DE102018104927B4 - Method for operating and device for controlling and / or regulating an internal combustion engine and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (BKM) mittels Regeln einer Mehrzahl von Regelgrößen (RG) für eine Mehrzahl von Systemgrößen der Brennkraftmaschine umfassend wenigstens eine Leistung (P), eine Aufladung (A), eine Verbrennung (V) und/oder Emission (E) betreffende Systemgröße (SG), aufweisend die Schritte:- Ermitteln eines Soll-Wertes der Regelgröße (RG) und Empfangen eines für die Brennkraftmaschine vorliegenden Ist-Wertes der Regelgröße sowie Vergleichen des Soll-Wertes mit dem Ist-Wert der Regelgröße,- Regeln einer der Regelgröße zugeordneten Stellgröße entsprechend des Vergleichsergebnisses zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert der Regelgröße (RG);- Vergleichen der so geregelten Stellgröße mit einer vorbestimmten Grenzstellgröße und Feststellen, ob ein Betrag einer Differenz aus geregelter Stellgröße und vorbestimmter Grenzstellgröße größer ist als eine vorbestimmte Grenzdifferenz, wobei- die genannte Mehrzahl von Regelgrößen (RG) mittels einer Anzahl von Regelungsschleifen jeweils umfassend die vorgenannten Schritte für die Systemgrößen erfolgt, wobei- das Ermitteln eines Soll-Wertes der Regelgröße (RG) mit einem initialen Soll-Wert der Regelgröße (RG) abhängig von einer vorbestimmten Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine und/oder einem vorbestimmten Drehmoment (M) der Brennkraftmaschine erfolgt, und/oder- das Regeln der, der Regelgröße zugeordneten Stellgröße eine von der vorbestimmten Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment (M) der Brennkraftmaschine abhängige Vorgabe einer initialen Stellgröße aufweist, wobei- die vorbestimmte Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine und/oder das vorbestimmte Drehmoment (M) der Brennkraftmaschine entsprechend einem gewünschten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vorbestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass- ein Soll-Wert der Regelgröße (RG) abhängig von einer ersten Begrenzungsinformation (fi) ermittelt wird, wobei die erste Begrenzungsinformation (fi) im Rahmen einer in der Sequenz vorangegangenen Regelungsschleife ausgegeben wird, und- die Begrenzungsinformation (fi+1) als zweite Begrenzungsinformation (fi+1) genutzt wird beim Ermitteln eines Soll-Wertes einer weiteren Regelgröße (RG), abhängig von der zweiten Begrenzungsinformation (fi+1) im Rahmen einer in der Sequenz nachfolgenden Regelungsschleife.Method for operating an internal combustion engine (BKM) by means of regulating a plurality of control variables (RG) for a plurality of system variables of the internal combustion engine comprising at least one power (P), one supercharging (A), one combustion (V) and / or emission (E) relevant system variable (SG), comprising the steps: - determining a desired value of the controlled variable (RG) and receiving an actual value of the controlled variable available for the internal combustion engine as well as comparing the desired value with the actual value of the controlled variable, - regulating a The manipulated variable assigned to the controlled variable according to the comparison result between the setpoint value and the actual value of the controlled variable (RG); - Compare the manipulated variable thus controlled with a predetermined manipulated variable and determine whether an amount of a difference between the controlled manipulated variable and the predefined manipulated variable is greater than a predetermined limit difference, said plurality of control variables (RG) by means of a number of control switches The aforementioned steps for the system variables are carried out comprehensively, with the determination of a setpoint value of the controlled variable (RG) with an initial setpoint value of the controlled variable (RG) depending on a predetermined speed (s) of the internal combustion engine and / or a predetermined one Torque (M) of the internal combustion engine takes place, and / or the regulation of the manipulated variable assigned to the controlled variable has a specification of an initial manipulated variable dependent on the predetermined speed (n) of the internal combustion engine and / or the predetermined torque (M) of the internal combustion engine, wherein- the predetermined speed (n) of the internal combustion engine and / or the predetermined torque (M) of the internal combustion engine are predetermined according to a desired operating point of the internal combustion engine, characterized in that - a setpoint value of the controlled variable (RG) as a function of a first limit information (fi) is determined, the first delimitation information (fi) in the context of a sequence z previous control loop is output, and the limitation information (fi + 1) is used as second limitation information (fi + 1) when determining a target value of a further control variable (RG), depending on the second limitation information (fi + 1) in the frame a control loop following in the sequence.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mittels Regeln einer Mehrzahl von Regelgrößen für eine Mehrzahl von Systemgrößen der Brennkraftmaschine umfassend wenigstens eine Leistung, eine Aufladung, eine Verbrennung und/oder Emission betreffende Systemgröße mittels einer Anzahl von Regelungsschleifen für die Mehrzahl von Regelgrößen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method according to the preamble of
In
In
Ganzheitliche Steuerungen von Motoren beruhen somit größtenteils auf offenen Regelkreisen bzw. insoweit eher Steuerungsprinzipien, in denen Soll-Werte einer Regelgröße genutzt werden, um durch Kennfelder Stellgrößen der Brennkraftmaschine zu bestimmen. Diese Kennfeldwerte liefern beispielsweise Eingangsgrößen für die Verbrennung und den Luft- und Abgaspfad; also vor allem betreffend Leistung, Aufladung, Verbrennung und/oder Emission einer Brennkraftmaschine. Je nach eingesetzter Motortechnologie, mit z. B. Variabilitäten im Ladungswechsel in Form von diversen Klappen- oder Ventil-Schließzeiten, ist eine vorhandene Regelungsstruktur in einer Steuer- und Regeleinrichtung einer Brennkraftmaschine, insbesondere dem zentralen Motorsteuer-Gerät (ECU), damit vergleichsweise komplex. Denn es gibt damit auch eine vergleichsweise große Anzahl an ECU-Parametern, welche gegebenenfalls umständlich, insbesondere zum Teil kostspielig, und wiederholt oder gar regelmäßig im Versuch ermittelt bzw. optimiert werden müssen. Kennfeldwerte bedürfen also generell eines aufwendigen Kalibrierungsprozesses am Prüfstand.Holistic controls of engines are therefore largely based on open control loops or rather control principles in which setpoint values of a controlled variable are used to determine manipulated variables of the internal combustion engine through characteristic maps. These map values supply, for example, input variables for the combustion and the air and exhaust gas path; so especially with regard to the power, charging, combustion and / or emissions of an internal combustion engine. Depending on the engine technology used, with z. B. Variabilities in the gas exchange in the form of various flap or valve closing times, an existing control structure in a control and regulating device of an internal combustion engine, especially the central engine control unit (ECU), is therefore comparatively complex. This is because there is also a comparatively large number of ECU parameters, which may be cumbersome, in particular sometimes expensive, and have to be determined or optimized repeatedly or even regularly in tests. Map values generally require a complex calibration process on the test bench.
Die Notwendigkeit von Kennfeldern hat sich allerdings in der Vergangenheit unter anderem daraus ergeben, dass die Verwendung von Massenstromsensoren direkt am Zylinder der Brennkraftmaschine aufgrund von dort auftretenden Turbulenzen nicht wirklich praktikabel ist.In the past, however, the need for characteristic diagrams has arisen, among other things, from the fact that the use of mass flow sensors directly on the cylinder of the internal combustion engine is not really practical because of the turbulence that occurs there.
So wird denn im Motormanagement und einer entsprechenden Regelung als Folge oftmals die Luftmasse sowohl für eine Regelung des Luftpfads als auch für eine Regelung der Verbrennung verwendet. Die Luftmasse ist hierbei maßgeblich für die Ansteuerung der Motoren mit Abgasrückführung oder beispielsweise mit variabler Ventilsteuerung. Bisher hat man damit jedenfalls über eine Vielzahl von Kennfeldern im Rahmen einer optimalen Aufladung einen optimalen Ladedruck vorgeben können.In engine management and a corresponding regulation, the air mass is often used both for regulating the air path and for regulating the combustion. The air mass is decisive for controlling the engines with exhaust gas recirculation or, for example, with variable valve control. So far it has been possible to specify an optimal boost pressure in the context of optimal charging using a large number of maps.
Soweit eine Regelung typischer Systemgrößen, wie beispielsweise Leistung, Aufladung und Verbrennung und/oder Emission vorgesehen ist, werden in aktuellen Brennkraftmaschinen aber zunächst separate Regelkreise vorgeschlagen. Jeder Regelkreis umfasst dabei typischerweise eine separate Regelung einer Systemgröße durch Einstellen einer Stellgröße um einen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und einer darauffolgenden Begrenzung dieser Stellgröße.Insofar as a control of typical system variables, such as power, charging and combustion and / or emissions, is provided, separate control loops are initially proposed in current internal combustion engines. Each control loop typically includes a separate control of a system variable by setting a manipulated variable around an operating point of the internal combustion engine and a subsequent limitation of this manipulated variable.
Demgegenüber beschreibt
Ein weiterer Ansatz eines Steuer- und Regelbetriebs einer Brennkraftmaschine arbeitet wie in
In
Solche und ähnliche Ansätze nutzen somit regelmäßig Reglerstrukturen mit parallel angeordneten und gekoppelten Reglern in einem Steuer- und Regelverfahren, bei dem mehrere Systemgrößen bzw. deren zugeordnete Regelgrößen gleichzeitig geregelt werden sollen. Voraussetzung für eine gute Funktionsweise ist auch dafür regelmäßig eine überdurchschnittlich gute Bedatung mit Kennfeldern und eine ausreichend gute Signalisierung mittels der zur Verfügung stehenden Sensoren. Genau diese Vorgaben sind jedoch bei zunehmender Komplexität der Systeme nicht mehr oder nur noch bedingt gegeben oder stehen nur eingeschränkt im Betrieb zur Verfügung.Such and similar approaches thus regularly use controller structures with controllers arranged and coupled in parallel in a control and regulation method in which several system variables or their assigned control variables are to be controlled simultaneously. A prerequisite for a good functioning is also regularly an above-average good data supply with characteristic maps and a sufficiently good signaling by means of the available sensors. However, as the complexity of the systems increases, precisely these specifications are no longer given, or only given to a limited extent, or are only available to a limited extent during operation.
Wünschenswert ist es deswegen, eine einfache und dennoch effiziente Reglerstruktur im Rahmen einer ganzheitlichen Maschinen-Regelungsstrategie („Controlled Engine Strategy“) zu erreichen, die jedenfalls insofern selbsttätig regelnd ausgebildet ist, dass über die Reglerstruktur Verschleiß und Alterung kompensiert werden kann; insofern also wenigstens derartig bedingte wiederholte oder notwendige erneuerte Bedatungen von Kennfelder eingespart werden können.It is therefore desirable to achieve a simple and yet efficient controller structure within the framework of a holistic machine control strategy (“Controlled Engine Strategy”), which is in any case designed to regulate automatically so that wear and aging can be compensated for via the controller structure; To the extent that at least this type of repeated or necessary renewed data input to characteristic maps can be saved.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine zum Regeln einer Systemgröße bereitzustellen. Insbesondere soll durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Bedatungsaufwand innerhalb der insofern verwendeten echten Regelkreise --d. h. weniger als offene Regelkreise, sondern eher mit Rückkopplung-- verringert werden. Insbesondere soll ein besonders zuverlässiger Betrieb der Brennkraftmaschine in der Nähe des gewünschten Betriebspunktes unterstützt werden.This is where the invention comes in, the object of which is to provide an improved method for operating an internal combustion engine for regulating a system variable. In particular, the method according to the invention is intended to increase the amount of data required within the real control loops used in this respect --d. H. less than open control loops, but rather with feedback - can be reduced. In particular, particularly reliable operation of the internal combustion engine in the vicinity of the desired operating point should be supported.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1.The object is achieved according to a first aspect of the invention by a method for operating an internal combustion engine according to
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine wird mittels Regeln einer Mehrzahl von Regelgrößen für eine Mehrzahl von Systemgrößen der Brennkraftmaschine umfassend wenigstens eine Leistung, eine Aufladung, eine Verbrennung und/oder Emission betreffende Systemgröße umgesetzt und weist die Schritte auf:
- - Ermitteln eines Soll-Wertes der Regelgröße und Empfangen eines für die Brennkraftmaschine vorliegenden Ist-Wertes der Regelgröße sowie Vergleichen des Soll-Wertes mit dem Ist-Wert der Regelgröße,
- - Regeln einer der Regelgröße zugeordneten Stellgröße entsprechend des Vergleichsergebnis zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert der Regelgröße,
- - Vergleichen der so geregelten Stellgröße mit einer vorbestimmten Grenzstellgröße und Feststellen, ob ein Betrag einer Differenz aus geregelter Stellgröße und vorbestimmter Grenzstellgröße größer ist als eine vorbestimmte Grenzdifferenz. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
- - die genannte Mehrzahl von Regelgrößen mittels einer Anzahl von Regelungsschleifen jeweils umfassend die vorgenannten Schritte für die Systemgrößen erfolgt, wobei
- - das Ermitteln (
2 ,SOLL ) eines Soll-Wertes der Regelgröße (RG ) mit einem initialen Soll-Wert der Regelgröße (RG ) abhängig von einer vorbestimmten Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine und/oder einem vorbestimmten Drehmoment (M ) der Brennkraftmaschine erfolgt, und/oder - - das Regeln der der Regelgröße zugeordneten Stellgröße eine von der vorbestimmten Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment (
M ) der Brennkraftmaschine abhängige Vorgabe einer initialen Stellgröße aufweist, wobei - - die vorbestimmte Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder das vorbestimmte Drehmoment der Brennkraftmaschine entsprechend einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vorbestimmt sind.
- - Determining a target value of the controlled variable and receiving an actual value of the controlled variable available for the internal combustion engine as well as comparing the target value with the actual value of the controlled variable,
- - Control of a manipulated variable assigned to the controlled variable according to the comparison result between the setpoint and the actual value of the controlled variable,
- - Compare the manipulated variable regulated in this way with a predetermined manipulated variable limit and determine whether an amount of a difference between the manipulated variable regulated and the manipulated limit variable is greater than a predetermined limit difference. According to the invention it is provided that
- the aforementioned plurality of controlled variables is carried out by means of a number of control loops, each comprising the aforementioned steps for the system variables, wherein
- - determining (
2 ,SHOULD ) a set value of the controlled variable (RG ) with an initial target value of the controlled variable (RG ) depending on a predetermined speed (s) of the internal combustion engine and / or a predetermined torque (M. ) the internal combustion engine takes place, and / or - - the regulation of the manipulated variable assigned to the controlled variable one of the predetermined speed (s) of the internal combustion engine and / or the predetermined torque (
M. ) the internal combustion engine-dependent specification of an initial manipulated variable, wherein - - The predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine are predetermined according to an operating point of the internal combustion engine.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden aus der Mehrzahl von Systemgrößen Leistung, Aufladung, Verbrennung und/oder Emission betreffende Systemgrößen geregelt. Diese Größen stellen die zentralen Systemgrößen einer Brennkraftmaschine dar, so dass eine Regelung dieser Größen einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet im Rahmen einer ganzheitlichen Maschinen-Regelungsstrategie („Controlled Engine Strategy“).In the method according to the invention, system variables relating to power, charging, combustion and / or emissions are regulated from the plurality of system variables. These variables represent the central system variables of an internal combustion engine, so that regulation of these variables ensures safe and reliable operation of the internal combustion engine within the framework of a holistic machine control strategy (“Controlled Engine Strategy”).
Die Erfindung geht weiter von der Überlegung aus, dass es für einen sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine sichergestellt werden sollte, dass die Brennkraftmaschine in der Nähe eines gewünschten Betriebspunktes betrieben wird. Hierfür hat die Erfindung erkannt, dass die Vorgabe von initialen Werten für den Soll-Wert der Regelgröße und/oder die Stellgröße entsprechend eines gewünschten Betriebspunktes und abhängig von einer vorbestimmten, insbesondere in der Vergangenheit gemessenen Drehzahl und/oder Drehmoment, besonders einfach und sicher ist. Zusätzlich oder alternativ zur Vorgabe von initialen Werten für den Soll-Wert der Regelgröße kann somit das Regeln der der Regelgröße zugeordneten Stellgröße eine von der vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine abhängige Vorgabe einer initialen Stellgröße aufweisen. The invention is further based on the consideration that, for safe operation of the internal combustion engine, it should be ensured that the internal combustion engine is operated in the vicinity of a desired operating point. For this purpose, the invention has recognized that the specification of initial values for the setpoint value of the controlled variable and / or the manipulated variable according to a desired operating point and depending on a predetermined speed and / or torque measured in particular in the past is particularly simple and reliable . In addition or as an alternative to the specification of initial values for the setpoint value of the controlled variable, the regulation of the manipulated variable assigned to the controlled variable can thus have a specification of an initial manipulated variable that is dependent on the predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine besonders einfache und schnelle Regelung der Mehrzahl von Systemgrößen der Brennkraftmaschine. Die Regelungsstruktur mit der Begrenzung der Stellgröße und der Vorgabe von initialem Soll-Wert der Regelgröße und/oder initialer Stellgröße ist hierbei besonders wenig anfällig für Störungen im laufenden Betrieb.The method according to the invention enables a particularly simple and rapid regulation of the plurality of system variables of the internal combustion engine. The control structure with the limitation of the manipulated variable and the specification of the initial setpoint value of the controlled variable and / or the initial manipulated variable is particularly less susceptible to malfunctions during operation.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist somit in einer ersten Variante vorgesehen, dass das Ermitteln eines Soll-Wertes der Regelgröße mit einem initialen Soll-Wert der Regelgröße abhängig von einer vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder einem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine erfolgt. Der initiale Soll-Wert der Regelgröße kann als funktionale Abhängigkeit f(n,M) einer Systemgrößen-betreffenden Regelgröße, abhängig von einer vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder einem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine bestimmt werden; d.h. insbesondere unter weitestgehender Vermeidung von Kennfeldern für die Regelgröße.In a first variant of the method according to the invention, a setpoint value of the controlled variable is determined with an initial setpoint value of the controlled variable depending on a predetermined speed of the internal combustion engine and / or a predetermined torque of the internal combustion engine. The initial setpoint value of the controlled variable can be determined as a functional dependency f (n, M) of a controlled variable relating to system variables, depending on a predetermined speed of the internal combustion engine and / or a predetermined torque of the internal combustion engine; i.e. especially with the greatest possible avoidance of characteristic maps for the controlled variable.
In einer zweiten zusätzlichen oder alternativen Variante des Verfahrens ist die initiale Stellgröße --vorzugsweise zusätzlich oder alternativ die vorbestimmte Grenzstellgröße von der vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine-- abhängig. Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ also die vorbestimmte Grenzstellgröße von der vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine abhängig sein. Insgesamt kann zusätzlich zu einer vorgenannten initialen Abhängigkeit des Soll-Wertes der Regelgröße von der vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine, also von einem Initial-Soll-Wert in dieser Variante ein Initial-Stellwert der vorbestimmten Grenzstellgröße zu bestimmen und nutzen sein.In a second additional or alternative variant of the method, the initial manipulated variable - preferably additionally or alternatively, the predetermined limit manipulated variable on the predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine - is dependent. Furthermore, the predetermined limit manipulated variable can additionally or alternatively be dependent on the predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine. Overall, in addition to the aforementioned initial dependence of the setpoint value of the controlled variable on the predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine, that is to say on an initial setpoint value in this variant, an initial setpoint of the predetermined limit control variable can be determined and be useful.
Der initiale Soll-Wert der vorbestimmten Grenzstellgröße und/oder Stellgröße kann als funktionale Abhängigkeit F(n,M) einer der der Regelgröße zugeordneten Stellgröße, abhängig von einer vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder einem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine bestimmt werden; d.h. insbesondere unter weitestgehender Vermeidung von Kennfeldern für die vorbestimmte Grenzstellgröße und/oder Stellgröße.The initial setpoint value of the predetermined limit manipulated variable and / or manipulated variable can be determined as a functional dependency F (n, M) of one of the manipulated variable assigned to the controlled variable, depending on a predetermined speed of the internal combustion engine and / or a predetermined torque of the internal combustion engine; i.e. in particular with the greatest possible avoidance of characteristic maps for the predetermined limit manipulated variable and / or manipulated variable.
Vorzugsweise ist also die initiale Regelgröße und/oder Stellgröße und/oder die vorbestimmte Grenzstellgröße von der vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine abhängig. Insofern ist, wie oben erläutert, ein initialer Soll-Wert dieser vorgenannten Größen besonders bevorzugt lediglich im Rahmen einer funktionalen Abhängigkeit f(n,M), F(n,M) vorzugeben. Dies vermeidet Kennfelder und entsprechend fällt eine sonst erforderliche Bedatung derselben weg. Die Vorgabe einer funktionalen Abhängigkeit f(n,M), F(n,M) kann demgegenüber einer besonders zügigen Ermittlung des initialen Soll-Werts zuträglich sein. Beispielsweise hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die funktionale Abhängigkeit f(n,M), F(n,M) als lineare Funktion vorzugeben, derart, dass der Soll-Wert in linearer Weise abhängt von der Drehzahl und/oder dem Drehmoment der Brennkraftmaschine. Vorzugsweise kann eine solche lineare Funktion als Interpolation oder Regression ermittelt werden, indem ein Soll-Wert für jeweils eine dieser vorgenannten Größen interpoliert wird zwischen einem Minimal-Wert dieser Größe bei minimaler Drehzahl und Drehmoment der Brennkraftmaschine und einem Maximal-Wert dieser Größe bei maximaler Drehzahl und Drehmoment der Brennkraftmaschine. Durch die Vorgabe initialer Werte für die Stellgröße, die vorbestimmte Grenzstellgröße und/oder für die Regelgröße kann gleichwohl sichergestellt werden, dass die entsprechende Brennkraftmaschine in einem sinnvollen Betriebsgrößenbereich betrieben wird, insbesondere, dass sie in der Nähe des vorbestimmten oder aktuellen Betriebspunktes weiter betrieben wird im Rahmen der ansetzenden Regelschleifen. Weiterhin ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren durch die Vorgabe von an dem gewünschten Betriebspunkt orientierten initialen Soll-Wert und initialer Stellgröße also eine vergleichsweise zügige Betriebsbereitschaft einer Brennkraftmaschine.The initial controlled variable and / or manipulated variable and / or the predetermined limit manipulated variable is therefore preferably dependent on the predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine. In this respect, as explained above, an initial setpoint value of these aforementioned variables is particularly preferably to be specified only within the framework of a functional dependency f (n, M), F (n, M). This avoids characteristic maps and accordingly no data is required for the same. In contrast, the specification of a functional dependency f (n, M), F (n, M) can be conducive to a particularly rapid determination of the initial setpoint value. For example, it has proven advantageous to specify the functional dependency f (n, M), F (n, M) as a linear function such that the setpoint value is linearly dependent on the speed and / or the torque of the internal combustion engine . Such a linear function can preferably be determined as an interpolation or regression by interpolating a target value for one of these aforementioned variables between a minimum value of this variable at minimum speed and torque of the internal combustion engine and a maximum value of this variable at maximum speed and engine torque. By specifying initial values for the manipulated variable, the predetermined limit manipulated variable and / or for the controlled variable, it can nonetheless be ensured that the corresponding internal combustion engine is operated in a reasonable operating variable range, in particular that it continues to be operated in the vicinity of the predetermined or current operating point Framework of the applied control loops. Furthermore, the method according to the invention enables the specification of on desired operating point-oriented initial setpoint value and initial manipulated variable, so a comparatively quick operational readiness of an internal combustion engine.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen vergleichsweise sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine selbst unter weitgehender Vermeidung von Kennfeldern. Während des Betriebs können entsprechend eines beispielsweise temporär gewünschten Betriebspunktes die Stellgrößen der Brennkraftmaschine schnell und sicher an diesen Betriebspunkt angepasst werden.The method according to the invention enables a comparatively safe operation of the internal combustion engine even while largely avoiding characteristic maps. During operation, the manipulated variables of the internal combustion engine can be adapted quickly and reliably to this operating point, for example, according to a temporarily desired operating point.
Weiterhin ist das Begrenzen geregelter Stellgrößen gegenüber zu großen oder zu kleinen Werten im Vergleich zu einer Grenzstellgröße vorteilhaft, um die Werte der Stellgröße in der Nähe eines Betriebspunktes der Brennkraftmaschine zu halten. Die Grenzstellgröße ist dabei entsprechend dieses Betriebspunktes vorbestimmt.Furthermore, the limitation of regulated manipulated variables with respect to values that are too large or too small compared to a limit manipulated variable is advantageous in order to keep the values of the manipulated variable close to an operating point of the internal combustion engine. The limit manipulated variable is predetermined according to this operating point.
Der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ist in einer Weiterbildung vor einem ersten Betrieb der Brennkraftmaschine festgelegt. Der gewünschte Betriebspunkt kann auch temporär an verschiedene Betriebssituationen der Brennkraftmaschine anpassbar sein. Der Betriebspunkt ist typischerweise durch eine Gruppe von Kennwerten der Brennkraftmaschine festgelegt, die derart ausgewählt sind, dass ein sicherer und dauerhafter Betrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht wird. Durch das Halten der Brennkraftmaschine am Betriebspunkt, kann durch das erfindungsgemäße Verfahren daher die Lebensdauer der Brennkraftmaschine verlängert werden.In a further development, the operating point of the internal combustion engine is established before the internal combustion engine is operated for the first time. The desired operating point can also be adapted temporarily to different operating situations of the internal combustion engine. The operating point is typically defined by a group of characteristic values of the internal combustion engine which are selected in such a way that reliable and permanent operation of the internal combustion engine is made possible. By keeping the internal combustion engine at the operating point, the method according to the invention can therefore extend the service life of the internal combustion engine.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Anspruchs 16 für eine Brennkraftmaschine gelöst.According to a further aspect of the invention, the above-mentioned object is achieved by a device for controlling and / or regulating according to claim 16 for an internal combustion engine.
Die erfindungsgemäße Einrichtung weist eine Aufladung mit einer Abgasrückführung und einem Motor mit einer Anzahl von Zylindern auf, der mittels Ladeluft und/oder Abgas aus der Aufladung aufladbar ist, und wobei die Einrichtung eine Leistungsregelung, Aufladereglung, Verbrennungsregelung und/oder Emissionsregelung zum Regeln einer entsprechend Leistung-betreffenden, Aufladung-betreffenden, Verbrennung- und/oder Emission-betreffenden Systemgröße umfasst, wobei
eine entsprechende Leistungsregelung, Aufladeregelung und/oder Verbrennungs- und/oder Emissionsregelung ein jeweiliges Sollgrößenmodul, Regelungsmodul und Begrenzungsmodul jeweils in einer Regelungsschleife aufweisen, wobei
- - das Regelungsmodul in der Regelungsschleife ausgebildet ist, einen Ist-Wert der Regelgröße und den Soll-Wert der Regelgröße zu empfangen und eine der Regelgröße zugeordnete Stellgröße auf Basis des Soll-Werts und des Ist-Werts zu regeln,
- - das Begrenzungsmodul in der Regelungsschleife ausgebildet ist zum Vergleichen der so geregelten Stellgröße mit einer vorbestimmten Grenzstellgröße und Feststellen ob ein Betrag einer Differenz aus geregelter Stellgröße und vorbestimmter Grenzstellgröße größer ist als eine vorbestimmte Grenzdifferenz.
a corresponding power control, charging control and / or combustion and / or emissions control have a respective setpoint module, control module and limitation module in a control loop, wherein
- - the control module in the control loop is designed to receive an actual value of the controlled variable and the setpoint value of the controlled variable and to regulate a manipulated variable assigned to the controlled variable on the basis of the setpoint and the actual value,
- the limitation module in the control loop is designed to compare the manipulated variable thus regulated with a predetermined manipulated limit variable and to determine whether an amount of a difference between the manipulated variable and the manipulated limit variable is greater than a predetermined limit difference.
Weiterhin ist vorgesehen, dass
- das Regelungsmodul weiter ausgebildet ist, eine initiale Stellgröße zu empfangen, die von der vorbestimmten Drehzahl und/oder von dem vorbestimmten Drehmoment abhängt und wobei das Regeln der der Regelgröße zugeordneten Stellgröße abhängig von der initialen Stellgröße ist, und
- wobei die vorbestimmte Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder das vorbestimmte Drehmoment der Brennkraftmaschine entsprechend dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vorbestimmt sind.
- the control module is further designed to receive an initial manipulated variable that depends on the predetermined speed and / or on the predetermined torque and wherein the regulation of the manipulated variable assigned to the controlled variable is dependent on the initial manipulated variable, and
- wherein the predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine are predetermined according to the operating point of the internal combustion engine.
Der in einer Weiterbildung bevorzugte sequenziell modulare Aufbau mit einer Sequenz von Regelungsschleifen gewährleistet eine besonders einfache und störungsarme Struktur. In der erfindungsgemäßen Einrichtung können überdies in jeder Regelschleife das Sollgrößenmodul, das Regelungsmodul und das Begrenzungsmodul in einer gemeinsamen Regelungseinheit angeordnet, aber gesondert funktionierend sein. Insbesondere können verschiedene Regelkreise, wie beispielsweise die Leistungsregelung, die Aufladeregelung und/oder die Verbrennungs- und /oder Emissionsregelung in einer gemeinsamen Vorrichtung, aber gesondert funktionierend im Rahmen des sequenziell modularen Aufbaus vorgesehen sein.The sequential modular structure preferred in a development with a sequence of control loops ensures a particularly simple and low-interference structure. In the device according to the invention, the setpoint variable module, the control module and the limitation module can also be arranged in a common control unit in each control loop, but they can function separately. In particular, various control loops, such as power control, charge control and / or combustion and / or emissions control, can be provided in a common device, but functioning separately within the scope of the sequential modular structure.
Die erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung ermöglicht es, die Brennkraftmaschine mit einem besonders geringen Bedatungsaufwand zu regeln und/oder zu steuern.The method according to the invention and the device make it possible to regulate and / or control the internal combustion engine with a particularly low level of data input.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung ermöglichen es, die Brennkraftmaschine mit einem besonders geringen Bedatungsaufwand zu regeln und/oder zu steuern. Hierbei wird sowohl der initiale Soll-Wert der Regelgröße als auch die initiale Stellgröße derart entsprechend dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vorbestimmt, dass ein Betrieb in der Nähe dieses Betriebspunktes sichergestellt ist.
Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren des Anspruchs 1 und der Steuerung und/oder Regelung des Anspruchs 16 vorgesehen, dass
- - ein Soll-Wert der Regelgröße (
RG ) abhängig von einer ersten Begrenzungsinformation (fi ) ermittelt wird, wobei das Begrenzungsmodul ausgebildet ist, die erste Begrenzungsinformation (fi ) im Rahmen einer in der Sequenz vorangegangenen Regelungsschleife auszugeben, und - - die Begrenzungsinformation (
fi+1 ) als zweite Begrenzungsinformation (fi+1 ) genutzt wird beim Ermitteln eines Soll-Wertes einer weiteren Regelgröße (RG ), abhängig von der zweiten Begrenzungsinformation (fi+1 ) im Rahmen einer in der Sequenz nachfolgenden Regelungsschleife.
According to the invention, it is provided in the method of
- - a target value of the controlled variable (
RG ) depending on a first limitation information (fi ) is determined, the limitation module being designed to provide the first limitation information (fi ) to output in the context of a control loop preceding the sequence, and - - the limitation information (
fi + 1 ) as second limitation information (fi + 1 ) is used when determining a target value of another controlled variable (RG ), depending on the second limitation information (fi + 1 ) as part of a control loop following in the sequence.
Gemäß einem weiteren Aspekt, betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine des Anspruchs 19, die eine Aufladung mit einer Abgasrückführung und einen Motor mit einer Anzahl von Zylindern aufweist, der mittels Ladeluft und/oder Abgas aus der Aufladung aufladbar ist, und welche ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, insbesondere eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung oder einer Weiterbildung der Erfindung aufweist.According to a further aspect, the invention relates to an internal combustion engine of claim 19, which has a supercharger with exhaust gas recirculation and a motor with a number of cylinders, which can be charged by means of charge air and / or exhaust gas from the supercharger, and which is designed according to the invention Execute method, in particular a device for controlling and / or regulating an internal combustion engine according to the invention or a development of the invention.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.Further advantageous developments of the invention can be found in the subclaims and indicate in detail advantageous possibilities for realizing the concept explained above within the scope of the task and with regard to further advantages.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass
- - die genannte Mehrzahl von Regelgrößen (
RG ) mittels einer Sequenz von Regelungsschleifen jeweils umfassend die vorgenannten Schritte für die Systemgrößen, in der Reihenfolge Leistung, Aufladung und Verbrennung und/oder Emission sequenziell nacheinander geregelt werden.
- - the mentioned plurality of controlled variables (
RG ) by means of a sequence of control loops, each comprising the aforementioned steps for the system variables, in the order power, charging and combustion and / or emissions are controlled sequentially one after the other.
Diese Weiterbildung des Verfahrens ermöglicht darüber eine besonders einfache und schnelle Regelung der Mehrzahl von Systemgrößen der Brennkraftmaschine. Eine einfache sequenzielle Regelungsstruktur mit der Begrenzung der Stellgröße ist hierbei besonders wenig anfällig für Störungen im laufenden Betrieb. Die jeweiligen Reglungen der Systemgröße werden somit vorzugsweise nicht parallel ausgeführt. Bevorzugt wird erst nachdem die geregelte und begrenzte oder geregelte und unbegrenzte Stellgröße zum Einstellen der Brennkraftmaschine ausgegeben wurde, der Soll-Wert zur Regelung einer nächsten Systemgröße ermittelt. Vorzugsweise werden die Schritte zum Regeln der mindestens zwei, insbesondere zwei bis acht, vorzugsweise vier Systemgrößen nach einer sequenziellen Abfolge wiederholt, insbesondere regelmäßig wiederholt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Systemgrößen im Bereich des angestrebten Betriebspunktes der Brennkraftmaschine liegen.This further development of the method also enables a particularly simple and rapid regulation of the plurality of system variables of the internal combustion engine. A simple sequential control structure with the limitation of the manipulated variable is particularly less prone to disturbances during operation. The respective controls of the system size are therefore preferably not carried out in parallel. The setpoint value for regulating a next system variable is preferably determined only after the regulated and limited or regulated and unlimited manipulated variable for setting the internal combustion engine has been output. The steps for regulating the at least two, in particular two to eight, preferably four, system variables are preferably repeated in a sequential sequence, in particular repeated regularly. This ensures that the system variables are in the range of the desired operating point of the internal combustion engine.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die genannte Mehrzahl von Regelgrößen mittels einer Sequenz von Regelungsschleifen jeweils umfassend die vorgenannten Schritte für die Systemgrößen, in der Reihenfolge Leistung, Aufladung und Verbrennung und/oder Emission sequenziell nacheinander geregelt werden. Insbesondere werden die Schritte zum Regeln der Systemgröße entsprechend sequenziell für eine Anzahl weiterer Systemgrößen wiederholt, wobei die weiteren Systemgrößen in der Reihenfolge Leistung, Aufladung, Verbrennung und/oder Emission betreffende Systemgröße geregelt werden. Diese Reihenfolge ist besonders vorteilhaft für die Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebs der Brennkraftmaschine.It is preferably provided that the aforementioned plurality of controlled variables are controlled sequentially one after the other by means of a sequence of control loops, each comprising the aforementioned steps for the system variables, in the order of power, charging and combustion and / or emissions. In particular, the steps for regulating the system size are correspondingly repeated sequentially for a number of further system variables, the further system variables being regulated in the order of the system variables relating to power, charging, combustion and / or emissions. This sequence is particularly advantageous for ensuring reliable operation of the internal combustion engine.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Regelungsschleife die Schritte umfasst:
- - Bestimmen einer Stellgrößen-Begrenzungs-Differenz (
ΔStG ) zwischen der geregelten Stellgröße (StG ) und einer geregelt begrenzten oder geregelt unbegrenzten Stellgröße (StG LIM ) abhängig vom Feststellen ob ein Betrag einer Differenz aus geregelter Stellgröße (StG ) und vorbestimmter Grenzstellgröße (GStG ) größer ist als die vorbestimmte Grenzdifferenz, und - - Nutzen einer die Stellgrößen-Begrenzungs-Differenz (
ΔStG ) kennzeichnenden Begrenzungsinformation (fi ,fi+1 ), beim Ermitteln eines Soll-Wertes der Regelgröße (RG ) und/oder einer weiteren Regelgröße (RG ) in der Sequenz, abhängig von der Begrenzungsinformation (fi ,fi+1 ).
- - Determination of a manipulated variable limitation difference (
ΔStG ) between the controlled manipulated variable (StG ) and a regulated limited or regulated unlimited manipulated variable (StG LIM ) depending on whether an amount is a difference from the controlled manipulated variable (StG ) and predetermined limit manipulated variable (GStG ) is greater than the predetermined limit difference, and - - Use one of the manipulated variable limitation difference (
ΔStG ) identifying delimitation information (fi ,fi + 1 ), when determining a target value of the controlled variable (RG ) and / or another controlled variable (RG ) in the sequence, depending on the limitation information (fi ,fi + 1 ).
Insbesondere haben sich die Schritte als bevorzugt erwiesen:
- - Begrenzen der geregelten Stellgröße (
StG ) zu einer begrenzten Stellgröße (StG LIM ), für den ersten Fall, dass ein Betrag der Differenz die vorbestimmte Grenzdifferenz übersteigt, und - - Beibehalten der geregelten Stellgröße (
StG ) als unbegrenzte Stellgröße (StG ), für den zweiten Fall, dass ein Betrag der Differenz die vorbestimmte Grenzdifferenz nicht übersteigt; sowie - - Einstellen (
SET ) der Brennkraftmaschine entsprechend der für den ersten Fall geregelten und begrenzten oder der für den zweiten Fall geregelten und unbegrenzten Stellgröße (StG LIM ,StG ), insbesondere nach dem Feststellen, ob ein Betrag einer Differenz aus geregelter Stellgröße und vorbestimmter Grenzstellgröße größer ist als eine vorbestimmte Grenzdifferenz.
- - Limiting the controlled manipulated variable (
StG ) to a limited manipulated variable (StG LIM ), for the first case that an amount of the difference exceeds the predetermined limit difference, and - - Maintaining the regulated manipulated variable (
StG ) as an unlimited manipulated variable (StG ), for the second case that an amount of the difference does not exceed the predetermined limit difference; as - - To adjust (
SET ) of the internal combustion engine according to the controlled and limited manipulated variable for the first case or the controlled and unlimited manipulated variable for the second case (StG LIM ,StG ), in particular after determining whether an amount of a difference between the regulated manipulated variable and the predetermined limit manipulated variable is greater than a predetermined limit difference.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen:
- - Ermitteln des Soll-Wertes der Regelgröße (
RG ) abhängig von einer ersten Begrenzungsinformation (fi ), wobei die erste Begrenzungsinformation (fi ) im Rahmen einer in der Sequenz vorrangegangenen Regelungsschleife ausgegeben wird, und - - Nutzen der Begrenzungsinformation (
fi+1 ) als zweite Begrenzungsinformation (fi+1 ) beim Ermitteln eines Soll-Wertes einer weiteren Regelgröße (RG ), abhängig von der zweiten Begrenzungsinformation (fi+1 ) im Rahmen einer in der Sequenz nachfolgenden Regelungsschleife.
- - Determining the target value of the controlled variable (
RG ) depending on a first limitation information (fi ), where the first limitation information (fi ) is output as part of a control loop that precedes the sequence, and - - Use of the limitation information (
fi + 1 ) as second limitation information (fi + 1 ) when determining a target value of another controlled variable (RG ), depending on the second limitation information (fi + 1 ) as part of a control loop following in the sequence.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die erste Begrenzungsinformation (
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schritte einer Regelungsschleife der Sequenz von Regelungsschleifen zum Regeln der Mehrzahl von Regelgrößen (
Im Rahmen dieser Weiterbildung werden die Regelkreise für die einzelnen Systemgrößen durch das Ausgeben und Empfangen der Begrenzungsinformation miteinander gekoppelt. Hierdurch entsteht eine vorgegebene zeitliche Abfolge von Regelungen und mithin eine sequenzielle Regelungsstruktur. In dieser Weiterbildung wird ein besonders stabiler Betrieb der Brennkraftmaschine sichergestellt. Hierbei wird ein Soll-Wert zumindest einer Regelgröße abhängig von dem entsprechenden initialen Soll-Wert dieser Regelgröße und der entsprechend empfangenen Begrenzungsinformation bestimmt. Die zweite Begrenzungsinformation ist eine Funktion der Stellgrößen-Begrenzungs-Differenz. Sie kann insbesondere eine binäre Information darüber sein, ob eine Begrenzung stattgefunden hat, sie kann die Stellgrößen-Begrenzungs-Differenz selber sein oder einen anderen funktionalen Zusammenhang zur Stellgrößen-Begrenzungs-Differenz aufweisen.As part of this development, the control loops for the individual system variables are coupled to one another by outputting and receiving the limitation information. This creates a predetermined time sequence of controls and consequently a sequential control structure. In this development, particularly stable operation of the internal combustion engine is ensured. Here, a setpoint value of at least one control variable is determined as a function of the corresponding initial setpoint value of this control variable and the correspondingly received limitation information. The second limitation information is a function of the difference between the manipulated variable and the limitation. In particular, it can be binary information about whether a limitation has taken place, it can be the manipulated variable-limitation difference itself or have some other functional relationship to the manipulated variable-limitation difference.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden bei dem Verfahren die Schritte zum Regeln der Systemgröße entsprechend sequenziell für eine Anzahl von mindestens zwei, insbesondere zwei bis acht, vorzugsweise vier Systemgrößen wiederholt. Hierbei wird die zweite Begrenzungsinformation vorzugsweise an eine zeitlich unmittelbar folgende Reglung zum Ermitteln eines entsprechenden Soll-Wertes ausgegeben. Die jeweiligen Reglungen der Systemgröße im Rahmen dieser Weiterbildungen werden vorzugsweise nicht parallel ausgeführt. Erst nachdem die geregelte und begrenzte oder geregelte und unbegrenzte Stellgröße zum Einstellen der Brennkraftmaschine ausgegeben wurde, wird der Soll-Wert zur Regelung einer nächsten Systemgröße ermittelt. Vorzugsweise werden die Schritte zum Regeln der mindestens zwei, insbesondere zwei bis acht, vorzugsweise vier Systemgrößen nach einer sequenziellen Abfolge wiederholt, insbesondere regelmäßig wiederholt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Systemgrößen im Bereich des angestrebten Betriebspunktes der Brennkraftmaschine liegen. Besonders bevorzugt werden die Schritte zum Regeln einer Systemgröße nach der sequenziellen Abfolge für verschiedene Systemgrößen bis zu einem späteren Zeitpunkt, insbesondere bis zum Abschalten der Brennkraftmaschine wiederholt.In a further preferred development, in the method, the steps for regulating the system variable are repeated sequentially for a number of at least two, in particular two to eight, preferably four, system variables. In this case, the second piece of limitation information is preferably output to a control immediately following in time for determining a corresponding setpoint value. The respective regulations of the system size in the context of these developments are preferably not carried out in parallel. Only after the regulated and limited or regulated and unlimited manipulated variable for setting the internal combustion engine has been output is the setpoint value for regulating a next system variable determined. The steps for regulating the at least two, in particular two to eight, preferably four, system variables are preferably repeated in a sequential sequence, in particular repeated regularly. This ensures that the system variables are in the range of the desired operating point of the internal combustion engine. The steps for regulating a system variable according to the sequential sequence for various system variables are particularly preferably repeated up to a later point in time, in particular until the internal combustion engine is switched off.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens werden aus der Mehrzahl von Systemgrößen Leistung, Aufladung, Verbrennung und/oder Emission betreffende Systemgrößen geregelt. Diese Größen stellen die zentralen Systemgrößen einer Brennkraftmaschine dar, so dass eine Regelung dieser Größen einen zuverlässigen Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet.In a preferred development of the method, system variables relating to power, charging, combustion and / or emissions are regulated from the plurality of system variables. These variables represent the central system variables of an internal combustion engine, so that regulation of these variables ensures reliable operation of the internal combustion engine.
Insbesondere werden die Schritte zum Regeln der Systemgröße entsprechend sequenziell für eine Anzahl weiterer Systemgrößen wiederholt, wobei die weiteren Systemgrößen in der Reihenfolge Leistung, Aufladung und Verbrennung betreffende Systemgröße geregelt werden. Diese Reihenfolge ist besonders vorteilhaft für die Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebs der Brennkraftmaschine. Unter einer Leistung betreffenden Systemgröße ist beispielsweise die Leistung der Brennkraftmaschine zu verstehen. Unter einer Aufladung betreffenden Systemgröße ist beispielsweise die Aufladung der Brennkraftmaschine zu verstehen. Unter einer Verbrennung betreffenden Systemgröße ist beispielsweise die Verbrennung der Brennkraftmaschine zu verstehen.In particular, the steps for regulating the system size are correspondingly repeated sequentially for a number of further system variables, the further system variables being regulated in the order of the system variable relating to power, charging and combustion. This sequence is particularly advantageous for ensuring reliable operation of the internal combustion engine. A system variable relating to power is to be understood as meaning, for example, the power of the internal combustion engine. A system variable relating to charging is understood to mean, for example, the charging of the internal combustion engine. A system variable relating to combustion is to be understood as meaning, for example, the combustion of the internal combustion engine.
Die Regelgröße ist stets eine Systemgröße betreffende Größe, insbesondere diejenige, welche die wirksamste Auswirkung auf die Systemgröße hat. Die Regelgröße ist damit zum Regeln der Stellgröße entsprechend aktueller Eigenschaften der Systemgröße vorgesehen. Vorteilhaft ist die Stellgröße der Regelgröße als maßgebliche, insbesondere sensitivste, Stellgröße zugeordnet. Vorzugsweise wird die Stellgröße der Regelgröße also als maßgebliche, insbesondere sensitivste, Stellgröße zugeordnet und dazu aus einer Gruppe von Stellgrößen derart ausgewählt wird, dass die Regelgröße sich bei einer Veränderung der maßgeblichen, insbesondere sensitivsten, Stellgröße stärker verändert als bei einer entsprechenden Veränderung einer anderen Stellgröße aus der Gruppe von Stellgrößen.The controlled variable is always a variable relating to the system variable, in particular that which has the most effective effect on the system variable. The controlled variable is therefore intended to regulate the manipulated variable according to current properties of the system variable. The manipulated variable is advantageously assigned to the controlled variable as the decisive, in particular the most sensitive, manipulated variable. Preferably, the manipulated variable is assigned to the controlled variable as the relevant, in particular most sensitive, manipulated variable and is selected from a group of manipulated variables in such a way that the controlled variable changes more when the relevant, in particular most sensitive, manipulated variable changes than when another manipulated variable changes from the group of manipulated variables.
Dies bedeutet insbesondere, dass die Systemgröße aus der Mehrzahl von Systemgrößen verglichen mit anderen Stellgrößen aus der Gruppe von Stellgrößen am sensitivsten auf eine Änderung der der Regelgröße zugeordneten Stellgröße reagiert.This means in particular that the system variable from the plurality of system variables reacts most sensitively to a change in the manipulated variable assigned to the controlled variable compared to other manipulated variables from the group of manipulated variables.
Vorzugsweise wird der Mehrzahl von Systemgrößen der Brennkraftmaschine umfassend wenigstens eine Leistung (
- - eine Drehzahl (n) und/oder ein Drehmoment (
M) der Brennkraftmaschine, insbesondere betreffend die Leistung (P ); - - einen Ladeluftdruck (p5), insbesondere betreffend die Aufladung (
A ); - - einen Verbrennungsdruck (pMAX), insbesondere betreffend die Verbrennung (
V ); - - einen Umsatzpunkt (MFB), an dem eine bestimmte Menge der Kraftstoffmasse verbrannt sind, insbesondere einen 50% Umsatzpunkt (
EU50 ), insbesondere betreffend die Verbrennung (V ); - - einen Emissionswert (be, NOx) betreffend die Emission (E).
- - a speed (n) and / or a torque (
M) of the internal combustion engine, especially regarding the performance (P ); - - a charge air pressure (p5), in particular with regard to charging (
A. ); - - a combustion pressure (pMAX), in particular with regard to the combustion (
V ); - - a turnover point (MFB) at which a certain amount of the fuel mass has been burned, in particular a 50% turnover point (
EU50 ), especially with regard to combustion (V ); - - an emission value (be, NOx) relating to the emission (E).
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Gruppe von Stellgrößen eine Kraftstoffmasse (mKRST), eine Einlassventil-Öffnungszeit (tES, VCM), eine Turbinenbypass-Öffnungszeit (
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die vorbestimmte Drehzahl und/oder das vorbestimme Drehmoment gemäß einem aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vorbestimmt. Hierbei können die vorbestimmte Drehzahl und/oder das vorbestimmte Drehmoment dem im aktuellen Betriebspunkt vorliegenden oder gewünschten Wert für die Drehzahl und/oder das Drehmoment entsprechen. Initialer Soll-Wert oder Stellgröße können beispielsweise über vorbestimmte Kennfelder aus Drehzahl und/oder Drehmoment gewonnen werden. Die verwendeten Kennfelder können von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine abhängig sein.In a further development of the method according to the invention, the predetermined speed and / or the predetermined torque are predetermined according to a current operating point of the internal combustion engine. In this case, the predetermined speed and / or the predetermined torque can correspond to the value present or desired for the speed and / or the torque at the current operating point. Initial setpoints or manipulated variables can be obtained from speed and / or torque, for example, using predetermined characteristic maps. The maps used can be dependent on an operating point of the internal combustion engine.
In einer bevorzugten Weiterbildung werden die vorbestimmte Drehzahl und/oder das vorbestimme Drehmoment verwendet, um daraus eine über eine Kennfeld-Formel berechnete und über Prüfstandswerte validierte initiale Stellgröße und einen initialen Soll-Wert der Regelgröße zu erhalten. Besonders bevorzugt ist hierbei eine bezüglich der Drehzahl und/oder dem Drehmoment lineare Funktion. Durch die Verwendung von über Prüfstände validierten Stellgrößen und Soll-Werten können unvorhergesehene Zwischenfälle unter ungewöhnlichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine vermieden werden.In a preferred development, the predetermined rotational speed and / or the predetermined torque are used in order to obtain an initial manipulated variable and an initial setpoint value of the controlled variable calculated using a characteristic diagram formula and validated using test bench values. A linear function with respect to the speed and / or the torque is particularly preferred here. By using manipulated variables and target values validated via test stands, unforeseen incidents under unusual operating conditions of the internal combustion engine can be avoided.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte zum Vorbestimmen der initialen Stellgröße und/oder des initialen Soll-Werts auf:
- - Setzen von Randwertepaaren, die einen Validierungsbereich innerhalb eines Drehzahl- und/oder Drehmoment-abhängigen Kennfeldes für eine initiale Stellgröße und/oder einen initialen Soll-Wert bilden;
- - Berechnen von Zwischenwerten, die sich aus den Randwerten über die Kennfeld-Formel ergeben;
- - Validieren der Zwischenwerte über an einem Prüfstand vorbestimmte Prüfstandswerte;
- - Vorbestimmen der initialen Stellgröße und/oder des initialen Soll-Werts anhand der validierten und berechneten Zwischenwerte aus dem Kennfeld.
- Setting of boundary value pairs that form a validation range within a speed and / or torque-dependent characteristic field for an initial manipulated variable and / or an initial setpoint value;
- - Calculation of intermediate values that result from the boundary values using the map formula;
- - Validation of the intermediate values using test stand values predetermined on a test stand;
- - Predetermination of the initial manipulated variable and / or the initial setpoint value using the validated and calculated intermediate values from the map.
Der Validierungsbereich aus dieser Weiterbildung umfasst typischerweise den gesamten Bereich von Werten für Drehzahl und/oder Drehmoment, der im Betrieb der Brennkraftmaschine vorliegen kann. In dieser Weiterbildung wird durch das Validieren berechneter Zwischenwerte, die zwischen den Randwertepaaren liegen, ein besonders zuverlässiger Betrieb der Brennkraftmaschine sichergestellt. Die Randwertpaare stellen ein Wertepaar, bestehend aus einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment einerseits und einem entsprechenden Soll-Wert oder einer Stellgröße andererseits dar. Typischerweise wird durch die Randwertepaare eine entsprechende Zuordnung von maximaler und minimaler Drehzahl und/oder Drehmoment zu dem entsprechenden Soll-Wert oder der Stellgröße bereitgestellt. Detailliert wird eine derartige Zuordnung im Rahmen der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The validation range from this development typically includes the entire range of values for speed and / or torque that can be present when the internal combustion engine is operating. In this development, the validation of calculated intermediate values that lie between the boundary value pairs ensures particularly reliable operation of the internal combustion engine. The boundary value pairs represent a value pair consisting of a speed and / or a torque on the one hand and a corresponding setpoint value or a manipulated variable on the other hand. Typically, the boundary value pairs result in a corresponding assignment of maximum and minimum speed and / or torque to the corresponding setpoint. Value or the manipulated variable provided. Such an assignment is explained in detail in the context of the exemplary embodiments shown in the figures.
In einer bevorzugten Weiterbildung sind die initiale Stellgröße und der initiale Soll-Wert der Regelgröße linear von der vorbestimmten Drehzahl und/oder dem vorbestimmten Drehmoment abhängig. Insbesondere für kleine Abweichungen um einen gewünschten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ist die Annahme einer linearen Abhängigkeit typischerweise ausreichend genau und führt zusätzlich zu einer besonders einfachen Berechnung der initialen Stellgröße und des initialen Soll-Werts.In a preferred development, the initial manipulated variable and the initial setpoint value of the controlled variable are linearly dependent on the predetermined speed and / or the predetermined torque. In particular for small deviations from a desired operating point of the internal combustion engine, the assumption of a linear dependency is typically sufficiently accurate and additionally leads to a particularly simple calculation of the initial manipulated variable and the initial setpoint value.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vor einem Betrieb der Brennkraftmaschine festgelegt. In dieser Weiterbildung ist die Verwendung von entsprechend dem Betriebspunkt vorbestimmten initialen Werten für den Soll-Wert der Regelgröße und für die Stellgröße besonders vorteilhaft, da durch diese initialen Werte besonders schnell der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine erreicht werden kann. In anderen Weiterbildungen ist der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine abhängig, also beispielsweise einer vorliegenden Außentemperatur, einer zurückliegenden Betriebsdauer, oder einer Dauer seid der letzten Reparatur.In a further development of the method according to the invention, the operating point of the internal combustion engine is established before the internal combustion engine is operated. In this training is the The use of initial values predetermined according to the operating point for the setpoint value of the controlled variable and for the manipulated variable is particularly advantageous, since the operating point of the internal combustion engine can be reached particularly quickly through these initial values. In other refinements, the operating point of the internal combustion engine is dependent on the operating point of the internal combustion engine, that is to say, for example, an existing outside temperature, a previous operating time, or a time since the last repair.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird die Stellgröße Kraftstoffmasse zum Regeln einer Leistung-betreffenden Systemgröße, und/oder die Stellgröße Turbinenbypass-Öffnungszeit zum Regeln einer Aufladung-betreffenden Systemgröße, und/oder die Stellgröße Einspritzbeginn zum Regeln einer Verbrennung-betreffenden Systemgröße genutzt wird. Hierdurch ist typischerweise die Stellgröße derart ausgewählt, dass die Systemgröße am sensitivsten auf eine Änderung der zugeordneten Stellgröße reagiert.In a preferred development, the manipulated variable fuel mass is used to control a power-related system variable, and / or the manipulated variable turbine bypass opening time is used to control a charging-related system variable, and / or the manipulated variable injection start is used to control a combustion-related system variable. As a result, the manipulated variable is typically selected in such a way that the system variable reacts most sensitively to a change in the assigned manipulated variable.
In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Gruppe von Stellgrößen eine Kraftstoffmasse, eine Einlassventil-Öffnungszeit, eine Turbinenbypass-Öffnungszeit, eine Abgasrückführventil-Öffnungszeit und einen Einspritzbeginn. Die Stellgrößen aus dieser Gruppe von Stellgrößen lassen sich besonders vorteilhaft regeln. Insbesondere sind diese Stellgrößen einer besonders einfachen automatisierten Regelung zugänglich, beispielsweise durch eine automatisierte Steuerung von Bypass- oder Ventilöffnungszeiten.In a preferred development, the group of manipulated variables includes a fuel mass, an inlet valve opening time, a turbine bypass opening time, an exhaust gas recirculation valve opening time, and a start of injection. The manipulated variables from this group of manipulated variables can be regulated particularly advantageously. In particular, these manipulated variables are accessible to a particularly simple automated control system, for example through automated control of bypass or valve opening times.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die vorbestimmte Grenzstellgröße von der vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine abhängig. Zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Abhängigkeit des Soll-Wertes der Regelgröße von der vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine, also von einem Initial-Soll-Wert, wird in dieser Weiterbildung ein Initial-Stellwert zu bestimmen der vorbestimmten Grenzstellgröße genutzt. Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ die vorbestimmte Grenzfrequenz von der vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine abhängig sein.In a further development of the method according to the invention, the predetermined limit manipulated variable is dependent on the predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine. In addition to the dependency of the setpoint value of the controlled variable according to the invention on the predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine, i.e. on an initial setpoint value, an initial setpoint is used in this development to determine the predetermined limit control variable. Furthermore, the predetermined limit frequency can additionally or alternatively be dependent on the predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.Embodiments of the invention will now be described below with reference to the drawing. This is not necessarily intended to represent the exemplary embodiments to scale; rather, the drawing, where useful for explanation, is in a schematic and / or slightly distorted form. With regard to additions to the teachings that can be seen directly from the drawing, reference is made to the relevant prior art. It must be taken into account here that various modifications and changes relating to the shape and detail of an embodiment can be made without deviating from the general idea of the invention. The features of the invention disclosed in the description, in the drawing and in the claims can be essential for the development of the invention both individually and in any combination. In addition, all combinations of at least two of the features disclosed in the description, the drawing and / or the claims fall within the scope of the invention. The general idea of the invention is not restricted to the exact form or the detail of the preferred embodiment shown and described below, or restricted to an object which would be restricted in comparison to the object claimed in the claims. In the case of the specified measurement ranges, values lying within the stated limits should also be disclosed as limit values and be able to be used and claimed as required. For the sake of simplicity, the same reference symbols are used below for identical or similar parts or parts with identical or similar functions.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of the preferred exemplary embodiments and with reference to the drawing.
Im Einzelnen zeigt die Zeichnung in:
-
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine, mit einer Leistungsregelung, einer Aufladereglung und einer Verbrennungs- und /oder Emissions-Regelung gemäß dem Konzept der Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Regeln einer einzelnen Systemgröße aus einer Mehrzahl von Systemgrößen gemäß dem Konzept der Erfindung; -
3 eine tabellarische Zuordnung von Systemgrößen, Regelgrößen und Stellgrößen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zum Verfahren gemäß dem Konzept der Erfindung; -
4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer sequenziellen Regelung von Systemgrößen im Verfahren gemäß dem Konzept der Erfindung; -
5 ein Ausführungsbeispiel eines Kennfeldes zum Vorbestimmen eines initialen Soll-Wertes einer Regelgröße, wobei vorliegend ein Einspritzdruck über die Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgetragen ist; -
6 a)-e ) Ausführungsbeispiele von Kennfelder jeweils für Paare von Drehzahl- und Drehmoment-abhängigen Kennfeldern für eine initiale Stellgröße und einen initialen Soll-Wert einer Regelgröße.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a device for controlling and / or regulating an internal combustion engine, with a power control, a charging control and a combustion and / or emissions control according to the concept of the invention; -
2 a schematic representation of an embodiment of a method for regulating a single system variable from a plurality of system variables according to the concept of the invention; -
3 a tabular assignment of system variables, controlled variables and manipulated variables according to a further exemplary embodiment of the method according to the concept of the invention; -
4th a schematic representation of an embodiment of a sequential regulation of system variables in the method according to the concept of the invention; -
5 an exemplary embodiment of a characteristic diagram for predetermining an initial setpoint value of a controlled variable, in the present case a Injection pressure is plotted against the speed of the internal combustion engine; -
6 a) -e ) Embodiments of characteristic maps each for pairs of speed and torque-dependent characteristic maps for an initial manipulated variable and an initial setpoint value of a controlled variable.
Die Einrichtung
Die Leistungsregelung
Das Sollgrößenmodul
Das Regelungsmodul
Das Begrenzungsmodul
In einer nicht dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Verbrennungs- und/oder Emissionsregelung weiterhin ausgebildet, die entsprechende Begrenzungsinformation an die Leistungsregelung auszugeben und das Sollgrößenmodul der Leistungsregelung ist weiterhin ausgebildet, die Begrenzungsinformation zu empfangen. Hierdurch kann eine wiederholte zeitliche Abfolge von Leistungsregelung, Aufladeregelung und Verbrennungs- und/oder Emissionsregelung gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen.In an embodiment of the device according to the invention, which is not shown, the combustion and / or emissions control is also designed to output the corresponding limit information to the power control and the setpoint variable module of the power control is also designed to receive the limit information. In this way, a repeated chronological sequence of power regulation, charging regulation and combustion and / or emission regulation can take place according to one embodiment of the method according to the invention.
Ein erster Schritt umfasst ein Ermitteln
Ein nächster Schritt umfasst ein Empfangen
Ein weiterer Schritt umfasst ein Vergleichen
Daraufhin erfolgt ein Vergleichen
- - ein Begrenzen der geregelten Stellgröße
StG zu einer begrenzten StellgrößeStG_LIM , für den Fall, dass ein Betrag der Differenz die vorbestimmte Grenzdifferenz übersteigt, und - - ein Beibehalten der unbegrenzten Stellgröße
StG , für den Fall, dass ein Betrag der Differenz die vorbestimmte Grenzdifferenz nicht übersteigt.
- - a limitation of the regulated manipulated variable
StG to a limited manipulated variableStG_LIM , in the event that an amount of the difference exceeds the predetermined limit difference, and - - Maintaining the unlimited manipulated variable
StG , in the event that an amount of the difference does not exceed the predetermined limit difference.
Ein nächster Schritt umfasst ein Einstellen
Ein weiterer Schritt umfasst ein Bestimmen einer Stellgrößen-Begrenzungs-Differenz
In einem nächsten Schritt erfolgt ein Ausgeben einer die Stellgrößen-Begrenzungs-Differenz
Ein letzter Schritt besteht aus einem Nutzen der Begrenzungsinformation
Die Stellgröße ist aus einer Gruppe von Stellgrößen ausgewählt, die eine Kraftstoffmasse, eine Einlassventil-Öffnungszeit, eine Turbinenbypass-Öffnungszeit, eine Abgasrückführventil-Öffnungszeit und einen Einspritzbeginn umfasst. Hierbei ist die Stellgröße aus einer Gruppe von Stellgrößen derart ausgewählt, dass die Systemgröße sich bei einer Veränderung der Stellgröße stärker verändert als bei einer entsprechenden Veränderung einer anderen Stellgröße aus der Gruppe von Stellgrößen.The manipulated variable is selected from a group of manipulated variables which includes a fuel mass, an inlet valve opening time, a turbine bypass opening time, an exhaust gas recirculation valve opening time and a start of injection. Here, the manipulated variable is selected from a group of manipulated variables such that the system variable changes more strongly when the manipulated variable changes than when another manipulated variable from the group of manipulated variables changes.
Die Regelgröße betrifft eine durch das erfindungsgemäße Verfahren zu regelnde Systemgröße. Eine typische Zuordnung von Stellgrößen und Regelgrößen ergibt sich aus
In einer nicht dargestellten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin ein Bestimmen der vorbestimmten Grenzstellgröße abhängig von der vorbestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder dem vorbestimmten Drehmoment der Brennkraftmaschine. In an embodiment (not shown), the method according to the invention further comprises determining the predetermined limit manipulated variable as a function of the predetermined speed of the internal combustion engine and / or the predetermined torque of the internal combustion engine.
Die Systemgröße
Die Systemgröße Aufladung
Die Systemgröße Verbrennung und/oder Emission
Die Regelgröße ist stets eine Systemgröße betreffende Größe, da sie zum Regeln der Stellgröße entsprechend aktueller Eigenschaften der Systemgröße vorgesehen ist.The controlled variable is always a variable relating to the system variable, since it is provided for regulating the manipulated variable in accordance with current properties of the system variable.
In der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die aus der Ausführungsform aus
In sämtlichen erfindungsgemäßen Regelungen wird ein initialer Soll-Wert der Regelgröße
Weiterhin wird durch den Soll-Wert der Regelgröße die Stellgröße ausgehend von der initialen Stellgröße
Im Rahmen der Leistungsregelung
Die Darstellung in
In der Darstellung nach
In einer nicht dargestellten Ausführungsform wird die dargestellte sequenzielle Abfolge von Regelungen von Systemgrößen wiederholt, insbesondere regelmäßig wiederholt, wobei eine Begrenzungsinformation aus der zweiten Verbrennungs- und/oder Emissionsregelung von der Leistungsregelung zum Ermitteln eines Sollwertes der Motordrehzahl empfangen wird.In an embodiment not shown, the illustrated sequential sequence of controls of system variables is repeated, in particular regularly repeated, with limiting information from the second combustion and / or emissions control being received by the power control for determining a setpoint value for the engine speed.
Die jeweils zum Einstellen der Brennkraftmaschine genutzten geregelten Stellgrößen in der dargestellten Ausführungsform werden jeweils von einer der Brennkraftmaschine zugeordneten Vorrichtung empfangen, deren konkrete Ausbildung dem Fachmann bekannt ist.The regulated manipulated variables used for setting the internal combustion engine in the embodiment shown are each received by a device assigned to the internal combustion engine, the specific design of which is known to the person skilled in the art.
Die Ausgabe der vorliegenden Ist-Werte der Regelgrößen erfolgt in der dargestellten Ausführungsform durch eine mit der Brennkraftmaschine verbundene Auswerteeinheit
Vier große umrandete Punkte
Die konstanten Werte F_1, F_2, k_1, k_2 waren aus empirischen Studien bekannt.The constant values F_1, F_2, k_1, k_2 were known from empirical studies.
Die Zwischenwerte
Bei Vorgabe eines vorbestimmten Drehmoments und einer vorbestimmten Drehzahl führt das derart berechnete und validierte Kennfeld
Typischerweise kann das Drehmoment aus einer Veränderung der Drehzahl über die Zeit bestimmt werden. Daher sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht verschiedene Sensorsysteme an der Brennkraftmaschine zur Bestimmung von Drehzahl und Drehmoment notwendig.Typically, the torque can be determined from a change in the speed over time. Therefore, in the present exemplary embodiment, different sensor systems are not necessary on the internal combustion engine to determine the speed and torque.
Die Darstellung der Kennfelder erfolgt in den
In
In
In
In
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 100100
- Einrichtung zur Steuerung und/oder RegelungDevice for control and / or regulation
- 110110
- SollgrößenmodulTarget size module
- 120120
- RegelungsmodulControl module
- 130130
- BegrenzungsmodulLimiting module
- 140140
- BegrenzungsinformationLimitation information
- 145145
- Initial-Soll-WertInitial target value
- 148a148a
- Ist-Wert der RegelgrößeActual value of the controlled variable
- 148b, Fi(n, M)148b, F i (n, M)
- initiale Stellgrößeinitial manipulated variable
- 150150
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 160160
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 170170
- geregelte und begrenzte oder geregelte und unbegrenzte Stellgröße regulated and limited or regulated and unlimited manipulated variable
- 500, 610-690500, 610-690
- KennfeldMap
- 510-513510-513
- RandwertpaareBoundary value pairs
- 520520
- ZwischenwerteIntermediate values
- 530530
- Prüfstandswerte Test bench values
- R_AR_A
- AufladeregelungCharge regulation
- R_PR_P
- LeistungsregelungPower regulation
- R_VR_V
- Verbrennungs- und/oder EmissionsregelungCombustion and / or emissions control
- R_V(1)R_V (1)
- erste Verbrennungs- und/oder Emissionsregelungfirst combustion and / or emissions regulation
- R_V(2)R_V (2)
- zweite Verbrennungs- und/oder Emissionsregelung second combustion and / or emissions control
- AA.
- AufladungCharging
- COMPCOMP
- Vergleichen von Soll-Wert und Ist-WertCompare the target value and the actual value
- BOIBOI
- EinspritzbeginnStart of injection
- EU50EU50
- 50 %-Umsatzzeitpunkt, Soll-Umsatzzeitpinkt, Ist-Umsatzzeitpunkt50% sales time, target sales time, actual sales time
-
fi, fi+1fi,
fi + 1 - BegrenzungsinformationLimitation information
- fi(n, M)fi (n, M)
- initialer Soll-Wert der Regelgröße initial target value of the controlled variable
- ISTIS
- Empfangen von IST-WertReceiving the actual value
- LIMLIM
- Vergleichen von geregelter Stellgröße und vorbestimmter GrenzstellgrößeComparison of the controlled manipulated variable and the predetermined limit manipulated variable
- m_KRSTm_KRST
- KraftstoffmasseFuel mass
- n_motn_mot
- MotordrehzahlEngine speed
- PP
- Leistungpower
- p_5p_5
- LadeluftdruckCharge air pressure
- RGRG
- RegelgrößeControlled variable
- SGSG
- SystemgrößeSystem size
- SOLLSHOULD
- Ermitteln von Soll-WertenDetermination of target values
- STELLSTELL
- Vorgeben einer initialen StellgrößeSpecifying an initial manipulated variable
- StGStG
- StellgrößeManipulated variable
- GStGGStG
- vorbestimmte Grenzstellgrößepredetermined limit manipulated variable
- StG_LIMStG_LIM
- geregelte und begrenzte oder geregelte und unbegrenzte Stellgrößeregulated and limited or regulated and unlimited manipulated variable
- TBPTBP
- Turbinenbypass-ÖffnungszeitTurbine bypass opening time
- VV
- Verbrennungcombustion
- ΔStGΔStG
- Stellgrößen-Begrenzungs-DifferenzManipulated variable limitation difference
Claims (19)
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2018
- 2018-03-05 DE DE102018104927.7A patent/DE102018104927B4/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ROLLS-ROYCE SOLUTIONS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: MTU FRIEDRICHSHAFEN GMBH, 88045 FRIEDRICHSHAFEN, DE |