DE102017205829A1 - Method and apparatus for determining a gas system size in an internal combustion engine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben des Verbrennungsmotors (2) abhängig von einer geschätzten Gassystemgröße (ṁ_AGR), wobei die geschätzte Gassystemgröße (ṁ_AGR) in einem Gasführungssystem eines Verbrennungsmotors (2) mit folgenden Schritten bestimmt wird:
- Bereitstellen einer Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod) gemäß einer hohen Abtastrate;
- Durchführen einer Bilanzierung von Massen- oder Enthalpieströmen unter Berücksichtigung der Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod), um einen Massen- bzw. Enthalpiestrom (ḣ_DK,Prd) zu erhalten;
- Korrigieren des Massen- bzw. Enthalpiestroms (ḣ_DK,Prd) abhängig von einer redundant ermittelten weiteren Gassystemgröße (ḣ_HFM), die mit einer niedrigen Abtastrate bereitgestellt wird;
- Gewichten der bereitgestellten Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod) abhängig von dem korrigierten Massen- bzw. Enthalpiestrom (ḣ_DK,corr), um die geschätzte Gassystemgröße (ṁ_AGR) zu erhalten;
- Betreiben des Verbrennungsmotors (2) abhängig von der geschätzten Gassystemgröße (ṁ_AGR).

The invention relates to a method for operating the internal combustion engine (2) as a function of an estimated gas system variable (ṁ _AGR ), wherein the estimated gas system variable (ṁ _AGR ) in a gas guidance system of an internal combustion engine (2) is determined by the following steps:
- Providing an actual gas system size (ṁ _{AGR, mod} ) according to a high sampling rate;
- Performing balancing of mass or enthalpy flows taking into account the actual gas system size (ṁ _{AGR, mod} ) to obtain a mass or enthalpy flow (ḣ _{DK, Prd} );
- Correcting the mass or enthalpy flow (ḣ _{DK, Prd} ) depending on a redundant determined further gas system size (ḣ _HFM ), which is provided with a low sampling rate;
- weighting the provided actual gas system quantity (ṁ _{EGR, mod} ) in dependence on the corrected mass or enthalpy flow (ḣ _{DK, corr} ) to obtain the estimated gas system quantity (ṁ _EGR );
- Operating the internal combustion engine (2) depending on the estimated gas system size (ṁ _EGR ).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren mit Abgasrückführung, und insbesondere Verfahren zum Bestimmen einer Gassystemgröße, beispielsweise eines rückgeführten Ist-Massenstroms.The invention relates to internal combustion engines with exhaust gas recirculation, and in particular to methods for determining a gas system size, for example a recirculated actual mass flow.

Technischer HintergrundTechnical background

Für den Betrieb eines Verbrennungsmotors ist die Kenntnis von Gassystemgrößen, wie z. B. Massenströmen oder Drücken, in Gasführungssystemen des Verbrennungsmotors notwendig. Beispielsweise benötigt man bei einem Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung eine Angabe über den Ist-AGR-Massenstrom (AGR: Abgasrückführung) durch eine Abgasrückführungsleitung, um den Anteil an inertem Abgas in den Zylindern des Verbrennungsmotorsexakt bestimmen zu können. Herkömmliche Messverfahren oder Modelle basieren auf stark störungsbehafteten Messwerten, so dass eine einfache Messung der Gassystemgrößen häufig relativ ungenau ist.For the operation of an internal combustion engine, the knowledge of gas system sizes, such. As mass flows or pressures in gas supply systems of the internal combustion engine necessary. For example, in an internal combustion engine with exhaust gas recirculation, information about the actual EGR mass flow (EGR: exhaust gas recirculation) is required by an exhaust gas recirculation line in order to be able to determine the proportion of inert exhaust gas in the cylinders of the internal combustion engine exact. Conventional measurement methods or models are based on strongly disturbing measured values, so that a simple measurement of the gas system variables is often relatively inaccurate.

Es werden daher in der Regel modellierte Angaben für die Gassystemgrößen redundant ermittelt. Beispielsweise wird der Ist-AGR-Massenstrom über eine Massenstrombilanz an der Mischstelle der Abgasrückführungsleitung und einem über eine Drosselgleichung modellierten AGR-Massenstrom ermittelt und mittels Kalman-Filteransatz geschätzt. So kann für eine Regelung der Abgasrückführung eine robustere Angabe des Ist-AGR-Massenstroms verwendet werden. Der bilanzierte AGR-Massenstrom ergibt sich aus dem Motormassenstrom und dem Drosselklappenmassenstrom, während die Ermittlung des über die Drosselgleichung geschätzten Massenstroms auf den Informationen über den Druck an der Mischstelle der AGR-Leitung, über den Abgasgegendruck, über die Abgastemperatur und über die effektive Querschnittsfläche des AGR-Ventils beruht.Therefore, as a rule, modeled data for the gas system variables are determined redundantly. For example, the actual EGR mass flow is determined via a mass flow balance at the mixing point of the exhaust gas recirculation line and an EGR mass flow modeled via a throttle equation and estimated using the Kalman filter approach. Thus, for a regulation of the exhaust gas recirculation, a more robust specification of the actual EGR mass flow can be used. The calculated EGR mass flow results from the engine mass flow and the throttle mass flow, while the determination of the mass flow estimated via the throttle equation is based on the information on the pressure at the mixing point of the EGR line, via the exhaust backpressure, via the exhaust gas temperature and over the effective cross sectional area of the EGR line EGR valve based.

Die Druckschrift DE 60 002 238 T2 beschreibt ein Verfahren zur Berechnung des Luftstroms in einem Kompressor eines turbogeladenen Dieselmotors, der ein Abgasrückführungssystem besitzt, das ein den Ansaugkrümmer und den Abgaskrümmer des Motors verbindendes Ventil aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Messen eines Ansaugdruckwertes; Messen eines Abgasdruckwertes; Bestimmen eines ersten Wertes, der für die Stellung des Abgasrückführungs-Ventils bezeichnend ist; Bestimmen eines ersten Temperaturwertes, der für die Temperatur des durch das Abgasrückführungs-System strömenden Abgases bezeichnend ist; Messen eines zweiten Temperaturwertes, der für die Temperatur der in den Ansaugkrümmer des Motors eintretenden Luftladung bezeichnend ist; Berechnen eines Abgasrückführungs-Stromwertes als eine Funktion von gemessenen Größen und Berechnen eines Kompressor-Luftstromwertes als eine Funktion dieses Abgasrückführungs-Stromwertes und dieses zweiten Temperaturwertes, wobei dieser Kompressor-Luftstromwert verwendet wird, um die Stellung dieses Abgasrückführungs-Ventils zu steuern.The publication DE 60 002 238 T2 describes a method for calculating the airflow in a compressor of a turbocharged diesel engine having an exhaust gas recirculation system having a valve connecting the intake manifold and the exhaust manifold of the engine, the method comprising the steps of: measuring an intake pressure value; Measuring an exhaust pressure value; Determining a first value indicative of the position of the exhaust gas recirculation valve; Determining a first temperature value indicative of the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation system; Measuring a second temperature value indicative of the temperature of the air charge entering the intake manifold of the engine; Calculating an exhaust gas recirculation flow value as a function of measured quantities and calculating a compressor airflow value as a function of said exhaust gas recirculation flow value and said second temperature value, said compressor airflow value being used to control the position of said exhaust gas recirculation valve.

Die Druckschrift DE102 42 234 B4 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung der Abgasrückführmenge für einen Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung, wobei die Abgasrückführmenge einer Abgastemperatur aus einer Frischgastemperatur, aus einer Frischgasmenge und/oder einem Luftaufwand ermittelt wird, und die Frischgastemperatur durch ein Frischgastemperaturmodell bestimmt wird, wobei das Frischgastemperaturmodell adaptiv ausgeführt ist und ein Basismodell, welches der Ermittlung eines Basiswerts für eine Basistemperaturveränderung dient, und ein Korrekturmodell umfasst, welches der Korrektur des Basiswerts mittels seiner Ausgangsgröße dient, wenn eine Abweichung der Werte von für die Frischgastemperatur relevanten Größen von Referenzwerten dieser Größen vorliegt.The publication DE102 42 234 B4 discloses a method for determining the exhaust gas recirculation amount for an exhaust gas recirculation internal combustion engine, wherein the exhaust gas recirculation amount of an exhaust gas temperature is determined from a fresh gas temperature, a fresh gas amount and / or an air demand, and the fresh gas temperature is determined by a fresh gas temperature model, wherein the fresh gas temperature model is adaptively executed and Basic model, which is used to determine a base value for a base temperature change, and a correction model, which is the correction of the base value by means of its output, when there is a deviation of the values of fresh gas temperature relevant quantities of reference values of these sizes.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Bestimmen einer Gassystemgröße in einem Gasführungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung und ein Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.According to the invention, a method for determining a gas system size in a gas guidance system of an internal combustion engine according to claim 1 and a device and an engine system according to the independent claims are provided.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Bestimmen einer geschätzten Gassystemgröße in einem Gasführungssystem eines Verbrennungsmotors vorgesehen, mit folgenden Schritten:

• - Bereitstellen einer Ist-Gassystemgröße gemäß einer hohen Abtastrate;
• - Durchführen einer Bilanzierung von Massen- oder Enthalpieströmen unter Berücksichtigung der Ist-Gassystemgröße, um einen Massen- bzw. Enthalpiestrom zu erhalten;
• - Korrigieren des Massen- bzw. Enthalpiestroms abhängig von einer redundant ermittelten weiteren Gassystemgröße, die mit einer niedrigen Abtastrate bereitgestellt wird;
• - Gewichten der bereitgestellten Ist-Gassystemgröße abhängig von dem korrigierten Massen- bzw. Enthalpiestrom, um die geschätzte Gassystemgröße zu erhalten.

According to a first aspect, a method for determining an estimated gas system variable in a gas guidance system of an internal combustion engine is provided, comprising the following steps:

• Providing an actual gas system size according to a high sampling rate;
• - performing balancing of mass or enthalpy flows taking into account the actual gas system size to obtain a mass or enthalpy stream;
• - Correcting the mass or Entthalpiestroms depending on a redundant determined further gas system size, which is provided with a low sampling rate;
• - weights of the provided Actual gas system size dependent on the corrected mass or enthalpy flow to obtain the estimated gas system size.

Insbesondere kann das Gewichten durch Anwenden eines Kalman-Filters auf die bereitgestellte Ist-Gassystemgröße abhängig von dem korrigierten Massen- bzw. Enthalpiestrom durchgeführt werden, um die geschätzte Gassystemgröße zu erhalten.In particular, the weighting may be performed by applying a Kalman filter to the provided actual gas system size depending on the corrected enthalpy flow to obtain the estimated gas system size.

Ein Problem bei einer bisherigen Ermittlung von Gassystemgrößen besteht darin, dass die Messsignale von Drücken, Temperaturen und dergleichen, die als Grundlage für die Modellierung der Gassystemgröße dienen, mit unterschiedlichen Abtastraten erfasst werden. Dies erfordert herkömmlich, dass die Messsignale, die mit höheren Abtastraten erfasst werden, an die Phasen der Messsignale, die mit niedrigeren Abtastraten erfasst werden, angepasst werden. Dies ist notwendig, um z. B. kein ungewolltes Verhalten einer Regelung, die auf der Angabe der modellierten Gassystemgrößen basiert, hervorzurufen. Eine Erfassung mit hoher und niedriger Abtastrate bedeutet hierin, dass die zeitlichen Abstände zwischen der Erfassung einer Systemgröße mit höherer Abtastrate kürzer sind als die zeitlichen Abstände zwischen der Erfassung einer Systemgröße mit niedrigerer Abtastrate.A problem with prior detection of gas system quantities is that the measurement signals of pressures, temperatures and the like, which serve as the basis for the modeling of the gas system size, are detected at different sampling rates. This conventionally requires that the measurement signals acquired at higher sampling rates be matched to the phases of the measurement signals acquired at lower sampling rates. This is necessary to z. B. no unwanted behavior of a scheme based on the indication of the modeled gas system sizes, cause. Herein, high and low sample rate acquisition means that the time intervals between the acquisition of a higher sample rate system quantity are shorter than the time intervals between the lower sample rate sample size acquisition.

Das Anpassen an die Phase der mit niedrigeren Abtastraten abgetasteten Messsignale beeinträchtigt jedoch die dynamische Regelgüte, und Reaktionen im Motorsystem werden zu spät erkannt.However, adjusting to the phase of the lower sample rate sampled measurement signals degrades the dynamic control performance and reactions in the motor system are detected too late.

Des Weiteren können bisher damit die dynamischen Effekte von Volumina auf die Gassystemgröße nur unzureichend berücksichtigt werden.Furthermore, so far, the dynamic effects of volumes on the gas system size can only be considered insufficiently.

Das obige Verfahren sieht nun vor, anhand von Messsignalen, die mit einer hohen Abtastrate erfasst worden sind, eine Ist-Gassystemgröße zu berechnen, z. B. mithilfe einer Drosselgleichung. Damit steht eine Angabe einer dynamisch schnellen Ist-Gassystemgröße zur Verfügung, die zur Regelung von Stellgrößen für einen Stellgeber für das Gasführungssystem, insbesondere einer Drosselklappe oder eines AGR-Ventils, verwendet werden kann. Somit muss beispielsweise das Stellen der Drosselklappe nicht verzögert werden, um sie an die langsamere Phase des Drosselklappenmassenstroms anzupassen.The above method now provides to calculate an actual gas system size based on measurement signals acquired at a high sampling rate, e.g. B. using a throttle equation. This is an indication of a dynamically fast actual gas system size available that can be used to control variables for a position sensor for the gas supply system, in particular a throttle or an EGR valve. Thus, for example, throttle placement need not be delayed to accommodate the slower phase of throttle mass flow.

Zudem wird erreicht, dass im stationären Fall die modellierte Ist-Gassystemgröße und eine entsprechende redundante Angabe der Gassystemgröße, die aufgrund einer Messung mit einer niedrigeren Abtastrate erfasst bzw. ermittelt wird, übereinstimmen. Dazu wird eine Beobachterstruktur verwendet, die gewährleistet, dass die stationär bestimmte Gassystemgröße mit der gemessenen oder der modellierten Ist-Gassystemgröße übereinstimmt. Dadurch können dynamisch bessere und vertrauenswürdigere Signale für die Gassystemgröße ermittelt werden, so dass eine darauf basierende Regelung robuster ausgeführt werden kann.In addition, it is achieved that in the stationary case, the modeled actual gas system size and a corresponding redundant specification of the gas system size, which is detected or determined on the basis of a measurement with a lower sampling rate, match. For this purpose, an observer structure is used which ensures that the stationary determined gas system size coincides with the measured or modeled actual gas system size. As a result, dynamically better and more reliable signals for the gas system size can be determined so that a control based thereon can be executed more robustly.

Als Beispiel kann anhand von Messsignalen, die mit einer hohen Abtastrate erfasst worden sind, ein Ist-AGR-Massenstrom mithilfe einer Drosselgleichung berechnet werden und anschließend ein Ist-Drosselklappenmassenstrom über die Drosselklappe bestimmt werden. Damit steht der Ist-Drosselklappenmassenstrom zur Verfügung, der dynamisch schneller und unabhängig von dem derzeit mithilfe der Drosselgleichung berechneten Drosselklappenmassenstrom ist. Somit muss beispielsweise bei einer Regelung die Einstellung der Drosselklappe nicht verzögert werden, um sie an die langsamere Phase des mit niedrigerer Abtastrate bestimmten Drosselklappenmassenstroms anzupassen. Damit im stationären Fall der wie oben angegeben bestimmte Ist-Drosselklappenmassenstrom aber weiterhin mit dem z. B. mithilfe eines Luftmassenmessers (mit einer niedrigeren Abtastrate) redundant gemessenen Frischluftmassenstrom übereinstimmt, wird dazu eine Beobachterstruktur verwendet, die gewährleistet, dass im stationären Fall der (mit höherer Abtastrate bestimmte) erfasste oder modellierte Ist-Drosselklappenmassenstrom mit dem (mit niedrigerer Abtastrate) gemessenen Massenstrom übereinstimmt. Dadurch können dynamisch bessere und vertrauenswürdigere Signale für die Massenströme im Gasführungssystem ermittelt werden.As an example, based on measurement signals that have been acquired at a high sampling rate, an actual EGR mass flow can be calculated using a throttle equation and then an actual throttle mass flow can be determined via the throttle valve. This provides the actual throttle mass flow, which is dynamically faster and independent of the throttle mass flow currently calculated using the throttle equation. Thus, for example, in a closed-loop control, the throttle position adjustment need not be delayed to accommodate the slower phase of the lower throttle rate mass flow rate. Thus, in the steady state case as specified above actual throttle mass flow but continue with the z. B. using a mass air flow meter (with a lower sampling rate) redundant measured fresh air mass flow, an observer structure is used to ensure that in the steady state case (determined at higher sampling rate) detected or modeled actual throttle mass flow with the (lower sampling rate) measured Mass flow coincides. As a result, better and more reliable signals for the mass flows in the gas supply system can be determined dynamically.

Es besteht eine grundsätzliche Problematik darin, dass das Volumen durch eine dynamische Massenbilanz aufgrund der fehlenden Information über die dort vorherrschende Gastemperatur nicht berücksichtigt werden kann. Das obige Verfahren umgeht diese Problematik, dass dadurch, dass anstatt der dynamischen Massenbilanz eine Bilanzierung auf Grundlage eines dynamischen Enthalpie-Speichermodells verwendet wird. Dies ermöglicht eine genauere Schätzung und kann dazu dienen, Vereinfachungen und Annahmen aufgrund fehlender Temperaturinformationen zu vermeiden.There is a fundamental problem in that the volume can not be taken into account by a dynamic mass balance due to the lack of information about the prevailing gas temperature there. The above method circumvents this problem by using balancing based on a dynamic enthalpy storage model instead of the dynamic mass balance. This allows for a more accurate estimation and may serve to avoid simplifications and assumptions due to lack of temperature information.

Weiterhin kann der Massen- bzw. Enthalpiestrom vor dem Korrigieren dynamisch angepasst werden, insbesondere tiefpassgefiltert und durch Berücksichtigen einer vorgegebenen Totzeit modifiziert werden, damit der Massen- bzw. Enthalpiestrom in Phase zu der weiteren Gassystemgröße ist.Furthermore, the mass or enthalpy stream can be dynamically adjusted prior to correction, in particular low-pass filtered and modified by taking into account a predetermined dead time, so that the mass or enthalpy stream is in phase with the further gas system size.

Es kann vorgesehen sein, dass die Ist-Gassystemgröße und die geschätzte Gassystemgröße einem AGR-Massenstrom durch eine Abgasrückführungsleitung des Verbrennungsmotors oder einem Drosselklappenmassenstrom durch eine Drosselklappe des Verbrennungsmotors entsprechenIt may be provided that the actual gas system size and the estimated gas system size correspond to an EGR mass flow through an exhaust gas recirculation line of the internal combustion engine or a throttle mass flow through a throttle valve of the internal combustion engine

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Speichereffekt des Volumens vor dem Motoreinlass dynamisch berücksichtigt werden, um dynamisch vertrauenswürdigere Angaben zu dem Ist-AGR-Massenstrom zu erhalten. Mit anderen Worten wird ein „dynamischer Ersatzmassenstrom“ der Drosselklappe berechnet, der unter Berücksichtigung des Speichereffekts vertrauenswürdiger wird.According to another embodiment, the memory effect of the volume upstream of the engine intake may be dynamically taken into account to obtain dynamically more reliable information on the actual EGR mass flow. In other words A throttle equivalent "dynamic spare mass flow" is calculated, which becomes more trusted considering the memory effect.

Insbesondere kann die weitere Gassystemgröße einem Luftmassenstrom durch die Drosselklappe entsprechen, die insbesondere durch einen Luftmassenmesser eingangsseitig eines Luftzuführungssystems des Gasführungssystems gemessen wird.In particular, the further gas system size can correspond to an air mass flow through the throttle valve, which is measured in particular by an air mass meter on the input side of an air supply system of the gas guidance system.

Weiterhin kann das Korrigieren des Enthalpiestroms durch Differenzbildung mit der redundant ermittelten weiteren Gassystemgröße und insbesondere durch anschließendes Tiefpassfiltern sowie durch Addieren zu dem Enthalpiestrom durchgeführt werden.Furthermore, the correction of the enthalpy flow can be carried out by subtraction with the redundantly determined further gas system size and in particular by subsequent low-pass filtering as well as by adding to the enthalpy current.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Ist-Gassystemgröße gemessen oder mithilfe einer Drosselgleichung bestimmt werden.According to one embodiment, the actual gas system size may be measured or determined using a throttle equation.

Weiterhin kann der Enthalpiestrom mithilfe einer Gasgleichung abhängig von einem Druckverlauf und einem Volumen bestimmt werden.Furthermore, the enthalpy flow can be determined using a gas equation depending on a pressure curve and a volume.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein weiterer Kalman-Filter auf die geschätzte Gassystemgröße angewendet werden, um eine geschätzte Systemzustandsgröße zu erhalten, wobei der Verbrennungsmotor abhängig von der geschätzten Systemzustandsgröße betrieben wird.According to an embodiment, another Kalman filter may be applied to the estimated gas system quantity to obtain an estimated system state quantity, wherein the internal combustion engine is operated depending on the estimated system state quantity.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Betreiben des Verbrennungsmotors abhängig von einer geschätzten Gassystemgröße vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um die geschätzte Gassystemgröße in einem Gasführungssystem eines Verbrennungsmotors zu bestimen, indem:

• - eine Ist-Gassystemgröße gemäß einer hohen Abtastrate bestimmt wird;
• - eine Bilanzierung von Massen- oder Enthalpieströmen unter Berücksichtigung der Ist-Gassystemgröße durchgeführt wird, um einen Massen- bzw. Enthalpiestrom zu erhalten;
• - der Massen- bzw. Enthalpiestrom abhängig von einer redundant ermittelten weiteren Gassystemgröße korrigiert wird, die mit einer niedrigen Abtastrate bereitgestellt wird;
• - die bereitgestellte Ist-Gassystemgröße abhängig von dem korrigierten Massen- bzw. Enthalpiestrom korrigiert wird, um die geschätzte Gassystemgröße zu erhalten, und
• - der Verbrennungsmotor abhängig von der geschätzten Gassystemgröße betrieben wird.

In another aspect, an apparatus for operating the internal combustion engine is provided dependent on an estimated gas system size, the apparatus configured to determine the estimated gas system magnitude in a gas routing system of an internal combustion engine by:

• - an actual gas system size is determined according to a high sampling rate;
• - balancing of mass or enthalpy flows taking into account the actual gas system size is carried out to obtain a mass or enthalpy current;
• the mass or enthalpy current is corrected as a function of a redundantly determined further gas system quantity which is provided at a low sampling rate;
• the actual gas system quantity provided is corrected as a function of the corrected mass or enthalpy flow in order to obtain the estimated gas system size, and
• - The internal combustion engine is operated depending on the estimated gas system size.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor und der obigen Vorrichtung vorgesehen.In another aspect, an engine system including an internal combustion engine and the above apparatus is provided.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte des obigen Verfahrens auszuführen.In another aspect, a computer program is provided that is configured to perform all the steps of the above method.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

• 1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einer Abgasrückführung; und
• 2 ein Funktionsdiagramm zur Veranschaulichung der Funktion zum Ermitteln des Ist-AGR-Massenstroms.

Embodiments are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

• 1 a schematic representation of an engine system with an exhaust gas recirculation; and
• 2 a functional diagram illustrating the function for determining the actual EGR mass flow.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorsystems 1 mit einem Verbrennungsmotor 2, der in Form eines Hubkolben-Verbrennungsmotors mit einer Anzahl von Zylindern 3 (im gezeigten Ausführungsbeispiel vier) ausgebildet ist. Der Verbrennungsmotor ist mit einem Gasführungssystem mit einem Luftzuführungssystem 4 und einem Abgassystem 5 verbunden. Dem Verbrennungsmotor 2 wird Luft über das Luftzuführungssystem 4 zugeführt und Abgas über das Abgassystem 5 abgeführt. 1 shows a schematic representation of an engine system 1 with an internal combustion engine 2 in the form of a reciprocating internal combustion engine with a number of cylinders 3 (Four in the illustrated embodiment) is formed. The internal combustion engine is equipped with a gas guidance system with an air supply system 4 and an exhaust system 5 connected. The internal combustion engine 2 Air is released via the air supply system 4 fed and exhaust gas through the exhaust system 5 dissipated.

Es ist eine Aufladeeinrichtung 6 vorgesehen, die im Abgassystem 5 eine Turbine 61 aufweist und einen Verdichter 62 im Luftzuführungssystem 4 aufweist. Die Turbine ist mit dem Verdichter 62 mechanisch gekoppelt, so dass in der Turbine 61 umgesetzte Abgasenthalpie von Verbrennungsabgas zum Antreiben des Verdichters 62 verwendet werden kann. Der Verdichter 62 saugt dann Frischluft aus der Umgebung an und kann diese unter einem erhöhten Druck dem Ladedruck stromabwärts des Verdichters in einem Ladedruckabschnitt 41 des Luftzuführungssystem 4 bereitstellen. Stromabwärts des Verdichters 62 ist eine Drosselklappe 7 angeordnet, deren effektive Querschnittsfläche einstellbar ist, um einen dem Verbrennungsmotor 2 zugeführten Frischluftmassenstrom einstellen zu können.It is a charging device 6 provided in the exhaust system 5 a turbine 61 has and a compressor 62 in the air supply system 4 having. The turbine is with the compressor 62 mechanically coupled, so that in the turbine 61 converted exhaust gas enthalpy of combustion exhaust gas for driving the compressor 62 can be used. The compressor 62 then sucks fresh air from the environment and can this under an increased pressure the boost pressure downstream of the compressor in a boost pressure section 41 of the air supply system 4 provide. Downstream of the compressor 62 is a throttle 7 arranged, whose effective cross-sectional area is adjustable to a the internal combustion engine 2 to adjust supplied fresh air mass flow can.

Es ist eine Abgasrückführungsleitung 8 vorgesehen, die einen Abschnitt des Abgassystems 5 zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und der Turbine 61 mit einem Abschnitt des Luftzuführungssystems 4 zwischen der Drosselklappe 7 und dem Verbrennungsmotor 2 verbindet. In der Abgasrückführungsleitung 8 sind ein Abgaskühler 81 und ein AGR-Ventil 82 vorgesehen. Das AGR-Ventil 82 ist einstellbar, um die Menge an rückgeführtem Abgas einstellen zu können.It is an exhaust gas recirculation line 8th provided that a section of the exhaust system 5 between the internal combustion engine 2 and the turbine 61 with a section of the air supply system 4 between the throttle 7 and the internal combustion engine 2 combines. In the exhaust gas recirculation line 8th are an exhaust gas cooler 81 and an EGR valve 82 intended. The EGR valve 82 is adjustable to adjust the amount of recirculated exhaust gas.

Es ist eine Steuereinheit 10 vorgesehen, die entsprechend einer Soll-Vorgabe V, wie beispielsweise einem Fahrerwunschmoment oder dergleichen, den Betrieb des Verbrennungsmotors 2 steuert. Dazu erfasst das Steuergerät 10 Systemzustandsgrößen oder modelliert diese gemäß vorgegebenen Systemmodellen. Beispielsweise erfasst das Steuergerät die Drehzahl, den Saugrohrdruck p₂₂ sowie die Ventilstellungen der Drosselklappe 7 und des AGR-Ventils 82 und bestimmt so die Stellgrößen zur Ansteuerung des Verbrennungsmotors 2. Beispielsweise wird die Drosselklappe 7 entsprechend einem vorgegebenen Betriebsmodell zum Bereitstellen eines durch die Vorgabegröße V vorgegebenen Motormoments angesteuert und das AGR-Ventil 82 entsprechend einer AGR-Regelung so eingestellt, dass eine über ein Modell entwickelte vorteilhafte AGR-Rate, die ein Verhältnis zwischen in die Zylinder eingebrachter Frischluft und inertem Verbrennungsabgas angibt, eingestellt wird. It is a control unit 10 provided, according to a target specification V, such as a driver's desired torque or the like, the operation of the internal combustion engine 2 controls. The control unit detects this 10 System state variables or models these according to given system models. For example, the control unit detects the speed, the intake manifold pressure p ₂₂ and the valve positions of the throttle valve 7 and the EGR valve 82 and thus determines the manipulated variables for controlling the internal combustion engine 2 , For example, the throttle will 7 controlled in accordance with a predetermined operating model for providing an engine torque predetermined by the default value V and the EGR valve 82 set according to EGR control so as to adjust a model-developed favorable EGR rate indicating a relationship between fresh air introduced into the cylinders and inert combustion exhaust gas.

Für die Ermittlung der Stellgrößen zum Stellen der Stellgeber des Verbrennungsmotors ist eine Kenntnis des Ist-AGR-Massenstroms durch die Abgasrückführungsleitung 8 als Beispiel für eine Gassystemgröße notwendig. Zur Bestimmung des Ist-AGR-Massenstroms ṁ_AGR wird in dem Steuergerät 10 eine Funktion ausgeführt, die durch das Funktionsdiagramm der 2 näher veranschaulicht wird.For the determination of the manipulated variables for setting the position sensor of the internal combustion engine is a knowledge of the actual EGR mass flow through the exhaust gas recirculation line 8th as an example of a gas system size necessary. To determine the actual EGR mass flow ṁ _AGR is in the control unit 10 perform a function indicated by the functional diagram of the 2 is illustrated in more detail.

Es ist ein Drosselmodellblock 31 vorgesehen, in dem für das AGR-Ventil 82 ein effektiver Strömungsquerschnitt a_AGR, ein stromaufwärtiger Druck p₃, der dem Abgasgegendruck am Ausgang des Verbrennungsmotors 2 entspricht, eine Abgastemperatur T₃, die der Temperatur des Verbrennungsabgases vor dem AGR-Ventil 82 entspricht, und ein stromabwärtiger Druck, der einem Saugrohrdruck p₂₂ entspricht, angenommen wird. Der Drosselmodellblock 31 ermittelt entsprechend einer Drosselgleichung einen durch das AGR-Ventil 82 strömenden Ist-AGR-Massenstrom ṁ_AGR,mod=f(a_AGR, p₃, T₃, p₂₂).It is a throttle model block 31 provided in the for the EGR valve 82 an effective flow cross-section a _AGR , an upstream pressure p ₃ , the exhaust back pressure at the output of the internal combustion engine 2 corresponds, an exhaust gas temperature T ₃ , the temperature of the combustion exhaust gas before the EGR valve 82 and a downstream pressure corresponding to an intake manifold pressure p ₂₂ is assumed. The throttle model block 31 determines according to a throttle equation through the EGR valve 82 flowing actual EGR mass flow ṁ _{AGR, mod} = f (a _AGR , p ₃ , T ₃ , p ₂₂ ).

Weiterhin wird in einem Beobachterblock 32 entsprechend folgender Formel der Enthalpiestrom ḣ_DK,Obs durch die Drosselklappe 7 ermittelt. Dazu wird im Enthalpiestrom-Modellblock 32 die Ableitung des Saugrohrdrucks p₂₂, ein Motor-Enthalpiestrom ḣ_cyl in die Zylinder 3 und der Ist-AGR-Massenstrom ṁ_ACR,mod zugeführt. Es ergibt sich eine Enthalpieänderung $\frac{d{H}_{22}}{dt}$

im Volumen V₂₂ des Saugrohrabschnitts 42 wie folgt: $$\frac{d{H}_{22}}{dt}={\dot{m}}_{DK}Tc=\frac{\frac{d{p}_{22}}{dt}{V}_{22}}{R_{\kappa }}={\dot{h}}_{DK,Prd}-{\dot{h}}_{cyl}+{\dot{h}}_{AGR,mod}$$

wobei $\frac{d{H}_{22}}{dt}$

der Änderung der Enthalpie im Saugrohrabschnitt 42, R der Gaskonstante, κ dem Isentropenexponenten und c der spezifischen Wärmekapazität des durchströmenden Gases, ḣ_AGR,mod = ṁ_AGR,mod T₃ und ${\dot{h}}_{cyl}=\frac{dVol{p}_{22}}{R}$

entspricht.Furthermore, in an observer block 32 according to the following formula the enthalpy flow ḣ _{DK, Obs} through the throttle 7 determined. This is done in the enthalpy stream model block 32 the derivative of the intake manifold pressure p ₂₂ , an engine enthalpy ḣ _cyl in the cylinder 3 and the actual EGR mass flow ṁ _{ACR, mod} supplied. This results in a enthalpy change $\frac{d{H}_{22}}{dt}$

in the volume V ₂₂ of Saugrohrabschnitts 42 as follows: $$\frac{d{H}_{22}}{dt}={\dot{m}}_{DK}Tc=\frac{\frac{d{p}_{22}}{dt}{V}_{22}}{R_{\kappa }}={\dot{H}}_{DK.Prd}-{\dot{H}}_{cyl}+{\dot{H}}_{AGR.mOd}$$

in which $\frac{d{H}_{22}}{dt}$

the change in enthalpy in the suction pipe section 42 , R the gas constant, κ the isentropic exponent and c the specific heat capacity of the gas flowing through, ḣ _{AGR, mod} = ṁ _{AGR, mod} T ₃ and ${\dot{H}}_{cyl}=\frac{dVOl{p}_{22}}{R}$

equivalent.

Der Motor-Enthalpiestrom ḣ_cyl in die Zylinder 3 kann auch aus der Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 und einem Hubvolumen der Zylinder 3 ermittelt werden.The engine enthalpy stream _{ḣ cyl} in cylinders 3 may also be from the speed of the internal combustion engine 2 and a stroke volume of the cylinders 3 be determined.

Daraus erhält man den prädizierten Drosselklappen-Enthalpiestrom ḣ_DK,Prd durch die Drosselklappe 7 entsprechend.From this one obtains the predicted throttle enthalpy flow ḣ _{DK, Prd} through the throttle 7 corresponding.

Anschließend wird der prädizierte Drosselklappen-Enthalpiestrom ḣ_DK,Prd in einem Totzeit- und PT1-Filterblock 33 entsprechend vorgegebener Parameter zeitlich verzögert und mit einer Totzeit versehen, damit dieser in Phase zu dem mit niedrigerer Abtastrate bestimmten Frischluftmassenstrom ḣ_HFM durch die Drosselklappe 7 ist. Der Frischluft-Enthalpiestrom ḣ_HFM wird mit der niedrigeren Abtastrate durch beispielsweise einen Luftmassenmesser eingangsseitig des Luftzuführungssystem 4 gemessen.Subsequently, the predicted throttle enthalpy flow ḣ _{DK, Prd is delayed} in time in a dead time and PT1 filter block 33 according to predetermined parameters and provided with a dead time so that this in phase to the lower sampling rate determined fresh air mass flow ḣ _HFM through the throttle 7 is. The fresh air enthalpy flow ḣ _HFM is at the lower sampling rate by, for example, an air mass meter on the input side of the air supply system 4 measured.

Das obige Verfahren ist auf die Berechnung eines ND-AGR-Massenstroms durch eine Niederdruck-Abgasrückführung erweiterbar, wobei berücksichtigt wird, dass sich der Drosselklappenmassenstrom durch eine Massenstrombilanz aus dem mithilfe des Luftmassenmessers gemessenen Massenstrom und dem ND-AGR-Massenstrom ergibt.The above method is expandable to calculate LP EGR mass flow through low pressure exhaust gas recirculation, taking into account that the mass flow rate of the throttle results from mass flow and ND EGR mass flow measured by the air mass meter.

Die Differenz zwischen dem mit der niedrigeren Abtastraste ermittelten Frischluftmassenstrom ḣ_HFM und dem zeitlich verzögerten prädizierten Drosselklappen-Enthalpiestrom ḣ_DK,Prd wird in einem Differenzglied 34 gebildet. Das Ergebnis wird zu dem Drosselklappen-Enthalpiestrom ḣ_DK,Prd in einem Summierglied 35 hinzuaddiert.The difference between the fresh air mass flow ḣ _HFM determined with the lower sampling rate and the time-delayed predicted throttle enthalpy flow ḣ _{DK, Prd} is in a difference _element 34 educated. The result becomes the throttle enthalpy current ḣ _{DK, Prd} in a _summer 35 added.

Zusätzlich kann die ermittelte Differenz in einem Tiefpassfilter 36 tiefpassgefiltert werden, der beispielsweise als PT1-Glied ausgebildet sein kann. Der Tiefpassfilter 36 dient dazu, Artefakte und Sprünge der zuvor berechneten Differenz zu dämpfen.In addition, the determined difference in a low-pass filter 36 low-pass filtered, which may be formed for example as a PT1 member. The low pass filter 36 serves to dampen artifacts and jumps of the previously calculated difference.

Das Ergebnis der Summenbildung in dem Summierglied 35 entspricht einem korrigierten Drosselklappen-Enthalpiestrom ḣ_DK,corr und wird einem ersten Kalman-Filter 37 gemeinsam mit dem Motor-Enthalpiestrom ḣ_cyl und der Enthalpieänderung $\frac{d{H}_{22}}{dt}$

im Saugrohrabschnitt 42 und dem modellierten Ist-AGR-Massenstrom ṁ_AGR gefiltert und für das Volumen V₂₂ des Saugrohrabschnitts 42 berechnet.The result of summation in the summer 35 corresponds to a corrected throttle enthalpy flow ḣ _{DK, corr} and becomes a first Kalman filter 37 together with the motor enthalpy current _{ḣ cyl} and the enthalpy change $\frac{d{H}_{22}}{dt}$

in the suction pipe section 42 and the modeled actual EGR mass flow ṁ _AGR filtered and for the volume V ₂₂ of Saugrohrabschnitts 42 calculated.

In die Schätzung geht der Speichereffekt über die Gradienteninformation des Druckes p₂₂ im Volumen V₂₂ ein. Ausgang der Schätzung sind der Ist-AGR-Massenstrom ṁ_AGR und der Massen- bzw. Volumenstrom in dem Verbrennungsmotor 2, die in Abhängigkeit der vorgegebenen Varianzen der Größen geschätzt sind. Die Schätzgleichung für den ersten Kalman-Filter 37 ist wie folgt: $$\frac{d{H}_{22}}{dt}=\frac{\frac{d{p}_{22}}{dt}{V}_{22}}{R_K}={\dot{h}}_{AGR}-{\dot{h}}_{cyl}+{\dot{h}}_{DK,corr}$$

In the estimation of the memory effect on the gradient information of the pressure p ₂₂ in the volume V ₂₂ enters. The output of the estimation is the actual EGR mass flow ṁ _AGR and the mass or volume flow in the internal combustion engine 2 which are estimated depending on the given variances of the quantities. The estimation equation for the first Kalman filter 37 is as follows: $$\frac{d{H}_{22}}{dt}=\frac{\frac{d{p}_{22}}{dt}{V}_{22}}{R_K}={\dot{H}}_{AGR}-{\dot{H}}_{cyl}+{\dot{H}}_{DK.cOrr}$$

Die Schätzung kann jedoch auch beliebig auf den Drosselklappenmassenstrom und den Saugrohrdruck erweitert werden.However, the estimate can also be extended arbitrarily to the throttle mass flow and the intake manifold pressure.

In einem dem ersten Kalman-Filter 37 nachgeordneten zweiten Kalman-Filter 38 wird dann die Differenz des modellierten Ist-AGR-Massenstroms ṁ_AGR,mod und des geschätzten Ist-AGR-Massenstroms ṁ_AGR aufgrund der Schätzung innerhalb des Volumens V₂₂ auf die effektive Öffnungsquerschnitt-Ventilfläche a_AGR und des Abgasgegendrucks P₃ gemäß der vorgegebenen Varianzen für die einzelnen Größen verteilt. Ausgänge sind dabei der geschätzte effektive Öffnungsquerschnitt a_AGR und der Abgasgegendruck p₃.In a first Kalman filter 37 downstream second Kalman filter 38 is then the difference of the modeled actual EGR mass flow ṁ _{AGR, mod} and the estimated actual EGR mass flow ṁ _EGR based on the estimate within the volume V ₂₂ to the effective opening area valve area a _AGR and the exhaust back pressure P ₃ according to the predetermined variances distributed for the individual sizes. Outputs are the estimated effective opening cross-section a _EGR and the exhaust back pressure p ₃ .

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 60002238 T2 [0004]DE 60002238 T2 [0004]
• DE 10242234 B4 [0005]DE 10242234 B4 [0005]

Claims (13)

Verfahren zum Betreiben des Verbrennungsmotors (2) abhängig von einer geschätzten Gassystemgröße (ṁ_AGR), wobei die geschätzte Gassystemgröße (ṁ_AGR) in einem Gasführungssystem eines Verbrennungsmotors (2) mit folgenden Schritten bestimmt wird: - Bereitstellen einer Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod) gemäß einer hohen Abtastrate; - Durchführen einer Bilanzierung von Massen- oder Enthalpieströmen unter Berücksichtigung der Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod), um einen Massen- bzw. Enthalpiestrom (ḣ_DK,Prd) zu erhalten; - Korrigieren des Massen- bzw. Enthalpiestroms (ḣ_DK,Prd) abhängig von einer redundant ermittelten weiteren Gassystemgröße (ḣ_HFM), die mit einer niedrigen Abtastrate bereitgestellt wird; - Gewichten der bereitgestellten Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod) abhängig von dem korrigierten Massen- bzw. Enthalpiestrom (ḣ_DK,corr), um die geschätzte Gassystemgröße (ṁ_AGR) zu erhalten; - Betreiben des Verbrennungsmotors (2) abhängig von der geschätzten Gassystemgröße (ṁ_AGR).Method for operating the internal combustion engine (2) as a function of an estimated gas system variable (ṁ _AGR ), wherein the estimated gas system variable (ṁ _EGR ) in a gas guidance system of an internal combustion engine (2) is determined by the following steps: - providing an actual gas system variable (ṁ _{AGR, mod} ) according to a high sampling rate; - Performing balancing of mass or enthalpy flows taking into account the actual gas system size (ṁ _{AGR, mod} ) to obtain a mass or enthalpy flow (ḣ _{DK, Prd} ); - Correcting the mass or enthalpy flow (ḣ _{DK, Prd} ) depending on a redundant determined further gas system size (ḣ _HFM ), which is provided with a low sampling rate; - weighting the provided actual gas system quantity (ṁ _{EGR, mod} ) in dependence on the corrected mass or enthalpy flow (ḣ _{DK, corr} ) to obtain the estimated gas system quantity (ṁ _EGR ); - Operating the internal combustion engine (2) depending on the estimated gas system size (ṁ _EGR ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Massen- bzw. Enthalpiestrom (ḣ_DK,Prd) vor dem Korrigieren dynamisch angepasst wird, insbesondere tiefpassgefiltert und durch Berücksichtigen einer vorgegebenen Totzeit modifiziert wird.Method according to Claim 1 , wherein the mass or enthalpy current (ḣ _{DK, Prd} ) is adjusted dynamically before correction, in particular low-pass filtered and modified by taking into account a predetermined dead time. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gewichten durch Anwenden eines Kalman-Filters auf die bereitgestellte Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod) abhängig von dem korrigierten Massen- bzw. Enthalpiestrom (ḣ_DK,corr) durchgeführt wird, um die geschätzte Gassystemgröße (ṁ_AGR) zu erhalten.Method according to Claim 1 or 2 wherein the weighting is performed by applying a Kalman filter to the provided actual gas system quantity (ṁ _{AGR, mod} ) depending on the corrected enthalpy flow (ḣ _{DK, corr} ) to obtain the estimated gas system amount (ṁ _EGR ) , Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod) und die geschätzte Gassystemgröße (ṁ_AGR) einem AGR-Massenstrom durch eine Abgasrückführungsleitung (8) des Verbrennungsmotors (2) oder einem Drosselklappenmassenstrom durch eine Drosselklappe (7) des Verbrennungsmotors (2) entspricht.Method according to one of Claims 1 to 3 , wherein the actual gas system size (ṁ _{AGR, mod} ) and the estimated gas system size (ṁ _AGR ) corresponds to an EGR mass flow through an exhaust gas recirculation line (8) of the internal combustion engine (2) or a throttle mass flow through a throttle valve (7) of the internal combustion engine (2) , Verfahren nach Anspruch 4, wobei die weitere Gassystemgröße (ḣ_HFM) einem Luftmassenstrom durch die Drosselklappe (7) entspricht, die insbesondere durch einen Luftmassenmesser eingangsseitig eines Luftzuführungssystems (4) des Gasführungssystems gemessen wird.Method according to Claim 4 , wherein the further gas system size (ḣ _HFM ) corresponds to an air mass flow through the throttle valve (7), which is measured in particular by an air mass meter on the input side of an air supply system (4) of the gas supply system. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Korrigieren des Massen- bzw. Enthalpiestroms (ḣ_DK,Prd) durch Differenzbildung mit der redundant ermittelten weiteren Gassystemgröße (ḣ_HFM) und insbesondere durch anschließendes Tiefpassfiltern sowie durch Addieren zu dem Massen- bzw. Enthalpiestrom (ḣ_DK,Prd) durchgeführt wird.Method according to one of Claims 1 to 5 in which the correction of the mass or enthalpy stream (ḣ _{DK, Prd} ) is carried out by _subtraction with the redundantly determined further gas system variable (ḣ _HFM ) and in particular by subsequent low-pass filtering and by addition to the mass or enthalpy stream (ḣ _{DK, Prd} ) becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR) gemessen oder mithilfe einer Drosselgleichung bestimmt wird.Method according to one of Claims 1 to 6 , wherein the actual gas system size (ṁ _AGR ) is measured or determined by means of a throttle equation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Massen- bzw. Enthalpiestrom (ḣ_DK,Prd) mithilfe einer Gasgleichung abhängig von einem Druckverlauf und einem Volumen (V₂₂) bestimmt wird.Method according to one of Claims 1 to 7 , where the mass or enthalpy flow (ḣ _{DK, Prd} ) is determined by means of a gas equation dependent on a pressure _curve and a volume (V ₂₂ ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit den weiteren Schritten: - Anwenden eines weiteren Kalman-Filters (38) auf die geschätzte Gassystemgröße (ṁ_AGR), um die geschätzte Systemzustandsgröße (a_AGR,p₃) zu erhalten; und - Betreiben des Verbrennungsmotors (2) abhängig von der geschätzten Systemzustandsgröße.Method according to one of Claims 1 to 8th , further comprising the steps of: - applying another Kalman filter (38) to the estimated gas system quantity (ṁ _AGR ) to obtain the estimated system state quantity (a _AGR, p ₃ ); and - operating the internal combustion engine (2) depending on the estimated system state quantity. Vorrichtung zum Betreiben des Verbrennungsmotors (2) abhängig von einer geschätzten Gassystemgröße (ṁ_AGR), wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um die geschätzte Gassystemgröße (ṁ_AGR), in einem Gasführungssystem eines Verbrennungsmotors (2) zu bestimen, indem: - eine Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod) gemäß einer hohen Abtastrate bestimmt wird; - eine Bilanzierung von Massen- oder Enthalpieströmen unter Berücksichtigung der Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod) durchgeführt wird, um einen Massen- bzw. Enthalpiestrom zu erhalten; - der Massen- bzw. Enthalpiestrom (ḣ_DK,Prd) abhängig von einer redundant ermittelten weiteren Gassystemgröße (ḣ_HFM) korrigiert wird, die mit einer niedrigen Abtastrate bereitgestellt wird; - die bereitgestellte Ist-Gassystemgröße (ṁ_AGR,mod) abhängig von dem korrigierten Massen- bzw. Enthalpiestrom (ḣ_DK,corr) korrigiert wird, um die geschätzte Gassystemgröße (ṁ_AGR) zu erhalten, und - der Verbrennungsmotor (2) abhängig von der geschätzten Gassystemgröße (ṁ_AGR) betrieben wird.Device for operating the internal combustion engine (2) depending on an estimated gas system quantity (ṁ _AGR), wherein the apparatus is adapted to bestimen the estimated gas system quantity (ṁ _AGR) in a gas conveyance system of an internal combustion engine (2) by: - an actual Gas system size (ṁ _{AGR, mod} ) is determined according to a high sampling rate; - balancing of mass or enthalpy flows taking into account the actual gas system size (ṁ _{AGR, mod} ) is performed to obtain a mass or enthalpy current; the mass or enthalpy current (ḣ _{DK, Prd} ) is _{corrected as a} function of a redundantly determined further gas system quantity (ḣ _HFM ) which is provided at a low sampling rate; the actual gas system variable (ṁ _{AGR, mod} ) provided is corrected as a function of the corrected mass flow or enthalpy flow (ḣ _{DK, corr} ) in order to obtain the estimated gas system variable (ṁ _AGR ), and - the internal combustion engine (2) depends on the estimated gas system size (ṁ _AGR ) is operated. Motorsystem (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) und eine Vorrichtung nach Anspruch 10.Engine system (1) with an internal combustion engine (2) and a device according to Claim 10 , Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.Computer program adapted to perform all steps of a procedure according to one of Claims 1 to 9 perform. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which a computer program is based Claim 12 is stored.

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