CZ319497A3 - Způsob modelového určení množství vzduchu, proudícího do válce, respektive do válců spalovacího motoru - Google Patents

Způsob modelového určení množství vzduchu, proudícího do válce, respektive do válců spalovacího motoru Download PDF

Info

Publication number
CZ319497A3
CZ319497A3 CZ973194A CZ319497A CZ319497A3 CZ 319497 A3 CZ319497 A3 CZ 319497A3 CZ 973194 A CZ973194 A CZ 973194A CZ 319497 A CZ319497 A CZ 319497A CZ 319497 A3 CZ319497 A3 CZ 319497A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
model
equation
suction pipe
pressure
internal combustion
Prior art date
Application number
CZ973194A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Treinies
Maxmilian Engl
Gerd Rösel
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of CZ319497A3 publication Critical patent/CZ319497A3/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/182Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow for the control of a fuel injection device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1412Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a predictive controller
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1431Controller structures or design the system including an input-output delay
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0402Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

Způsob modelového určení množství vzduchu, proudícího do válce, respektive do válců spalovacího motoru.
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu modelového určení množství vzduchu, proudícího do válce, respektive do válců spalovacího motoru podle předvýznakové části patentového nároku 1.
Dosavadní stav techniky
Motorové řídící systémy spalovacích motorů, které využívají vstřikování pohonných látek, potřebují pro vyhodnocení míry zátěže motoru určit motorem nasáté množství vzduchu rhzyi. Tato veličina je základem pro vytvoření požadovaného poměru vzduchu a pohonných látek. Rostoucí požadavky na motorové řídící systémy, jakým je například snižování emise škodlivých látek motorovými vozidly, způsobují, že u stacionárních a nestacionárních procesů musí být zátěžová veličina určena s minimální přípustnou chybou. Kromě výše jmenovaných provozních ap*· -likací spočívá výhoda přesného určení zátěžové veličiny během chodu spalovacího motoru v tom, že je užitečným nástrojem pro omezení škodlivých látek.
Přístroj pro zjišování množství vzduchu, umístěný v sací rouře,
N ··
Μ · dodává údaje, které slouží jako zátěžový signál. U motorových řídících systémů, založených na sledování množství vzduchu, však tyto údaje nejsou použitelné pro určení skutečného naplnění válce během nestacionárním provozu, protože objem sací roury se od škrtící klapky projevuje ve směru proudění jako zásobník vzduchu, který musí být naplňován nebo vyprazdňován. Rozhodující množství vzduchu pro výpočet doby vstřikování je však množství vzduchu, jež vychází ze sací roury a vstupuje do příslušného válce.
U motorových řídících systémů, založených na sledování tlaku v sací rouře, sice výstupní signál tlakového čidla udává skutečné tlakové poměry v sací rouře, avšak naměřené veličiny jsou k dispozici teprve po uplynutí určité časové prodlevy, což je mimo jiné dáno nutným zpracováním naměřených veličin.
Zavedením proměnných sacích systémů a proměnného ventilového řízení vzniká u empiricky sestavených modelů, vytvořených za účelem získání zátěžové veličiny z naměřených signálů, velmi vysoký počet ovlivňujících veličin, které ovlivňují příslušné parametry modelu.
Podle fyzikálního přístupu založené modelové metody výpočtů představují dobrý prostředek pro přesné určení množství vzduchu rhzyi· _Z DE 39 19 448 C2 je známo zařízení pro regulaci a pro určení * budoucí hodnoty nasávaného množství vzduchu spalovacího motoru, řízeným pomocí tlaku v sací rouře. U tohoto zařízení je otevřenost škrtící klapky a počet otáček motoru použit jako základ pro výpočet momentální hodnoty množství vzduchu, nasátého do spalovací komory motoru. Toto vypočtené, okamžité množství nasátého vzduchu je potom použito i pro výpočet budoucího množství vzduchu, které bude potřeba nasát do spalovací komory motoru v časový okamžik, uvažovaný od okamžiku, ve kterém byl proveden výpočet. Tlakový údaje, které jsou měřeny ve směru proudění za škrtící klapkou, jsou korigovány za pomoci teoretických vztahů, takže se dosáhne zlepšení určení nasátého množství vzduchu a tím i přesnějšího výpočtu doby vstřikování.
Během nestacionárního provozu spalovacího motoru je ale žádoucí provést ještě přesnějším způsobem určení množství vzduchu, proudícího do válců.
Podstata vynálezu
Vynález si pokládá za úkol vytvořit vysoce přesný způsob modelového určení množství vzduchu, proudícího do válce, respektive do válců spalovacího motoru. Navíc by měly být kompenzovány konstrukcí systému dané nevyužité časové prodlevy, které mohou vzniknout z důvodů předběžného přísunu pohonných hmot a během výpočtu doby vstřikování.
Tento úkol je vyřešen podle charakteristik patentového nároku
Výhodné rozvoje vynálezu vyplývají z podnároků.
Použitím známého přístupu řešení problému lze získat modelový popis, který je založený na jedné nelineární diferenciální ♦ ·· ♦ · • « 9 9 9 99
9 9 9 · ·· · ·· ···««* · · · · · • · * · · ·
9 9 9999 rovnici. V následujícím popise bude představena aproximace této nelinární rovnice. Díky výsledku této aproximace je možné popsat chování systému bilineární rovnicí, která umožní rychlé řešení vztahu v motorovém řídícím přístroji vozidla v reálném čase. Zvolené modelování přitom zahrnuje modelování proměnných sacích systémů a systémů s proměnným řízením ventilů. Efekty, vyvolané tímto uspořádáním a dynamickým dobíjením, to znamená odrazy tlakových vln v sací rouře, mohou být velmi dobře zohledněny výhradně volbou parametrů modelu, jež lze zjistit pouze' ve'stacionárním stavu/' Všechny modelové parametry je možné fyzikálně interpretovat a je možné je získat výlučně ze stacionárních měření.
Většina algoritmů časově diskrétního řešení diferenciální rovnice, která popisuje chování zde použitého modelu, potřebuje v určitých případech velmi malé výpočetní krokování, aby byla zaručena numerická stabilita řešení. To platí zejména při malém poklesu tlaku na Škrtící klapce, tedy to znamená při plném zatížení. Důsledkem by byla nezpracovatelná početní náročnost při určování zátěžové veličiny. Jelikož zatížení určující systémy obvykle pracují segmentově synchronním způsobem, to znamená u čtyřválcových motorů je každých 180° KW naměřena jedna hodnota, musí být modelová rovnice řešena také segmentově synchronním způsobem. V následujícím popise bude použito absolutně stabilní diferenční schéma pro řešení diferenciálních rovnic, které zaručuje numer_ ickou stabilitu při libovolném krokování. . . .
Model využívající způsob výpočtu podle vynálezu navíc umožňuje odhad budoucích hodnot zátěžového signálu. Tuto přepověd je . . možné učinit v časovém předstihu volitelného počtu snímacích kroků, to znamená předpověď zátěžového signálu š proměnným horizontem odhadu. Pokud není příliš velký odhadovací čas, jež je při konstantním počtu otáček úměrný horizontu odhadu, je možné dosáhnout vysoké přesnosti odhadu budoucích hodnot zátěžového signálu.
Podobná předpověd je potřebná, jelikož mezi zjištěním relevantních měřících hodnot a výpočtem zátěžové veličiny vzniká nevyužitá časová prodleva. Z důvodů přípravy směsi je před samotným začátkem nasávací fáze příslušného válce navíc nutné co možná nejpřesněji naměřit množství pohonných hmot vstřikovacích ventilů, které bude v průběhu nadcházející nasávací fáze v požadovaném poměru k množství vzduchu mzyi- Proměnný horizont odhadu zlepšuje kvalitu naměřování pohonných hmot během nestacionárního provozu motoru.. Jelikož se při zvyšujících se otáčkách snižuje segmentační čas, musí vstřikovací proces začít dříve o větší počet segmentů než jak je tomu při nízkých otáčkách. Aby bylo možné co nejpřesněji určit potřebné množství pohonných hmot, je nutný odhad budoucích hodnot zátěžové veličiny o takový počet segmentů dopředu, během kterých je prováděn předběžný přísun pohonných hmot, aby se i v tomto případě dodržel požadovaný poměr vzduchu a pohonných hmot. Odhad budoucích hodnot zátěžové veličiny tak přispívá k podstatnému zlepšení dodržování požadového poměru vzduchu a pohonných látek v nestacionárním stavu. Tento systém modelového určování zátěže je v již známých motorových řídících systémech. V následujícím popise proto ^bude pro motorové řídící systémy, založené na sledování množství vzduchu, respektive tlaku v sací rouře, navržen korekční algoritmus v podobě modelového regulačního obvodu, který při vzniku nepřesností modelových parametrů umožní trvalé zlepšení přesnosti ve stacionárním a nestacionárním provozu, to znamená vyrovnávání
«44« 4 f 4 4 44
• · • 4 4 « 4 ·
4 4 4 · 4 4 • · • 4
4 4 · 4 4 4 4 44 « 4 4 4 4 4 4
4 4 4 4 4 4 4 4
• 4 4 4 4 4 4 4
modelu.
Přehled obrázků na výkresech
V následujícím popise je na základě schematických obrázků popsán příklad provedení způsobu podle vynálezu.
’ Obr. 1 zobrazuje principiální schéma sacího systému spalovacího motoru, včetně odpovídajících modelových a měřených veličin.
Obr. 2 zobrazuje průtokovou funkci a k ní příslušející úsečkovou aproximaci.
Obr. 3 zobrazuje principiální schéma modelového regulačního obvodu pro motorové řídící systémy, založené na sledování množství vzduchu.
Obr. 4 zobrazuje principiální schéma modelového regulačního obvodu pro motorové řídící systémy, založené na sledování tlaku v sací rouře.
Příklady provedení vynálezu
U model využívajícího výpočtu zátěžové veličiny mzyi se vychází z uspořádání, schématicky naznačeném na obr. 1. Z důvodů přehlednosti je přitom znázorněn pouze jeden válec spalovacího
V · V *
• · · • · 9
• · · • 9 9 « ·
• · · 9 • · 9999 9 9 • V
• · · * * 9
« · · 9 9 * ·
motoru. Vztahovou značkou 10 je přitom označena sací roura spalovacího motoru, ve které je umístěna škrtící klapka 11. Škrtící klapka 11 je spojena s čidlem 14 pro zjištování polohy škrtící klapky, jež určuje míru otevření škrtící klapky. U motorových řídících systémů, založených na sledování množství vzduchu, je směrem od škrtící klapky 11 proti směru proudění umístěn měřící přístroj 12 pro zjištování množství vzduchu, zatímco u motorových řídících systémů, založených na sledování tlaku v sací rouře, je v sací rouře umístěno Čidlo 13 pro měření tlaku v sací rouře. Podle způsobu určování zátěže se v systému nachází pouze jedna z těchto dvou součástí 12, 13. Výstupy měřícího přístroje 12 pro zjištování množství vzduchu, čidla 14 pro zjištování polohy škrtící klapky a čidla 13 pro měření tlaku v sací rouře, případně použitého místo měřícího přístroje 12 pro zjištování množství vzduchu, jsou spojeny se vstupy nezobrazeného, již známého elektronického řídícího zařízení spalovacího motoru. Navíc je na obr. 1 ještě schematicky znázorněn vstupní ventil 15, výstupní ventil 16 a též píst 18, jenž se může pohybovat ve válci 17.
Kromě toho jsou na obr. 1 zobrazeny také vybrané veličiny, respektive parametry sacího systému. Stříška nad veličinou přitom znamená, že jedná o modelovou veličinu, zatímco veličiny bez stříšky “Λ” reprezentují měřené veličiny. Jednotlivé veličiny znamenají:
Py tlak okolí
Ps tlak v sací rouře
T$ teplota vzduchu, v sací rouře objem sací roury
Bodem označené veličiny znamenají časově první sérii příslušných veličin, mpx tedy znamená proudění vzduchu na škrtící klapce a ™Zyi potom je proudění vzduchu, které skutečně vstupuje do válce spalovacího motoru.
Základní úkol výpočtu stavu zátěže motoru pomocí modelu spočívá v řešení diferenciální rovnice pro tlak v sací rouře
Ps = ^^(ýiDK-mZyi)í (2.1) kterou je možné odvodit ze stavové rovnice ideálního plynu za předpokladu konstantní teploty vzduchu Ts v sací rouře.
Rl přitom označuje univerzální plynovou konstantu.
Zátěžová veličina rrtzyi je určena integrací veličiny válcového proudění m^. Rovnicí (2.1) popsané vztahy je možné bez strukturálních změn použít i u víceválcových spalovacích motorů se sacími systémy s výkyvnou rourou ( se spínanou sací rourou ) a/nebo s rezonančními sacími systémy.
U systémů se vstřikováním typu Multi-point, u kterých probíhá dodatečné odplňování pohonných látek pomocí většího počtu vstřikovacích ventilů, popisuje rovnice (2.1) lepším způsobem fyzikální poměry než jak je tomu u vstřikování typu Singel-point, - *to znamená u vstřikování, u kterého jsou pohonné látky dodatečně přidávány pomocí jednoho jediného vstřikovacího ventilu. U prvního jmenovaného způsobu doplňování pohonných hmot je prakticky celý nasávací systém zaplněn vzduchem. Pouze v malé oblasti před vstupními ventily se nachází směs vzduchu • 1 «1*1 9« 9 999* ·· 9 999999» • · φ 9 9 9 9 *99« • 99 9 9 9 9999 * ··· ·9 • 99 999999
9 ·· 9 9999 a pohonných látek. Na rozdíl od toho způsobu doplňování je u vstřikovacích systémů typu Singel-point celá sací roura od škrtící klapky až po vstupní ventil zaplněna směsí vzduchu a pohonných hmot, jelikož vstřikovací ventil je umístěn před škrtící klapkou. V tomto případě je uvažování ideálního plynu mnohem méně přesnější než jak je tomu u vstřikování typu Multi-point. U vstřikování typu Singel-point probíhá doplňování pohonných
A hmot podle veličiny m^, vstřikování typu Multi-point podle m-Zyl·
V následujícím popise bude blíže popsán výpočet proudění A A τηρκ a mzyl·
AModelová veličina proudění vzduchu ιήρκ na škrtící klapce je popsána průtokovou rovnicí ideálního plynu v zúženém místě. V zúžených místech vznikající proudové ztráty jsou zohledněny
A díky redukovanému proudovému průřezu Proudění vzA duchu πιρκ je potom určováno podle vztahu
2k k — 1
Pro nadkritické tlakové poměry platí, že
/PsV K J - 1 * *
h) ' \?u) respektive pro kritické tlakové poměry platí
9» 9499 • 9 99 99
• · 9 9 9 9 9 9 9
• · 9 9 9 9
• 9 9 • 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9
♦ · 9 9 9 9 9 9
• 9 9 99 9 99
— const.
rn,DK modelová veličina proudění vzduchu na škrtící klapce
A
Ared redukovaný proudový průřez κ adiabatický exponent
Rr univerzální plynová konstanta
T$ teplota vzduchu v sací rouře
Pu modelová veličina tlaku okolí
Ps modelová veličina tlaku v sací rouře ’φ průtoková funkce
V zúženém místě, to znamená na škrtící klapce vznikající proudové ztráty jsou zohledněny vhodnou volbou Arrd· Při známých tlacích před a za zúženým místem a při známém proudění zúženým místem je možné pomocí stacionárního měření vytvořit zobrazení, které by sloučilo do vzájemného vztahu redukovaný průřez Aree a úhel natočení škrtící klapky, určený čidlem 14 pro zjišťování škrtící klapky.
Λ
Je-li proudění vzduchu mjjK na škrtící klapce popsáno vztahem (2.2), je potřeba použít komplikovaný algoritmus pro správné numerické řešení diferenciální rovnice (2.1). Aby byla snížena výpočetní náročnost, je proudová funkce -0 Ρθ částech aproximována úsečkami.
Obr.' 2 zobrazuje průběh průtokové funkce’^ a princip aproximace, použitý na tuto funkci. Na intervalu i ( i = 1 ... k ) je průtoková funkce ψ nahrazena přímkou. Je-li použit vhodný počet přímkových částí, je možné dosáhnout dobré aproximace. Využitím tohoto postupu je pro účely výpočtu proudění
H ··
B · »
* · * « ·
* · · • · • · • ·· «
• · «
· ·· f «
na škrtící klapce možné aproximovat rovnici (2.2) vztahem ňlDK-APPROX = AreD
2κ 1 κ — 1 RlT$
(2-3) pro i = (1... k).
V této rovnici popisuje m, stoupání a rij absolutní člen odpovídající úsečky ( části přímky ). Hodnoty stoupání a absolutního členu jsou uloženy v tabulkách jako funkce poměru PsfPu tlaku v sací rouře a tlaku okolí.
Na obr. 2 je na osu x vynášen poměr tlaků Ps/Pu a na osu y jsou vynášeny funkční hodnoty průtokové funkce ψ ( v rozmezí 0 až 0,3 ).
Pro poměry tlaků, pro které platí
PS<( 2 je ψ konstantní, to znamená, že průtok zúženým místem je závislý pouze na průřezu a ne na poměru tlaků. Do příslušného válce spalovacího motoru vnikající proud vzduchu je možné analyticky popsat jen s velkými obtížemi, jelikož výrazně závisí na změně náplně. Náplň válce je v podstatě dána tlakem v sací rouře, počtem otáček a řídícími dobami ventilů.
A
Z důvodů co možná nej přesnějšího výpočtu proudění mzyi do příslušného válce je tedy nutný jednak popis poměrů v nasávací
4 * ,4 4· · » 4 · 4 4 4« • 4 444 4444 *4 444144 44144 <4 4 4 44 ** 4 »44· části spalovacího motoru pomocí parciálních diferenciálních rovnic, ale také výpočet proudění na vstupním ventilu podle průtokové rovnice, což slouží k získání potřebné počáteční podmínky. Pouze tento komplikovaný postup umožňuje zohlednit dynamické dobíječi efekty, které jsou rozhodujícím způsobem ovlivňovány počtem otáček, tvarem sací roury, počtem válců a řídícími dobami ventilů.
Jelikož v elektronickém řídícím zařízení spalovacího motoru není možné realizovat výše uvedeným způsobem potřebné výpočty,' lze použít zjednodušení, založeném na jednoduchém vztahu mezi
AΛ, tlakem Ps v sací rouře a válcovým prouděním mzyi- V dobrém přiblížení je proto možné pro širokou oblast smysluplných řídících dob ventilů vycházet z lineárního vztahu ve tvaru
AA mZyl-APPROX = 71-¾ + 7o(2.4)
Při zvážení všech podstatných ovlivňujících faktorů, jsou stoupám 71 a absolutní člen 70 ze vztahu (2.4) funkcemi počtu otáček, tvaru sací roury, počtu válců, řídících dob ventilů a teploty vzduchu Ts v sací rouře. Závislost hodnot 71 a 70 na ovlivňujících veličinách jako je počet otáček, tvar sací roury, počet válců, řídící doby ventilů a zdvižné tvary ventilů, je přitom možné určit pomocí stacionárních měření. Výhodou toho způsobu určení jejich hodnot je, že lze také dobře popsat tvliv sacích systémů s výkyvnou rourou a/nebo rezonančních sacích systémů na množství vzduchu, nasáté spalovacím motorem. Hodnoty 71 a 70 jsou uloženy v paměti elektronického motorového řídícího zařízení.
Jako rozhodující veličina pro určení zatížení motoru je zvolen
• iO «« »
« * « ♦ ·
• 4 . · • · 4 · ·
• « · Η·« 9
• ♦
• · 4* 4 • t
tlak Ps v sací rouře. Díky modelovým diferenciálním rovnicím bude tato veličina rychle a přesně určena. K určení P$ je potřeba vyřešit rovnici (2.1).
Využitím jednodušením, zavedeným na základě rovnic (2.2) a (2.3), je možné aproximovat rovnici (2.1) vztahem
pro i = (1... k)
Je-li v souladu s předpoklady pro zavedení rovnice (2.1) považována teplota vzduchu v sací rouře za pomalu se měnící veličinu a
Λ je-li Ared považován za vstupní veličinu, lze aproximovat nelineární tvar diferenciální rovnice (2.1) bilineární rovnicí (2.5).
Pro řešení rovnice (2.5) je tento vztah převeden na vhodnou diferenční rovnici.
Jako kriteria výběru vhodného diferenčního schématu jmenujme následující principiální požadavky na vlastnosti řešení tvořené diferenční rovnice:
1. Diferenční schéma musí být konzervativní i při extrémně dynamických požadavcích, to znamená řešení diferenční rovnice musí odpovídat řešení diferenciální rovnice.
2. Do snímacích okamžiků, které odpovídají maximálním možným segmentačním časům, musí být zaručena numerická
·· « ·· · • * • · « «
• to to • · • « • ·
• · · • · to * to · to to
• · · • · · • ·· to • ··· • to
b to · • · to to ·
·· · to· • to • ·
stabilita v celém oboru hodnot tlaku v sací rouře.
Požadavek 1 lze splnit pomocí implicitního výpočetního algoritmu. Díky aproximaci nelineární diferenciální rovnice (2.1) bilineární rovnicí je možné vyřešit vzniklé implicitní řešící schéma i bez použití iteračních postupů, jelikož diferenční rovnici je možné převést do explicitního tvaru.
Kvůli podmínkám diferenciální rovnice (2.1) a její aproximace (2.5) je možné druhý požadavek splnit pouze pomocí - — výpočetního předpisu pro tvoření diferenční rovnice, který je absolutně stabilní. Tyto postupy jsou také označovány jako A-stabilní postupy. Je-li dán stabilní výchozí problém, je pro tuto A-stabilitu charakteristická numerická stabilita algoritmu pro libovolné hodnoty snímacích okamžiků, to znamená segmentačních časů T5. Možným výpočetním předpisem pro numerické řešení diferenciální rovnice, který by splňoval oba požadavky, je lichoběžníkové pravidlo.
Použitím lichoběžníkového pravidla vzniklá diferenční rovnice má v popisovaném případě tvar
PS[7V] = PS[N - 1] + y (Ps[AT - 1] + PspV]) (2-6) pro N = (1. Too).
Je-li tento předpis použít na rovnici (2.5), získáme vztah (2-7)
Α[Υ - 1] + %Ps[N - 1] 1 - V - 71) (ÁRBD^njrPuni - 7q) 1 - (ÁRBD^-^rmi - 71)
i.
ΙΠΛ— pro TV = (1... oo) a i = (1... k).
’> >f y* T7 *‘‘* . '-^*- -- Ί Ή * * -'». n_ _ . Λ. .'.— — . -r -r~ — - J -*A pro výpočet tlaku Ps[7V] v sací rouře, který slouží jako měřítko posouzení zátěže motoru.
[TV] přitom znamená aktuální segment, respektive aktuální výpočetní krok; [7V+1] znamená následující segment, respektive následující výpočetní krok.
Dále bude popsán výpočet aktuálního zátěžového signálu a výpočet odhadu jeho budoucích hodnot.
Z vypočteného tlaku P$ v sací rouře je možné pomocí vztahu (2.4) určit proudění vzduchu mzyi, který proudí do válce. Je-li použit jednoduchý integrační algoritmus, lze dosáhnout vztahu
WIN = y - 1] + mzjitN) > (2-8) «4 w ·· u T ·!· ·* -·-f-r WW- »“ tu kde N — (I...00), pro množství vzduchu, nasáté spalovacím motorem během nasávací fáze.
Vychází se přitom z toho, že počáteční hodnota zátěžové veličiny je nulová. U segmentově synchronního určování zátěže • * · a · · klesá segmentační čas se stoupajícím počtem otáček, zatímco počet segmentů, během kterých je proveden předběžný přísun pohonných hmot, musí stoupat. Z tohoto důvodu je nutné stanovit odhad budoucích hodnot zátěžového signálu pro proměnný horizont odhadu, to znamená pro určitý, v první řadě na otáčkách závislý počet H segmentů. S ohledem na tento proměnný horizont odhadu H, je možné napsat rovnici (2.8) ve tvaru w - - ΓΤΊ ~ - - - *· ' - ·-,.·· mzyilN 4- H] = — (mzyi[N + H — 1] 4- thzyi[N 4- H]} (2.9) pro N = (1.., oo).
V dalších úvahách se vychází z toho, že se během doby odhadu budoucích hodnot nemění segmentační čas Ta a parametry 71 a 70 rovnice (2.4), které jsou potřeba pro určení proudění mzyi z tlaku Ps v sací rouře.
Odhadu budoucí hodnoty mzyi[N-\-H] je za tohoto předpokladu dosaženo pomocí odhadu budoucí hodnoty odpovídajícího tlaku Ps[N + H]. Potom lze přepsat rovnici (2.9) do tvaru
Ml = y (71 {Λμν + H - 1] + PS[]V + fi]} + 270) (210) pro N = (1.. .00).
Jelikož u popsaného postupu je časová změna tlaku P$ v sací rouře vyjádřena v analytickém tvaru, bude v následujícím popise odhad budoucí hodnoty tlaku Ps[N + H] proveden jednoduchou aplikací lichoběžníkového pravidla. V tomto případě pak obdržíme vztah
• · «444 4 * f • ♦ 4 4
4 4 4 4 4 4 4
b « 4 4 4 · • 4 • 4
4 • * 4 « • 444 • 44 · 4 4
4 4 4 4 4 4 4
• 4 * « 4 «4 • 4
+ ff] = PS[7V] + (ps[JV - 1] + />S[AT]) (2.
pro N = (1... oo).
ř Je-li tlak Ρ$[Ν+Η — 1] určen obdobným způsobem, je možné napsat rovnici pro odhad budoucí hodnoty zátěžového signálu ve tvaru = T, (11 {AW + (H - 0,5)^ [PS[AT - 1] + PS[N]]} + 7o) (2.12) pro N = (1... oo).
Jsou-li pro horizont odhadu H zvoleny hodnoty řádově okolo jednoho až tří segmentů, je možné díky vzorci (2.12) získat dobře odhadnutý zátěžový signál.
V následujícím popise je objasněn princip vyrovnávání modelu motorových řídících systémů, založených na sledování množství vzduchu a tlaku v sací rouře.
Hodnoty 71 a 70 jsou zatíženy jistou neurčitostí, což je dáno použitím motorů s proměnným řízením ventilů a/nebo proměnnou geometrií sací roury, zhotovovacími tolerancemi a projevy stárnutí, • ·· ··· * • · · • ···« · stejně tak jak vlivem teploty. Jak již bylo výše popsáno, jsou parametry rovnice pro určení proudění ve válcích funkcemi rozličných ovlivňovacích veličin, z nichž je možné popsat pouze ty nejdůležitější.
Při výpočtu proudění na škrtící klapce se chyby měření při zjišování úhlu natočení škrtící klapky a aproximační chyba úsečkové aproximace průtokové funkce Ψ projevují na modelových veličinách. Zejména u malých úhlů natočení škrtící klapky je citlivost systému obvzláště vysoká na prvně jmenovaný druh chyb. Z toho vyplývá, že malé změny polohy škrtící klapky mají podstatný vliv na proudění, respektive na tlak v sací rouře. Aby se omezil účinek těchto vlivů, je v následujícím popise navržen způsob korekce některých veličin, které mají vliv na modelové výpočty. Korekce je provedena takovým způsobem, že je během stacionárního a nestacionárního provozu motoru možné provést přesnost zvyšující přizpůsobení modelu.
Přizpůsobení podstatných parametrů modelu pro určení zátěžové veličiny spalovacího motoru je provedeno korekcí redukovaného klapky. Korekce je provedena pomocí korekční veličiny AÁredΛ
Vstupní veličina Ared Pr° korigovaný výpočet tlaku v sací rouře je potom popsán vztahem
AreDKORR = Ared + &Ared (3.11)
V rovnici (2.2) a v následujících vzorcích se potom Ared
A nahradí Aredkorr- 2 důvodů zlepšení dynamických vlastností regulučního obvodu se do modelového výpočtu zahrne i redukovaný průřez Ared škrtící klapky, odvozený z naměřené hodnoty úhlu natočení škrtící klapky. Korekční veličina AAred se vytvoří realizací modelového regulačního obvodu.
U motorových řídících systémů, založených na sledování množství vzduchu, je pro tento regulační obvod vůdčí veličinou proudění vzduchu mDK_LMM, naměřené na škrtící klapce pomocí měřícího přístroje pro zjišování množství vzduchu, zatímco u systémů, založených na sledování tlaku v sacvrouře je jako-vůdčí veličina používán naměřený tlak Pg v sací rouře. Dynamickou regulací
A je určena hodnota AAred takovým způsobem, že se regulační odchylka mezi vůdčí veličinou a odpovídající regulační veličinou zmenší na minimální hodnotu.
Aby bylo možné dosáhnout uvedenou metodou zlepšení přesnosti i v dynamickém provozu, musí být určování hodnot vůdčí veličiny co možná nejpřesněji napodobeno. Přitom ve většině případů je potřeba brát v úvahu dynamické chování senzoru, to znamená bu měřícího přístroje pro zjišování množstv^vzduchu nebo čidla pro měření tlaku v sací rouře, a poté provedené vytvoření průměrné hodnoty.
Dynamické chování příslušného senzoru může být v prvním přiblížení modelováno jako systém prvního řádu s časovými prodlevami 7j, eventuálně závislými na pracovním bodu. V případě systému, založeném na sledování množství vzduchu, je jedná z možných rovnic pro popis chování senzoru zapsána ve tvaru rnoK^MMlN] = e~^m[N - 1] +
ňlDK_LMM[N ~ 1] (3.12)
Tlak okolí Py je veličina, která má u zvoleného způsobu řešení problému podstatný vliv na maximální možné proudění mzyi. Z tohoto důvodu nelze vycházet z jedné konstantní hodnoty této veličiny, a proto se provede přizpůsobení, popsané v následujících odstavcích.
Hodnota tlaku okolí Py se změní, pokud hodnota korekční veličiny překročí určitou hraniční hodnotu nebo pokud
A A poměr tlaků Ps/Pu je větší než volitelná konstanta. Tímto způsobem je zaručeno, že je možné provést přizpůsobení tlaku okolí jak v oblasti částečného zatížení, tak i v oblasti plné zátěže.
V následujícím popise je vysvětleno vyrovnávání modelu pro motorové řídící systémy, založené na sledování množství vzduchu. Pro tento systém může být použita modelová struktura, zobrazená na obr. 3.
Čidlo 14 pro zjišování polohy škrtící klapky ( obr. 1 ) vysílá signál, odpovídající stupni otevření škrtící klapky 11, například hodnotu úhlu otevření škrtící klapky. V paměti elektronického motorového řídícího zařízení jsou pro různé hodnoty tohoto úhlu otevření škrtící klapky uloženy odpovídající hodnoty redukovaného průřezu Ared škrtící klapky. Toto přiřazení je na obr. 3 a na obr. 4 znázorněno blokem “statický model”. Dílčí systém “model sací roury” na obr. 3 a 4 reprezentuje rovnicí (2.7) popsané chování. Vůdčí veličina tohoto modelového regulačního obvodu je naměřená hodnota proudění vzduchu tkdkj^mm na škrtící klapce, která je během jednoho segmentu získána jako průměr z většího počtu naměřených hodnot. Je-li do funkce regulátoru v tomto modelovém regulačním obvodě použit PIregulátor, je zbytková regulační odchylka nulová, to znamená, že modelová veličina a měřená veličina proudění vzduchu na škrtící klapce jsou identické. Pulzační projevy proudění vzduchu na škrtící klapce, která je možné pozorovat především u čtyřválcových motorů, vedou u měřících přístrojů pro zjišování množství vzduchu k podstatným pozitivním chybám měření a tím vůdčí veličinu podstatně chybově zatěžují. Vypojením regulátoru, to znamená zmenšením regulačních parametrů, je možné přejít k řízenému modelovému provozu. Při zohlednění dynamických souvislostí tak mohou být oblasti, ve který vznikají jmenované pulzace, zpracovány tím samým způsobem jako ty oblasti, u kterých je k dispozici prakticky nerušená vůdčí veličina. Na rozdíl od způsobů, které zohledňováňují relevantní naměřené hodnoty pouze ve stacionárních provozních bodech, zůstává popsaný systém prakticky neomezeně provozuschopný. Při výpadku signálu pro množství vzduchu nebo signálu čidla pro zjišování polohy škrtící klapky je popsaný systém schopen vytvořit odpovídající náhradní signál. Při výpadku vůdčí veličiny musí být realizován řízený provoz, zatímco v jiném případě regulovaný provoz zaručuje sotva narušitelnou funkčnost systému.
Blok “model sací roury” reprezentuje poměry, které jsou popsány na základě rovnice (2.7), a proto má jako výstupní veličinu
A · A modelovou veličinu P5, časové odvození Pq a veličinu τηηκPo namodelování přenosového chování senzoru, to znamená po zjišování
» 0 • · 0 0 • 0 • · • ·
· «
♦'· 0 • 0 0 ·
♦ ♦ • * 0 00·· » ·« ·
• · i 0 ii
• * « * ·· ··
množství vzduchu, a po měření je z modelové veličiny vypočtena střední/hodnota. Tato střední hodnota vťidk-LMM a průměrné proudění vzduchu πίρκ-ΐΜΜ, naměřené měřícím přístrojem pro zjišování množství vzduchu, mohou být tedy přivedeny na komparátor. Rozdíl obou signálů ovlivní změnu
A A
AAred redukovaného proudového průřezu Ared> takže je možné stacionárně a nestacionárně provést vyrovnání modelu.
Pro motorové řídící systémy, založené na sledování tlaku v sací rouře, je navrhnuta modelová struktura, která je. zobrazena na obr. 4. Platí, že bloky, které jsou stejné jako bloky z obr. 3, mají i stejné označení. Stejně tak jako u motorového řídícího systému, založeném na sledování množství vzduchu, reprezentuje dílčí systém “model sací roury” chování popsané diferenční rovnicí (2.7). Vůdčí veličinou tohoto modelového regulačního . obvodu je během jednoho segmentu zjištěná hodnota tlaku P$_s v sací rouře, přičemž této hodnoty se dosáhne vypočtením průměru z většího počtu naměřených hodnot, je-li také jako u soustavy z obr. 3 použit PI-regulátor, je ve stacionárním případě hodnota tlaku Ps_s v sací rouře identická s modelovou veličinou
A
Ps- Jak je výše popsáno, zůstává i tento systém prakticky neomezeně provozuschopný, jelikož při výpadku signálu pro tlak v sací rouře nebo při výpadku naměřené hodnoty úhlu natočení škrtící klapky je možné vytvořit odpovídající náhradní signál.
Pomocí modelu sací roury získané modelové veličiny Ps,Ps jsou přivedeny do bloku “odhad budoucích hodnot”. Jelikož modely vypočítávají i změny tlaku v sací rouře, mohou být tyto vypočtené změny tlaku použity k odhadu budoucího průběhu tlaku v sací rouře a tím i k odhadu válcového množství vzduchu • «
9 9 9 · · · · 9» ·'· a 9 · 9 · · ··♦ • · » · * · ♦··* * *·♦ · « • 9» · · **··
9« * ·· 9 9*9 · během příštího segmentu [N +1] nebo během příštích segmentů [N + #]. Veličina m^yi, respektive veličina rřizvi[N + 1] potom slouží k přesnému výpočtu doby vstřikování, zatímco je vstřikována pohonná hmota.
Zastupuje:
w v « · · V v 9
» * ♦ a * *
r 9 · • 9 • · ··
9 9 « 999 9 ♦ ♦ ·♦
». • * * « i
« · « 9 ··
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (11)

1. Způsob modelového určení množství vzduchu, proudícího do válce, respektive válců spalovacího motoru
- s nasávacím systémem, který obsahuje sací rouru /10/ a v ní umístěnou škrtící klapku /11/, stejně tak jako čidlo /14/ pro zjišování polohy škrtící klapky, zjišující stupeň otevření škrtící klapky /19/;
- se senzorem /12,13/, vytvářejícím zátěžový signál lrn,DK2LMM\ Pss/ spalovacího motoru;
- s elektronickým řídícím zařízením, které vypočítává základní dobu vstřikování na základě naměřeného zátěžového signálu lmDK_LMM\ Ps_s/ a počtu otáček spalovacího motoru; vyznačující s e t í m , ž e
- poměry v nasávacím systému jsou napodobovány pomocí modelu náplně sací roury, přičemž jako vstupní veličina modelu je použit stupeň otevření škrtící klapky /11/, okolní tlak./Fy/ a polohu ventilu reprezentující parametry;
A
- modelová veličina pro proudění vzduchu /τανκ/ na škrtící klapce /11/ je popsána pomocí průtokové rovnice ideálního plynu zúženým místem /rovnice 2.2/;
- modelová veličina pro proudění vzduchu /razyi/ do válce, respektive válců /17/ je jako lineární funkce tlaku /Ps/ v sací rouře popsána bilancí proudění vzduchu /τη,^κ^ mzyi/ /rovnice
2.1/;
- tyto modelové veličiny jsou sloučeny pomocí diferenciální rovnice /rovnice 2.5/, z níž je jako hlavní veličina pro zjišování
A skutečné zátěže spalovacího motoru vypočítáván tlak /Ps/ v sací rouře;
A
- z lineární souvislosti /rovnice 2.4/ mezi tlakem /Ps/ v sací rouře a modelovou veličinou pro proudění vzduchu /rnzyl/ do válce, respektive válců /17/ je integrací získáno množství vzduchu /riizyil} proudící do válce, respektive válců /17/.
2. Způsob podle nároku lvyznačující se t í m , ž e zátěžovým senzorem /12, 13/ změřený zátěžový signál /rriDKJLMM·, Pss! je v uzavřeném regulačním obvodě použit pro korekci a tím i pro vyrovnání modelových veličin A ——
1™ζνι1, přičemž zátěžový signál /ŘodkJjMMi Ps_s/ slouží jako vůdčí veličina regulačního obvodu.
3. Způsob podle nároku 2vyznačující se t í m , ž e vyrovnání je provedeno ve stacionárním a/nebo nestacionárním provozu spalovacího motoru a přitom je zohledněno přenosové chování zátěžového senzoru /12, 13/.
4. Způsob podle nároku 2vyznačující se tím,
• Φ • · · 9 · 9 • · 9 9 • · • · 99 • · · · ···· » ··· • · · 9 * i · · »9 « • · *9
ž e každé naměřené hodnotě stupně otevření škrtící klapky je přiřazena hodnota redukovaného průřezu škrtící klapky /Ared/ a že vyrovnání modelových veličin korekcí redukovaného průřezu
A A /AredI je provedeno pomocí korekční veličiny /HAredI. takovým způsobem, že je na minimum zmenšena regulační odchylka mezi vůdčí veličinou a odpovídající modelovou veličinou.
5. Způsob podle nároku 4 v y z n ač u j í c í se tím, ž e redukovaný průřez /AredI je zjištěn ze stacionárních měření na zkušebním motorovém zařízení a ž e je uložen v paměti elektronického řídícího zařízení.
6. Způsob podle nároku lvyznačující se t í m , ž e při znázorňování modelové veličiny pro proudění vzduchu /mp/f/ na škrtící klapce /11/ je průtoková funkce /Ψ/, obsažená v průtokové rovnici /rovnice 2.2/, rozdělena na jednotlivé části /i = l... k/ a tyto části jsou nahrazeny částmi přímek, přičemž hodnoty stoupání /τη^/ a absolutního členu /n2/ příslušných částí přímek jsou určeny jako funkce poměru tlaku /Ps/ v sací rouře a tlaku okolí f / a jsou uloženy v paměti.
7. Způsob podle nároku lvyznačující se t í m , ž e stoupání /71/ a absolutní člen /70/ lineární funkce pro modelovou veličinu proudění vzduchu do válce, respektive
A do válců [rrizyil jsou stanoveny v závislosti na alespoň jednom z parametrů, počtu otáček spalovacího motoru, počtu válců, tvaru sací roury, teploty vzduchu /Ts/ v sací rouře /10/ a ventilových
4444 44 4 44 • 4 4 4 9 4 4 4 4 4 4 4' • 4 4 4 4 4 • 4 44 4 4 4 • 4 4 4444 • 44 4 • 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 44 • 4 44 44
řídících znacích.
8. Způsob podle nároku 7vyznačující se tím, ž e parametry jsou zjištěny pomocí stacionárního měření na zkušebním motorovém zařízení a jsou uloženy v paměti.
9. Způsob podle nároku 1 v y z n a č u j í c í se t í m , že množství vzduchu proudící'do válce, je vypočítáváno podle vztahu
Ta mZyt[N] = y (rhZyl[N - 1] + mZyi[N]) kde
Ta znamená snímací čas nebo segmentační čas;
A znamená modelovou veličinu proudění vzduchu během aktuálního snímacího kroku nebo segmentu;
1] znamená modelovou veličinu proudění vzduchu během, uběhnuvšího snímacího kroku nebo segmentu.
10. Způsob podle nároku lvyznačující se t í m , ž e pro určitý horizont odhadu /H/, který leží v budoucnosti vzhledem k aktuálnímu zjišování zátěže ve snímacím časovém okamžiku [/V], je odhadnuto do válce, respektive do válců proudící množství vzduchu /rrizyil a 1° pomocí odhadu odpovídající hodnoty tlaku podle vztahu
• to • ••to • · * ·· ·« » « · to » 'v . · to to * to · toto v • to ·· * · • ·· · « to ·· to ·· to toto • ·
mZsi[IV+ff] = Ta (71 (ps[2V] + (H - 0,5)y [ps[N - 1] + Wjjl +70 kde TA znamená snímací čas nebo segmentační čas,
H znamená horizont odhadu, počet v budoucnosti ležících snímacích kroků,
71 znamená stoupání lineární rovnice pro určení mzyi,
70 znamená absolutní člen lineární rovnice pro určení mzyi a·
N znamená aktuální počet snímacích kroků.
11. Způsob podle nároku 10 vyznačující se t í m , ž e počet /H/ segmentů, pro který má být do budoucna odhadnut zátěžový signál, je stanoven v závislosti na otáčkách.
CZ973194A 1995-04-10 1996-04-09 Způsob modelového určení množství vzduchu, proudícího do válce, respektive do válců spalovacího motoru CZ319497A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19513601 1995-04-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ319497A3 true CZ319497A3 (cs) 1999-01-13

Family

ID=7759410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ973194A CZ319497A3 (cs) 1995-04-10 1996-04-09 Způsob modelového určení množství vzduchu, proudícího do válce, respektive do válců spalovacího motoru

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5889205A (cs)
EP (1) EP0820559B1 (cs)
JP (1) JPH11504093A (cs)
KR (1) KR100413402B1 (cs)
CN (1) CN1073205C (cs)
BR (1) BR9604813A (cs)
CA (1) CA2217824C (cs)
CZ (1) CZ319497A3 (cs)
DE (1) DE59603079D1 (cs)
WO (1) WO1996032579A1 (cs)

Families Citing this family (115)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0928366B1 (de) 1996-09-27 2002-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Sekundärluftsystem für eine brennkraftmaschine
FR2758590B1 (fr) * 1997-01-20 1999-04-16 Siemens Automotive Sa Dispositif de commande d'un moteur a combustion interne a allumage commande et injection directe
DE19705766C1 (de) * 1997-02-14 1998-08-13 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zum Überwachen eines Sensors, der einer Brennkraftmaschine zugeordnet ist
DE19709955C2 (de) * 1997-03-11 2003-10-02 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
JP2001516421A (ja) * 1997-04-01 2001-09-25 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関のシリンダ内に過給器を用いて供給される空気量を決定するための装置
DE19740969B4 (de) * 1997-04-01 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
DE19727866C2 (de) * 1997-06-30 2003-03-20 Siemens Ag Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE19740968B4 (de) * 1997-09-17 2007-11-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE59804153D1 (de) 1997-10-07 2002-06-20 Siemens Ag Verfahren und einrichtung zum überwachen einer brennkraftmaschine
DE19753873B4 (de) * 1997-12-05 2008-05-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE19829483C2 (de) * 1998-07-01 2001-09-20 Siemens Ag Einrichtung zum Bestimmen einer Größe, die die Luftmasse in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine charakterisiert
US6246950B1 (en) * 1998-09-01 2001-06-12 General Electric Company Model based assessment of locomotive engines
DE19853410A1 (de) * 1998-11-19 2000-05-25 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Bestimmung des Drosselklappenwinkels
US6089082A (en) * 1998-12-07 2000-07-18 Ford Global Technologies, Inc. Air estimation system and method
DE19938260A1 (de) * 1999-08-12 2001-02-15 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung für die Frischluftbestimmung an einer Brennkraftmaschine
DE19939973A1 (de) * 1999-08-24 2001-03-01 Volkswagen Ag Regelung eines Ottomotors
WO2001059536A1 (de) * 2000-02-09 2001-08-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zum ermitteln eines massenstromes über ein steuerventil und zum ermitteln eines modellierten saugrohrdrucks
US6357430B1 (en) 2000-03-21 2002-03-19 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for calculating engine load ratio during rapid throttle changes
US6796293B2 (en) 2000-03-31 2004-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Method for starting an internal combustion engine and starter device for an internal combustion engine
DE10017280A1 (de) * 2000-04-06 2001-10-11 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE10021132A1 (de) * 2000-04-29 2001-11-29 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren und Vorrichtung zur elekronischen Steuerung von Aktuatoren einer Brennkraftmaschine mit variabler Gaswechselsteuerung
AUPQ723800A0 (en) * 2000-05-01 2000-05-25 Orbital Engine Company (Australia) Proprietary Limited Engine airflow measurement
US6460409B1 (en) * 2000-05-13 2002-10-08 Ford Global Technologies, Inc. Feed-forward observer-based control for estimating cylinder air charge
DE10032103A1 (de) * 2000-07-01 2002-03-07 Bayerische Motoren Werke Ag Elektronisches Steuergerät zur Steuerung von Aktuatoren einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen mit Mitteln zur Änderung der Ventilsteuerzeiten und/oder mit Mitteln zur Änderung der Ventilhübe
DE10039953C1 (de) 2000-08-16 2002-04-11 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE10039785B4 (de) * 2000-08-16 2014-02-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE10065122A1 (de) * 2000-12-28 2002-08-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Erfassung von Stand der Technik Massenströmen zum Saugrohr einer Brennkraftmaschine
DE10116932A1 (de) 2001-04-05 2002-10-10 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Bestimmen des Luftmassenstroms vom Saugrohr in den Zylinder einer Brennkraftmaschine
DE10123034A1 (de) * 2001-05-11 2002-11-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Drucks in einer Massenstromleitung vor einer Drosselstelle
DE10129035A1 (de) * 2001-06-15 2002-12-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Temperaturgröße in einer Massenstromleitung
DE10140617A1 (de) * 2001-08-18 2003-03-06 Bosch Gmbh Robert Messsystem mit ratiometrischem Frequenzausgang
US7200486B2 (en) 2001-10-15 2007-04-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for estimating quantity of intake air for internal combustion engine
DE10220141B4 (de) * 2002-05-06 2007-11-29 Siemens Ag Verfahren zum Steuern der Verbrennung einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylinderbänken
DE10222137B3 (de) * 2002-05-17 2004-02-05 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE10224213C1 (de) * 2002-05-31 2003-10-09 Siemens Ag Verfahren zur Füllungsregelung einer Brennkraftmaschine
DE10227064A1 (de) * 2002-06-18 2004-01-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Zylinderfüllung einer Brennkraftmaschine mit variabler Ventilhubverstellung, Steuerelement sowie Brennkraftmaschine
DE10227466B4 (de) * 2002-06-20 2004-06-09 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Bestimmen der Zylinderbeladung bei einer Brennkraftmaschine
DE10233945B4 (de) * 2002-07-25 2005-09-22 Siemens Ag Verfahren zur Reinigung eines Partikelfilters
DE10234719B3 (de) 2002-07-30 2004-04-15 Siemens Ag Verfahren zur Füllungsregelung einer Brennkraftmaschine
US6810854B2 (en) * 2002-10-22 2004-11-02 General Motors Corporation Method and apparatus for predicting and controlling manifold pressure
JP3898114B2 (ja) * 2002-11-01 2007-03-28 本田技研工業株式会社 内燃機関の吸入空気量推定方法、推定装置、吸入空気量制御方法および制御装置
JP3901091B2 (ja) * 2002-12-27 2007-04-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の吸入空気量推定装置
GB2397137B (en) * 2003-01-08 2005-12-07 Ford Global Tech Inc A control for an internal combustion engine
US6851304B2 (en) * 2003-01-28 2005-02-08 Ford Global Technologies, Llc Air estimation approach for internal combustion engine control
JP2004239128A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Mazda Motor Corp エンジン性能の予測解析方法、予測解析システム及びその制御プログラム
DE10332608B3 (de) 2003-07-17 2005-05-04 Siemens Ag Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine sowie eine Vorrichtung zum Regeln einer Brennkraftmaschine
DE10338628A1 (de) * 2003-08-22 2005-03-17 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasreinigungsanlage
JP3985746B2 (ja) * 2003-08-26 2007-10-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4231419B2 (ja) * 2004-01-08 2009-02-25 株式会社日立製作所 内燃機関の吸気量計測装置
US6955080B1 (en) * 2004-03-25 2005-10-18 General Motors Corporation Evaluating output of a mass air flow sensor
DE102004033845A1 (de) 2004-07-13 2006-02-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
DE102004041708B4 (de) * 2004-08-28 2006-07-20 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur modellbasierten Bestimmung der während einer Ansaugphase in die Zylinderbrennkammer einer Brennkraftmaschine einströmenden Frischluftmasse
US7027905B1 (en) * 2004-09-29 2006-04-11 General Motors Corporation Mass air flow estimation based on manifold absolute pressure
DE102004049737A1 (de) * 2004-10-13 2006-06-22 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Bestimmung des Frischluftmassenstroms eines Verbrennungsmotors
JP4143862B2 (ja) * 2004-11-29 2008-09-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空気量推定装置
DE102004062018B4 (de) * 2004-12-23 2018-10-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US7027910B1 (en) * 2005-01-13 2006-04-11 General Motors Corporation Individual cylinder controller for four-cylinder engine
DE102005030535A1 (de) * 2005-06-30 2007-01-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Diagnose von Sensoren
DE102005046504A1 (de) 2005-09-29 2007-04-05 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zur druckbasierten Lasterfassung
DE102006010542B3 (de) * 2006-03-07 2007-08-23 Siemens Ag Verfahren zum Erkennen einer fehlerhaften Stelleinrichtung
DE112007000998B4 (de) * 2006-04-24 2012-02-09 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Luftdurchsatzschätzverfahren und -vorrichtung für einen Verbrennungsmotor
FI120472B (fi) * 2006-06-06 2009-10-30 Metso Automation Oy Ohjausmenetelmä ja ohjausjärjestelmä virtausta säätävää venttiiliä varten
US7380447B2 (en) * 2006-06-10 2008-06-03 Ford Global Technologies. Llc Method and system for transient airflow compensation in an internal combustion engine
DE102006029969B3 (de) * 2006-06-29 2007-10-18 Siemens Ag Verfahren zur Plausibilitätsprüfung von Messwerten eines Umgebungsdrucksensors einer Brennkraftmaschine
DE102006032493B3 (de) * 2006-07-13 2008-04-10 Siemens Ag Verfahren zur Plausibilisierung eines Umgebungsdrucksensors für eine Brennkraftmaschine, Steuereinrichtung und Brennkraftmaschine
DE102006035096B4 (de) 2006-07-28 2014-07-03 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP4936439B2 (ja) * 2006-10-11 2012-05-23 国立大学法人東京工業大学 圧力レギュレータ及び除振装置
DE102007008514A1 (de) * 2007-02-21 2008-09-04 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur neuronalen Steuerung und/oder Regelung
DE102007012506B4 (de) * 2007-03-15 2009-02-26 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Ermitteln und Einregeln des Luftmassenstroms im Saugrohr eines Verbrennungsmotors sowie zugehöriges Steuergerät
DE102007022703B3 (de) * 2007-05-15 2008-11-20 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Steuern einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
DE102007035314B4 (de) 2007-07-27 2019-04-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007051873B4 (de) * 2007-10-30 2023-08-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007060036B4 (de) * 2007-12-13 2010-01-07 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Bestimmung von korrigierten Messwerten und/oder Modellparametern zur Steuerung des Luftpfads von Verbrennungsmotoren
DE102007063102B4 (de) * 2007-12-28 2022-02-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erfassung eines periodisch pulsierenden Betriebsparameters
EP2098710B1 (en) * 2008-03-04 2016-07-27 GM Global Technology Operations LLC A method for estimating the oxygen concentration in internal combustion engines
DE102008014069B4 (de) 2008-03-13 2009-11-26 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102008015909B3 (de) * 2008-03-27 2009-12-03 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102008039559B4 (de) * 2008-04-23 2014-08-14 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren und Steuersystem zum Bestimmen eines Luftmassendurchsatzes
DE102008022214B3 (de) * 2008-05-06 2009-11-26 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eine Drosselklappe und einer Umluftklappe in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine
DE102008022213A1 (de) 2008-05-06 2009-11-12 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung
DE102008040633B4 (de) * 2008-07-23 2020-01-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102008043965B4 (de) * 2008-11-21 2022-03-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur echtzeitfähigen Simulation eines Luftsystemmodells eines Verbrennungsmotors
DE102009007808B4 (de) 2009-02-04 2022-02-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine
JP2011094561A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Hitachi Automotive Systems Ltd エンジンの制御装置
EP2527634B1 (en) * 2010-01-18 2020-01-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for estimating pressure and temperature of gas in a gas passage of an internal combustion engine
CN103221662A (zh) * 2010-11-22 2013-07-24 丰田自动车株式会社 带增压器的内燃机的空气量推定装置
DE102010052644A1 (de) * 2010-11-29 2012-05-31 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Steuerelement, Brennkraftmaschine
US8880321B2 (en) * 2011-03-07 2014-11-04 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Adaptive air charge estimation based on support vector regression
DE102011014767B4 (de) 2011-03-21 2022-09-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine
JP5752517B2 (ja) 2011-08-03 2015-07-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102012212860B3 (de) * 2012-07-23 2013-12-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Ermittlung der Füllung der Zylinder von Hubkolbenbrennkraftmaschinen
JP6140985B2 (ja) * 2012-11-19 2017-06-07 トヨタ紡織株式会社 内燃機関の吸気管構造
DE102012221311B4 (de) 2012-11-22 2014-07-10 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Frischlufterfassung durch Auswertung eines Zylinderinnendrucksignals
JP6604939B2 (ja) * 2013-03-15 2019-11-13 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション 制御システム、制御する方法及びガスタービンエンジン
DE102013213871B4 (de) 2013-07-16 2021-02-11 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102013216073B4 (de) 2013-08-14 2015-08-13 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP2015080379A (ja) * 2013-10-18 2015-04-23 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 位置検出センサ、および内燃機関のスロットル装置
DE102014209793B4 (de) 2014-05-22 2020-02-06 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102014211162B4 (de) * 2014-06-11 2021-09-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Füllungserfassung in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine
JP2016065484A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 トヨタ自動車株式会社 スロットル上流圧力の推定装置
FR3027957A1 (fr) * 2014-11-04 2016-05-06 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede d'estimation d'un debit de gaz dans un cylindre pour le controle d'un moteur a combustion interne
DE102015204155B3 (de) * 2015-03-09 2016-08-18 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators einer Brennkraftmaschine
DE102016204539A1 (de) * 2016-03-18 2017-09-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Steuervorrichtung zum Bestimmen einer Menge einer Füllungskomponente in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine
DE102016219582B3 (de) * 2016-10-10 2017-06-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur kombinierten Identifizierung einer Einlassventilhub-Phasendifferenz und einer Auslassventilhub-Phasendifferenz eines Verbrennungsmotors mit Hilfe von Linien gleicher Amplitude
DE102016219584B4 (de) * 2016-10-10 2018-05-30 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur kombinierten Identifizierung von Phasendifferenzen des Einlassventilhubs und des Auslassventilhubs eines Verbrennungsmotors mittels Linien gleicher Phasenlagen und Amplituden
JP6515903B2 (ja) * 2016-11-02 2019-05-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN108005805B (zh) * 2017-11-29 2020-04-07 奇瑞汽车股份有限公司 一种发动机负荷计算方法、发动机及汽车
DE102019211398A1 (de) * 2019-07-31 2021-02-04 Ford Global Technologies, Llc Bestimmen einer Innenzylinderluftmasse
CN111143980B (zh) * 2019-12-17 2022-03-22 淮阴工学院 一种高压油管的单向阀开启计算方法
US11790126B2 (en) * 2019-12-19 2023-10-17 Caterpillar Inc. Method and system for internal combustion engine simulation
JP7521963B2 (ja) * 2020-07-31 2024-07-24 ナブテスコ株式会社 エンジン特性推定装置、エンジン特性推定方法、およびエンジン特性推定プログラム
DE102021102030A1 (de) * 2021-01-29 2022-08-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Echtzeit-Ermittlung einer Frischluftmasse im Zylinder
CN112985530B (zh) * 2021-02-01 2022-04-22 南京航空航天大学 一种基于特征方程根轨迹的燃油计量装置设计参数调整方法
JP7759087B2 (ja) * 2021-09-07 2025-10-23 株式会社ニッキ エンジンの燃料噴射制御方法および装置
DE112022000139B4 (de) 2022-04-27 2025-01-16 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Drosseltyp-Viertaktmotor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68904437D1 (de) * 1988-01-29 1993-03-04 Hitachi Ltd Steuerung fuer motor-kraftstoffeinspritzung.
US5003950A (en) * 1988-06-15 1991-04-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for control and intake air amount prediction in an internal combustion engine
JP2818805B2 (ja) * 1988-12-08 1998-10-30 富士重工業株式会社 エンジンの燃料噴射制御装置
US5293553A (en) * 1991-02-12 1994-03-08 General Motors Corporation Software air-flow meter for an internal combustion engine
US5270935A (en) * 1990-11-26 1993-12-14 General Motors Corporation Engine with prediction/estimation air flow determination
WO1993012332A1 (en) * 1991-12-19 1993-06-24 Caterpillar Inc. Method for diagnosing an engine using computer based models
US5497329A (en) * 1992-09-23 1996-03-05 General Motors Corporation Prediction method for engine mass air flow per cylinder
EP0594114B1 (en) * 1992-10-19 1999-12-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel metering control system in internal combustion engine
DE4325902C2 (de) * 1993-08-02 1999-12-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Berechnung der Luftfüllung für eine Brennkraftmaschine mit variabler Gaswechselsteuerung
US5714683A (en) * 1996-12-02 1998-02-03 General Motors Corporation Internal combustion engine intake port flow determination

Also Published As

Publication number Publication date
EP0820559A1 (de) 1998-01-28
CA2217824A1 (en) 1996-10-17
CN1181124A (zh) 1998-05-06
JPH11504093A (ja) 1999-04-06
EP0820559B1 (de) 1999-09-15
DE59603079D1 (de) 1999-10-21
KR19980703458A (ko) 1998-11-05
BR9604813A (pt) 1998-06-09
KR100413402B1 (ko) 2004-04-28
CN1073205C (zh) 2001-10-17
CA2217824C (en) 2006-01-24
WO1996032579A1 (de) 1996-10-17
US5889205A (en) 1999-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ319497A3 (cs) Způsob modelového určení množství vzduchu, proudícího do válce, respektive do válců spalovacího motoru
CZ292698A3 (cs) Způsob k modelovému určování množství čerstvého vzduchu, proudícího do válců spalovacího motoru během externího zpětného vedení spalin
JP5182436B2 (ja) 過給エンジンの制御装置
EP0959236B1 (en) Fuel metering control system and cylinder air flow estimation method in internal combustion engine
EP2017452B1 (en) Airflow estimation method and apparatus for internal combustion engine
KR101974654B1 (ko) 내연기관을 구비한 엔진 시스템에서 물리적 변수를 위한 모델링 값을 결정하는 방법 및 그 장치
JP5409833B2 (ja) 内燃機関のシリンダ吸入空気量推定装置
US20060020386A1 (en) Estimation of oxygen concentration in the intake manifold of an unthrottled lean burn engine
KR960000439B1 (ko) Ic 엔진 연료 분사용 자동 제어 시스템
Weeks et al. Transient air flow rate estimation in a natural gas engine using a nonlinear observer
CN112228234A (zh) 一种发电用燃气发动机的瞬态燃料控制方法及系统
EP3001018A1 (en) Control device for internal combustion engine
EP3464859B1 (en) Method of modelling afr to compensate for wraf sensor
JP5561236B2 (ja) 過給エンジンの制御装置
Hendricks et al. Alternative observers for SI engine air/fuel ratio control
EP4484738A1 (en) Method for correcting a measurement of an air flow passing through a throttle valve of an otto cycle internal combustion engine
Turin et al. Low-cost air estimation
Vesterholm et al. SI Engine observers realized using optimized integration algorithms
JPH04187842A (ja) 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JP5381779B2 (ja) 内燃機関の制御装置
Arsie et al. Experimental validation of a recurrent neural network for air-fuel ratio dynamic simulation in SIIC engines
CN116892458A (zh) 用于适配要喷入的燃料质量的方法
JP2022144631A (ja) 内燃機関システムの制御装置
JPH04187844A (ja) 内燃機関の燃料噴射量制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic