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Abstract



Towards On-Board Engine Calibration with Feedback Control Incorporating Combustion Models and Ion-sense


On-Board Kalibrierung eines Ottomotors anhand von Verbrennungsmodellen und Ionenstromrückführung

Lars Eriksson and Lars Nielsen, Linköpings universitet, Sweden
Herrn Prof. Dr.- Ing. Uwe Kiencke

Die Technik der Ionenstrommessung dient der Untersuchung des Verbrennungsvorganges im Zylinder. Bei der Ionenstrommessung wird nach der Zündung eine Spannung zwischen der Mittel- und der Massenelektrode der Zündkerze angelegt. Anschliessend wird der Stromfluss zwischen diesen beiden Elektroden gemessen. Das Signal des Ionenstroms ist eine komplexe Funktion, die Informationüber den Zylinderdruck, die Zylindertemperatur und den Verbrennungsvorgang enth ält. Um diese Information zu erhalten, bedient man sich eines einfachen analytischen Ionenstrommodells. Das Modell besteht aus detaillierten Untermodellen zur Analyse des Drucks, der Temperatur, der thermischen Ionisierung und des Ionisierungsstroms innerhalb des Zylinders. Die Kalibrierung der Modellparameter erfolgt on-board durch eine Signalinterpretation. Experimentelle Untersuchungen zeigen eine gute Übereinstimmung mit dem Modell und ebnen damit den Weg hin zu einer Echtzeit-Kalibrierung des Motors.

Ion-sense is a technique to probe the in-cylinder combustion by applying, after ignition, a sense voltage across the spark plug gap and measure the current through the gap. This current measurement is a complicated function that contains a lot of information about the in-cylinder pressure, temperature and combustion. To extract this information, a major contribution here is a simple analytical ionization current model that consists of explicit analytical submodels for in-cylinder pressure, temperature, thermal ionization, and ionization current. Since the model is analytical, the on-board signal interpretation is a simple adaptation of some model parameters. Experimental validation shows good agreement, and thus paves the way towards real-time on-board engine calibration.

Lars Eriksson and Lars Nielsen

at -- Automatisierungstechnik, 2003

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Senast uppdaterad: 2019-06-05