DE102018200175A1 - Method for servicing a computing unit and for operating an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedaten einer Recheneinheit zur Ansteuerung einer Brennkraftmaschine, um während eines Betriebs der Brennkraftmaschine aus einem vorgegebenen Drehmoment (M) wenigstens eine in die Brennkraftmaschine einzubringende Kraftstoffmenge (Q) zu ermitteln, wobei ein Datenmodell (D) erstellt wird, in dem wenigstens ein für eine Einspritzung von Kraftstoff relevanter Kraftstoffparameter (K, K, K, K) und wenigstens ein für in der Brennkraftmaschine vorhandene Luftmenge relevanter Luftparameter (L, L) als Eingangsgrößen berücksichtigt werden, und wobei Werte für die Kraftstoffmenge (Q) basierend auf jeweiligen Werten einer Gesamtkraftstoffmenge (G), die jeweils einem Wert eines vorgebbaren Drehmoments (M) entsprechen, ermittelt und auf der Recheneinheit hinterlegt werden.The invention relates to a method for servicing a computing unit for controlling an internal combustion engine in order to determine at least one fuel quantity (Q) to be introduced into the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine, wherein a data model (D) is created at least one fuel parameter (K, K, K) relevant to an injection of fuel and at least one air parameter (L, L) of relevant air parameters in the internal combustion engine are taken into account as input variables, and values for the fuel quantity (Q) are based on respective values of a total amount of fuel (G), each corresponding to a value of a predetermined torque (M), determined and stored on the arithmetic unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedaten einer Recheneinheit und zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in wenigstens zwei verschiedenen Betriebsmodi sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for servicing a computing unit and for operating an internal combustion engine in at least two different operating modes as well as a computer unit and a computer program for its implementation.

Stand der TechnikState of the art

Brennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschinen bzw. selbstzündende Brennkraftmaschinen, können in der Regel in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden. Neben einem regulären Betriebsmodus existieren meist noch ein oder mehrere Regenerationsmodi, bei denen beispielsweise ein Katalysator gereinigt wird. Dabei wird der Betrieb der Brennkraftmaschine mittels einer Recheneinheit (sog. Motorsteuergerät, engl. engine control unit, ECU) gesteuert, die Motorsteuerfunktionen aufgrund hinterlegter Daten und Parameter ausführt, um dabei insbesondere Prozessgrößen (Kraftstoffeinspritzmenge, Zündzeitpunkt, Luftmasse usw.) mittels Aktoren so einzustellen, dass die Brennkraftmaschine auf die erwünschte Weise arbeitet und dem angetriebenen Fahrzeug das geforderte Drehmoment zur Verfügung stellen kann.Internal combustion engines, in particular diesel internal combustion engines or self-igniting internal combustion engines, can generally be operated in different operating modes. In addition to a regular operating mode, there are usually one or more regeneration modes in which, for example, a catalyst is cleaned. The operation of the internal combustion engine is controlled by means of a computer unit (so-called engine control unit, ECU) which executes engine control functions based on stored data and parameters in order to set process variables (fuel injection quantity, ignition time, air mass, etc.) by means of actuators in that the internal combustion engine operates in the desired manner and can provide the required torque to the driven vehicle.

Zur Vorgabe einer in die Brennkraftmaschine einzubringenden Kraftstoffmenge ist es üblich, für jeden der Betriebsmodi jeweils nötige Parameter separat vorzugeben. Dies ist beispielsweise aus der DE 10 2004 041 218 A1 bekannt. Aus der DE 10 2004 054 240 A1 ist zudem bekannt, pro Arbeitstakt mehrere Einzel-Einspritzungen vorzunehmen.To specify an amount of fuel to be introduced into the internal combustion engine, it is customary to preselect parameters separately for each of the operating modes. This is for example from the DE 10 2004 041 218 A1 known. From the DE 10 2004 054 240 A1 is also known to make several individual injections per stroke.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Bedaten einer Recheneinheit zur Ansteuerung einer Brennkraftmaschine, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Recheneinheiten und ein Computerprogramm zu deren Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for servicing a computing unit for controlling an internal combustion engine, a method for operating an internal combustion engine as well as computing units and a computer program for carrying them out with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Bedaten einer Recheneinheit zur Ansteuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Diesel-Brennkraftmaschine, um während eines Betriebs der Brennkraftmaschine aus einem vorgegebenen Drehmoment wenigstens eine in die Brennkraftmaschine bzw. deren Zylinder einzubringende Kraftstoffmenge zu ermitteln. Bei dieser Kraftstoffmenge kann es sich insbesondere um eine Kraftstoffmenge einer Haupteinspritzung handeln, also derjenigen Einspritzung von mehreren Einspritzungen pro Arbeitstakt, mittels welcher die größte Kraftstoffmenge eingebracht wird. Dabei wird ein Datenmodell erstellt, in dem wenigstens ein für eine Einspritzung von Kraftstoff relevanter Kraftstoffparameter und wenigstens ein für eine in der Brennkraftmaschine vorhandene Luftmenge relevanter Luftparameter als Eingangsgrößen berücksichtigt werden. Ein solches Datenmodell kann beispielsweise basierend auf Simulation und/oder Testmessungen (Stichwort: Design of Experiment) erfolgen. Dann werden Werte für die Kraftstoffmenge basierend auf jeweiligen Werten einer Gesamtkraftstoffmenge, die jeweils einem Wert eines vorgebbaren Drehmoments entsprechen, ermittelt und auf der Recheneinheit hinterlegt. Bei solchen vorgebbaren Drehmomenten kann es sich um solche Drehmomente handeln, die während eines Betriebs der Brennkraftmaschine auftreten können, insbesondere in Abhängigkeit von einem Fahrerwunsch.A method according to the invention serves to condition a computing unit for controlling an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine, in order to determine at least one fuel quantity to be introduced into the internal combustion engine or its cylinder during operation of the internal combustion engine from a predetermined torque. This fuel quantity may in particular be a fuel quantity of a main injection, that is to say the injection of a plurality of injections per power stroke, by means of which the largest amount of fuel is introduced. In this case, a data model is created in which at least one fuel parameter relevant to an injection of fuel and at least one relevant air quantity of relevant air parameters in the internal combustion engine are taken into account as input variables. Such a data model can for example be based on simulation and / or test measurements (keyword: Design of Experiment). Then, values for the amount of fuel based on respective values of a total fuel amount, each corresponding to a value of a predetermined torque, determined and stored on the arithmetic unit. Such predefinable torques may be those torques which may occur during operation of the internal combustion engine, in particular as a function of a driver's request.

Bei dem wenigstens einen Kraftstoffparameter kann es sich dabei insbesondere um einen der folgenden Parameter handeln: eine Anzahl an Einzel-Einspritzungen, Kraftstoffmengen der Einzel-Einspritzungen, und einen Kurbelwellenwinkel eines Einspritzbeginns der Einzel-Einspritzungen. Bei dem wenigstens einen Luftparameter kann es sich dabei insbesondere um einen der folgenden Parameter handeln: eine Menge an frischer Luft in Zylindern der Brennkraftmaschine, eine Menge an rückgeführtem Abgas in Zylindern der Brennkraftmaschine, ein Druck von frischer Luft in einer Zuführung und eine Temperatur von frischer Luft in einer Zuführung.The at least one fuel parameter may in particular be one of the following parameters: a number of individual injections, fuel quantities of the individual injections, and a crankshaft angle of an injection start of the individual injections. The at least one air parameter may in particular be one of the following parameters: a quantity of fresh air in cylinders of the internal combustion engine, an amount of recirculated exhaust gas in cylinders of the internal combustion engine, a pressure of fresh air in a supply and a temperature of fresh Air in a feeder.

Bislang war es üblich, die Kraftstoffparameter und die Luftparameter getrennt voneinander vorzugeben. Wenn also ein Kraftstoffparameter verändert wurde, wurden die Luftparameter allenfalls linear interpoliert. Im Regelfall werden dabei ein oder mehrere Kraftstoffparameter einfach auf einen bestimmten Wert eingestellt, die übrigen Parameter und insbesondere die Luftparameter mussten dann angepasst werden, während beispielsweise versucht wird, das Drehmoment konstant zu halten oder aber an einen angeforderten Wert anzupassen, was jedoch zu vielen Iterationen führen kann. Ebenso denkbar ist, dass herkömmlicherweise gewisse Bedingungen wie eine maximal verfügbare Luftmenge nicht oder nur schlecht berücksichtigt werden können. Dies führt zu Ungenauigkeiten bei solchen Übergängen und damit zu einem Risiko erhöhter StickoxidEmissionen.So far, it has been customary to specify the fuel parameters and the air parameters separately. So if a fuel parameter was changed, the air parameters were at most linearly interpolated. As a rule, one or more fuel parameters are simply set to a specific value, the other parameters and in particular the air parameters then had to be adjusted while, for example, trying to keep the torque constant or to adapt it to a requested value, but this leads to many iterations can lead. It is also conceivable that conventionally certain conditions such as a maximum available amount of air can not or only badly be taken into account. This leads to inaccuracies in such transitions and thus to a risk of increased nitrogen oxide emissions.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren hingegen treten solche Ungenauigkeiten nicht auf oder sind zumindest deutlich geringer, da die relevanten Parameter, also Kraftstoffparameter und Luftparameter, gleichzeitig auf einen Wert eingestellt werden, von dem bekannt ist, dass er zu möglichst geringen Emissionen führt, während aber das Drehmoment konstant gehalten bzw. auf einem angeforderten Wert eingestellt werden kann. Insbesondere können auch etwaige Nichtlinearitäten insbesondere bei der Luftmenge sehr einfach und schnell berücksichtigt werden. Denkbar ist, dass für die Luftparameter auch Werte einer Lambda-Sonde bzw. Lambda-Werte im Abgas und/oder modellierte Wert hierzu mit berücksichtigt werden. Damit kann die Genauigkeit weiter erhöht werden.In the proposed method, however, such inaccuracies do not occur or are at least significantly lower, since the relevant parameters, ie fuel parameters and air parameters, are simultaneously set to a value that is known to result in the lowest possible emissions, while the torque kept constant or on one requested value can be set. In particular, any nonlinearities, especially in the amount of air can be considered very easily and quickly. It is conceivable that values of a lambda sensor or lambda values in the exhaust gas and / or modeled value for this purpose are also taken into account for the air parameters. Thus, the accuracy can be further increased.

Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine in wenigstens zwei verschiedenen Betriebsmodi betreibbar, wobei dann die Werte für die Kraftstoffmenge basierend auf der Gesamtkraftstoffmenge, für eine Zeitdauer während eines Übergangs von einem Betriebsmodus in einen anderen Betriebsmodus, d.h. für den gesamten Übergang oder aber auch nur einem Teil davon, ermittelt werden.Preferably, the internal combustion engine is operable in at least two different modes of operation, wherein then the values for the amount of fuel based on the total fuel amount, for a period of time during a transition from one operating mode to another operating mode, i. for the whole transition or only part of it.

Unter einem Übergang ist dabei insbesondere ein solcher Übergang zu verstehen, bei dem eine Änderung eines Drehmoments der Brennkraftmaschine und/oder einer Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder einer Geschwindigkeit eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs und/oder einer in Zylinder der Brennkraftmaschine einzubringenden Menge an Luft vorgenommen wird, insbesondere jeweils um wenigstens 10%, bevorzugt um wenigstens 20%, besonders bevorzugt um wenigstens 30%, und insbesondere jeweils auch in sehr kurzer Zeit.A transition is to be understood in particular as meaning a transition in which a change of a torque of the internal combustion engine and / or a rotational speed of the internal combustion engine and / or a speed of a vehicle driven by the internal combustion engine and / or an amount of air to be introduced into the cylinder of the internal combustion engine in each case by at least 10%, preferably by at least 20%, particularly preferably by at least 30%, and in each case also in a very short time.

Für Zeitdauern während eines Betriebsmodus, d.h. wenn dieser nicht gewechselt wird, können die Kraftstoffparameter und Luftparameter auch auf herkömmliche Weise berücksichtigt werden, d.h. getrennt voneinander, wenngleich die Verwendung des Datenmodells vorteilhaft ist. Bei den Übergängen mit starken Änderungen verschiedener Größen wie Drehmoment, Drehzahl, Geschwindigkeit bzw. Menge an Luft hat die Verwendung des Datenmodells jedoch besonders starke Auswirkungen, da hier bislang besonders große Ungenauigkeiten aufgetreten sind.For periods of time during an operating mode, i. if it is not changed, the fuel parameters and air parameters may also be considered in a conventional manner, i. separated, although the use of the data model is advantageous. However, the use of the data model has a particularly strong impact on transitions involving large changes in various quantities, such as torque, speed, speed, and air volume, as it has been particularly prone to inaccuracies.

Vorzugsweise umfassen die wenigstens zwei Betriebsmodi einen regulären Betriebsmodus und wenigstens einen Regenerationsmodus. Der wenigstens eine Regenerationsmodus umfasst dann zweckmäßigerweise einen Regenerationsmodus, bei dem eine Verbrennungstemperatur und/oder eine Konzentration an Kohlenmonoxid im Abgas höher sind als bei dem regulären Betriebsmodus. Hierbei handelt es sich um insbesondere bei einer Diesel-Brennkraftmaschine verwendete Betriebsmodi, bei denen das vorgeschlagene Verfahren besonders zur Reduktion von Emissionen beitragen kann.Preferably, the at least two modes of operation include a regular operating mode and at least one regeneration mode. The at least one regeneration mode then expediently comprises a regeneration mode in which a combustion temperature and / or a concentration of carbon monoxide in the exhaust gas are higher than in the regular operating mode. These are operating modes used in particular in a diesel internal combustion engine, in which the proposed method can contribute particularly to the reduction of emissions.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem aus einem vorgegebenen Drehmoment wenigstens eine in die Brennkraftmaschine einzubringende Kraftstoffmenge ermittelt wird, unter Verwendung einer nach einem erfindungsgemäßen Verfahren bedateten Recheneinheit, wobei die ermittelte Kraftstoffmenge dann in die Brennkraftmaschine eingebracht wird.The invention further relates to a method for operating an internal combustion engine, wherein at least one fuel quantity to be introduced into the internal combustion engine is determined from a predetermined torque, using a computing unit which is calibrated according to a method of the invention, wherein the determined fuel quantity is then introduced into the internal combustion engine.

Mit anderen Worten wird also die Kraftstoffmenge basierend auf einer Gesamtkraftstoffmenge, die aus dem vorgegebenen Drehmoment ermittelt wird, unter Verwendung eines Datenmodells ermittelt, in welchem wenigstens ein für eine Einspritzung von Kraftstoff relevanter Kraftstoffparameter und wenigstens ein für in der Brennkraftmaschine vorhandene Luftmenge relevanter Luftparameter berücksichtigt werden. Die ermittelte Kraftstoffmenge wird dann in die Brennkraftmaschine eingebracht.In other words, therefore, the fuel quantity is determined based on a total amount of fuel determined from the predetermined torque using a data model in which at least one fuel parameter relevant to fuel injection and at least one air quantity of relevant air parameters present in the engine are considered , The determined amount of fuel is then introduced into the internal combustion engine.

Hinsichtlich der Vorteile und bevorzugter Ausgestaltungen dieses weiteren Verfahrens sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf obige Ausführungen zum Verfahren zum Bedaten verwiesen, die hier entsprechend gelten.With regard to the advantages and preferred embodiments of this further method, reference is made to the above statements on the method for Bedaten to avoid repetition, which apply here accordingly.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs (Motorsteuergerät), ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen bzw. sie ist nach einem erfindungsgemäßen Verfahren bedatet.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control unit of a motor vehicle (engine control unit) is, in particular programmatically, adapted to carry out a method according to the invention or it is bedatet according to a method of the invention.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the method in the form of a computer program is advantageous because this causes very low costs, especially if an executive controller is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described below with reference to the drawing.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine, mit der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann. 1 schematically shows an internal combustion engine with which a method according to the invention can be carried out.
  • 2 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Bedatung einer Recheneinheit. 2 shows a non-inventive Bedatung a computing unit.
  • 3 zeigt eine Bedatung einer Recheneinheit gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform. 3 shows a Bedatung a computing unit according to a method of the invention in a preferred embodiment.
  • 4 zeigt schematisch einen Übergang zwischen Betriebsmodi im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. 4 schematically shows a transition between operating modes in the context of a method according to the invention in a further preferred embodiment.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine100 gezeigt, mit der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann. Bei der Brennkraftmaschine 100 handelt es sich um eine Diesel-Brennkraftmaschine bzw. eine Brennkraftmaschine mit Selbstzündung.In 1 is schematically an internal combustion engine 100 shown with which a method according to the invention can be carried out. In the internal combustion engine 100 it is a diesel internal combustion engine or an internal combustion engine with auto-ignition.

Die Brennkraftmaschine 100 weist beispielhaft vier Brennräume bzw. Zylinder 101 auf, denen jeweils ein Kraftstoffinjektor 110 zugeordnet ist. Aus einem Hochdruckspeicher 120, der über eine hier nicht dargestellte Kraftstoffpumpe aus einem Tank mit Kraftstoff befüllt werden kann, kann den Kraftstoffinjektoren 110 Kraftstoff zugeführt werden, um so Kraftstoff in die Brennkraftmaschine 100 bzw. deren Zylinder 101 einzubringen.The internal combustion engine 100 has four combustion chambers or cylinders as an example 101 on each of which a fuel injector 110 assigned. From a high pressure storage 120 , which can be filled from a tank with fuel via a fuel pump, not shown here, the fuel injectors 110 Fuel is supplied to fuel in the internal combustion engine 100 or their cylinders 101 contribute.

Weiterhin ist ein Luftsystem 130 schematisch angedeutet, über welches der Brennkraftmaschine 100 bzw. deren Zylindern 101 Frischluft zugeführt werden kann. Ebenso ist ein Abluft- bzw. Abgassystem 131 schematisch angedeutet, mit dem nicht nur Abgas aus der Brennkraftmaschine herausgeführt, sondern teilweise auch wieder rückgeführt werden kann (Abgasrückführung).Furthermore, an air system 130 indicated schematically over which the internal combustion engine 100 or their cylinders 101 Fresh air can be supplied. Likewise, an exhaust or exhaust system 131 indicated schematically, not only led out with the exhaust gas from the internal combustion engine, but also partly can be recycled (exhaust gas recirculation).

Zudem ist eine Recheneinheit 180, beispielweise ein Steuergerät, gezeigt, mittels dessen die Brennkraftmaschine 100 betrieben werden kann, d.h. es können damit die Kraftstoffinjektoren 110, nötige Ventile bzw. das Luftsystem 130 sowie ggf. das Abluftsystem 131 angesteuert werden.In addition, there is a computing unit 180 , For example, a control unit, shown by means of which the internal combustion engine 100 can be operated, ie it can thus the fuel injectors 110 , necessary valves or the air system 130 as well as possibly the exhaust air system 131 be controlled.

In 2 ist eine nicht erfindungsgemäße Bedatung einer Recheneinheit gezeigt. Hierzu ist zunächst anzumerken, dass bei einem späteren Betrieb der Brennkraftmaschine beispielsweise von einem Fahrer ein Drehmoment M bzw. ein Wert für ein solches Drehmoment vorgegeben werden kann. Um dieses gewünschte bzw. vorgegebene Drehmoment dann auch möglichst genau umzusetzen, ist es nötig, eine bestimmte Kraftstoffmenge (insbesondere für eine Haupteinspritzung, aber auch für Vor- bzw. Nacheinspritzungen) einzubringen. Hierzu können im Rahmen der Bedatung für verschiedene Werte für das Drehmoment M entsprechende Werte für die Kraftstoffmenge in der Recheneinheit hinterlegt werden.In 2 a not according to the invention Bedatung a computing unit is shown. For this purpose, it should first be noted that during a later operation of the internal combustion engine, for example by a driver, a torque M or a value for such a torque can be specified. To implement this desired or predetermined torque as accurately as possible, it is necessary to introduce a certain amount of fuel (in particular for a main injection, but also for pre- and post-injections). For this purpose, corresponding values for the fuel quantity in the arithmetic unit can be stored as part of the calibration for different values for the torque M.

Bei der Bedatung kann zunächst aus einem Wert für ein Drehmoment M, das wie erwähnt beim Betrieb der Brennkraftmaschine später vorgegeben werden kann, eine Gesamtkraftstoffmenge G bzw. ein Wert hierfür ermittelt werden, die nötig ist, um das vorgegebenen Drehmoment M zu erreichen. Dies kann unter Verwendung einer Zuordnungstabelle oder Zuordnungsfunktion K erfolgen, die beispielsweise in Art eines Kennfelds vorliegt. Eine solche Zuordnungstabelle kann dann dabei spezifisch für eine bestimmte Brennkraftmaschine bzw. einen bestimmten Typ von Brennkraftmaschine im Rahmen einer Simulation und/oder von Testmessungen ermittelt worden sein.In the case of the calculation can first of a value for a torque M which can be specified later as mentioned during operation of the internal combustion engine, a total amount of fuel G or a value to be determined for this, which is necessary to the predetermined torque M to reach. This can be done using a mapping table or mapping function K, which is present for example in the manner of a map. Such an assignment table can then have been determined specifically for a specific internal combustion engine or a specific type of internal combustion engine within the framework of a simulation and / or test measurements.

Aus der Gesamtkraftstoffmenge G wird bei der Bedatung dann eine Kraftstoffmenge Q bzw. ein Wert hierfür ermittelt, die in einer Haupteinspritzung mittels eines Kraftstoffinjektors in die Brennkraftmaschine einzubringen ist. Hierzu werden beispielhaft drei Kraftstoffparameter K1 , K2 und K3 berücksichtigt, hier in Form von Kraftstoffmengen von Voreinspritzungen bzw. Nacheinspritzungen, die dementsprechend von der Gesamtkraftstoffmenge abgezogen werden.From the total fuel quantity G when fueling, then a quantity of fuel Q or a value determined therefor, which is to be introduced in a main injection by means of a fuel injector in the internal combustion engine. For this example, three fuel parameters K 1 . K 2 and K 3 considered, here in the form of fuel quantities of pilot injections or post-injections, which are deducted accordingly from the total amount of fuel.

Außerdem wird im Rahmen der Bedatung - und zwar getrennt von der Kraftstoffmenge Q - ein Wert für einen Luftparameter L1 , beispielsweise eine Menge an frischer Luft, die in Zylinder einzubringen ist, ermittelt.Also, within the scope of the fueling - and separate from the fuel quantity Q - a value for an air parameter L 1 For example, a quantity of fresh air to be introduced into cylinders is determined.

Diese im Rahmen der Bedatung ermittelten Werte einer Kraftstoffmenge bzw. eines Luftparameters für verschiedene mögliche Werte eines Drehmoments, die später während eines Betriebs gefordert sein können, werden dann in der Recheneinheit hinterlegt.These values of a fuel quantity or an air parameter for various possible values of a torque, which values may be required later during operation, are then stored in the arithmetic unit.

Die getrennte Berücksichtigung der Kraftstoffparameter und Luftparameter führt nun bei der Bedatung, und zwar insbesondere bei der Ermittlung von Werten für einen Übergang zwischen verschiedenen Betriebsmodi, dazu, dass bei der Änderung beispielsweise eines Kraftstoffparameters zunächst die Luftparameter (und ggf. die übrigen Kraftstoffparameter) konstant gehalten werden müssen und erst später im Rahmen wiederholter Anpassungen geändert werden. Insgesamt führt dies zu Ungenauigkeiten bei der Ermittlung der einzelnen Werte für die Parameter und so auch zu möglicherweise überhöhten Stickoxidemissionen.The separate consideration of the fuel parameters and air parameters now leads in the case of the calculation, in particular in the determination of values for a transition between different operating modes, that when changing, for example, a fuel parameter initially the air parameters (and possibly the other fuel parameters) kept constant and have to be changed later in the course of repeated adjustments. Overall, this leads to inaccuracies in determining the individual values for the parameters and thus also to possibly excessive nitrogen oxide emissions.

In 3 ist nun eine Bedatung einer Recheneinheit nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Auch hier wird zunächst aus einem Wert für ein Drehmoment M, das beim Betrieb der Brennkraftmaschine später beispielsweise von einem Fahrer vorgegeben werden kann, kann zunächst eine Gesamtkraftstoffmenge G bzw. ein Wert hierfür ermittelt, die nötig ist, um das vorgegebenen Drehmoment M zu erreichen. Auch hier kann dies - wie bereits in Bezug auf 2 erläutert - unter Verwendung einer Zuordnungstabelle K oder dergleichen erfolgen.In 3 is now a Bedatung a computing unit according to a method of the invention shown in a preferred embodiment. Again, initially, a value for a torque M , which can later be specified, for example, by a driver during operation of the internal combustion engine, can initially be a total amount of fuel G or a value determined therefor, which is necessary to the predetermined torque M to to reach. Again, this may be - as already described in relation to 2 explained - using a mapping table K or the like.

Nun werden jedoch sowohl die Kraftstoffparameter, hier beispielhaft K1 , K2 , K3 und K4 , als auch die Luftparameter, hier beispielhaft L1 und L2 , als Eingangsgrößen in ein Datenmodell D gegeben. Die Kraftstoffparameter können nicht nur Kraftstoffmengen von Vor- bzw. Nacheinspritzungen umfassen, sondern auch die Anzahl der Einspritzungen und zugehörige Kurbelwellenwinkel der Einspritzungen. Die Luftparameter können beispielsweise eine Menge an frischer Luft, die in Zylinder einzubringen ist und eine Menge rückgeführtem Abgas umfassen, oder auch wie erwähnt einen Druck und/oder eine Temperatur der frischen Luft in der Zuführung.Now, however, both the fuel parameters are exemplary here K 1 . K 2 . K 3 and K 4 , as well as the air parameters, here exemplary L 1 and L 2 , as input to a data model D given. The fuel parameters may include not only fuel amounts of pre- and post-injections, but also the number of injections and associated crankshaft angles of the injections. The air parameters may include, for example, an amount of fresh air to be introduced into cylinders and a quantity of recirculated exhaust gas, or as mentioned, a pressure and / or a temperature of the fresh air in the supply.

Das Datenmodell D kann hier zunächst initial ermittelt werden, bevor mit der Bedatung begonnen wird. Hierzu können im Rahmen von Simulation bzw. Testmessungen beispielsweise verschiedenen Zusammenhänge der jeweiligen Parameter, d.h. insbesondere Kraftstoffparameter und Luftparameter, ermittelt werden, sowie deren Einfluss auf die zu ermittelnde Kraftstoffmenge. Dabei kann das Datenmodell basierend auf Daten ermittelt bzw. aufgebaut werden, welche in der Brennkraftmaschine im Betrieb erfasst werden. Das Datenmodell sollte dabei einmal zum Beginn bzw. initial ermittelt werden, insbesondere im Rahmen des erwähnten Design of Experiment.The data model D can initially be determined here initially, before the calculation is started. For this purpose, in the context of simulation or test measurements, for example, various relationships of the respective parameters, ie in particular fuel parameters and air parameters, can be determined, as well as their influence on the fuel quantity to be determined. In this case, the data model can be determined or constructed on the basis of data which are recorded in the internal combustion engine during operation. The data model should be determined once at the beginning or initially, in particular within the scope of the mentioned Design of Experiment.

Aus dem Datenmodell D kann nun basierend auf den jeweiligen Parametern als Eingangsgrößen beispielsweise eine Kraftstoffmenge ermittelt werden, die von der Gesamtkraftstoffmenge G abzuziehen ist, um eine Kraftstoffmenge Q für eine Haupteinspritzung bzw. einen Wert hierfür zu erhalten. Der Wert für die Kraftstoffmenge Q kann dann als zu einem bestimmten Wert eines vorgegebenen Drehmoments M gehörig in der Recheneinheit hinterlegt werden. Dies kann für mehrere verschiedene Werte von Drehmoment und Kraftstoffmenge erfolgen.From the data model D can now be determined based on the respective parameters as input variables, for example, a fuel amount of the total amount of fuel G deduct to a fuel amount Q for a main injection or to obtain a value for this. The value for the fuel quantity Q can then than to a certain value of a given torque M duly be deposited in the arithmetic unit. This can be done for several different values of torque and fuel quantity.

Auf diese Weise können nun sehr einfach und schnell sehr genaue Werte für die einzubringende Kraftstoffmenge erhalten werden. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn eine solche Bedatung, d.h. die vorstehend beschriebene Vorgehensweise mit dem Datenmodell, für eine Zeitdauer während eines Übergangs T zwischen Betriebsmodi der Brennkraftmaschine erfolgt, wie in 4 gezeigt.In this way, it is now very easy and fast to obtain very accurate values for the quantity of fuel to be introduced. In this case, it is particularly preferable if such a parameterization, ie the procedure described above with the data model, for a period of time during a transition T between operating modes of the internal combustion engine, as in 4 shown.

Hier stellt der Betriebsmodus B1 einen regulären Betriebsmodus dar, der Betriebsmodus B2 hingegen einen Regenerationsmodus, in dem beispielsweise durch höhere Temperaturen ein Katalysator gereinigt werden soll.Here is the operating mode B 1 a regular operating mode, the operating mode B 2 on the other hand, a regeneration mode in which a catalyst is to be cleaned, for example, by higher temperatures.

Hier zeigen sich die Vorteile der Verwendung des Datenmodells besonders deutlich, da hiermit besonders einfach und genau auch Nichtlinearitäten in den einzelnen Parametern berücksichtigt werden können. Ebenso kann auf diese Weise beispielsweise sehr einfach berücksichtigt werden, wenn für einen bestimmten Betriebsmodus bzw. in dem Übergang nur eine bestimmte, maximale Menge an Frischluft oder rückgeführtem Abgas zur Verfügung steht. Durch das Datenmodell können so sehr schnell und einfach nötige Parameter wie beispielsweise eine vorhandene Luftmenge im Zylinder entsprechend gewählt werden, um so schnell den gewünschten Wert für die Kraftstoffmenge zu erhalten.Here are the advantages of using the data model particularly clear, as this particularly simple and accurate and non-linearities in the individual parameters can be considered. Likewise, in this way, for example, be taken into account very easily, if only a certain maximum amount of fresh air or recirculated exhaust gas is available for a particular operating mode or in the transition. Through the data model so quickly and easily necessary parameters such as an existing amount of air in the cylinder can be selected accordingly to quickly obtain the desired value for the amount of fuel.

Mit einer auf diese Weise bedateten Recheneinheit kann nun eine Brennkraftmaschine, wie sie beispielsweise in Bezug auf 1 näher erläutert wurde, betrieben werden, insbesondere während eines Übergangs von einem Betriebsmodus in einen anderen. Die gewünschten Werte können dann beim späteren Betrieb beispielsweise ausgewählt werden, indem nochmals die Kraftstoff- bzw. Luftparameter berücksichtigt werden. Denkbar ist auch, dass für verschiedene Betriebsmodi verschiedene Datenmodelle verwendet werden, insbesondere dann, wenn Verbrennungseffekte in der Brennkraftmaschine bei den verschiedenen Betriebsmodi stark voneinander abweichen. Denkbar ist jedoch auch, dasselbe Datenmodell für mehrere Betriebsmodi zu verwenden. Neben der reduzierten Emission von Schadstoffen, insbesondere Stickoxiden, kann so insbesondere auch ein gewünschtes bzw. vorgegebenes Drehmoment besonders genau eingehalten oder eingestellt werden.With an arithmetic unit conditioned in this way, it is now possible to use an internal combustion engine, as described for example in relation to FIG 1 be explained in more detail, in particular during a transition from one operating mode to another. The desired values can then be selected during later operation, for example, by taking into account again the fuel or air parameters. It is also conceivable that different data models are used for different operating modes, in particular when combustion effects in the internal combustion engine deviate greatly from one another in the various operating modes. However, it is also conceivable to use the same data model for a plurality of operating modes. In addition to the reduced emission of pollutants, in particular nitrogen oxides, in particular a desired or predetermined torque can thus be maintained or adjusted particularly accurately.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004041218 A1 [0003]DE 102004041218 A1 [0003]
  • DE 102004054240 A1 [0003]DE 102004054240 A1 [0003]

Claims (12)

Verfahren zum Bedaten einer Recheneinheit (180) zur Ansteuerung einer Brennkraftmaschine (100), um während eines Betriebs der Brennkraftmaschine (100) aus einem vorgegebenen Drehmoment (M) wenigstens eine in die Brennkraftmaschine (100) einzubringende Kraftstoffmenge (Q) zu ermitteln, wobei ein Datenmodell (D) erstellt wird, in dem wenigstens ein für eine Einspritzung von Kraftstoff relevanter Kraftstoffparameter (K1, K2, K3, K4) und wenigstens ein für in der Brennkraftmaschine (100) vorhandene Luftmenge relevanter Luftparameter (L1, L2) als Eingangsgrößen berücksichtigt werden, und wobei Werte für die Kraftstoffmenge (Q) basierend auf jeweiligen Werten einer Gesamtkraftstoffmenge (G), die jeweils einem Wert eines vorgebbaren Drehmoments (M) entsprechen, ermittelt und auf der Recheneinheit (180) hinterlegt werden.Method for servicing a computing unit (180) for controlling an internal combustion engine (100) in order to determine at least one quantity of fuel (Q) to be introduced into the internal combustion engine (100) from a predetermined torque (M) during operation of the internal combustion engine (100) Data model (D) is created in which at least one relevant for an injection of fuel fuel parameter (K 1 , K 2 , K 3 , K 4 ) and at least one in the internal combustion engine (100) existing air amount of relevant air parameters (L 1 , L 2 ) are taken into account as input quantities, and wherein values for the fuel quantity (Q) are determined based on respective values of a total fuel quantity (G) which respectively correspond to a value of a predefinable torque (M) and are stored on the arithmetic unit (180). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Brennkraftmaschine (100) in wenigstens zwei verschiedenen Betriebsmodi (B1, B2) betreibbar ist, und wobei die Werte für die Kraftstoffmenge (Q) basierend auf der Gesamtkraftstoffmenge (G) für eine Zeitdauer während eines Übergangs (T) von einem Betriebsmodus (B1) in einen anderen Betriebsmodus (B1) ermittelt werden.Method according to Claim 1 wherein the internal combustion engine (100) is operable in at least two different operating modes (B 1 , B 2 ), and wherein the fuel quantity (Q) values are based on the total fuel amount (G) for a period of time during a transition (T) of one Operating mode (B 1 ) in another operating mode (B 1 ) are determined. Verfahren nach Anspruch 2, wobei bei dem Übergang (T) eine Vornahme einer Änderung eines Drehmoments der Brennkraftmaschine (100) und/oder einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (100) und/oder einer Geschwindigkeit eines von der Brennkraftmaschine (100) angetriebenen Fahrzeugs und/oder einer in Zylinder (101) der Brennkraftmaschine einzubringenden Menge an Luft berücksichtigt wird.Method according to Claim 2 in which at the transition (T) an undertaking of a change in a torque of the internal combustion engine (100) and / or a rotational speed of the internal combustion engine (100) and / or a speed of a vehicle driven by the internal combustion engine (100) and / or in cylinder ( 101) of the internal combustion engine to be introduced amount of air is taken into account. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die wenigstens zwei Betriebsmodi einen regulären Betriebsmodus (B1) und wenigstens einen Regenerationsmodus (B2) umfassen.Method according to Claim 2 or 3 wherein the at least two operating modes comprise a regular operating mode (B 1 ) and at least one regeneration mode (B 2 ). Verfahren nach Anspruch 4, wobei der wenigstens eine Regenerationsmodus (B2) einen Regenerationsmodus umfasst, bei dem eine Verbrennungstemperatur und/oder eine Konzentration an Kohlenmonoxid im Abgas höher sind als bei dem regulären Betriebsmodus.Method according to Claim 4 wherein the at least one regeneration mode (B 2 ) comprises a regeneration mode in which a combustion temperature and / or a concentration of carbon monoxide in the exhaust gas are higher than in the regular operating mode. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Kraftstoffparameter (K1, K2, K3, K4) wenigstens einen der folgenden Parameter umfasst: eine Anzahl an Einzel-Einspritzungen, Kraftstoffmengen der Einzel-Einspritzungen, und einen Kurbelwellenwinkel eines Einspritzbeginns der Einzel-Einspritzungen, und/oder wobei der wenigstens eine Luftparameter (L1, L2) wenigstens einen der folgenden Parameter umfasst: eine Menge an frischer Luft in Zylindern der Brennkraftmaschine, eine Menge an rückgeführtem Abgas in Zylindern der Brennkraftmaschine, ein Druck von frischer Luft in einer Zuführung und eine Temperatur von frischer Luft in einer Zuführung.Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one fuel parameter (K 1 , K 2 , K 3 , K 4 ) comprises at least one of the following parameters: a number of individual injections, fuel quantities of the individual injections, and a crankshaft angle of an injection start the individual injections, and / or wherein the at least one air parameter (L 1 , L 2 ) comprises at least one of the following parameters: an amount of fresh air in cylinders of the internal combustion engine, an amount of recirculated exhaust gas in cylinders of the internal combustion engine, a pressure of fresh air in a feeder and a temperature of fresh air in a feeder. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Brennkraftmaschine (100) eine Diesel-Brennkraftmaschine verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a diesel internal combustion engine is used as the internal combustion engine (100). Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (100), bei dem aus einem vorgegebenen Drehmoment (M) wenigstens eine in die Brennkraftmaschine einzubringende Kraftstoffmenge (Q) ermittelt wird, unter Verwendung einer nach einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüchen bedateten Recheneinheit (180), wobei die ermittelte Kraftstoffmenge (Q) in die Brennkraftmaschine (100) eingebracht wird.Method for operating an internal combustion engine (100), in which at least one quantity of fuel (Q) to be introduced into the internal combustion engine is determined from a predetermined torque (M), using a computing unit (180) which is provided by a method according to one of the preceding claims, wherein the determined fuel quantity (Q) is introduced into the internal combustion engine (100). Recheneinheit (180), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach Anspruch 8 durchzuführen.Arithmetic unit (180) adapted to perform a method Claim 8 perform. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (180) dazu veranlasst, ein Verfahren nach Anspruch 8 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (180) ausgeführt wird.A computer program that causes a computing unit (180) to retry a method Claim 8 when executed on the arithmetic unit (180). Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.Machine-readable storage medium with a computer program stored thereon Claim 9 , Recheneinheit (180), die gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bedatet ist.Arithmetic unit (180), which according to a method according to one of Claims 1 to 7 is is.
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DE102004041218A1 (en) 2004-08-26 2006-03-02 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling an internal combustion engine
DE102004054240A1 (en) 2004-11-10 2006-05-11 Robert Bosch Gmbh Operating method for internal combustion engine involves allocation of entire fuel quantity which is to be injected by single injection per work cycle depending time to time upon nominal lambda value

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