DE112005001662T5 - Verbrennungsregelung bei einem HCCI-Motor - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Steuern oder Regeln eines Verbrennungsmotors, der ungedrosselt
mit HCCI-Verbrennung arbeitet, wobei das Verfahren umfasst, dass:
der Motor mit vorbestimmten Einstellungen der externen AGR und internen AGR betrieben wird;
gewünschte Sollwerte des Anteils verbrannten Gases für Einlass- und Auslassgase bereitgestellt werden;
wiederholt gegenwärtige Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlass- und Auslassgase bestimmt werden und Differenzen zu den entsprechenden gewünschten Sollwerten des Anteils verbrannten Gases berechnet werden; und
wiederholt Anpassungen an den Einstellungen der externen AGR und internen AGR angewandt werden, um die Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlass- und Auslassgase in Richtung ihrer entsprechenden Sollwerte zu bewegen.
der Motor mit vorbestimmten Einstellungen der externen AGR und internen AGR betrieben wird;
gewünschte Sollwerte des Anteils verbrannten Gases für Einlass- und Auslassgase bereitgestellt werden;
wiederholt gegenwärtige Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlass- und Auslassgase bestimmt werden und Differenzen zu den entsprechenden gewünschten Sollwerten des Anteils verbrannten Gases berechnet werden; und
wiederholt Anpassungen an den Einstellungen der externen AGR und internen AGR angewandt werden, um die Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlass- und Auslassgase in Richtung ihrer entsprechenden Sollwerte zu bewegen.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Diese Erfindung betrifft Fremdzündungsmotoren mit homogener Kompressionszündung (homogeneous charge compression ignition oder HCCI), und insbesondere die Steuerung oder Regelung der Verbrennung in derartigen Motoren.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- In einem HCCI-Motor hängt die Phasenlage der selbst gezündeten Verbrennung stark von der Zylinderladungstemperatur, der Zylinderladungszusammensetzung und dem Zylinderdruck beim Schließen des Einlassventils ab. Somit müssen die Eingänge in den Motor, wie etwa die Kraftstoffmenge, der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, der Zündzeitpunkt, das Öffnen des AGR-Ventils und die Einlass- und Auslassventilprofile sorgfältig abgestimmt werden, um sicherzustellen, dass diese entscheidenden Zylindervariablen in einem Bereich liegen, in dem eine selbst gezündete Verbrennung robust erreicht werden kann. Unter diesen Eingängen sind die wirksamsten Eingänge, die einen wesentlichen Einfluss auf die Zylindervariablen haben, die Einlass- und Auslassventilprofile, und es gibt zwei vorherrschende Ventilstrategien, die sich mit diesen Profilen befassen, nämlich Abgasrückverdichtung und Abgasrücksaugung.
- In der Abgasrückverdichtungsstrategie wird die Zylinderladungstemperatur dadurch gesteuert oder geregelt, dass heißes Abgas von dem vorhergehenden Motorzyklus eingefangen wird, indem das Auslassventil früh während des Ausstoßtaktes geschlossen wird, während das Einlassventil zu einem späten Zeitpunkt symmetrisch zu dem Auslassventilschließzeitpunkt geöffnet wird. Bei dieser Ventilstrategie hängen die Zylinderladungszusammensetzung und -temperatur davon ab, wie früh das Auslassventil während des Ausstoßtaktes schließt. Wenn beispielsweise das Auslassventil früher während des Ausstoßtaktes schließt, wird mehr heißes Abgas von dem vorhergehenden Motorzyklus in dem Zylinder eingefangen, was weniger Zylindervolumen für die frische Luftmasse belässt, wodurch die Zylindertemperatur erhöht wird, während das Zylindersauerstoffniveau herabgesetzt wird. Bei der Abgasrückverdichtungsstrategie wird der Schließzeitpunkt des Auslassventils (dadurch der Öffnungszeitpunkt des Einlassventils) typischerweise durch die Ventilüberschneidung quantifiziert, die eine negative Zahl hat. Die negative Ventilüberschneidung (NVO von Negative Valve Overlap) ist als die Dauer im Verlaufe des Kurbelwinkels zwischen dem Schließen des Auslassventils und dem Öffnen des Einlassventils definiert.
- Bei der Abgasrücksaugstrategie wird die Zylinderladungstemperatur dadurch gesteuert oder geregelt, dass das heiße Abgas durch erneutes Öffnen des Auslassventils während des Ansaugtaktes wieder in den Zylinder eingeleitet wird. Bei dieser Ventilstrategie hängen die Zylinderladungszusammensetzung und -temperatur von dem Hub des Auslassventils ab, das sich während des Ansaugtaktes wieder öffnet. Ähnlich wie bei der Abgasrückverdichtungsstrategie wird, wenn sich das Auslassventil während des Ansaugtaktes höher wieder öffnet, mehr heißes Abgas von dem vorhergehenden Motorzyklus wieder in den Zylinder eingeleitet werden, was weniger Zylindervolumen für die frische Luftmasse belässt und infolgedessen die Zylindertemperatur erhöht, während das Zylindersauerstoffniveau herabgesetzt wird.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Diese Erfindung stellt ein Verfahren bereit, durch das eine HCCI-Verbrennungsphasenlage unter Verwendung entweder einer Abgasrückverdichtungsstrategie oder einer Abgasrücksaugstrategie kombiniert mit externer AGR gesteuert oder geregelt werden kann.
- Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verbrennungsmotor ungedrosselt mit homogener Kompressionszündung betrieben. Der Motor wird mit vorbestimmten Einstellungen der externen AGR und internen AGR betrieben. Es werden gewünschte Sollwerte des Anteils verbrannten Gases für Einlass- und Auslassgase bereitgestellt. Es werden wiederholte Bestimmungen von Werten der Anteile verbrannten Gases der Einlass- und Auslassgase vorgenommen und Differenzen zu den entsprechenden gewünschten Sollwerten des Anteils verbrannten Gases berechnet. Es werden wiederholte Anpassungen an den Einstellungen der externen AGR und internen AGR vorgenommen, um die Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlass- und Auslassgase in Richtung ihrer entsprechenden Sollwerte zu bewegen. Anpassungen, die an der Einstellung der internen AGR vorgenommen werden, werden in Bezug auf eine Einstellung der negativen Ventilübereinschneidung durchgeführt, wenn der Motor in einer Abgasrückverdichtungsbetriebsart betrieben wird. Anpassungen, die an der Einstellung der internen AGR vorgenommen werden, werden in Bezug auf eine Einstellung des Auslassventilhubes beim Wiederöffnen vorgenommen, wenn der Motor in einer Abgasrücksaugbetriebsart arbeitet. Das Verfahren kann auch das Bereitstellen eines gewünschten Sollwertes der Zylinderverbrennungsphasenlage umfassen. Es werden wiederholte Bestimmungen von gegenwärtigen Werten der Verbrennungsphasenlage vorgenommen und Differenzen zu dem gewünschten Sollwert der Zylinderverbrennungsphasenlage berechnet. Daraufhin werden wie derholte Anpassungen an dem gewünschten Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Einlassgase vorgenommen, um Differenzen zwischen den gegenwärtigen Werten der Verbrennungsphasenlage und dem gewünschten Sollwert der Zylinderverbrennungsphasenlage zu verringern. Sollwerte der Verbrennungsphasenlage können in Bezug auf die Lage des Spitzendrucks in dem Zylinder oder die Lage der Verbrennung einer Hälfte des für jeden Zylinderzyklus zugeführten Kraftstoffs sein.
- Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuerung oder Regelung für einen Verbrennungsmotor, der ungedrosselt mit HCCI-Verbrennung arbeitet, eine Steuerung (open loop control), die Einstellungen der externen AGR und internen AGR liefert. Ebenfalls ist in der Steuerung eine Regelung (closed loop control) enthalten, die gewünschte Sollwerte des Anteils verbrannten Gases für Einlass- und Auslassgase und Anpassungen an Einstellungen der externen AGR und internen AGR auf der Basis von Differenzen zwischen tatsächlichen Anteilen verbrannten Gases von Einlassgasen und Auslassgasen und den gewünschten Sollwerten des Anteils verbrannten Gases liefert. Anpassungen, die an der Einstellung der internen AGR vorgenommen werden, werden in Bezug auf eine Einstellung der negative Ventilüberschneidung durchgeführt, wenn der Motor in einer Abgasrückverdichtungsbetriebsart betrieben wird. Anpassungen, die an der Einstellung der internen AGR vorgenommen werden, werden in Bezug auf eine Einstellung des Auslassventilhubs beim Wiederöffnen durchgeführt, wenn der Motor in einer Abgasrücksaugbetriebsart betrieben wird. Die Regelung kann auch einen gewünschten Sollwert einer Zylinderverbrennungsphasenlage und Anpassungen an den gewünschten Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Einlassgase auf der Basis von Differenzen zwischen einer aktuellen Verbrennungsphasenlage und dem gewünschten Sollwert der Zylinderverbrennungsphasenlage liefern. Sollwerte der Verbrennungsphasenlage können in Bezug auf die Lage des Spitzendruckes in den Zylindern oder die Lage der Verbrennung einer Hälfte des für jeden Zylinderzyklus zugeführten Kraftstoffs sein.
- Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verbrennungsmotor ungedrosselt mit homogener Kompressionszündung betrieben. Der Motor wird mit einer vorbestimmten Einstellung der externen AGR betrieben, und es wird ein gewünschter Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Einlassgase geliefert. Es werden wiederholte Bestimmungen von Werten des Anteils verbrannten Gases der Einlassgase vorgenommen und Differenzen zu den entsprechenden gewünschten Sollwerten des Anteils verbrannten Gases berechnet. Es werden wiederholte Anpassungen an der Einstellung der externen AGR vorgenommen, um die Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlassgase in Richtung des gewünschten Sollwertes des Anteils verbrannten Gases für Einlassgase zu bewegen.
- Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verbrennungsmotor ungedrosselt mit homogener Kompressionszündung betrieben. Der Motor wird mit einer vorbestimmten Einstellung der internen AGR betrieben, und es wird ein gewünschter Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Auslassgase geliefert. Es werden wiederholte Bestimmungen von Werten des Anteils verbrannten Gases der Auslassgase vorgenommen und Differenzen von dem entsprechenden gewünschten Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Auslassgase berechnet. Es werden wiederholte Anpassungen an der Einstellung der internen AGR vorgenommen, um die Werte des Anteils verbrannten Gases der Auslassgase in Richtung des gewünschten Sollwertes des Anteils verbrannten Gases für Auslassgase zu bewegen. Es werden Anpassungen an der Einstellung der internen AGR in Bezug auf eine Einstellung der negativen Ventilüberschneidung vorgenommen, wenn der Motor in einer Abgasrückverdichtungsbetriebsart betrieben wird. Es werden Anpassungen an der Einstellung der internen AGR in Bezug auf eine Einstellung des Auslassventilhubes beim Wiederöffnen vorgenommen, wenn der Motor in einer Abgasrücksaugbetriebsart betrieben wird.
- Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bestimmten spezifischen Ausführungsformen der Erfindung zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen umfassender verstanden werden.
- BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
- Die einzige Figur der Zeichnung ist eine schematische Darstellung eines HCCI-Motors mit einem Steuerungs- oder Regelungssystem für einen Betrieb gemäß der vorliegenden Erfindung.
- BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
- Nun mit Bezug auf die einzige Figur der Zeichnung im Einzelnen gibt Bezugszeichen
10 allgemein ein Blockdiagramm an, das einen Motor12 , der in der Lage ist, mit einer homogenen Kompressionszündung (HCCI von homogeneous charge compression ignition) zu arbeiten, und ein Verbrennungssteuerungs- oder -regelungssystem14 sowie ein Verfahren zum Steuern oder Regeln der Verbrennung in dem Motor zeigt. - Der Motor
12 kann verschiedene Merkmale oder Vorrichtungen, die nicht gezeigt sind, umfassen, die einschließen: Leistung erzeugende Brennkammern (die in Zylindern mit hin- und hergehenden Kolben vorliegen können), die mit einem Ansaugluftsystem und einem Abgassystem ver bunden sind, Einlass- und Auslassventile mit irgendeiner Form einer variablen Ventilzeiteinstellung, die dazu dienen, einen Fluideinlass in und eine Abgasströmung aus den Brennkammern zu steuern oder zu regeln, ein externes Abgasrückführungssystem, das ein AGR-Ventil umfasst, das zwischen die Einlass- und Auslasssysteme geschaltet ist, und Kraftstoffeinspritz- und Funkenzündsysteme, um den Brennkammern Kraftstoff zuzuführen und in den Brennkammern brennbare Gemische zu zünden oder bei deren Zündung Unterstützung zu leisten. - Der Motor
12 ist konstruiert, um als Kraftstoff eingespritztes Benzin oder ähnliche Mischungen ungedrosselt mit einer HCCI-Verbrennung über einen ausgedehnten Bereich von Motordrehzahlen und -lasten zu verarbeiten, die, wenn es möglich ist, ein Motorstarten einschließen. Jedoch kann ein Fremdzündungs- und drosselungsgesteuerter Betrieb mit herkömmlichen oder modifizierten Steuerungs- oder Regelungsverfahren unter Bedingungen, die sich nicht für einen HCCI-Betrieb eignen, und für den Erhalt einer maximalen Motorleistung benutzt werden. Anwendbare Kraftstoffbeaufschlagungsstrategien können eine direkte Zylindereinspritzung, eine Öffnungskraftstoffeinspritzung oder eine Drosselkörper-Kraftstoffeinspritzung umfassen. Weitläufig verfügbare Qualitäten von Benzin und leichten Ethanolmischungen davon sind bevorzugte Kraftstoffe; jedoch können alternative flüssige und gasförmige Kraftstoffe, wie etwa höhere Ethanolmischungen (z. B. E80, E85), reines Ethanol (E99), reines Methanol (M100), Erdgas, Wasserstoff, Biogas, verschiedene Reformate, Syngase usw., ebenfalls bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. - Das beschriebene Steuerungs- oder Regelungssystem
14 und das entsprechende Verfahren gehören insbesondere zu einem ungedrosselten Betrieb des Motors mit HCCI-Verbrennung, der eine Fremdzündungsunterstüt zung umfassen kann. Das Verbrennungssteuerungs- oder -regelungssystem14 umfasst einen oder mehrere Computer oder Controller, die geeignet sind, wiederholte Reihen von Schritten oder Funktionen in einem Verfahren einer Verbrennungssteuerung oder -regelung gemäß der Erfindung auszuführen. Die Haupt-Controller umfassen einen Feedforward-Controller16 (einen Controller mit Störgrößenaufschaltung) und einen Feedback-Controller18 (einen Controller mit Rückkopplung). - Der Feedforward-Controller
16 erzeugt geeignete Eingänge in den Motor, wie etwa Zündzeitpunkt, Einspritzzeitpunkt, negative Ventilüberschneidung (NVO bei der Abgasrückverdichtungsstrategie) oder Hub des Auslassventils bei dem Wiederöffnen (bei der Abgasrücksaugstrategie). Der beispielhafte Feedforward-Controller16 in der Figur ist geeignet, um Eingangssignale von einer Bedienersteuereinrichtung (z. B. die Gaspedalposition), welche die gewünschte Motorausgangsleistung angeben, und von Sensoren, die die Drehzahl des Motors, die Ansauglufttemperatur, die Kühlmitteltemperatur und die Umgebungsbedingungen angeben, zu empfangen. Der Controller16 funktioniert, um aus Nachschlagetabellen die momentanen Einstellungen für den Zündzeitpunkt, wenn notwendig, AGR-Ventilsollwert, Ventilzeit- und/oder Ventilhubsollwerte und Kraftstoffeinspritzzeitpunkte zu bestimmen, und berechnet die Anteile verbrannten Gases in den Einlass- und Auslasssystemen. - Der Feedforward-Controller ist auf der Basis ausgiebiger Kalibrierungen konstruiert, um eine erfolgreiche HCCI-Verbrennung unter stationären Betriebsbedingungen sicherzustellen. Jedoch kann allein mit einer Feedforward-Steuerung oder -Regelung die Phasenlage der Verbrennung an Störungen und/oder Umgebungsveränderungen leiden. Störungen umfassen beispielsweise signifikante oder schnelle Änderungen der Motordreh zahl und -last, die notwendige Ereignisse bei dem Betrieb des Fahrzeugmotors sind.
- Kasten
18 stellt den Feedback-Controller dar, der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und der eine robuste HCCI-Verbrennung unter Störungen und/oder Umgebungsänderungen erreicht, indem die Anteile verbrannten Gases in den Einlass- und Auslasssystemen angepasst werden. Kasten20 stellt eine Nachschlagetabelle dar, die vorbestimmte Sollwerte (gewünschte Werte im stationären Zustand) von Anteilen verbrannten Gases in den Einlass- und Auslasssystemen abhängig von der Motorlast und -drehzahl usw. für den Feedback-Controller in Kasten18 erzeugt. Bei Kasten22 werden die Anteile verbrannten Gases in den Einlass- und Auslasskrümmern aus dem gemessenen/abgeschätzten Auslass-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LK) und dem Einlass-Sauerstoffprozentsatz berechnet. - Der Feedback-Controller
18 empfängt Signale von den Motorsensoren und/oder Abschätzungen, die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) und den Sauerstoffprozentsatz (O2-Prozentsatz) in dem Einlassgas oder Ansaugsystem angeben, und berechnet die Anteile verbrannten Gases im Einlass und Auslass, wie es in Kasten22 angegeben ist. - Bei der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass der HCCI-Motor
12 mit einem mageren Luft/Kraftstoff-Gemisch unter ungedrosselten Bedingungen arbeitet. Unter Voraussetzung der Tatsache, dass unter ungedrosselten Betriebsbedingungen der Zylinderdruck beim Schließen des Einlassventils beinahe gleich dem Ansaugkrümmerdruck ist und der Ansaugkrümmerdruck beinahe gleich dem Umgebungsdruck ist, werden die Zylindertemperatur und das Sauerstoffniveau in dem Zylinder (d. h. die Zusammensetzung oder der Sauerstoffprozentsatz) die wichtigsten zu steuernden oder zu regelnden Variablen. - Da die Zylindertemperatur und das Sauerstoffniveau nicht herkömmlich gemessen werden, ist es erforderlich, statt dessen alternative Variablen zu finden, die mit vernünftiger Genauigkeit für eine Echtzeitsteuerung oder -regelung messbar sind oder abgeschätzt werden können. Derartige alternative Variablen könnten Anteile verbrannten Gases in Einlass- sowie Auslasskrümmern sein, die als die Massenprozentsätze verbrannter Luft in Einlass- bzw. Auslasskrümmern definiert sind.
- Beispielsweise werden, sobald Temperaturen und Anteile verbrannten Gases in Einlass- und Auslasskrümmern im stationären Zustand gegeben sind, die Zylindertemperatur und das Sauerstoffniveau im stationären Zustand eindeutig auf der Basis des Energiegleichgewichts bestimmt. Da darüber hinaus die HCCI-Verbrennung (Phasenlage) asymptotisch stabil ist (unter Betriebsbedingungen, unter denen eine HCCI-Verbrennung robust aufrechterhalten werden kann), ist zu sehen, dass, wenn Anteile verbrannten Gases in den Einlass- und Auslasskrümmern bei den Werten im stationären Zustand geregelt werden, indem das Öffnen des AGR-Ventils und entweder die Einlass- oder Auslassventilzeiten für eine negative Ventilüberschneidung (NVO für Abgasrückverdichtung) oder der Hub des Auslassventils beim Wiederöffnen (Abgasrücksaugen) gesteuert oder geregelt werden, konvergieren die Zylindertemperatur und das Sauerstoffniveau auf die Werte des stationären Zustandes, die eindeutig durch die Anteile verbrannten Gases in Einlass- und Auslasskrümmern im stationären Zustand bestimmt wurden.
- Ein schneller Controller, der Anteile verbrannten Gases mit Sollwerten regelt, kann auf der Basis des dynamischen Modells von Anteilen ver brannten Gases und verschiedenen Steuerungs- oder Regelungsentwurfstechniken konstruiert sein. Der resultierende Controller ist beispielhaft durch den Feedback-Controller
18 in der Figur ausgeführt. Wenn der Anteil verbrannten Gases im Einlasskrümmer nicht gemessen wird, kann er auf der Basis der Messungen des Luftmassendurchsatzes und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses abgeschätzt werden. Die gewünschten Anteile verbrannten Gases an den Einlass- und Auslasskrümmern werden experimentell bestimmt, um die gewünschte Verbrennungsphasenlage im stationären Zustand zu erreichen, und in einer Nachschlagetabelle gespeichert, wie es in Kasten20 in der Figur gezeigt ist. - Im Betrieb vergleicht der Feedback-Controller
18 die berechneten Anteile verbrannten Gases in den Einlass- und Auslasskrümmern mit den gewünschten Sollwerten, die in der Nachschlagetabelle20 gefunden werden. Er passt dann die Auslesungen der AGR-Ventilposition und des Ventilhubes (für Absaugrücksaugen) oder der negativen Ventilüberschneidung (NVO) (für Abgasrückverdichtung) an, so dass die Ventilpositionen derart modifiziert werden, dass die gewünschten Anteile verbrannten Gases im Einlass und Auslass angenähert werden. Somit wird eine robuste Verbrennung während des HCCI-Betriebes im stationären Zustand und bei Anwesenheit von "Störungen", wie etwa Änderungen der Drehzahl und Last, sowie bei Abweichungen von Umgebungsbedingungen während des Motorbetriebes, sichergestellt. - Wenn es erwünscht ist, kann das Verfahren weiter abgewandelt werden, so dass es Anpassungen für Werte der Verbrennungsphasenlage umfasst, wie etwa die Lage des Spitzendruckes (LPP) oder die Lage der Verbrennung einer Hälfte des für jeden Zylinderzyklus zugeführten Kraftstoffs. Der Vorgang könnte umfassen: Betreiben des Motors mit vorbestimmten Sollpunktwerten für die Zylinderverbrennungsphasenlage; wiederholtes Bestimmen gegenwärtiger Werte der Verbrennungsphasenlage und Berechnen von Differenzen zu den entsprechenden Einstellungen; wiederholtes Anwenden von Anpassungen an dem Sollpunktwert für die Anteile verbrannten Gases im Einlasskrümmer, um Differenzen einer gegenwärtigen Verbrennungsphasenlage zu den entsprechenden Einstellungen zu reduzieren; und wiederholtes Anwenden von Anpassungen an den Einstellungen der externen AGR und internen AGR, um die Anteile verbrannten Gases im Einlass- und Auslasskrümmer in Richtung ihrer angepassten Sollwerte zu bewegen.
- Obgleich die Erfindung anhand bestimmter bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist zu verstehen, dass zahlreiche Änderungen innerhalb des Gedankens und Umfangs des beschriebenen erfinderischen Konzeptes vorgenommen werden könnten. Dementsprechend soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern soll den vollen Umfang haben, der durch den Wortlaut der folgenden Ansprüche zugelassen wird.
- Zusammenfassung
- Ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Benzinmotors, der ungedrosselt mit homogener Kompressionszündungsverbrennung (HCCI-Verbrennung) arbeitet, umfasst, dass der Motor mit vorbestimmten Werten von Einstellungen der externen AGR und internen AGR und Sollwerten des Anteils verbrannten Gases für Einlass- und Auslassgase betrieben wird. Es werden wiederholte Anpassungen an den Einstellungen der externen AGR und internen AGR vorgenommen, um die Anteile verbrannten Gases der Auslassgase und Einlassgase in Richtung ihrer Zustandssollwerte zu bewegen. Dadurch werden Auswirkungen von Störungen unter tatsächlichen Betriebsbedingungen minimiert.
Claims (20)
- Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Verbrennungsmotors, der ungedrosselt mit HCCI-Verbrennung arbeitet, wobei das Verfahren umfasst, dass: der Motor mit vorbestimmten Einstellungen der externen AGR und internen AGR betrieben wird; gewünschte Sollwerte des Anteils verbrannten Gases für Einlass- und Auslassgase bereitgestellt werden; wiederholt gegenwärtige Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlass- und Auslassgase bestimmt werden und Differenzen zu den entsprechenden gewünschten Sollwerten des Anteils verbrannten Gases berechnet werden; und wiederholt Anpassungen an den Einstellungen der externen AGR und internen AGR angewandt werden, um die Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlass- und Auslassgase in Richtung ihrer entsprechenden Sollwerte zu bewegen.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei gegenwärtige Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlass- und Auslassgase aus ausgewählten Motorbetriebswerten bestimmt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anpassungen an der Einstellung der externen AGR in Ansprechen auf eine Rückkopplung auf der Basis der Differenz zwischen dem gegenwärtigen Wert des Anteils verbrannten Gases der Einlassgase und dem gewünschten Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Einlassgase vorgenommen werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anpassungen an der Einstellung der internen AGR in Ansprechen auf eine Rückkopplung auf der Basis der Differenz zwischen dem gegenwärtigen Wert des Anteils verbrannten Gases der Auslassgase und dem gewünschten Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Auslassgase vorgenommen werden.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Motor in einer Abgasrückverdichtungsbetriebsart betrieben wird und die Anpassungen an der Einstellung der internen AGR an einer Einstellung der negativen Ventilüberschneidung vorgenommen werden.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Motor in einer Abgasrücksaugbetriebsart betrieben wird und die Anpassungen an der Einstellung der internen AGR an einer Einstellung des Auslassventilhubes beim Wiederöffnen vorgenommen werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein gewünschter Sollwert der Zylinderverbrennungsphasenlage bereitgestellt wird; wiederholt gegenwärtige Werte der Verbrennungsphasenlage bestimmt und Differenzen zu dem gewünschten Sollwert der Zylinderverbrennungsphasenlage berechnet werden; und wiederholt Anpassungen an dem gewünschten Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Einlassgase angewandt werden, um Differenzen zwischen gegenwärtigen Werten der Verbrennungspha senlage und dem gewünschten Sollwert der Zylinderverbrennungsphasenlage zu verringern.
- Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein bestimmter Wert der Verbrennungsphasenlage die Lage des Spitzendrucks (LPP) in den Zylindern ist.
- Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein bestimmter Wert der Verbrennungsphase die Lage der Verbrennung einer Hälfte des für jeden Zylinderzyklus zugeführten Kraftstoffes ist.
- Steuerung oder Regelung für einen Verbrennungsmotor, der ungedrosselt mit HCCI-Verbrennung arbeitet, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Steuerung (open loop control) Einstellungen der externen AGR und internen AGR liefert; und eine Regelung (closed loop control) gewünschte Sollwerte des Anteils verbrannten Gases für Einlass- und Auslassgase und Anpassungen an Einstellungen der externen AGR und internen AGR auf der Basis von Differenzen zwischen tatsächlichen Anteilen verbrannten Gases von Einlassgasen und Auslassgasen und den gewünschten Sollwerten des Anteils verbrannten Gases liefert.
- Steuerung oder Regelung nach Anspruch 10, wobei der Motor in einer Abgasrückverdichtungsbetriebsart betrieben wird und die Anpassungen an der Einstellung der internen AGR an der Einstellung der negativen Ventilüberschneidung vorgenommen werden.
- Steuerung oder Regelung nach Anspruch 10, wobei der Motor in einer Abgasrücksaugbetriebsart betrieben wird und die Anpassun gen an der Einstellung der internen AGR an der Einstellung des Auslassventilhubs beim Wiederöffnen vorgenommen werden.
- Steuerung oder Regelung nach Anspruch 10, die ferner umfasst, dass: die Regelung (closed loop control) einen gewünschten Sollwert der Zylinderverbrennungsphasenlage und Anpassungen an dem gewünschten Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Einlassgase auf der Basis von Differenzen zwischen einer aktuellen Verbrennungsphasenlage und dem gewünschten Sollwert der Zylinderverbrennungsphasenlage liefert.
- Steuerung oder Regelung nach Anspruch 13, wobei die Zylinderverbrennungsphasenlage in Bezug auf die Lage des Spitzendruckes (LPP) in den Zylindern ist.
- Steuerung oder Regelung nach Anspruch 13, wobei die Zylinderverbrennungsphasenlage in Bezug auf die Lage der Verbrennung einer Hälfte des für jeden Zylinderzyklus zugeführten Kraftstoffs ist.
- Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Verbrennungsmotors, der ungedrosselt mit HCCI-Verbrennung arbeitet, wobei das Verfahren umfasst, dass: der Motor mit einer vorbestimmten Einstellung der externen AGR betrieben wird; ein gewünschter Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Einlassgase bereitgestellt wird; wiederholt Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlassgase bestimmt und Differenzen zu den entsprechenden gewünschten Sollwerten des Anteils verbrannten Gases für Einlassgase berechnet werden; und wiederholt Anpassungen an der Einstellung der externen AGR angewandt werden, um die Werte des Anteils verbrannten Gases der Einlassgase in Richtung des gewünschten Sollwertes des Anteils verbrannten Gases für Einlassgase zu bewegen.
- Verfahren nach Anspruch 16, das ferner umfasst, dass: der Motor mit einer vorbestimmten Einstellung der internen AGR betrieben wird; ein gewünschter Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Auslassgase bereitgestellt wird; wiederholt Werte des Anteils verbrannten Gases der Auslassgase bestimmt werden und Differenzen zu den entsprechenden gewünschten Sollwerten des Anteils verbrannten Gases für Auslassgase berechnet werden; und wiederholt Anpassungen an der Einstellung der internen AGR angewandt werden, um die Werte des Anteils verbrannten Gases der Auslassgase in Richtung des gewünschten Sollwertes des Anteils verbrannten Gases für Auslassgase zu bewegen.
- Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors, der ungedrosselt mit HCCI-Verbrennung arbeitet, wobei das Verfahren umfasst, dass: der Motor mit einer vorbestimmten Einstellung der internen AGR betrieben wird; ein gewünschter Sollwert des Anteils verbrannten Gases für Auslassgase bereitgestellt wird; wiederholt Werte des Anteils verbrannten Gases der Auslassgase bestimmt werden und Differenzen zu den entsprechenden gewünschten Sollwerten des Anteils verbrannten Gases für Auslassgase berechnet werden; und wiederholt Anpassungen an der Einstellung der internen AGR angewandt werden, um die Werte des Anteils verbrannten Gases der Auslassgase in Richtung des gewünschten Sollwertes des Anteils verbrannten Gases für Auslassgase zu bewegen.
- Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Motor in einer Abgasrückverdichtungsbetriebsart betrieben wird und die Anpassungen an der Einstellung der internen AGR an einer Einstellung der negativen Ventilüberschneidung vorgenommen werden.
- Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Motor in einer Abgasrücksaugbetriebsart betrieben wird und die Anpassungen an der Einstellung der internen AGR an einer Einstellung des Auslassventilhubes beim Wiederöffnen vorgenommen werden.
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