt, so dass die Ergebnisse des FPGA sofort Berücksichtigung finden bei der anstehenden Einspritzung, insbesondere einer Voreinspritzung, deren Rate, Zeitpunkt, Verlauf sowie in Bezug auf andere Parameter beziehungsweise einer Nacheinspritzung.A further embodiment provides that the internal combustion engine for optimization has a system-on-A chip, which has an FPGA. In this case, for example, the engine control unit may have an FPGA module including CPU, bus system, RAM, ROM, controller, timer and the like integrated together. Due to the time-critical functionality is further provided that the necessary parameters for the calculation or the calculated control variables are not transmitted via a bus or similar, present in the motor vehicle transmission path. This may be sufficient at a sufficient data transfer rate. However, it has also proved to be advantageous if there is a direct wiring to the individual injectors of the individual cylinders and the engine control unit, so that the results of the FPGA immediately take into account in the upcoming injection, in particular a pilot injection, their rate, timing, history and with respect to other parameters or a post-injection.

Gemäß einer Ausgestaltung ist beispielsweise vorgesehen, dass als Kenngröße des vorhergehenden Zyklus der mittlere Zylinderinnendruck pmi sowie die Schwerpunktlage ermittelt werden, um darüber die Optimierung vorzunehmen. Dabei kann als ein Sensor ein Drucksensor fungieren, der im Zylinder, beispielsweise in einer Zündkerze angeordnet ist. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass als Sensor ein Klopfsensor genutzt wird. Auch besteht die Möglichkeit, dass der Sensor ein Ionenstromsensor ist. Mittels des Sensors wird die vorherige Verbrennung beziehungsweise eine daraus resultierende Kenngröße ermittelbar und auswertbar. Daher ist es bevorzugt, dass jeder Zylinder über zumindest einen dieser Sensoren verfügt, um den erforderlichen, die Verbrennung charakterisierenden Wert zu erhalten. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass mehrere dieser Sensoren jedem Zylinder zugeordnet sind und daher auch eine Vielzahl an Kenngrößen in die Optimierung eingehen können.According to one embodiment, it is provided, for example, that the average cylinder internal pressure p mi and the center of gravity position are determined as a parameter of the preceding cycle in order to carry out the optimization. It can act as a sensor, a pressure sensor which is arranged in the cylinder, for example in a spark plug. Furthermore, there is the possibility that a knock sensor is used as the sensor. There is also the possibility that the sensor is on Ion current sensor is. By means of the sensor, the previous combustion or a parameter resulting therefrom can be determined and evaluated. Therefore, it is preferable that each cylinder has at least one of these sensors to obtain the required combustion characterizing value. Furthermore, there is the possibility that several of these sensors are assigned to each cylinder and therefore can also enter into a variety of parameters in the optimization.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen gehen aus den nachfolgenden Figuren hervor. Die aus den einzelnen Figuren hervorgehenden Merkmale sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Gleiches gilt auch für die zugehörige Figurenbeschreibungen. Vielmehr sind ein oder mehrere dieser Merkmale mit ein oder mehreren Merkmalen aus anderen Figuren beziehungsweise anderen Beschreibungspassagen, insbesondere der allgemeinen Beschreibung zur weiteren Ausgestaltungen verknüpfbar. Des Weiteren stellen ein oder mehrere Ausgestaltungen wie nachfolgend beschrieben nur beispielhafte Ausführungen der Erfindung dar, ohne dass sie diese jedoch als solches beschränken, sondern vielmehr nur erläutern. Es zeigen:Further advantages and embodiments will be apparent from the following figures. However, the resulting from the individual figures features are not limited to these. The same applies to the associated figure descriptions. Rather, one or more of these features can be linked to one or more features from other figures or other description passages, in particular the general description for further embodiments. Furthermore, one or more embodiments as described below represent only exemplary embodiments of the invention, without, however, restricting them as such, but rather only explain. Show it:

1 einen Vergleich eines zeitlichen Verlaufes von Schwerpunktlagen für einen endstabilen und einen stabilen Betriebspunkt, 1 a comparison of a time course of center of gravity positions for a terminally stable and a stable operating point,

2 eine normierte Autokovarianzfunktion von drei unterschiedlichen Messpunkten, 2 a normalized autocovariance function of three different measuring points,

3 eine Abhängigkeit eines aktuellen mittleren Zylinderinnendruckes vom vorherigen, 3 a dependence of a current mean in-cylinder pressure on the previous,

4 eine Gegenüberstellung von Messdaten und Vorhersagen, 4 a comparison of measured data and forecasts,

5 einen beispielhaften Verlauf einer Ersatzkostenfunktion in Abhängigkeit von gewählten Stellgrößen der Einspritzung, 5 an exemplary course of a replacement cost function as a function of selected manipulated variables of the injection,

6 eine Reaktion bei sprunghafter Änderung einer Einspritzmenge, 6 a reaction in the event of a sudden change in an injection quantity,

7 resultierende Verläufe des mittleren Zylinderinnendruckes und einer Verbrennungsschwerpunktlage bei optimierter Wahl einer Einspritzstrategie, 7 resulting curves of the average internal cylinder pressure and a combustion center position with optimized selection of an injection strategy,

8 eine durch einen gewählten Optimierungsalgorithmus selbständig erzeugte Übergangsstrategie bei einem Lastsprung, und 8th an independently generated by a selected optimization algorithm transition strategy at a load step, and

9 eine schematische Ansicht einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeug. 9 a schematic view of an internal combustion engine of a vehicle.

1 stellt einen Vergleich der zeitlichen Verläufe der Schwerpunktlage für einen instabilen und einen stabilen Betriebspunkt dar. Abhängig vom Betriebspunkt gibt es immer Abweichungen im Brennverlauf aufeinanderfolgender Zyklen. Als Maß für die Stabilität der Verbrennung wird häufig die Standardabweichung des Mitteldrucks σpmi verendet. 1 represents a comparison of the time profiles of the center of gravity for an unstable and a stable operating point. Depending on the operating point, there are always deviations in the combustion process of successive cycles. As a measure of the stability of the combustion, the standard deviation of the mean pressure σ pmi is often used.

In 1 weist Zylinder 3 eine hohe Standardabweichung auf, Zylinder 1 hingegen eine geringe Standardabweichung auf. Die normierte Autokovarianzfunktion zeigt eine deutliche negative Korrelation aufeinander folgender Zyklen, wie es nachfolgend auch aus 3 deutlich hervorgeht. Folglich ist qualitativ ein alternierendes Verhalten der Schwerpunktlagen zu erwarten. Diese Korrelation ist umso stärker, je instabiler die Verbrennung und je höher σpm ist. Je größer σpm, desto größer sind Koeffizienten der normierten Autokovarianz vgl. auch 3 nebst zugehöriger Beschreibung.In 1 has cylinders 3 a high standard deviation on, cylinder 1 however, a small standard deviation. The normalized autocovariance function shows a significant negative correlation of successive cycles, as it also explains below 3 clearly shows. Consequently, qualitatively an alternating behavior of the center of gravity situations is to be expected. This correlation is stronger the more unstable the combustion and the higher σ pm . The larger σ pm , the larger the coefficients of the normalized autocovariance cf. also 3 together with the associated description.

2 zeigt normierte Autokovarianzfunktionen von drei unterschiedlichen Messpunkten bei n = 2000 1/min, pmi = 1,5bar. Die vergangenen Verbrennungszyklen haben einen signifikanten Einfluss auf die aktuelle Verbrennung. Die ottomotorische Selbstzündung kann somit als autoregressiver Prozess dargestellt werden, welcher nicht nur von den Stellgrößen, sondern auch von den vergangenen Ausgangsgrößen abhängt. Auf Basis charakteristischer Größen der direkten Vorgängerzyklen kann bei Kenntnis der Stellgrößen und der Randbedingungen eine Vorhersage der nächsten Verbrennung erfolgen. Um den Einfluss der Vergangenheit zu beschreiben, können mehrere Zyklen oder nur der direkte Vorgängerzyklus verwendet werden. Als Kenngrößen, um den Einfluss der Vergangenheit zu beschreiben, wird zum Beispiel die Verwendung der Last und der Schwerpunktlage der vorherigen genutzt. Es ist aber ebenfalls die Verwendung anderer Größen wie der Gastemperatur oder der Gemischzusammensetzung möglich. 2 shows normalized autocovariance functions of three different measurement points at n = 2000 1 / min, pmi = 1.5bar. The past combustion cycles have a significant impact on the current combustion. The Otto engine self-ignition can thus be represented as autoregressive process, which depends not only on the manipulated variables, but also on the past output variables. On the basis of characteristic quantities of the direct predecessor cycles, a prediction of the next combustion can take place with knowledge of the manipulated variables and the boundary conditions. To describe the influence of the past, several cycles or only the direct predecessor cycle can be used. As parameters to describe the influence of the past, for example, the use of the load and the center of gravity of the previous one is used. However, it is also possible to use other variables such as the gas temperature or the mixture composition.

3 zeigt die Abhängigkeit des aktuellen pmi vom pmi und der Schwerpunktlage des Vorgängerzyklus. In 3.27 stellt die x-y-Ebene die beiden Parameter des Vorgängerzyklus, also den inneren Mitteldruck pmi(z – 1) sowie die Schwerpunktlage α50(z – 1) dar. Auf der z-Achse ist der resultierende innere Mitteldruck pmi(z) dargestellt. Diese Ebene kennzeichnet nun den Erwartungswert des inneren Mitteldrucks pmi(z) für einen Satz an Stellgrößen in Abhängigkeit von Kenngrößen des Vorgängerzyklus α50(z – 1) und pmi(z – 1). Um auf Basis der Vergangenheit, in Abhängigkeit von den Stellgrößen und Randbedingungen, eine Vorhersage von Kenngrößen des folgenden Zyklus zu erstellen, können alternativ auch künstliche neuronale Netze oder andere Vorhersageverfahren genutzt werden. Durch eine Kaskadierung der gezeigten Mechanismen kann eine Vorhersage mehrerer kommender Verbrennungen in Abhängigkeit der bekannten Stellgrößen und Randbedingungen durchgeführt werden. 3 shows the dependence of the current pmi on the pmi and the center of gravity of the predecessor cycle. In 3 .27 represents the xy-plane the two parameters of the predecessor cycle, ie the internal mean pressure p mi (z-1) and the center of gravity α 50 (z-1). On the z-axis the resulting internal mean pressure p mi (z ). This level now indicates the expected value of the mean internal pressure p mi (z) for a set of manipulated variables as a function of parameters of the predecessor cycle α 50 (z-1) and p mi (z-1). In order to make a prediction of parameters of the following cycle on the basis of the past, depending on the manipulated variables and boundary conditions, artificial neural networks or other prediction methods can alternatively be used. By cascading the mechanisms shown, a prediction of several upcoming burns in Dependence of the known manipulated variables and boundary conditions are performed.

4 zeigt eine Gegenüberstellung der Messdaten und der Vorhersage der Verläufe von pmi und Schwerpunktlage. in 4 sind Messwerte und Vorhersagewerte für eine stark variierende Messung bei ottomotorischer Selbstzündung gegenübergestellt. 4 shows a comparison of the measured data and the prediction of the gradients of pmi and center of gravity. in 4 Measurements and predictive values are compared for a strongly varying measurement with Otto engine self-ignition.

5 stellt den Verlauf der Ersatzkostenfunktion in Abhängigkeit der gewählten Stellgrößen der Einspritzung dar. In dem gezeigten Beispiel sind zwei Stellgrößen für die Optimierung gewählt worden, nämlich Masse und Aufteilung der Einspritzung, es ist jedoch ebenfalls eine höhere Zahl an Freiheitsgraden möglich. Alternativ oder erweiternd können ebenfalls folgende Stellgrößen variiert werden:

  • – Die Restgasrate über externe Abgasrückführung
  • – Die Steuerzeiten der Ladungswechselventile
  • – Der Einspritzzeitpunkt oder die Verwendung von weiteren Einspritzungen
  • – Die Verwendung eines unterstützenden Zündfunkens
  • – Ladungsbewegungsorgane wie beispielsweise Drallklappen
5 represents the course of the replacement cost function depending on the selected manipulated variables of the injection. In the example shown, two control variables have been selected for the optimization, namely mass and distribution of the injection, but it is also possible a higher number of degrees of freedom. Alternatively or widening, the following manipulated variables can also be varied:
  • - The residual gas rate via external exhaust gas recirculation
  • - The timing of the charge exchange valves
  • - The injection time or the use of further injections
  • - The use of a supporting spark
  • - Charge movement organs such as swirl flaps

Mit Hilfe des dargestellten Verfahrens wird eine Vorhersage mehrerer Verbrennungskenngrößen, wie beispielsweise Last, Schwerpunktlage, Klopfintensität, Emissionen, Spitzendruck und Wirkungsgrad ermöglicht. Für diese Kenngrößen sind je nach Fahrsituation unterschiedliche Zielwerte einzuhalten. Die Zielwerte sind beispielsweise ein definierter Mitteldruck, welcher dem Fahrer-Wunschmoment entspricht, ein geringer Kraftstoffverbrauch und niedrige Emissionen. Zur Lösung der Mehrgrößenoptimierung wird die Bestimmung einer skalaren Ersatzkostenfunktion vorgeschlagen. x' = f(z1, z2, ..., zc) With the aid of the illustrated method, it is possible to predict a plurality of combustion parameters, such as, for example, load, center of gravity, knock intensity, emissions, peak pressure and efficiency. Depending on the driving situation, different target values must be observed for these parameters. The target values are, for example, a defined mean pressure, which corresponds to the driver's desired torque, low fuel consumption and low emissions. To solve the multi-size optimization, the determination of a scalar replacement cost function is proposed. x '= f (z 1 , z 2 , ..., z c )

Hierfür sind verschiedene Verfahren möglich, zum Beispiel kann eine Linearkombination der einzelnen Kostenfunktionen mit gewichteten Faktoren durchgeführt werden.Various methods are possible for this, for example a linear combination of the individual cost functions can be carried out with weighted factors.

Zur Bestimmung des Minimums der Ersatzkostenfunktion können bekannte Optimierungsverfahren verwendet werden. Als Vorhersagehorizont wird ein einzelner Zyklus vorgeschlagen, es können aber ebenfalls mehrere Zyklen verwendet werden, um eine modellprädiktive Optimierung zu ermöglichen.To determine the minimum of the replacement cost function, known optimization methods can be used. A single cycle is suggested as the forecast horizon, but several cycles can be used to provide model predictive optimization.

Bei der Realisierung des entwickelten Verfahrens an einem realen Verbrennungsmotor müssen harte Zeitkriterien eingehalten werden, daher wird ein echtzeitfähiges System benötigt. Dieses wird in einem Steuergerät umgesetzt. Bevorzugt wird hierfür ein Motorsteuergerät genutzt. Es kann auch ein Einspritzsteuergerät, das auch einen variablen Ventiltrieb steuert bzw. regelt, genutzt werden. In dem gezeigten Beispiel werden die gewählten Stellgrößen, also die beiden Einspritzparameter, zwischen Abschluss einer Verbrennung und der folgenden Einspritzung bestimmt. Für die Berechnung muss somit eine definierte, drehzahlabhängige Grenze eingehalten werden.When realizing the developed method on a real internal combustion engine hard time criteria must be met, therefore, a real-time capable system is needed. This is implemented in a control unit. Preferably, an engine control unit is used for this purpose. An injection control device, which also controls or regulates a variable valve train, can also be used. In the example shown, the selected manipulated variables, ie the two injection parameters, are determined between completion of a combustion and the following injection. For the calculation, therefore, a defined, speed-dependent limit must be adhered to.

Messungen am MotorprüfstandMeasurements on the engine test bench

Die entscheidende Herausforderung bei der Realisierung von CAI ist die Beherrschung des transienten Verhaltens. Den anspruchsvollsten Fall stellt hierbei eine sprunghafte Verstellung der Zielgrößen innerhalb eines Zyklus dar. Daher erfolgt eine Validierung der Echtzeitoptimierung bei hochdynamischen Vorgängen durch Lastsprünge, welche am Motorprüfstand durchgeführt werden können. Beispielhaft für den vorgesteuerten Betrieb werden Sprünge zwischen zwei Punkten unterschiedlicher Kraftstoffmenge durchgeführt. Die Einspritzmenge wird periodisch von mKr.1 = 6,45 mg auf mKr.2 = 10; 36 mg und zurück variiert.The key challenge in realizing CAI is mastering transient behavior. The most demanding case is an abrupt change in the target values within a cycle. Therefore, real-time optimization is validated in the case of highly dynamic processes by load jumps, which can be performed on the engine test bench. As an example of the pilot operation, jumps are made between two points of different amounts of fuel. The injection quantity is periodically from m Kr.1 = 6.45 mg to m Kr.2 = 10; 36 mg and back varied.

6 zeigt die Verläufe von pmi und α50 bei den beschriebenen Sprüngen der Einspritzmenge. Die Messwerte von σpm und α50 sind mit Kreuzen, die in Echtzeit prognostizierten Werte durch Kreise markiert. Im Verlauf des inneren Mitteldrucks pmi ist ein charakteristisches, alternierendes Verhalten nach den Lastsprüngen erkennbar. Die Sprungantworten nach Zyklus 3 und Zyklus 13 zeigen ein sehr ähnliches, gedämpftes Einschwingverhalten. Dieser Verlauf wird von der Echtzeitoptimierung qualitativ korrekt vorhergesagt. Die Validierung des entwickelten Algorithmus erfolgt analog zu den Stationärmessungen in der Form, dass nicht die Stellgrößen, sondern die Zielgrößen vorgegeben werden. Die Zielgrößen orientieren sich an den zuvor gemessenen Mittelwerten der gesteuerten Lastsprünge. Der entwickelte Echtzeitalgorithmus kann nun von Zyklus zu Zyklus selbstständig entscheiden, welche Einspritzstrategie den gewünschten Zielwerten am nächsten kommt. 6 shows the curves of p mi and α 50 in the described jumps of the injection quantity. The measured values of σ pm and α 50 are marked with circles, which in real-time predicted values are indicated by circles. In the course of the internal mean pressure p mi a characteristic, alternating behavior after the load jumps is recognizable. The step responses to cycle 3 and cycle 13 show a very similar, damped transient response. This trend is predicted qualitatively correctly by the real-time optimization. The validation of the developed algorithm is analogous to the stationary measurements in the form that not the manipulated variables, but the target values are given. The target values are based on the previously measured mean values of the controlled load jumps. The developed real-time algorithm can now independently decide from cycle to cycle which injection strategy comes closest to the desired target values.

In 7 sind die resultierenden Verläufe von pmi und α50 bei optimierter Wahl der Einspritzstrategie dargestellt. Bei den Lastsprüngen werden jeweils erst beim zweiten Zyklus die neuen Zielgrößen mit den Stationärwerten betrieben. Um eine Anregung des Systems zu vermeiden, wird durch die Echtzeitoptimierung jeweils ein Übergangszyklus bestimmt. Dieser Übergangszyklus ermöglicht sowohl bei der Erhöhung als auch bei der Reduktion der Last eine deutliche Verringerung der Systemanregung und ein beinahe sofortiges Erreichen des Stationärzustandes.In 7 the resulting curves of p mi and α 50 are shown with an optimized choice of injection strategy. In the case of the load jumps, the new target variables are only operated with the stationary values during the second cycle. In order to avoid excitation of the system, a transition cycle is determined by the real-time optimization. This transition cycle allows both the increase and the reduction of the load a significant reduction in system excitation and an almost immediate achievement of steady state.

In 8 sind die durch den Optimierungsalgorithmus selbstständig gewählten Übergangsstrategien sowie die zeitliche Abfolge bei den Lastsprüngen dargestellt. Die Höhenlinien zeigen die bei der jeweiligen Einspritzung im Stationärfall erzielte Last. Es ist bedeutsam, dass die gezeigten Übergangsstrategien nicht durch Expertenwissen oder iterative Versucht ermittelt wurden. Die Verläufe sind in Echtzeit als Ergebnis der Bestimmung des Optimums bestimmt worden und basieren einzig auf den dem System zugrunde liegenden Modellen.In 8th are the ones chosen independently by the optimization algorithm Transition strategies and the timing of the load jumps shown. The contour lines show the load achieved during the respective injection in stationary case. It is significant that the transition strategies shown were not determined by expert knowledge or iterative attempts. The traces have been determined in real time as a result of determining the optimum and are based solely on the models underlying the system.

Aus 9 geht in schematischer Ansicht ein Ausschnitt einer Verbrennungskraftmaschine 1 hervor, die mehrere Zylinder 2 aufweist. Jedem Zylinder 2 ist eine Zylindereinrichtung 3 zugeordnet. Sowie eine Einspritzvorrichtung 4. Der Zylinder weist darüber hinaus einen variablen Ventiltrieb 5 auf. Mittels des variablen Ventiltriebes 5 können unterschiedliche Steuerzeiten an einem Einlass- 6 und Auslass- 7 Ventil des Zylinders 2 vorgesehen werden. Ebenso können die Öffnungszeiten wie auch der Öffnungshub darüber variabel eingestellt werden. Des Weiteren ist dem Zylinder 2 ein Sensor 8 zugeordnet. Dieser Sensor kann ein Ionenstromsensor, ein Drucksensor, ein Klopfsensor oder ein sonstiger Sensor sein, mittels dem die Möglichkeit besteht, ein oder mehrere Kenngrößen zu ermitteln, die in Zusammenhang mit der abgelaufenen Verbrennung eines vorherigen Zyklus stehen. Der Sensor 8 steht ebenso wie die Zündeinrichtung 3, die Einspritzvorrichtung 4 sowie der variable Ventiltrieb mit einem Motorsteuergerät 9 in Verbindung. Diese Verbindungen sind durch entsprechend gewellte Linien 10 angedeutet. Bevorzugt ist es, wenn die Einspritzvorrichtung 4 zumindest über eine festverdrahtete Verbindung mit der Motorsteuerung verbunden ist. Dadurch, dass das Motorsteuergerät 9 einerseits eine Busverbindung andererseits aber auch eine Direktverdrahtung aufweist, kann ein Echtzeitbetrieb wie oben beschrieben gewährleistet werden. Das Motorsteuergerät 9 weist hierfür ein System On A Chip 11 auf. Dieses System-On-A-Chip umfasst zumindest eine CPU, ein oder mehrere Speicher und insbesondere auch einen Field Programmable Gate Array 12, abgekürzt FPGA. Mit diesem besteht die Möglichkeit, parallel eine Vielzahl an Rechenoperationen auszuführen, um darüber eine Optimierung des anstehenden Einspritzvorganges ermöglichen zu können. Darüber hinaus weist das Motorsteuergerät 9 auch implementiert eine Umschaltung 13 auf. Die Umschaltung 13 ist in der Lage, zwischen einer Zündung mittels der Zündeinrichtung 3 und einer kontrollierten Selbstzündung je Zylinder 2 umschalten zu können. Die Umschaltung 13 wertet hierfür insbesondere Parameter wie anstehende Last, Lastbereich und Ähnliches aus, um festzustellen, ob eine derartige Umschaltung möglich und insbesondere unter vorgebbaren Kriterien auch vorteilhaft ist. Bevorzugt ist die Umschaltung 13 im Motorsteuergerät 9 implementiert, bevorzugt in das System-On-A-Chip 11.Out 9 is a schematic view of a section of an internal combustion engine 1 showing several cylinders 2 having. Every cylinder 2 is a cylinder device 3 assigned. As well as an injection device 4 , The cylinder also has a variable valve train 5 on. By means of the variable valve train 5 different timing at an intake 6 and exhaust 7 Valve of the cylinder 2 be provided. Likewise, the opening times as well as the opening stroke can be variably set. Furthermore, the cylinder 2 a sensor 8th assigned. This sensor may be an ion current sensor, a pressure sensor, a knock sensor or any other sensor by means of which it is possible to determine one or more parameters related to the elapsed combustion of a previous cycle. The sensor 8th stands as well as the ignition device 3 , the injector 4 and the variable valve train with an engine control unit 9 in connection. These connections are by appropriately wavy lines 10 indicated. It is preferred if the injection device 4 at least connected via a hard-wired connection with the engine control. Due to the fact that the engine control unit 9 On the one hand, a bus connection on the other hand, but also has a direct wiring, a real-time operation as described above can be guaranteed. The engine control unit 9 has a system On A Chip 11 on. This system-on-a-chip comprises at least one CPU, one or more memories and in particular also a field programmable gate array 12 , abbreviated FPGA. With this it is possible to carry out parallel a variety of arithmetic operations in order to enable an optimization of the upcoming injection process. In addition, the engine control unit has 9 also implements a switchover 13 on. Switching 13 is able to switch between ignition by means of the ignition device 3 and a controlled auto-ignition per cylinder 2 to switch over. Switching 13 in particular, evaluates parameters such as the load, load range and the like in order to determine whether such switching is possible and, in particular, also advantageous under predefinable criteria. The switching is preferred 13 in the engine control unit 9 implemented, preferably in the system-on-a-chip 11 ,

Des Weiteren wird für die Ausgestaltung der Verbrennungskraftmaschine, für das Verfahren der kontrollierten Selbstzündung bei einem Ottomotor beziehungsweise für ein HCCI-Verfahren bei einem Dieselmotor auf die oben genannten, im Stand der Technik angeführten Druckschriften im Rahmen der Offenbarung für die jeweiligen Möglichkeiten zur Ausgestaltung sowie notwendigen Komponenten im Rahmen der Offenbarung der Erfindung verwiesen.Furthermore, for the embodiment of the internal combustion engine, for the method of controlled auto-ignition in a gasoline engine or for a HCCI process in a diesel engine to the above cited in the prior art documents within the scope of the disclosure of the respective options for design and necessary Components referred to in the disclosure of the invention.

Mit der vorgeschlagenen Erfindung ist insbesondere Folgendes ermöglicht:

  • – Aufzeigen der Korrelation aufeinander folgender Verbrennungszyklen.
  • – Darstellung der motorischen Verbrennung als autoregressiven Prozess.
  • – Eine Prognose kommender Verbrennungen auf Basis der vergangenen Verbrennungszyklen.
  • – Nutzung von charakteristischen Größen wie zum Beispiel Schwerpunktlage der Verbrennung, Last, aktuelle Abgastemperatur, Zylinderdruck usw. der vergangenen Zyklen, um eine Vorhersage der kommenden Verbrennung zu machen.
  • – Echtzeit-Mehrgrößenoptimierung, um für jeden Zyklus die Verbrennung exakt an definierte Zielgrößen anzupassen.
  • – Darstellung der aktiven Führung der Verbrennung bei Lastsprüngen durch Echtzeitoptimierung
The proposed invention makes possible in particular the following:
  • - Demonstrate the correlation of consecutive combustion cycles.
  • - Representation of engine combustion as an autoregressive process.
  • - A forecast of upcoming burns based on past combustion cycles.
  • - Use of characteristic quantities such as center of gravity of combustion, load, current exhaust gas temperature, cylinder pressure, etc. of the past cycles to make a prediction of the coming combustion.
  • - Real-time multi-variable optimization to precisely match combustion to defined target values for each cycle.
  • - Representation of the active management of combustion at load jumps through real-time optimization

Eine Anwendung der Erfindung ist vorzugsweise wie folgt vorgesehen:

  • – Die ottomotorische Selbstzündung bietet im Teillastbetrieb einen vergleichbar guten Wirkungsgrad wie geschichtete Magerkonzepte, jedoch mit deutlich geringeren Emissionen.
  • – Auch der dieselmotorische Betrieb kann durch Homogenisierung in Form eines HCCl weiter optimiert werden, jedoch mit vergleichbaren Problemen bei der Kontrollierbarkeit des Brennverfahrens, die durch die Erfindung gelöst werden.
  • – Insbesondere bei zahlreichen Fahrzeugen kann die Erfindung ihre Vorteile zeigen.
  • – Besonders vorteilhaft wird die Erfindung zur ottomotorischen Selbstzündung und zur Homogenisierung des dieselmotorischen Prozesses bei der Kontrollierbarkeit des transienten Verhaltens eingesetzt.
  • – Mit Hilfe dieser Erfindung, insbesondere des dargestellten Verfahrens, kann genau dieser kritische Punkt der Brennverfahren sicher beherrscht werden.
An application of the invention is preferably provided as follows:
  • - The ottomotor auto-ignition offers in part-load operation, a comparable good efficiency as stratified lean concepts, but with significantly lower emissions.
  • - The diesel engine operation can be further optimized by homogenization in the form of a HCCl, but with comparable problems in the controllability of the combustion process, which are solved by the invention.
  • - Especially in many vehicles, the invention can show its advantages.
  • The invention is used particularly advantageously for Otto engine autoignition and for the homogenization of the diesel engine process in the controllability of the transient behavior.
  • - With the help of this invention, in particular the illustrated method, precisely this critical point of the combustion process can be safely controlled.

Die vorgeschlagenen Verfahren werden, bezogen auf das jeweilige Brennverfahren insbesondere durch die bei einer Selbstzündung charakteristische Art der Verbrennung und nicht etwas durch das Fehlen eines Zündfunkens charakterisiert.The proposed methods are characterized, in relation to the particular combustion method, in particular by the type of combustion characteristic of auto-ignition and not by the absence of a spark.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007030280 A1 [0004] DE 102007030280 A1 [0004]
  • DE 102008004360 A1 [0004, 0004] DE 102008004360 A1 [0004, 0004]
  • DE 112006000529 T5 [0004] DE 112006000529 T5 [0004]
  • DE 102008004362 A1 [0004] DE 102008004362 A1 [0004]
  • DE 102008004361 A1 [0004] DE 102008004361 A1 [0004]
  • DE 102008000552 A1 [0004] DE 102008000552 A1 [0004]
  • DE 102007051250 A1 [0004] DE 102007051250 A1 [0004]
  • DE 102006034806 A1 [0004] DE 102006034806 A1 [0004]
  • DE 102004038122 B4 [0004] DE 102004038122 B4 [0004]
  • DE 10237328 B4 [0004] DE 10237328 B4 [0004]
  • DE 10233612 B4 [0004] DE 10233612 B4 [0004]
  • DE 102006027571 A1 [0004] DE 102006027571 A1 [0004]
  • DE 102006052631 A1 [0004] DE 102006052631 A1 [0004]
  • DE 102006041467 A1 [0004] DE 102006041467 A1 [0004]
  • DE 102007001237 A1 [0004] DE 102007001237 A1 [0004]

Claims (10)

Verfahren zur kontrollierten Selbstzündung bei einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem eine Verbrennung in einem Betriebsbereich durch ein Verfahren einer Raumzündung erfolgt, wobei eine Auswertung der Verbrennung in zumindest einem früheren Zyklus ausgeführt wird, um daraus zumindest eine Einstellung für einen Betriebsparameter zumindest eines kommenden, vorzugsweise aktuell anstehenden Verbrennungstaktes zu gewinnen.Method for controlled auto-ignition in an internal combustion engine, in which combustion in an operating range is carried out by a method of a space ignition, wherein an evaluation of the combustion is carried out in at least one previous cycle, to at least one setting for an operating parameter of at least one upcoming, preferably currently pending To win combustion cycle. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertung für jeden Zylinder der Verbrennungskraftmaschine einzeln erfolgt und für jeden Zylinder individuell eine Einstellung für einen kommenden Verbrennungstakt vorgenommen wird.A method according to claim 1, characterized in that an evaluation for each cylinder of the internal combustion engine takes place individually and for each cylinder an adjustment is made for a coming combustion cycle. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren kaskadierend ausgeführt wird zur Vorhersage von weiteren zukünftigen Zyklen.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the method is performed cascading to predict further future cycles. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Echtzeit eine Optimierung von ein oder mehreren Stellgrößen durch Variationen derselben mittels vorzugsweise einer Kostenfunktion unter Berücksichtigung von ein oder mehreren Randbedingungen erfolgt, zur Ermittlung von ein oder mehreren Kenngrößen des kommenden Zyklus, wobei die Optimierung mehrere Kenngrößen aus einem oder mehreren früheren Zyklen berücksichtigt.A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that in real time an optimization of one or more manipulated variables by variations thereof by means of preferably a cost function taking into account one or more boundary conditions, to determine one or more characteristics of the coming cycle, wherein the optimization takes into account multiple characteristics from one or more previous cycles. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Lastsprung zur Vermeidung einer Anregung der kontrollierten Selbstzündung ein Übergangszyklus bestimmt wird, so dass erst in einen nach dem Taktzyklus später folgenden, vorzugsweise zweiten Zyklus ermittelte optimierte Stellgrößen verwendet werden, davor jedoch daran angelehnte nahe Stellgrößen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at a load step to avoid excitation of the controlled auto-ignition, a transition cycle is determined, so that only in an after the clock cycle later following, preferably second cycle determined optimized control variables are used, but before it ajar close to manipulated variables. Verbrennungskraftmaschine auf Basis eines Ottomotors mit mehreren Zylindern, wobei jedem Zylinder zumindest eine Zündeinrichtung, eine Einspritzvorrichtung und ein Sensor zugeordnet ist und eine Umschaltung zwischen einer Zündung mittels der Zündeinrichtung und einer kontrollierten Selbstzündung je Zylinder vorgesehen ist, wobei die Verbrennungskraftmaschine ein Motorsteuergerät aufweist, und die Verbrennungskraftmaschine mit einer Echtzeitoptimierung einer kommenden Betätigung zumindest jeder Einspritzvorrichtung auf Basis einer Auswertung eines erfolgten Verbrennungstaktes ausgestattet ist.Internal combustion engine based on a gasoline engine having a plurality of cylinders, wherein each cylinder is associated with at least one ignition device, an injection device and a sensor and a switch between ignition by means of the ignition device and a controlled auto-ignition per cylinder is provided, wherein the internal combustion engine having an engine control unit, and Internal combustion engine is equipped with a real-time optimization of an upcoming operation of at least each injector based on an evaluation of a successful combustion cycle. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine für die Optimierung zumindest ein Field Programmable Gate Array aufweist.Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the internal combustion engine for the optimization comprises at least one field programmable gate array. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuergerät für die Optimierung ein Field Programmable Gate Array aufweist.Internal combustion engine according to claim 6 or 7, characterized in that the engine control unit for optimization comprises a field programmable gate array. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine zur Optimierung ein System on a Chip aufweist, welches ein Field Programmable Gate Array besitzt.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine for optimization has a system on a chip having a field programmable gate array. Verfahren zur kontrollierten Selbstzündung bei einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine mit Homogenisierung, wobei eine Auswertung einer Verbrennung in einem früheren Zyklus erfolgt, um daraus zumindest eine Einstellung für zumindest einen kommenden, vorzugsweise aktuell anstehenden Verbrennungstakt zu gewinnen.Method for controlled auto-ignition in a self-igniting internal combustion engine with homogenization, wherein an evaluation of combustion takes place in an earlier cycle in order to obtain at least one setting for at least one upcoming, preferably currently pending combustion cycle.
DE102011106544A 2011-06-16 2011-06-16 Method for controlling auto-ignition in e.g. Otto engine used in motor vehicle, involves executing evaluation of combustion in one previous cycle according to setting of operating parameter for cylinder of combustion engine Withdrawn DE102011106544A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011106544A DE102011106544A1 (en) 2011-06-16 2011-06-16 Method for controlling auto-ignition in e.g. Otto engine used in motor vehicle, involves executing evaluation of combustion in one previous cycle according to setting of operating parameter for cylinder of combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011106544A DE102011106544A1 (en) 2011-06-16 2011-06-16 Method for controlling auto-ignition in e.g. Otto engine used in motor vehicle, involves executing evaluation of combustion in one previous cycle according to setting of operating parameter for cylinder of combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011106544A1 true DE102011106544A1 (en) 2012-12-20

Family

ID=47228508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011106544A Withdrawn DE102011106544A1 (en) 2011-06-16 2011-06-16 Method for controlling auto-ignition in e.g. Otto engine used in motor vehicle, involves executing evaluation of combustion in one previous cycle according to setting of operating parameter for cylinder of combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011106544A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3333394A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-13 Makita Corporation Spark ignition combustion engine control

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10237328B4 (en) 2002-08-14 2006-05-24 Siemens Ag Method for controlling the combustion process of an HCCI internal combustion engine
DE102004038122B4 (en) 2004-08-05 2006-07-20 Siemens Ag Method and device for controlling an internal combustion engine
DE102006041467A1 (en) 2005-09-10 2007-03-15 Daimlerchrysler Ag Internal combustion engine e.g. Otto engine, for motor vehicle, has combustion chamber in which fuel/air mixture is chemically converted, where mixture temperature is increased by variables in valve train to initiate chamber`s self-ignition
DE102007001237A1 (en) 2006-01-12 2007-07-19 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn System and method for controlling auto-ignition
DE102006027571A1 (en) 2006-06-14 2007-12-20 Robert Bosch Gmbh Petrol engine transition method, involves adjusting operating parameter of output operating mode to specific value necessary for targeted operating mode in pre-controlling phase, and changing operating mode after phase to control parameter
DE102007030280A1 (en) 2006-07-05 2008-01-10 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine
DE102006034806A1 (en) 2006-07-27 2008-01-31 Robert Bosch Gmbh Internal combustion engine i.e. petrol engine, operating method, involves compressing ignitable gas mixture in chamber in compression stroke, and changing remaining gas amount and/or injecting time for working cycle to intermediate value
DE112006000529T5 (en) 2005-03-03 2008-02-28 General Motors Global Technology Operations, Inc., Detroit Method for controlling transient loads between lean and stoichiometric combustion modes of direct injection engines with controlled auto-ignition combustion
DE102006052631A1 (en) 2006-11-08 2008-05-15 Robert Bosch Gmbh Internal-combustion engine i.e. petrol engine, operating method, involves producing ignitable gas mixture in combustion chamber by inserting fuel, and introducing free gas by compression device during suction cycle in combustion chamber
DE10233612B4 (en) 2002-07-24 2008-07-10 Siemens Ag Method and apparatus for controlling the combustion process of an HCCI engine
DE102007051250A1 (en) 2007-10-26 2009-04-30 Robert Bosch Gmbh Self-ignition internal combustion engine i.e. Otto-engine, controlling method for vehicle, involves operating internal combustion engine with simultaneous maintenance of predetermined operational variable
DE102008004362A1 (en) 2008-01-15 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Combustion process model-supported predictive regulation method for internal combustion engine, involves adjusting model parameter during presence of pre-determined condition to optimize model
DE102008004361A1 (en) 2008-01-15 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Method for controlling an internal combustion engine, computer program and control unit
DE102008004360A1 (en) 2008-01-15 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling a self-igniting internal combustion engine
DE102008000552A1 (en) 2008-03-07 2009-09-10 Robert Bosch Gmbh Method for operating a self-igniting internal combustion engine and corresponding control device

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10233612B4 (en) 2002-07-24 2008-07-10 Siemens Ag Method and apparatus for controlling the combustion process of an HCCI engine
DE10237328B4 (en) 2002-08-14 2006-05-24 Siemens Ag Method for controlling the combustion process of an HCCI internal combustion engine
DE102004038122B4 (en) 2004-08-05 2006-07-20 Siemens Ag Method and device for controlling an internal combustion engine
DE112006000529T5 (en) 2005-03-03 2008-02-28 General Motors Global Technology Operations, Inc., Detroit Method for controlling transient loads between lean and stoichiometric combustion modes of direct injection engines with controlled auto-ignition combustion
DE102006041467A1 (en) 2005-09-10 2007-03-15 Daimlerchrysler Ag Internal combustion engine e.g. Otto engine, for motor vehicle, has combustion chamber in which fuel/air mixture is chemically converted, where mixture temperature is increased by variables in valve train to initiate chamber`s self-ignition
DE102007001237A1 (en) 2006-01-12 2007-07-19 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn System and method for controlling auto-ignition
DE102006027571A1 (en) 2006-06-14 2007-12-20 Robert Bosch Gmbh Petrol engine transition method, involves adjusting operating parameter of output operating mode to specific value necessary for targeted operating mode in pre-controlling phase, and changing operating mode after phase to control parameter
DE102007030280A1 (en) 2006-07-05 2008-01-10 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine
DE102006034806A1 (en) 2006-07-27 2008-01-31 Robert Bosch Gmbh Internal combustion engine i.e. petrol engine, operating method, involves compressing ignitable gas mixture in chamber in compression stroke, and changing remaining gas amount and/or injecting time for working cycle to intermediate value
DE102006052631A1 (en) 2006-11-08 2008-05-15 Robert Bosch Gmbh Internal-combustion engine i.e. petrol engine, operating method, involves producing ignitable gas mixture in combustion chamber by inserting fuel, and introducing free gas by compression device during suction cycle in combustion chamber
DE102007051250A1 (en) 2007-10-26 2009-04-30 Robert Bosch Gmbh Self-ignition internal combustion engine i.e. Otto-engine, controlling method for vehicle, involves operating internal combustion engine with simultaneous maintenance of predetermined operational variable
DE102008004362A1 (en) 2008-01-15 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Combustion process model-supported predictive regulation method for internal combustion engine, involves adjusting model parameter during presence of pre-determined condition to optimize model
DE102008004361A1 (en) 2008-01-15 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Method for controlling an internal combustion engine, computer program and control unit
DE102008004360A1 (en) 2008-01-15 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling a self-igniting internal combustion engine
DE102008000552A1 (en) 2008-03-07 2009-09-10 Robert Bosch Gmbh Method for operating a self-igniting internal combustion engine and corresponding control device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3333394A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-13 Makita Corporation Spark ignition combustion engine control
WO2018105523A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-14 Makita Corporation Spark ignition combustion engine control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010009817B4 (en) Operating strategy for HCCI combustion during engine warm-up
DE102011012708B4 (en) Detecting fuel properties in the vehicle using a combustion parameter as a function of a cylinder pressure signal
DE112005003527B4 (en) Methods for estimating combustion parameters
DE102012018617B3 (en) Method for calculating motor characteristics, data processing system and computer program product
DE10237328B4 (en) Method for controlling the combustion process of an HCCI internal combustion engine
WO2007115630A2 (en) Injection method and associated internal combustion engine
DE102008000069A1 (en) Apparatus for controlling injection of fuel into an engine and apparatus for controlling combustion in an engine
WO2016170063A1 (en) Method and device for the model-based optimization of a technical apparatus
DE112012003150T5 (en) A method for detecting a combustion noise in an internal combustion engine, combustion noise detection device and apparatus for controlling an internal combustion engine
DE102008004361A1 (en) Method for controlling an internal combustion engine, computer program and control unit
DE112009001814B4 (en) Emission reductions through multiple fuel injections
DE102012208335A1 (en) Adaptation control of a lean NOx trap regeneration with biodiesel during a transient engine operation
DE102013201293B4 (en) A method of completing a learning cycle of a least squares recursive approximation
WO2013131836A2 (en) Method for optimizing the emissions of internal combustion engines
DE102008005524A1 (en) Method for controlling a self-igniting internal combustion engine and control device for controlling a self-igniting internal combustion engine
DE102004001118A1 (en) Internal combustion engine managing method, involves extracting heat setting quantity from characteristic field, and adapting field and/or quantity according to characteristic obtained from real heat quantity
DE102006026640A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
EP1300588A1 (en) Method for detecting the combustion point for an internal combustion engine
DE10233612B4 (en) Method and apparatus for controlling the combustion process of an HCCI engine
DE102012219353B3 (en) Calculation and forecasting method of knocking and super-knocking processes and control device for the control of combustion processes in internal combustion engines, in particular in gasoline engines
EP0966600A1 (en) Process and device for controlling the mixture in an internal combustion engine
DE102011102029A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A COMBUSTION ENGINE IN A BURNING MODE WITH HOMOGENEOUS COMPRESSION IGNITION
DE102019106991A1 (en) CONSOLIDATION OF RESTRICTIONS IN MODEL-PREDICTIVE CONTROL
DE102012206046A1 (en) Machine calibration device for use in motor vehicle, has desired behavior parameter-determining circuit which determines target value of multiple behavioral parameters that reflect different types of behavior of internal combustion engine
DE102011008210A1 (en) System for controlling multi-pulse injection fuel and load balancing

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: FEV EUROPE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: FEV MOTORENTECHNIK GMBH, 52078 AACHEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: PATENTANWAELTE MAXTON LANGMAACK & PARTNER, DE

Representative=s name: VON KREISLER SELTING WERNER - PARTNERSCHAFT VO, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: VON KREISLER SELTING WERNER - PARTNERSCHAFT VO, DE

R082 Change of representative
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: FEV EUROPE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: FEV GMBH, 52078 AACHEN, DE

R084 Declaration of willingness to licence
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination