DE3919877A1 - Regelsystem fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Regelsystem fuer eine brennkraftmaschineInfo
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
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Description
Die Erfindung betrifft ein Regelsystem für eine selbstzündende
Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein
solches System zu Regelung von Betriebsparametern einer Brennkraftmaschine
ist aus dem SAE-Paper 800167 "Electronic Control of
Diesel Passenger Cars bekannt. Dort wird ein Regelsystem für eine
selbstzündende Brennkraftmaschine beschrieben. Dieses enthält Sensoren
für Betriebskenngrößen, ein elektronisches Steuergerät und ein
Stellglied für die der Brennkraftmaschine zuzumessende Kraftstoffmenge.
Dabei berechnet das Steuergerät abhängig von verschiedenen
Betriebskenngrößen die der Brennkraftmaschine zuzumessende Kraftstoffmenge.
Des weiteren ist aus der DE-OS 33 03 617 ein Regelsystem
zur Regelung von Betriebsparametern einer selbstzündenden
Brennkraftmaschine beschrieben. Dabei wird abhängig von der Differenz
zwischen einem Sollwert der Abgastemperatur und einem Betriebszustand
der Brennkraftmaschine abhängigen Istwert ein mengenbestimmendes
Einstellorgan angesteuert.
Bei diesem Verfahren können keinerlei Störeinflüsse, die die Betriebskenngrößen
der Brennkraftmaschine beeinflussen, korrigiert
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Regelsystem für
eine selbstzündende Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art,
schädliche Störeinflüsse zu korrigieren.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale
gelöst.
Das erfindungsgemäße Regelsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1
hat den Vorteil, daß mittels eines Korrekturverfahrens die Abgastemperatur
aus der gemessenen Abgastemperatur gewonnen wird. In das
Korrekturverahren gehen dabei verschiedene Betriebskenngrößen ein,
die durch Störeinflüsse beeinflußt werden. Dadurch ist es möglich,
äußere und innere Störeinflüsse auszuregeln.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen dargestellt
und im Beschreibungsteil näher erläuert. Es zeigen Fig. 1
schematisch das Prinzip der Kraftstoffmassenregelung einer selbstzündenden
Brennkraftmaschine, Fig. 2 ein Schaubild zur Verdeutlichung
der Korrektur des Zeitverhaltens der gemessenen Abgastemperatur,
Fig. 3 eine detaillierte Darstellung der stationären Meßwertverarbeitung,
Fig. 4 eine detaillierte Darstellung der dynamischen
Abgastemperaturkorrektur, Fig. 5 zeigt mögliche Realisierungen des
Reglers 56.
Das Ausführungbeispiel betrifft ein elektronisches Regelsystem für
die pro Hub einzuspritzende Kraftstoffmasse einer selbstzündenden
Brennkraftmaschine. Einem an sich bekannten Kraftstoffmassenregler
12 werden Signale abhängig von der Fahrpedalstellung FP und von verschiedenen
Betriebskenngrößen y zugeführt. Dieser Kraftstoffmassenregler 12 erzeugt einen Kraftstoffmassengrundwert ME. Dieser wird
zum einen der Meßdatenerfassung und Normierung 25 und zum anderen
dem Korrekturglied 14 zugeführt. Mit diesem Ausgangssignal MEA des Korrekturglieds
wird ein mengenbestimmendes Stellglied 15 der Brennkraftmaschine
16, auf die verschiedene äußere und innere Störeinflüsse
18 einwirken, beaufschlagt. Von Sensoren erzeugte Signale von
Betriebskenngrößen wie Motortemperatur TM, Abgaskrümmertemperatur
TAK, Drehzahl n, gemessene Abgastemperatur TA und weitere Betriebskenngrößen
x, wie z. B. die Ansauglufttemperatur, gelangen zur Meßdatenerfassung
und Normierung 25, von wo sie zu einem Abgastemperaturkorrekturglied
30 weitergeleitet werden. Zwei Ausgangssignale der
Meßdatenerfassung und Normierung gelangen zu einem Kennfeld 50. Die
Ausgangssignale des Abgastemperaturkorrekturglieds 30 und des Kennfeldes
50 werden über einen Vergleicher 54 zum Regler 56 weitergeleitet.
Der Regler 56 erhält ein weiteres Signal direkt von der Meß
datenerfassung und Normierung 25. Die Ausgangssignale des Reglers 56
gelangen zum Korrekturglied 14.
Die in Fig. 1 dargestellte Regelung funktioniert nun wie folgt:
Der Kraftstoffmassenregler 12 berechnet in Abhängigkeit von der
Fahrpedalstellung, die den Fahrgeschwindigkeitswunsch des Fahrers
wiederspiegelt und weiteren Betriebskenngrößen den Kraftstoffmassengrundwert
ME. Dieses Signal ME wird zum einen zu der Meßdatenerfassung
und Normierung 25 und zum anderen zu dem Korrekturglied 14 weitergeleitet.
Das Korrekturglied berechnet mittels Anpaßgrößen AF 1
und AF 2, die von dem Regler 56 geliefert werden, ein Signal MEA
zur Ansteuerung des Stellglieds 15. Dieses Signal wird dem mengenbestimmenden
Stellglied 15 der Brennkraftmaschine zugeführt. Das Stellglied
mißt der Brennkraftmaschine 16 die dem Augangssignal des Kor
rekturglieds 14 entsprechende Kraftstoffmenge zu. Auf die Brennkraftmaschine
wirken verschiedene äußere und innere Störeinflüsse 18
wie Luftdruck, Alterung und weitere Einflüsse ein. Verschiedene Be
triebskenngrößen wie Motortemperatur, Abgaskrümmertemperatur, gemessene
Abgastemperatur, Motordrehzahl und weitere Größen werden durch
Sensoren ermittelt und von der Meßdatenerfassung und Normierung 25
erfaßt und aufgearbeitet. Die von Meßdatenerfassung und Normierung
25 erfaßten Daten werden so aufgearbeitet, daß sie von einem elektronischen
System weiterverarbeitet werden können. Die normierten
Meßdaten werden zu dem Abgastemperaturkorrekturglied 30 weitergeleitet.
Dieses Abgastemperaturkorrekturglied 30 berechnet aus der gemessenen
Abgastemperatur TA die korrigierte Abgastemperatur TA′′ in
Abhängigkeit der übrigen erfaßten Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine.
Diese korrigierte Abgastemperatur dient als Istgröße und
wird mit der Sollgröße der Abgastemperatur verglichen. Die Sollgröße
wird einem Kennfeld 50 entnommen, das den Sollzusammenhang zwischen
Sollabgastemperatur und verschiedenen Betriebskenngrößen, insbesondere
der einzuspritzenden Kraftstoffmasse ME und der Motordrehzahl
n, enthält. Ein solches Sollkennfeld kann, unter Verwendung definierter
Umgebungs- und Betriebsbedingungen, durch Motor-Prüfstandsversuche
repräsentativ für einen bestimmten Motortyp festgelegt werden.
Die Regelabweichung, die man durch den Vergleich von Ist- und Soll
abgastemperatur erhält, wird dem Regler 56 zugeführt. Abhängig von
der Regelabweichung und dem aktuellen Lastbereich, werden durch den
Regler 56 additiv bzw. multiplikativ wirkende Anpaßgrößen erzeugt.
In diesem Ausführungsbeispiel wirken zwei Größen. Eine Anpassungsgröße
AF 1 wird im unteren Lastbereich ermittelt und wirkt im gesamten
Lastbereich additiv. Sie soll vorzugsweise den Einfluß von
Alterungs- und Drifterscheinungen des Einspritzsystems ausgleichen.
Die andere Anpaßgröße AF 2 wird im oberen Lastbereich ermittelt und
wirkt im gesamten Lastbereich multiplikativ. Sie soll vorwiegend
äußere Einlüsse, wie Luftdruck und Lufttemperatur, ausgleichen. Das
Korrekturglied 14 bestimmt in Abhängigkeit von dem vom Regler 12 berechneten
Kraftstoffmassengrundwert ME und den Anpaßgrößen die angepaßte
einzuspritzende Kraftstoffmasse MEA, nach folgender Formel:
MEA = AF 2 * ME + AF 1 (1)
Werden nicht in jedem Zeitraum und jedem Betriebszustand Anpassungsgrößen
erzeugt, so werden die Anpaßgrößen zur Steuerung der einzuspritzenden
Kraftstoffmasse pro Hub verwendet, die vor diesem Zeitraum
ermittelt wurden. Die Anpassungsgrößen werden vorzugsweise so
vor dem Regler 56 gespeichert, daß sie auch nach dem Ausschalten des
Fahrzeuges zur Verfügung stehen. Auf diese Weise stehen die zuletzt
ermittelten Anpassungsgrößen bei erneutem Einschalten sofort wieder
zur Verfügung.
Fig. 2 dient zur Verdeutlichung des Abgaskorrekturverfahrens. Das
Diagramm zeigt den Temperaturverlauf verschiedener Temperatursensoren
und der wahren Abgastemperatur bei plötzlicher positiver Laständerung.
In der Skizze sind die Einbauorte des Abgastemperatursensors
37 und des Abgaskrümmertemperatursensors 38 im Abgaskrümmer 40 eingezeichnet.
Die Abgastemperatur TA′ folgt der Laständerung unverzüglich.
Die in Abgasstrom gemessene Abgastemperatur TA folgt der Laständerung
nur mit einer Verzögerung. Die Abgaskrümmertemperatur TAK
ist nach positivem Lastsprung kleiner als die gemessene Abgastemperatur.
Aus der Differenz zwischen gemessener Abgastemperatur TA und
der Abgaskrümmertemperatur TAK wird die Abgastemperatur TA′ berechnet.
Der Korrekturfaktor F ist abhängig von Last und Drehzahl der
Brennkraftmaschine. Er wird experimentell ermittelt. Die Berechnung
der Abgastemperatur TA′ erfolgt mit folgender Formel:
TA′ = TA + F * (TA - TAK) (2)
Diese Formel gilt sowohl für die gemessenen Größen als auch die
gemittelten Größen (TAM, TAKM).
Fig. 3 zeigt eine spezielle Ausführung des Abgastemperaturkorrekturgliedes
30. Die Eingangssignale wie gemessene Abgastemperatur TA,
Drehzahl n, Kraftstoffmassengrundwert ME, Abgaskrümmertemperatur TAK
und der Motortemperatur TM gelangen direkt zur Mittelwertbildung 33.
Das Drehzahlsignal und ein Signal über die einzuspritzende Kraftstoffmasse
ME werden der Regelbereichsuche 31 zugeführt. Das Ausgangssignal
der Regelbereichsuche, die gemessene Abgastemperatur TA
und eventuell weitere Größen wie die Zeit dienen als Eingangssignal
für die Meßfenstersuche 32. Deren Ausgangssignale gelangen direkt
zur Mittelwertbildung 33. Ein Teil der Ausgangssignale der Mittelwertbildung
gelangt zum ersten Korrekturglied 34. Dessen Ausgangssignal
und die restlichen Ausgangssignale der Mittelwertbildung
werden einem zweiten Korrekturglied 36 zugeführt. Dessen Ausgangssignal
dient als Ausgangssignal des Abgastemperaturkorrekturgliedes
30.
Das Abgastemperaturkorrekturglied 30 hat folgende Funktion. Als Eingangssignale
des Korrekturgliedes dienen alle Ausgangssignale der
Meßdatenerfassung und Normierung 25. Die Regelbereichsuche 31 wählt
einen durch untere und obere Drehzahl- und Lastgrenzen vorgegebenen
Regelbereich aus. Die obere Drehzahlgrenze und, oder die obere Lastgrenze
kann auch entfallen. Nur innerhalb dieser Grenzwerte (Regelbereichs)
wird sie gesteuert, die Reglerstellgröße bleibt auch bei
ausgeschaltetem Regler erhalten.
Die Meßfenstersuche 32 sucht im Verlauf der gemessenen Abgastemperatur
TA nach einem Meßfenster mit quasistationärem Zustand im Sekundenbereich.
Die Bildung eines Meßfensters erfolgt erst, wenn die
Motortemperatur einen bestimmten Schwellwert übersteigt, und die
Drehzahl und die Last innerhalb festgelegter Grenzwerte dem Regelbereich
liegen. Dadurch kann die Aktivierung der Abgastemperaturregelung
bei günstigen Betriebsbedingungen verhindert werden. Es wird
ein Bereich ausgewählt in dem die Abgastemperatur einen quasistationären
Zustand besitzt.
Zur Meßfenstersuche wird ein bestimmter Zeitraum vorgegeben und
überprüft ob in diesem Zeitraum die Abgastemperatur vorgegebene
Grenzen überschreitet. Werden die Grenzen nicht überschritten, so
spricht man von einem Meßfenster mit quasistationärem Zustand des
Meßsignals. Das Meßfenster ist durch den vorgegebenen Zeitraum
(Länge des Meßfensters) und durch den in diesem Zeitraun überstrichenen
Temperaturbereich (Höhe des Meßfensters) definiert.
Es ist aber auch möglich einen bestimmten Temperaturbereich für die
Bildung des Meßfensters vorzugeben und die Zeit zu erfassen, während
der die Abgastemperatur in dem bestimmten Bereich liegt. Auch in
diesem Fall ist das Meßfenster durch den Temperaturbereich und den
Zeitraum, in dem die Temperatur innerhalb des gewählten Temperaturbereichs
liegt, definiert.
Besonders vorteilhaft ist es, die Meßfenster in verschiedene Klassen
einzuteilen. Die Einteilung der Klassen erfolgt anhand verschiedener
Kriterien. Dies sind die Länge, Fläche oder die Höhe des Meßfensters
bzw. die Steigung des Abgastemperaturverlaufs oder die Anzahl der
im Abgastemperaturverlauf auftretenden Wendepunkte. Meßfenster der
gleichen Klassen können die gleiche zeitliche Länge bei unterschiedlicher
Höhe, die gleiche Höhe bei unterschiedlicher Länge oder bei
gleicher Fläche unterschiedliche Längen bei entsprechend unterschiedlichen
Höhen haben.
Die Verwendbarkeit des Meßfensters kann zusätzlich von dessen Vorgeschichte,
z. B. dem Verlauf der Abgastemperatur oder weiterer erfaßter
Betriebskenngrößen, anhängig gemacht werden. Ist ein verwendbares
Meßfenster gefunden, werden von den für die Regelung benötigten
Signale, wie z. B. Drehzahl, Kraftstoffmassengrundwert, Abgaskrümmertemperatur,
der Motortemperatur und eventuell weiterer Größen,
in der Mittelwertbildung 33 die arithmetischen Mittelwerte gebildet.
Zur Mittelwertbildung können alle innerhalb der Meßfenstergrenzen
erfaßten Meßdaten verwendet werden, oder es findet nur ein Teil der
Daten Verwendung.
Aus der gemittelten Abgastemperatur TAM, der mittleren
Drehzahl KnM, dem mittleren Kraftstoffmassengrundwert MEM und der
mittleren Abgaskrümmertemperatur TAKM errechnet das erste Korrekturglied
34 die Abgastemperatur TA′. Dieses Korrekturglied beinhaltet
die Korrektur des Zeitverhaltens der gemessenen Abgastemperatur. Mit
Hilfe des Korrekturfaktors F und der Temperaturdifferenz zwischen
mittlerer Abgastemperatur TAM und der mittleren Abgaskrümmertemperatur
TAKM wird mittels der Formel 2 die Abgastemperatur TA′ errechnet.
Der Korrekturfaktor F ist last- und drehzahlabhängig. Er wird
empirisch ermittelt und bei Bedarf an Langzeitänderungen der selbstzündenden
Brennkraftmaschine angeglichen.
Das Korrekturglied 42 in Fig. 4 hat diesselbe Aufgabe wie das Korrekturglied
34 in Fig. 3. Aus gemessener Abgastemperatur TA, Drehzahl
n, Kraftstoffmassengrundwert ME und Abgaskrümmertemperatur TAK
berechnet das Korrekturglied 42 die Abgastemperatur TA′. Die Berechnung
erfolgt kontinuierlich über eine Modellrückführung, so daß auch
die Regelung kontinuierlich erfolgen kann. Es folgt keine Mittelwertbildung
der Meßgrößen.
Im zweiten Korrekturglied 36 wird durch Berücksichtigung der mittleren
Motortemperatur TMM die Anpassung an den aktuellen Betriebszustand
des Motors vorgenommen. Es können auch weitere Größen wie die
Ansauglufttemperatur berücksichtigt werden. Das zweite Korrekturglied
36 liefert die korrigierte Abgastemperatur TA′′.
Fig. 4 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung des Abgastemperaturkorrekturgliedes
30. Alle Ausgangssignale der Meßdatenerfassung
und Normierung 25 dienen als Eingangssignale des Abgastemperaturkorrekturgliedes.
Vier Eingangssignale werden dem ersten Korrekturglied
42 zugeleitet. Das zweite Korrekturglied 44 wird mit dem Ausgangssignal
des ersten Korrekturglieds und den übrigen Eingangssignalen beaufschlagt.
Es erfüllte die gleiche Funktion wie das Korrekturglied
36 der Fig. 3. Das Ausgangssignal des zweiten Korrekturgliedes 44
dient gleichzeitig auch als Ausgangssignal des Abgastemperaturkorrekturgliedes
30. Die Korrektur erfolgt abhängig von der Klasse des
gefundenen Meßfensters. Die Regelparameter werden abhängig von der
Klasse des Meßfensters gewählt.
Den Gleichungen liegt folgendes Modell zugrunde:
Der Abgaskrümmer tauscht mit dem Abgas Wärmeenergie aus. Auf der anderen
Seite gibt er Wärmeenergie an die Umgebung ab. Der Abgaskrümmer
ändert seine Temperatur mit der Zeitkonstanten zkr, die von der
Drehzahl und der Last abhängt. Die Abgastemperatur TABG am Einbauort
des Thermoelements ist im eingeschwungenen Zustand niedriger als
die Abgastemperatur TA' am Auslaßventil, da ein Teil der Wärmeenergie
über den Abgaskrümmer an die Umgebung abfließt. Diesen Anteil
beschreibt der Faktor kkr. Dadurch, daß das Abgas mit dem Abgaskrümmer
Wärmeenergie austauscht, erreicht die Abgastemperatur am Einbauort
des Temperatursensors nicht sofort nach einer Laständerung
ihren Stationärwert, sondern einen Wert, der durch den Faktor x bestimmt
wird. Der Faktor (1-x) bezeichnet den Abgastemperaturanteil,
der zum stationären Wert fehlt. Dieser Wert ist dann erreicht,
wenn der Wärmeenergiezufluß vom Abgas zum Abgaskrümmer gleich dem
Abfluß vom Krümmer zur Umgebung ist (siehe Fig. 2). Wenn dieses
Fließgleichgewicht erreicht ist, ändert sich die Abgaskrümmertemperatur
nicht mehr. Die vom Temperatursensor gemessene Abgastemperatur
TA wird durch die Tätigkeit des Sensors verzögert. Die Zeitkonstante
für diese Temperaturänderung des Sensors wird mit zf bezeichnet.
Das Korrekturmodell läßt sich damit durch folgende
Gleichungen im Laplace-Bereich beschreiben.
TA = TABG/(1 + zf * s) (3)
TABG = (1 - x) * TAK + x + TA′ (4)
TAK = kkr * TA′/(1 + zkr * s) (5)
Die Berechnung der Abgastemperatur TA′ wird in zwei Stufen durchgeführt.
Zunächst wird TABG aus TA bestimmt, danach erfolgt die Berechnung
von TA′ aus TABG und TAK. Um ein zu großes Rauschen bei der
Auswertung der Rekursionsformel TABG zu verringern, wird das gemessene
Abgastemperatursignal in der Meßdatenerfassung und Normierung
25 gefiltert. Die Rekursionsformel für TABG erhält man durch
Transformation der Gleichung 3 in den Zeitbereich, und durch Einführen
des rückwärtigen Differenzenquotienten. So erhält man die Rekursionsformel
TABG(k) = TA(k) * (1 + zf/t) - TA(k - 1) * zf/t (6)
Aus Gleichung 4 ergibt sich:
TA′ = (TABG - (1 - x) * TAK/x (7)
In jedem Rechenschritt werden die Gleichungen 6 und 7 ausgewertet.
Dabei werden für jeden Rechenschritt k die Werte des vorhergehenden
Rechenschritts k-1 verwendet.
Da das Modell auch die Abgaskrümmertemperatur TAK als Zustandsgröße
enthält, kann der Hardwareaufwand dadurch reduziert werden, daß man
auf die Messung von TAK verzichtet. Dazu wird die Abgaskrümmertemperatur
TAK aus der gemessenen Abgastemperatur TA berechnet. Damit
kann auf die Messung von TAK verzichtet und TA′ allein aus TA bestimmt
werden. Da bei der Rückrechnung zweimal differenziert werden
muß, ist eine genaue Bestimmung der Modellparameter kkr, x, zkr und
zf sowie ein möglichst glattes Meßsignal des Thermoelements notwendig.
Dann kann aus den Gleichungen 3 bis 5 eine Bestimmungsgleichung
8 für TA′ abgeleitet werden:
TA′ k = (x * zkr/t * TA′ k-1 + [(1 + (zkr + zf)/t +
(zkr * zf)/t²)] * TA k + [(zkr + zf)/t + 2
* (zkr * zf)/t²] * TA k-1 + (zkr * zf)/t² * TA k-2)/(kkr - x * kkr + x + x * zkr/t) (8)
* (zkr * zf)/t²] * TA k-1 + (zkr * zf)/t² * TA k-2)/(kkr - x * kkr + x + x * zkr/t) (8)
Die Abgastemperatur TA′ k ist also eine Funktion der letzten berechneten
Abgastemperatur TA′ k-1 sowie der drei letzten gemessenen
Abgastemperaturen TA k, TA k-1 und TA k-2.
Mit Hilfe der vier Parameter zkr, zf, x und kkr wird das Modell an
die Motor-Fahrzeug-Kombination angepaßt. Die beiden Zeitkonstanten
zkr und zf sowie der Parameter x werden aus Lastsprüngen am Prüfstand
bestimmt, wobei x, wie in Fig. 2 gezeigt, direkt aus der Anfangssprunghöhe
bestimmt wird. Alle Parameter variieren drehzahl-
und lastabhängig. Der Faktor kkr in Formel 8 wird aus den Stationärwerten
von Krümmertemperatur TAK und gemessener Abgastemperatur TA
bestimmt. Im eingeschwungenen Zustand vereinfacht sich das Modell
wie folgt:
TABG = TA = x * TA′ + (1 - x) * TAK
Daraus ergibt sich die Bestimmungsgleichung für den Parameter kkr:
TA = (x/kkr + 1 - x) * TAK
Die kontinuierlich berechnete Abgastemperatur TA′ wird im zweiten
Korrekturglied 44 an die Motortemperatur TM angepaßt. Dadurch erhält
man die korrigierte Abgastemperatur TA′′.
Fig. 5 zeigt mögliche Ausführungsbeispiele des Reglers 56. Das
Ausgangssignal T des Vergleichers 54 (Fig. 1) wird abhängig von einem
lastabhängigen Signal ME, entweder dem Regler 71 oder dem Regler 72
zugeführt. Diese erzeugen die Anpaßgrößen AF 1 oder AF 2 für den entsprechenden
Lastbereich. Bei großer Last, der Mittelwert des Kraftstoffmassengrundwertes
MEM liegt über einer bestimmten Schwelle, bestimmt
der Regler 71 abhängig von T die Anpaßgröße AF 1. Bei kleiner
Last, der Mittelwert des Kraftstoffmassengrundwertes liegt unterhalb
der Schwelle, bestimmt der Regler 72 abhängig von T die Anpaßgröße
AF 2. Für den oberen und den unteren Lastbereich ist ein separater
Regler vorhanden, der die für diesen Lastbereich am stärksten wirkende
Anpaßgröße berechnet. Die Anpaßgrößen werden dann in allen
Lastbereichen zur Berechnung der einzuspritzenden Kraftstoffmasse
MEA verwendet.
Statt der PI-Regler 71 und 72 kann auch jeweils ein selbstanpassender
Regler verwendet werden. Fig. 5b zeigt einen solchen selbstanpassenden
Regler. Dieser kann an die Stelle der Regler 71 und 72
von Fig. 5a treten. Der Regler 70 erzeugt eine der Anpaßgrößen, die
zum einen dem Verknüpfungspunkt 63 und zum anderen dem Kennfeld 61
zugeführt werden. Die Anpaßgröße wird in dem Kennfeld 61 an dem zugehörigen
Betriebspunkt gewichtet abgespeichert. Die mittlere Drehzahl
nM und der mittlere Kraftstoffmassengrundwert MEM definieren
diesen Betriebspunkt. Die Auswerteschaltung 60 arbeitet die Werte
des Kennfeldes 61 nach einer geeigneten Strategie um und speichert
die Werte ins Kennfeld 62 ab und korrigiert gleichzeitig das integrale
Verhanden des PI-Reglers 70.
Die Auswerteschaltung 60 kann z. B. nach folgender Strategie arbeiten.
Die Auswerteschaltung 60 wird nach einer bestimmten Anzahl von
gefundenen Regelfenstern, oder einer bestimmten Anzahl von Einträgen
in das Kennfeld 61 aktiviert. Es wird zuerst von allen im Kennfeld
61 gewichtet abgespeicherten Anpaßgrößen der Mittelwert gebildet.
Dieser Mittelwert bildet den neuen Integralwert des Reglers 70. Die
Differenz zwischen Mittelwert und allen im Kennfeld 61 an einem bestimmten
Betriebspunkt abgespeicherten Anpaßgrößen, wird am gleichen
Betriebspunkt im Kennfeld 62 gespeichert. Anschließend wird Kennfeld
61 gelöscht. Durch die Kraftstoffmasse ME und die Drehzahl n wird
sein Betriebspunkt im Kennfeld 62 definiert. Das Kennfeld 62 liefert
abhängig von Momentandrehzahl n und Last ME ein Ausgangssignal, das
zum Verknüpfungspunkt 63 geführt wird, und dort der jeweiligen Anpaßgröße
überlagert wird.
Diese Auswertung der Abgastemperatur kann sowohl für ein als auch
für mehrere Signale angewendet werden, so z. B. auch für ein oder
mehrere Abgastemperatursignale pro Zylinder, oder auch für jeden
Zylinder separat. Dabei können spezielle Korrekurverfahren, die den
Verhältnissen der jeweiligen Einbaustelle angepaßt sind, zur Verwendung
kommen.
Die Realisierung des beschriebenen Regelsystems mit diskreten Bauteilen
oder mit einem Mikrocomputer stellt für den Fachmann kein
Problem dar.
Der Aufgabenbereich der Regelung kann auch auf die sequentielle
Beeinflussung bestimmter Zylinder ausgedehnt werden.
Claims (15)
1. Regelsystem für eine Brennkraftmaschine mit Selbstzündung, mit
Sensoren für Betriebskenngrößen, einem elektronischen Steuergerät
sowie einem nachgeschalteten Stellglied für die der Brennkraftmaschine
zuzuführende Kraftstoffmasse, wobei im Steuergerät abhängig
von wenigstens der Drehzahl und der Fahrpedalstellung ein Kraft
stoffmassengrundwert (ME) berechnet wird, der anschließend
korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur abhängig
von einem von Betriebskenngrößen beeinflußten Abgastemperatursignal
erfolgt.
2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Abgastemperatursignal aus dem Vergleich eines korrigierten Abgastemperatursignals
mit einem Abgastemperatursollwert gewonnen wird,
wobei der Sollwert einem Kennfeld (50) entnommen wird, das den
Sollzusammenhang zwischen einzuspritzender Kraftstoffmasse, resultierender
Abgastemperatur und wenigstens einer weiteren Betriebskenngröße
enthält.
3. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein
wenigstens PI-Verhalten aufweisender Regler (56) aus der durch den
Vergleich entstehenden Regelabweichung, abhängig von der aktuellen
Last, wenigstens eine Anpassungsgröße, mit der die einzuspritzende
Kraftstoffmasse pro Hub beeinflußt wird, erzeugt.
4. Regelsystem nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine additive Anpaßgröße, mit der vorzugweise innere Einflüsse
ausgeglichen werden, im unteren Lastbereich ermittelt wird und im
gesamten Lastbereich additiv wirkt.
5. Regelsystem nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine multiplikative Anpaßgröße, mit dem vorzugsweise äußere Einflüsse
ausgeglichen werden, im oberen Lastbereich ermittelt wird und
im gesamten Lastbereich multiplikativ wirkt.
6. Regelsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anpaßgrößen, vorzugsweise so gespeichert
werden, daß sie nach dem Ausschalten des Fahrzeuges oder dem Ausfall
der Spannungsversorgung ihre Information behalten, und nach der Wie
derinbetriebnahme sofort wieder zur Verfügung stehen.
7. Regelsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß bei dem stationären Korrekturverfahren nach einem
Regelbereich und einem Meßfenster, in dessen Verlauf die gemessene
Abgastemperatur quasistationär ist, gesucht wird
(Meßfenstersuche 32).
8. Regelsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Meßfenster abhängig von wenigstens einer der
Größen gewünschtem Zeitraum, Größe der Abgastemperatur, Verlauf der
Abgastemperatur oder der Vorgeschichte der Abgastemperatur gebildet
wird.
9. Regelsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßfenster in verschiedene Klassen eingeteilt werden, und die
Korrektur abhängig von diesen Klassen erfolgt.
10. Regelsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß von den für die Regelung benötigten
Betriebskenngrößen arithmetische Mittelwerte, unter Verwendung
mindestens eines Teils der innerhalb des Meßfenster erfaßten
Betriebskenngrößen, gebildet werden.
11. Regelsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt des
Korrekturverfahrens, mittels mindestens einem Korrekturfaktor, der
empirisch ermittelt werden kann, eine Abgastemperatur berechnet
wird, die in einem zweiten Schritt an wenigstens eine weitere
aktuelle Betriebskenngröße angepaßt wird.
12. Regelsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß bei dem dynamischen Korrekturverfahren, die momentan
vom Abgastemperatursensor gemessene Abgastemperatur mittels
eines thermodynamischen Modells laufend ausgewertet wird, und die
korrigierte Abgastemperatur durch Anpassen an weitere Betriebskenngrößen
gewonnen wird.
13. Regelsystem nach wenigsten einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anpaßgrößen in einem Kennfeld abgepeichert
werden und damit an jedem Betriebspunkt zur Verfügung
stehen.
14. Regelsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
integrale Verhalten des Reglers von den Anpaßgrößen abhängig ist.
15. Regelsystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der Abgastemperatur und
die Bestimmung der Anpaßfaktoren sowohl für ein als auch für mehrere
Signale angewendet werden können, dadurch kann die Regelung auch für
eine sequentielle Zylinderbeeinflussung benutzt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893919877 DE3919877A1 (de) | 1988-07-01 | 1989-06-19 | Regelsystem fuer eine brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (2)
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DE19893919877 DE3919877A1 (de) | 1988-07-01 | 1989-06-19 | Regelsystem fuer eine brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3919877A1 true DE3919877A1 (de) | 1990-01-04 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893919877 Withdrawn DE3919877A1 (de) | 1988-07-01 | 1989-06-19 | Regelsystem fuer eine brennkraftmaschine |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4113347A1 (de) * | 1990-04-24 | 1992-01-16 | Japan Electronic Control Syst | Kraftstoffzufuhrsteuersystem fuer einen verbrennungsmotor |
DE4430979B4 (de) * | 1993-08-31 | 2006-10-05 | Denso Corp., Kariya | Motorsteuerung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine |
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-
1989
- 1989-06-19 DE DE19893919877 patent/DE3919877A1/de not_active Withdrawn
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CN115951627A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-04-11 | 秦皇岛轩齐电子科技有限公司 | 基于物联网工控用plc控制*** |
CN115951627B (zh) * | 2023-03-15 | 2023-05-12 | 秦皇岛轩齐电子科技有限公司 | 基于物联网工控用plc控制*** |
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