DE4207541A1 - System zur steuerung einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung einer Brennkraft­ maschine gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs. Ein sol­ ches System ist aus der DE-OS 34 05 495 bekannt. Dort wird eine Ein­ richtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei der der Ladedruck nicht mit einem Sensor erfaßt, sondern mit einer sen­ sorunabhängigen Simulation berechnet wird. Die Simulation gibt den Ladedruck abhängig von der Drehzahl und der einzuspritzenden Kraft­ stoffmenge an.

Ferner ist aus dem Zeitschriftenartikel MTZ 50 (1989) 6, Seite 263 ff. ein System zur Steuerung der Abgasrückführrate einer Brennkraft­ maschine bekannt. In dem dortigen Artikel wird ein System zur Ein­ stellung der Abgasrückführrate eines aufgeladenen Dieselmotors be­ schrieben. Bei der dortigen Einrichtung ist eine Lambda-Sonde vorge­ sehen, deren Ausgangssignal einer Regelelektronik zugeführt wird die dann den Stellmotor einer die Abgasrückführrate beeinflussenden Drosselklappe ansteuert. Dieses Signal zur Ansteuerung des Stell­ gliedes hängt dabei von der Differenz zwischen einem Lambda-Sollwert und einem Lambda-Istwert ab. Um die bei diesem Regelkreis auftreten­ de Totzeit zu kompensieren, ist eine sehr aufwendige Regelstruktur vorgesehen. Eine solche Regelstruktur ist sehr teuer und störan­ fällig.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem System zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eine möglichst präzise und bil­ lige Regeleinrichtung zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht gegenüber dem Stand der Technik eine wesentlich präzisere Steuerung der Brennkraftmaschine und damit eine sehr niedrige Abgasemission der Brennkraftmaschine. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen die Fig. 1 in grob schematischer Form ein System zur Steuerung einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung, Fig. 2 eine Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 3 eine detaillierte Darstellung der Simulation, Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung der Simulation, Fig. 5 die Struktur einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, bei dem die Luftmenge geregelt wird, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, bei dem das Ausgangssignal der Lambdasonde geregelt wird, Fig. 7 und 8 je eine Ausgestaltung mit Vorsteuerung des Systems gemäß Fig. 6, Fig. 9 eine weitere Ausführungsform mit einem Kaskadenregler, sowie Fig. 11 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, bei dem das Stellglied zur Beeinflussung der eingespritzten Kraft­ stoffmenge angesteuert wird.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt grob schematisch ein System zur Einstellung der Abgas­ rückführrate bei einer Brennkraftmaschine. Bei diesem Ausführungs­ beispiel handelt es sich um eine Dieselbrennkraftmaschine. Bei einer Dieselbrennkraftmaschine wird das Abgasverhalten durch das erfin­ dungsgemäße System wesentlich verbessert. Das erfindungsgemäße System kann aber auch bei anderen Brennkraftmaschinentypen einge­ setzt werden.

Eine Brennkraftmaschine 100 erhält über eine Frischluftleitung 105 Frischluft zugeführt. Das Abgas wird über eine Abgasleitung 110 ab­ geleitet. Das Abgas gelangt über eine Turbine 115 in eine Auspuff­ leitung 120. In der Auspuffleitung 120 ist eine Lambdasonde 125 an­ geordnet.

Die Turbine 115 treibt einen Lader 130 an, der die durch eine An­ saugleitung 135 strömende Luft der Frischluftleitung 105 zuführt. Über ein Abgasrückführventil 138 stehen die Abgasleitung 110 und die Frischluftleitung 105 in Verbindung.

Desweiteren ist ein elektronisches Steuergerät 140 vorgesehen. Dieses umfaßt unter anderem eine Mengensteuerung 142 und eine Abgas­ rückführsteuerung 144. Die Mengensteuerung 142 beaufschlagt eine Einspritzpumpe 145 mit Signalen, die abhängig von diesen Signalen eine definierte Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine zumißt. Die Abgasrückführsteuerung 144 steht mit einem elektropneumatischen Wan­ dler 150 in Verbindung. Dieser elektromagnetische Wandler 150 be­ tätigt das Abgasrückführventil 138.

Die Lambda-Sonde 125 liefert ein Signal an die Mengensteuerung 142 sowie an die Abgasrückführsteuerung 144. Das elektronische Steuerge­ rät 140 steht ferner mit verschiedenen Sensoren 155 und 160 in Ver­ bindung.

Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Der Lader 130 verdichtet die über die Ansaugleitung 135 einströmende Luft, die dann über die Frischluftleitung 105 zu der Brennkraftmaschine 100 gelangt. Das die Brennkraftmaschine 100 verlassende Abgas gelangt über die Abgaslei­ tung 110 zu der Turbine 115 und von dort in die Auspuffleitung 120. Die Turbine 115 treibt dabei den Lader 130 an.

Über das Abgasrückführventil 138 kann die Zusammensetzung der der Brennkraftmaschine zugeführten Luft beeinflußt werden. Die Abgas­ rückführsteuerung gibt hierzu ein Signal mit einem entsprechenden Tastverhältnis an den elektropneumatischen Wandler 150. Bei einem großen Tastverhältnis öffnet das Abgasrückführventil 138 und es er­ gibt sich eine große Abgasrückführrate. Entsprechend ergibt sich bei einem kleinen Tastverhältnis eine kleine Abgasrückführrate.

Bei geschlossenem Abgasrückführventil gelangt kein Abgas in die Frischluftleitung, bei vollständig geöffnetem Abgasrückführventil 138 gelangt ein erheblicher Teil von Abgas in die Frischluftleitung 105. Eine solche Einrichtung ist im wesentlichen aus dem Stand der Technik bekannt.

Die Einspritzpumpe 145 führt der Brennkraftmaschine 100 die für die Verbrennung notwendige Kraftstoffmenge zu. Ein elektropneumatischer Wandler 150 betätigt abhängig von dem Tastverhältnis seines An­ steuersignals das Abgasrückführventil. Die Ansteuersignale für die Einspritzpumpe 145 und das Tastverhältnis für den elektropneuma­ tischen Wandler 150 wird von dem elektronischen Steuergerät 140 vor­ gegeben. Hierzu wertet das elektronische Steuergerät 140 verschie­ dene Signale aus. Dies sind zum einen ein Drehzahlsignal des Dreh­ zahlsensors 155 sowie ein Lastsignal, das in Form der Fahrpedal­ stellung von einem Sensor 160 erfaßt wird. Ferner gelangt das Aus­ gangssignal der Lambda-Sonde 125 sowohl zu der Mengensteuerung 142 als auch zur Abgasrückführsteuerung 144.

Vorzugsweise ist die Lambda-Sonde 125 so ausgestaltet, daß sie ein der Sauerstoffkonzentration im Abgas proportionales Ausgangssignal liefert.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung. Entsprechende Blöcke die bereits bei Fig. 1 beschrie­ ben wurden, werden in Fig. 2 und entsprechend auch bei den weiteren Figuren mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Ein Sollkennfeld 200 steht mit wenigstens einem Drehzahlsensor 155 sowie einer Mengenvor­ gabe 205 in Verbindung. Das Sollkennfeld 200 liefert eine Größe MLS über einen Summationspunkt 215 zu einem Regler 220. Gestrichelt ist dargestellt, daß dieses Signal auch einer Simulation 235 bzw. einer Vorsteuerung 240 zugeleitet werden kann.

Der Regler 220 steht über einen Summationspunkt 225 mit der Regel­ strecke 230 in Verbindung. Am Summationspunkt 225 kann das Ausgangs­ signal der Vorsteuerung 240 aufgeschaltet werden. Der Lambdasensor 125 erfaßt die Sauerstoffkonzentration im Abgas der in der Regel­ strecke enthaltenen Brennkraftmaschine. Dieses Signal gelangt als Eingangsgröße zu der Simulation 235. Die Simulation beaufschlagt den Summationspunkt 215 mit einem zweiten Signal. Die Simulation 235 steht ferner mit dem Drehzahlsensor 155 sowie mit der Mengenvorgabe 205 in Verbindung. Gestrichelt ist angedeutet, daß die Simulation auch mit dem Sollkennfeld 200 in Verbindung stehen kann.

Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt. In dem Sollkennfeld 200 ist abhängig von der Drehzahl N und der einzuspritzenden Kraftstoff­ menge QK ein Sollwert zum Beispiel für die Luftmenge MLS abgelegt. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge QK wird von der Mengenvorgabe 205 abhängig von z. B. der Fahrpedalstellung bzw. von dem Ausgangs­ signal einer Fahrgeschwindigkeitsregelung vorgegeben.

Der Sollwert bezüglich der angesaugten Luftmenge MLS wird in dem Additionspunkt 215 mit einem Istwert für die angesaugte Luftmenge MLI verglichen. Abhängig von diesem Vergleich gibt der Regler 220 eine Stellgröße über den Additionspunkt 225 an die Regelstrecke 230 ab.

Die Regelstrecke besteht vorzugsweise aus einer Brennkraftmaschine, einer Kraftstoffpumpe, die die Leistungsabgabe der Brennkraft­ maschine bestimmt, sowie einer Einrichtung zur Rückführung von Abgas in die Ansaugluft. Die Kraftstoffpumpe und die Einrichtung zur Rück­ führung von Abgas umfassen Stellglieder, die die eingespritzte Kraftstoffmenge bzw. die Abgasrückführrate festlegen. Ausgehend von dem Ausgangssignal des Reglers 220 stellt sich eine bestimmte Abgas­ rückführrate ein. Mittels des Lambdasensors 125 wird dann die Sauer­ stoffkonzentration im Abgas der Brennkraftmaschine erfaßt.

Ausgehend von der Drehzahl N und der einzuspritzenden Kraftstoff­ menge QK bestimmt die Simulation 235 den Istwert MLI für den Regler 120. Bei der Bestimmung der tatsächlichen Luftmenge MLI berücksich­ tigt die Simulation 235 das Ausgangssignal der Lambdasonde 125. Die Simulation verwendet lediglich Signale, die üblicherweise bei der Steuerung verwendet werden. Weitere Sensoren sind daher nicht er­ forderlich. Sensoren zu Erfassung der angesaugten Luftmenge können eingespart werden.

Ferner kann eine Vorsteuerung 240 vorgesehen sein, die in Abhängig­ keit von dem in dem Sollkennfeld 200 abgelegten Sollwert MLS eine Steuergröße bildet, mit dem die Regelstrecke beaufschlagt wird. Dieses Signal wird gegebenenfalls ebenfalls der Simulation 235 zuge­ leitet.

Anstelle der Luftmenge kann in dem Sollkennfeld 200 auch der Sauer­ stoffgehalt des Abgases λ abgelegt werden. In diesem Fall berechnet die Simulation 235 einen simulierten Lambdawert.

Fig. 3 zeigt eine detaillierte Darstellung der Simulation 235. Zur Vereinfachung der Figur ist der Sensor 155 und die Mengenvorgabe 205 mehrfach eingezeichnet, obwohl es sich dabei um jeweils ein und den­ selben Sensor handelt.

Das Ausgangssignal der Mengenvorgabe 205 gelangt über ein erstes Verstärkungsglied 325 zu einem Verknüpfungspunkt 320. Das Ausgangs­ signal des Drehzahlsensors 155 gelangt über ein DT1-Glied 310 sowie ein zweites Verstärkungsglied 315 ebenfalls zu dem Verknüpfungspunkt 320. Als besonders vorteilhafte Ausgestaltung kann vorgesehen sein daß das Ausgangssignal der Abgasrückführsteuerung 144 oder ein ent­ sprechendes Signal über ein Verstärkungsglied 326 ebenfalls zu dem Verknüpfungspunkt 320 gelangt. Die Blöcke 325, 315, 326 sowie der Verknüpfungspunkt 320 werden vorzugsweise als Kennfeld 355 realisiert.

Am Ausgang des Kennfeldes 355 bzw. des Verknüpfungspunktes 320 liegt ein simuliertes Luftmengensignal SML an. Dieses gelangt über einen Summationspunkt 330 sowie ein PT1-Glied 335 zu dem Summationspunkt 315. Ferner gelangt das Ausgangssignal des PT1-Gliedes 335 über eine Umrechnung 340, ein Totzeitglied 345 und ein Verzögerungsglied 350 zu dem Vergleichspunkt 360. Der Umrechnung 340 wird ferner das Aus­ gangssignal der Mengenvorgabe 205 zugeleitet. Das Übertragungsver­ halten des Totzeitgliedes 345 ist ferner abhängig von der Drehzahl N.

In einem Vergleichspunkt 360 wird dieses Signal mit dem Ausgangs­ signal der Lambdasonde 125 bzw. mit der daraus gewonnenen Luftzahl λ verglichen. Das Ausgangssignal des Vergleichspunktes 360 gelangt über ein Schaltmittel 365 zu einem Integral-Regler 370. Mit dem Aus­ gangssignal des Integral-Reglers 370 wird dann der zweite Eingang des Summationspunktes 330 beaufschlagt.

Das am Ausgang der Ladersimulation anliegende Signal MLI bezüglich der Luftmenge wird in den Blöcken 340, 345, 350 in die Luftzahl λ umgerechnet. Nach dem Vergleich mit dem von der Lambdasonde 125 ge­ messenen Luftzahl, wird das Ladermodell ausgehend von der Abweichung zwischen der gemessenen und der berechneten Luftzahl über den Inte­ gral-Regler 370 abgeglichen.

Wird die Simulation dazu eingesetzt um ein Luftmengensignal für ein Vorsteuerung der Vollastregelung bzw. einer Rauchbegrenzung bereit­ zustellen, dann ist es möglich, daß dieser Abgleich nur bei be­ stimmten Betriebszuständen erfolgt. Hierzu ist vorgesehen, daß das Schaltmittel 365 das Ausgangssignal des Vergleichspunktes nur bei Vorliegen dieser ausgezeichneten Betriebszustände dem Integral-Reg­ ler 370 zuführt. Ein ausgezeichneter Betriebszustand ist hierbei die stationäre Vollast.

Wird das System zur Regelung der Abgasrückführrate eingesetzt so wird der Abgleich üblicherweise in allen Betriebszuständen durchge­ führt. Wird die Abgasrückführrate im Kennfeld 355 mittels des Ver­ stärkers 326 berücksichtigt, so kann es vorgesehen sein, daß der Ab­ gleich nur in bestimmten Betriebszuständen erfolgt. Wird die Abgas­ rückführrate nicht berücksichtigt muß das Schaltmittel 365 ständig geschlossen bleiben.

Anstelle der dargestellen additiven Korrektur sind auch aufwendigere Ausgestaltungen möglich. So kann zum Beispiel vorgesehen sein, daß eine multiplikative oder eine Kombination aus einer multiplikativen und einer additiven Korrektur erfolgt. Als weitere Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, daß das Kennfeld 355 direkt korrigiert wird. Dabei ist es auch möglich, daß an unterschiedlichen Be­ triebspunkten unterschiedliche Korrekturen erfolgen.

Die Blöcke 310 bis 326 bilden die Ladersimulation, die eine simu­ lierte Luftmenge SML zur Verfügung stellen. Nach einer Filterung dieses Signals in dem PT1-Glied 335 steht an dessen Ausgang ein Sig­ nal MLI bezüglich der tatsächlich verbrauchten Luftmenge zur Verfü­ gung. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zeitkonstante des PT1-Gliedes 335 abhängig von verschiedenen Betriebskenngrößen 336 einstellbar ist. Besonders geeignet sind eine Abhängigkeit der Zeit­ konstante von der Drehzahl N, von der einzuspritzenden Kraftstoff­ menge QK oder von einem Signal, das die Abgasrückführrate kennzeich­ net.

Die Simulation berechnet ausgehend von den Eingangsgrößen einzu­ spritzende Kraftstoffmenge QK und Drehzahl N die tatsächlich ver­ brauchte Luftmenge MLI mittels einer Simulation, die auch als Modell bezeichnet werden kann. Die Genauigkeit dieser Berechnung wird da­ durch erhöht, daß eine Meßgröße erfaßt wird, die ein Maß dafür dar­ stellt, welche Luftmenge tatsächlich benötigt wurde. Ein solches Signal ist z. B. das Ausgangssignal der Lambdasonde 125.

Bei Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung sieht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung vor, daß bei der Simulation auch ein Sig­ nal, das die Abgasrückführrate kennzeichnet verwendet wird. Als solches Signal eignet sich insbesondere das Tastverhältnis mit dem der elektropneumatische Wandler 150 angesteuert wird. Alternativ kann auch ein Signal verwendet werden, das die Stellung des Abgas­ rückführventils bzw. die gemessene Abgasrückführrate angibt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ausgehend von dem mittels der Simulation bestimmten Luftmengensignal MLI und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge QK in der Umrechnung 340 die Luftzahl berechnet. Entsprechend der Abgaslaufzeit und der Sondendynamik der Lambdasonde 125 muß dieses Signal angepaßt werden. Hierzu ist ein Totzeitglied 345 vorgesehen, das die Abgaslaufzeit berücksichtigt. Die Abgaslauf­ zeit hängt stark von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ab. Daher ist vorgesehen, daß die Totzeit drehzahlabhängig vorgegeben wird. Besonders vorteilhaft können noch weitere Betriebsparameter berück­ sichtigt werden. Das Verzögerungsglied 350 berücksichtigt die Son­ dendynamik. Am Ausgang des Verzögerungsgliedes 350 steht ein Lambda­ signal bereit, das der simulierten Luftmenge ML entspricht. Dieses Signal entspricht auch von seinem zeitlichen Verhalten dem zu er­ wartenden Ausgangssignal der Lambdasonde 125.

Gibt das Modell bzw. die Blöcke 340, 345 und 355 das Verhalten der Brennkraftmaschine bzw. der Regelstrecke 230 nicht richtig wieder, so besteht eine Differenz zwischen dem von der Lambdasonde 125 erfaßten Signal und der berechneten Größe. Diese Differenz wird Inte­ gral-Regler 370 zugeführt. Dieser bildet derart ein Aufschaltsignal zur Beaufschlagung des Summationspunktes 330, daß die Abweichung zwischen berechneter und gemessener Größe zu Null wird.

In Fig. 4 ist eine weitere Simulation 235 zur Berechnung der ange­ saugten Luftmenge aufgezeigt. Diese Simulation stellt eine Verein­ fachung der Simulation gemäß Fig. 3 dar. Das Ausgangssignal der Mengenvorgabe 205 gelangt unmittelbar zu einem Laderkennfeld 400. Das Drehzahlsingal N gelangt zum einen über ein DT1-Glied 405 zu einem Summationspunkt 407 sowie unmittelbar zu diesem Summations­ punkt. Von diesem Summationspunkt 407 gelangt es dann ebenfalls zu dem Laderkennfeld 400. Dem Laderkennfeld 400 werden ferner Signale eines Drucksensors 410 sowie eines Temperatursensors 415 zugeführt.

Bei einem System mit Abgasrückführung kann dem Laderkennfeld 400 auch ein Signal bzgl. der Abgasrückführrate zugeführt werden. Als solches Signal eignet sich insbesondere das Tastverhältnis mit dem der elektropneumatische Wandler 150 angesteuert wird. Alternativ kann auch ein Signal verwendet werden, das die Stellung des Abgas­ rückführventils bzw. die Abgasrückführrate angibt.

Das Ausgangssignal des Laderkennfeldes 400 gelangt zu einem Verzö­ gerungsglied mit Begrenzung 420, das auch als PT1-Glied mit Begren­ zung bezeichnet wird. Diesem PT1-Glied 420 wird ferner das Ausgangs­ signal des Temperatursensors 415 sowie das Drehzahlsignal N zugelei­ tet. Das Ausgangssignal des PT1-Gliedes 420 gelangt dann zu der Korrektur 430, die zusätzlich mit einem weiteren Temperatursensor 435 in Verbindung steht.

In dem Laderkennfeld 400 sind abhängig von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge QK sowie der Drehzahl N Werte bezüglich der ange­ saugten Luftmenge bzw. des Ladedrucks P2 abgelegt. Mittels des DT1-Gliedes 505 können bei plötzlichen Beschleunigungen bzw. Verzö­ gerungen eine erhöhte bzw. eine verminderte Luftmenge angefordert werden.

Besonders vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, daß das Ausgangs­ signal zusätzlich von dem Atmosphärendruck P1, der mittels des Sen­ sors 410 erfaßt wird und/oder von der Kühlwassertemperatur TW ab­ hängt. Die Kühlwassertemperatur TW wird mittels des Temperatursen­ sors 415 erfaßt.

Durch das PT1-Glied mit Begrenzung 420 wird dieses Signal gefiltert und auf einen höchstzulässigen Wert begrenzt. Die Filterkonstanten und der höchstzulässige Wert hängen wiederum von der Temperatur, insbesondere von der Kühlwassertemperatur TW und/oder von der Dreh­ zahl N ab.

Besonders vorteilhaft ist es, daß zusätzlich noch eine weitere Korrektur 430 vorgesehen ist, die den Einfluß der Umgebungslufttem­ peratur T1 berücksichtigt. Hierzu wird das Ausgangssignal des zwei­ ten Temperatursensors 435 herangezogen. Am Ausgang der Korrektur 430 steht somit ein Signal bezüglich der angesaugten Luftmenge bzw. des Ladedrucks an.

In der einfachsten Ausgestaltung ist zur Berechnung dieser Größe le­ diglich ein Signal QK bezüglich der einzuspritzenden Kraftstoffmenge sowie die Drehzahl N erforderlich. Durch Verwendung von weiteren Sensoren wie z. B. eines Sensors für den Atmosphärendruck P1, die Kühlwassertemperatur TW und die Umgebungstemperatur T1 kann die Ge­ nauigkeit dieses Signals weiter erhöht werden.

Diese Simulation kann vorzugsweise dann eingesetzt werden, wenn keine Abgasrückführung vorgesehen ist. Bei Systemen mit Abgasrück­ führung ist eine weitere Korrekturstufe 440 erforderlich, die ein Signal 445 bezüglich der Abgasrückführrate berücksichtigt. Als solches Signal eignet sich insbesondere das Tastverhältnis mit dem der elektropneumatische Wandler 150 angesteuert wird. Alternativ kann auch ein Signal verwendet werden, das die Stellung des Abgas­ rückführventils bzw. die Abgasrückführrate angibt. Das Ausgangs­ signal MLI dieser Simulation wird dem Verknüpfungspunkt 215 zugeleitet.

In Fig. 5 ist die Struktur einer weiteren Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Systems aufgezeigt. Bei dieser Ausführungsform han­ delt es sich um ein Regelsystem zur Regelung der Abgasrückführrate bei einer Dieselbrennkraftmaschine.

Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 5a steht das Sollkennfeld 200 mit dem Drehzahlsensor 155 sowie der Mengenvorgabe 205 in Verbindung. Die Mengenvorgabe erzeugt ein Signal QK, das die der Brennkraft­ maschine zuzuführende Kraftstoffmenge angibt. Das Sollkennfeld gibt ein Signal MLS bezüglich der für die Verbrennung erforderlichen Luftmenge über ein Totzeitglied 530 an den Summationspunkt 215. Die Ausgangsgröße des Summationspunktes 215 gelangt zu dem Regler 220.

Das Ausgangssignal des Reglers 220 gelangt zu der Regelstrecke 230. Die Regelstrecke 230 umfaßt den elektropneumatischen Wandler 150, das Abgasrückführventil 138 sowie die Brennkraftmaschine 100.

Die Lambda-Sonde 125 liefert ein Signal an eine Umrechnung 500. Das Ausgangssignal der Umrechnung 500 gelangt zu einem Verknüpfungspunkt 505. Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 505 gelangt über ein Verzögerungsglied 510 zu dem zweiten Eingang des Summationspunktes 215. Das Signal der Mengenvorgabe 205 bezüglich der einzuspritzenden Kraftstoffmenge gelangt über ein Totzeitglied 515, ein Verzögerungs­ glied 520 sowie ein Verstärkungsglied 525 zu dem zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 505.

Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Die Mengenvorgabe 205 gibt abhängig von der Fahrpedalstellung und weiteren Betriebskenngrößen ein Signal QK, das der einzuspritzenden Kraftstoffmenge entspricht, ab. Ausgehend von diesem Signal und der Drehzahl ist in dem Soll­ kennfeld 200 die für die Verbrennung erforderliche Luftmenge MLS ab­ gelegt.

Die Lambda-Sonde 125 erzeugt ein Signal, das der Sauerstoffkonzentra­ tion im Abgas der Brennkraftmaschine entspricht. Vorzugsweise ist das Ausgangssignal der Lambda-Sonde annähernd proportional zu der Sauerstoffkonzentration im Abgas. In der Umrechnung 500 ist eine Sondenkennlinie abgelegt, die den Zusammenhang zwischen der Sauer­ stoffkonzentration im Abgas und der Luftzahl λ angibt.

Die Umrechnung 500 ermittelt ausgehend von dem Ausgangssignal der Lambdasonde 125 die Luftzahl λ. Der Verknüpfungspunkt 505 berechnet ausgehend von der Luftzahl λ und der einzuspritzenden Kraftstoff­ menge QK die tatsächlich verbrauchte Luftmenge MLI. Die bei der Ver­ brennung tatsächlich verbrauchte Luftmenge MLI ergibt sich gemäß der Formel:

MLI = 14,5 _* λ _* QK.

Ausgehend von dem Vergleich zwischen der erforderlichen Luftmenge MLS und der verbrauchten Luftmenge MLI erzeugt der Regler 220 ein Tastverhältnis zur Ansteuerung der Regelstrecke 230 insbesondere des elektropneumatischen Wandlers 150. Dieses Signal wird so gebildet, daß die Abweichung zwischen den erforderlichen Luftmengen und der tatsächlich verbrauchten Luftmenge zu Null wird. Vorzugsweise wird ein wenigstens PI-Verhalten aufweisender Regler 220 eingesetzt.

Aufgrund der Abgaslaufzeiten und der Verzögerung des Sondensignals passen die verschiedenen Großen nicht zusammen. So ergibt sich bei dem Abgas eine drehzahlabhängige Abgaslaufzeit von ca. 200 ms. Die Lambda-Sonde weist ebenfalls eine Totzeit von ca. 25 ms und eine Ver­ zögerungszeit von ca. 100 ms auf. Dies bedeutet bei einem plötzlichen Lastwechsel, bzw. bei einer Änderung der eingespritzten Kraftstoff­ menge QK wirkt sich dies erst nach Ablauf der Totzeit aus. Erst nach Ablauf der Verzögerungszeit haben sich die Werte auf die neuen Be­ triebskenngrößen eingestellt.

Bei dynamischen Vorgängen ergibt sich daher während der Totzeit und der Verzögerungszeit eine systembedingte Abweichung zwischen Soll- und Istwert. Diese Abweichung hat wiederum eine entsprechende Stellgröße, mit der die Regelstrecke 230 beaufschlagt wird zur Folge. Dies wiederum bewirkt ein sehr schlechtes Regelverhalten (Überschwinger).

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist vorgesehen, daß das Mengensig­ nal QK entsprechend verzögert wird. Das heißt daß das Mengensignal QK an das dynamische Verhalten der Regelstrecke bzw. der Lambdasonde 125 angepaßt wird. Hierzu ist das drehzahlabhängige Totzeitglied 515 und/oder das Verzögerungsglied 520 vorgesehen. Durch diese Glieder 515 und 520 wird die zur Berechnung des Istwertes erforderliche Kraftstoffmenge QK entsprechend wie das Lambdasignal verzögert. Des­ weiteren kann ergänzend oder alternativ hierzu vorgesehen sein, daß mittels eines weiteren Totzeitgliedes 530 das Ausgangssignal MLS des Sollkennfeldes 200 verzögert wird.

Als weitere Ausgestaltungen kann auch die Kraftstoffmenge QK, die dem Sollkennfeld 200 zugeführt wird, entsprechend mittels Tot­ zeit- und/oder Verzögerungsgliedern verzögert werden.

Im Schubbetrieb dies bedeutet, daß die eingespritzte Kraftstoffmenge den Wert Null annimmt, wird die Luftmasse zu Null berechnet sowie bei Schaltervorgängen entstehen steile Spitzen der berechneten Luft­ menge, welche in der wirklichen Ansaugluft nicht auftreten. Diese werden soweit möglich begrenzt und von dem Verzögerungsglied 510, das vorzugsweise als PT1-Filter ausgebildet ist, gedämpft. Das Ver­ zögerungsglied 510 wirkt als Filter, das kurze Impulsspitzen, die auf Fehlanpassungen der simulierten Totzeit zurückzuführen sind. An­ stelle eines PT1-Filters kann auch eine Gradientenbegrenzung ver­ wendet werden. Eine solche Gradientenbegrenzung filtert ebenfalls kurze Impulsspitzen aus.

Mit einem solchen System ergibt sich ein zufriedenstellendes Be­ triebsverhalten. Die Dynamik der Abgasrückführregelung ist aber we­ gen der Laufzeiten des Abgases relativ schlecht. Dies bedeutet die Abgasrückführung reagiert auf Lastwechsel langsam. Dies hat seine Ursache darin, daß bei einer Beschleunigung die zusätzliche Verzö­ gerung der Luftmengenberechnung zu einem langsamen Regler führt. Diese Nachteile hinsichtlich der Dynamik der Abgasrückführung bei dynamischen Fahrzuständen z. B. bei Beschleunigungen kann mittels der in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungs­ formen vermieden werden.

Um diese Nachteile im dynamischen Betrieb auszugleichen, ist eine Vorsteuerung vorgesehen. Ein solches System mit Vorsteuerung ist z. B. in Fig. 5b dargestellt.

Neben den in Fig. 5a vorhandenen Baugruppen ist zusätzlich vorge­ sehen, daß das Signal QK bezüglich der einzuspritzenden Kraftstoff­ menge einem DT1-Glied 535 zugeführt wird und von dort über einen un­ symmetrischen Verstärker 540 dem Verknüpfungspunkt 545 zugeleitet wird. Der Verknüpfungspunkt 545 verknüpft das Ausgangssignal des un­ symmetrischen Verstärkers mit dem Ausgangssignal des Reglers 220. Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunkts 545 wird dann zu der Regel­ strecke 230 geleitet.

Dieses System arbeitet nun wie folgt. Bei einer plötzlichen Änderung der Kraftstoffmenge QK erzeugt das DT1-Glied 535 ein entsprechendes Ausgangssignal. In dem Verstärker 540 mit einer unsymmetrischen Ver­ stärkungskennlinie wird dieses Signal entsprechend verstärkt. Vor­ zugsweise ist diese Verstärkungskennlinie so ausgelegt daß bei ne­ gativen Signalen eine kleinere Verstärkung gewählt wird als bei po­ sitiven Signalen.

Das DT1-Glied bewirkt, daß bei einer plötzlichen Änderung der Last bei höheren Kraftstoffmengen das Stellglied der Regelstrecke 230 mit einem solchen Tastverhältnis beaufschlagt wird, daß das Abgasrück­ führventil 138 sofort schließt. Somit ist gewährleistet, daß bei einer plötzlichen Beschleunigung der Brennkraftmaschine mehr Sauer­ stoff zur Verfügung gestellt wird. Damit kann die Rußemission insbe­ sondere auch bei einer Beschleunigung begrenzt werden.

Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 5c wird der Verstärker 540 durch eine Schwellwertabfrage 550 ersetzt. Abhängig vom Ergebnis der Schwellwertabfrage wird das Übertragungsverhalten des Reglers 220 beeinflußt. So ist vorgesehen, daß der Integral-Anteil des Reglers 220 auf einen solchen Wert eingestellt wird, daß sich ein kleines Tastverhältnis ergibt, wenn das differenzierte Signal QK eine Schwelle überschreitet. Dies hat ebenfalls zur Folge, daß sich das Abgasrückführventil 138 schließt.

Eine weitere Ausgestaltung ist in Fig. 5d dargestellt. Das Aus­ gangssignal des Drehzahlsensors 155 und der einzuspritzenden Kraft­ stoffmenge 205 sowie das Ausgangssignal des Reglers 220 werden zu einem Kennfeld 555 geführt, dessen Ausgangssignal dann zu der Regel­ strecke 230 geleitet wird. Das Kennfeld 555 besteht aus zwei Kenn­ feldern 560 und 565. Dem Kennfeld 560 wird das Drehzahlsignal sowie das Ausgangssignal des Reglers 220 zugeleitet. Dem Kennfeld 565 wer­ den das Ausgangssignal des Kennfeldes 560 sowie die Kraftstoffmenge QK zugeführt.

Das Kennfeld 555 wird als Abgasrückführventilkennfeld bezeichnet. In ihm ist das Tastverhältnis TV als Funktion der Drehzahl N, der ein­ zuspritzenden Kraftstoffmenge QK und des Reglerausgangssignals abge­ legt. In dem ersten Kennfeld 560 ist abhängig von dem Ausgangssignal des Reglers und der Drehzahl QK die Luftmenge abgelegt. In dem zwei­ ten Kennfeld 565 ist dann ausgehend von der Kraftstoffmenge QK und der Luftmenge MLS das Tastverhältnis TV zur Ansteuerung des elektro­ pneumatischen Wandlers 150 abgelegt. Dieses Kennfeld ist so ausge­ legt, daß es einer idealen Steuerung entspricht. Dieses Kennfeld kompensiert die Totzeit und die Verzögerungszeit. Der Regler 220 gleicht nur kleine Abweichungen vom Sollwert aus.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems dargestellt. Bei den vorherigen Ausführungsformen wurde aus­ gehend von dem Ausgangssignal eines in der Abgasleitung angeordneten Sauerstoffsensors die tatsächlich benötigte Luftmenge MLI berechnet. Diese Luftmenge wurde dann als Istwert einer Regelung zugeleitet, die sie auf einen vorgegebenen Sollwert einregelt. Bei Ausführungs­ form gemäß der Fig. 6 wird nicht ein Luftmengensignal sondern das Ausgangssignal der Lambda-Sonde 125 direkt verarbeitet. Dieses Aus­ gangssignal der Lambda-Sonde 125 ist proportional zur Sauerstoffkon­ zentration im Abgas.

Einem Sollkennfeld 600 werden die Ausgangssignale des Drehzahlsen­ sors 155 und der Mengenvorgabe 205 zugeführt. Das Ausgangssignal US des Kennfeldes 600 gelangt über ein Totzeitglied 610 zu einem Sum­ mationspunkt 615 dessen Ausgangssignal einem Regler 620 zugeleitet wird. Dessen Ausgangssignal gelangt über einen Verknüpfungspunkt 630 zu einem Stellglied 650 von dort zu der Regelstrecke 230. An der Regelstrecke ist der Sauerstoffsensor 125 angeordnet, der ein Signal UI an den zweiten Eingang des Summationspunktes 615 leitet. An dem zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 630 liegt das Ausgangssignal des Blockes 640 an.

Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Bei dieser Ausführungsform ist die Sondenspannung die Regelgröße. In dem Sollfeld 600 ist der Sollwert US für die Ausgangsspannung der Lambda-Sonde 125 in Ab­ hängigkeit von der Drehzahl N und der einzuspritzenden Kraftstoff­ menge QK abgelegt. Dieses Signal wird in dem Totzeitglied 610 dreh­ zahlabhängig verzögert. Das Totzeitglied wird so gewählt, daß die Totzeit dieses Totzeitgliedes 610 der Totzeit des Ausgangssignals UI der Lambdasonde 125 gegenüber einem plötzlichen Lastwechsel ent­ spricht. Ferner kann auch noch ein Verzögerungsglied zur Berück­ sichtigung der Sondendynamik vorgesehen sein.

Der Summationspunkt 615 vergleicht dieses Signal mit dem tatsäch­ lichen Ausgangssignal UI der Lambda-Sonde. Ausgehend von diesem Ver­ gleich bildet der Regler 620 eine Stellgröße für den in der Regel­ strecke 230 enthaltenen Steller. Wenn erforderlich, wird dieses Sig­ nal dem P-Glied 650 verstärkt.

Ferner kann vorgesehen sein, daß im Verknüpfungspunkt das Ausgangs­ signal des Blockes 640 hinzuaddiert wird. Bei diesem Block 640 han­ delt es sich um eine Vorsteuerung. Am Ausgang des P-Gliedes 650 steht das Tastverhältnis TV zur Ansteuerung des elektropneumatischen Wandlers an.

Bei dieser Ausführungsform ergibt sich wieder ein schlechtes dyna­ misches Verhalten des Systems. Um diese Nachteile zu beseitigen, ist die Ausgestaltung gemäß Fig. 7 vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung ist ein Kennfeld 700 vorgesehen, das als Abgasrückführventilkennfeld bezeichnet wird, in dem abhängig von der Drehzahl, der einzu­ spritzenden Kraftstoffmenge und der vom Regler 620 vorgegebenen Stellgröße das Tastverhältnis TV für den elektropneumatischen Wand­ ler abgelegt ist.

In einem ersten Kennfeld 710 ist abhängig von der Stellgröße des Reglers 620 und der Drehzahl eine erste Größe abgelegt. Abhängig von dieser ersten Größe und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ist in einem zweite Kennfeld 720 das Tastverhältnis TV abgespeichert. Der Regler 620 gibt eine Stellspannung an das dreidimenisionale Kennfeld 700 ab.

Bei Mengensprüngen reagiert der Regler 650 wegen der Totzeit im Soll- und Istzweig zunächst nicht. Die einzuspritzende Kraftstoff­ menge QK bewirkt aber über das Kennfeld 720 sofort eine entsprechen­ de Änderung des Tastverhältnisses TV. Somit bewirkt ein Mengensprung ohne Verzug eine reduzierte Abgasrückführrate. Nach Ablauf der Tot­ zeit regelt der Regler 620 das Ausgangssignal UI der Lambdasonde auf die entsprechend dem Arbeitspunkt geänderte Sollspannung US ein.

Bei einer weiteren Variante gemäß Fig. 8 wird zusätzlich über den Additionspunkt 630 das Ausgangssignal des Sollkennfeldes 600 auf das Ausgangssignal des Reglers 620 aufgeschaltet. Hierdurch wirkt die Vorsteuerung 640 abhängig vom Ausgangssignal des Sollkennfeldes 600 parallel zum Regler. Hierbei steuert der Sollwert US über das Ven­ tilkennfeld 700 das Tastverhältnis. Wenn das Ventilkennfeld fehler­ frei zum Ventilexemplar paßt, braucht der Regler 620 stationär nicht einzugreifen. Der Regler 620 regelt in diesem Fall lediglich To­ leranzen zwischen einzelnen Ventilexemplaren aus.

Zur Erhöhung der Genauigkeit der Vorsteuerung wird vorgeschlagen, daß anstelle eines Ventilkennfeldes mit einem Tastverhältnis als Ausgangssignal ein Stromausgangssignal verwendet wird und zusätz­ lich ein Stromregler zum Ausgleich von Temperatureffekten und Bat­ teriespannungskorrekturen vorgesehen ist.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelsystems aufgezeigt. Bei diesem System wird ein Modell zur Nach­ bildung der Regelstrecke verwendet, das anhand eines Signals das von der Lambdasonde 125 gemessen wurde, abgeglichen wird. Der Abgleich wird vorzugsweise nur bei Betriebspunkten mit gut definierter Luft­ menge durchgeführt. Solche bevorzugten Betriebspunkte sind z. B. der Leerlauf bzw. Betriebszustände, bei denen keine Abgasrückführung er­ folgt.

Das Ausgangssignal des Vergleichspunktes 215 gelangt zu einem Regler 900. Das Ausgangssignal des Reglers 900 wird zum einen der Regel­ strecke 230 sowie einem Verknüpfungspunkt 930 zugeleitet. Das Aus­ gangssignal der Lambdasonde 125 gelangt zu einem Beobachter 910. Dieser Beobachter umfaßt einen Verknüpfungspunkt 915, dem das Lamb­ dasignal zugleitet wird.

Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 915 gelangt zu einem Sum­ mationspunkt 920. Dessen Ausgangssignal wird über einen Schalter 922 zu einem Integrator 925, einem Proportionalglied 935 sowie zu einem zweiten Proportionalglied 945 geleitet. Das Ausgangssignal des Inte­ grators 925 und des Proportionalgliedes 935 gelangen beide zu dem Verknüpfungspunkt 930. Dessen Ausgangssignal gelangt über das Ver­ zögerungsglied 940 zu einem Summationspunkt 950. Am zweiten Eingang des Summationspunktes 950 steht das Ausgangssignal des zweiten Pro­ portionalgliedes 945 an.

Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 950 gibt die tatsächlich angesaugte Luftmenge MLI an und wird zum einen zu dem Verknüpfungs­ punkt 215 sowie zu dem Totzeitglied 960 geleitet. Das Ausgangssignal des Totzeitgliedes 960 gelangt mit negativen Vorzeichen zu dem Sum­ mationspunkt 920. An dem zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 915 steht das Ausgangssignal der Mengenvorgabe 205 an.

Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Ausgehend von dem Aus­ gangssignal des Reglers 900 berechnet das Modell 910 die tatsächlich benötigte Luftmenge MLI. Dieses Modell 910 kann auch als Simulation oder Beobachter bezeichnet werden, da es ausgehend von der einzu­ spritzenden Kraftstoffmenge QK ebenfalls die Luftmenge vorgibt. Ein Verzögerungsglied 940 und ein Totzeitglied 960 bilden das Übertra­ gungsverhalten der Regelstrecke in erster Näherung nach. Das Ver­ zögerungsglied 940 entspricht der Regelstrecke 130 und das Totzeit­ glied 960 gibt die Abgaslaufzeit wieder.

Das Ausgangssignal des Totzeitgliedes 960 entspricht bei einem ide­ alen Modell dem Ausgangssignal der Lambdasonde 125. Hierzu ist vor­ gesehen, daß in dem Verknüpfungspunkt 915 unter Verwendung der ein­ zuspritzenden Kraftstoffmenge und des Ausgangssignals der Lambda­ sonde ebenfalls ein Signal mit der Dimension Luftmenge vorgegeben wird. Sind diese beiden Signale die dem Summationspunkt 920 zuge­ führt werden, gleich, so liegt ein ideales Modell vor. Sind sie da­ gegen unterschiedlich, so muß das Modell entsprechend abgeglichen werden. Dies erfolgt dadurch, daß zum einen von dem Integrator 945 sowie von den beiden Verstärkern 935 und 945 Aufschaltgrößen gebil­ det werden.

Eine weitere Ausführungsform des Systems ist in Fig. 10 darge­ stellt, hierbei handelt es sich um einen Kaskadenregler. Das Aus­ gangssignal des Verknüpfungspunktes 215 gelangt zu einem ersten Regler 990 und über einen Verknüpfungspunkt 970 zu einem zweiten Regler 975. Mit dem Ausgangssignal des zweiten Reglers 975 wird dann die Regelstrecke 230 beaufschlagt. Das von der Lambdasonde erfaßte Signal wird direkt auf den Vergleichspunkt 215 geleitet. An dem Ver­ knüpfungspunkt 970 liegt das Ausgangssignal einer Simulation 980 an, der verschiedene Sensorsignale zugeführt werden.

Ausgehend von der Drehzahl und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge QK ist in dem Sollkennfeld 200 die Luftzahl λ abgelegt. Diese wird in dem Vergleichspunkt 215 mit der von dem Lambdasensor 125 erfaßten Luftzahl verglichen. Dieses Vergleichsergebnis wird dem ersten Reg­ ler 990 zugeleitet. Dieser Regler hat vorzugsweise wenigstens inte­ grales Verhalten. Er stellt einen Sollwert für den zweiten Regler 975 bereit. Dieser Sollwert wird dem Verknüpfungspunkt 970 zuge­ leitet. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 970 steht das Ausgangssignal der Simulation 980 an. Diese Simulation berechnet ausgehend von verschiedenen Größen, wie z. B. der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und der Drehzahl einen Istwert. Eine Ausführungsform für eine solche Simulation ist in den Fig. 3 und 4 beschrieben. Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 970 wird dem Regler 975 zugeleitet. Dieser zweite Regler besitzt vorzugsweise P oder PT-Ver­ halten. Er bildet dann die Stellgröße zur Beaufschlagung der Regel­ strecke 230.

In Fig. 11 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems aufgezeigt, bei dem das Stellglied zur Beeinflussung der einge­ spritzten Kraftstoffmenge angesteuert wird.

Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 5a wird hier das Ausgangssignal der Mengenvorgabe 205 über das Totzeitglied 515 und das Verzögerungsglied 520 dem Sollkennfeld sowie der Simulation 235 zugeleitet.

Das Ausgangssignal der Simulation gelangt zusätzlich zu einem Rauch­ kennfeld 1000. An dem zweiten Eingang des Rauchkennfeldes 1000 liegt das Ausgangssignal der Mengenvorgabe 205. Das Rauchkennfeld liefert ein Signal an den Verknüpfungspunkt 1010 zur Beaufschlagung der Ein­ spritzpumpe.

Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes liegt das Ausgangssignal einer Lambdaregelung 1020, die ausgehend von dem Vergleich zwischen dem gemessenen Lambdawert und dem von einer Sollwertvorgabe 1030 ge­ lieferten Sollwert ein Signal bereitstellt.

Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Neben der Abgasrückführ­ steuerung, die bereits in den vorherigen Figuren beschrieben wurde, ist vorgesehen, daß eine Lambdaregelung 1020 vorgesehen ist. Diese Lambdaregelung bestimmt insbesondere im Vollastbetrieb die einzu­ spritzende Kraftstoffmenge. Diese Lambdaregelung reagiert aufgrund der Totzeit und der Verzögerungszeit nur langsam auf sich ändernde Betriebszustände.

Aus diesem Grund ist eine Vorsteuerung vorgesehen. Diese Vorsteue­ rung besteht im wesentlichen aus einem Rauchkennfeld. In diesem Rauchkennfeld ist ausgehend von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge QK, die dem Fahrerwunsch entspricht, und dem für die Abgasrück­ führung berechneten Luftmengenwert eine zulässige einzuspritzende Kraftstoffmenge abgelegt. Dieses Mengensignal wird in dem Verknüpf­ ungspunkt 1010 dem Ausgangssignal der Lambdaregelung vorzugsweise additiv überlagert.

Ein besonders vorteilhafter Einsatz des oben beschriebenen Systems besteht in folgender Vorgehensweise. Gemäß der oben beschriebenen Simulation wird die angesaugte Luftmenge MLI berechnet. Für diese Berechnung sind im wesentlichen keine weiteren Sensoren erforder­ lich. Diese berechnete Luftmenge wird dann dazu verwendet um eine Fehlerüberwachung durchzuführen. So kann zum Beispiel vorgesehen sein, daß bei Systemen, die einen Luftmengenmesser enthalten, dessen Funktionsweise dadurch überprüft wird, daß das Ausgangssignal des Luftmengenmessers mit dem berechneten Luftmengensignal verglichen wird. Weichen die beiden Werte um mehr als einen vorgegebenen Wert voneinander ab, so ist von einem Defekt auszugehen. Ausgehend von dem Vergleich zwischen dem berechneten und dem gemessenen Wert können Fehler im Bereich der Kraftstoffzumessung bzw. der Gemisch­ bildung erkannt werden.

Claims (19)

1. System zur Steuerung einer Brennkraftmaschine insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, mit ersten Mitteln (200), die ausgehend von wenigstens einer ersten Betriebskenngröße (QK, N), ein erstes Signal (MLS, US) vorgeben, mit zweiten Mitteln (235), die ausgehend von wenigstens dem Ausgangssignal einer Lambdasonde (125), ein zweites Signal (MLI) vorgeben, mit einem dritten Mittel (220), das ausgehend von dem ersten Signal und dem zweiten Signal ein drittes Signal vorgibt und damit ein Stellglied (230) beaufschlagt dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (515, 520, 530, 610, 235) zur zeitlichen Anpassung des ersten und des zweiten Signals vorgesehen sind.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel ausgehend von wenigstens dem Ausgangssignal der Lambdasonde, und der ersten Betriebskenngröße das zweite Signal (MLI) vorgeben.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied die Abgasrückführrate und/oder die eingespritzte Kraft­ stoffmenge beeinflußt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur zeitlichen Anpassung wenigstens ein Totzeitglied und/oder ein Verzögerungsglied umfassen.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Über­ tragungsverhalten des Verzögerungs- und/oder des Totzeitgliedes be­ triebskenngrößenabhängig steuerbar ist.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Signal, das der erforderlichen Luftmenge entspricht, ausgehend von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und der Drehzahl vorgebbar ist.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Signal mittels einer Simulation ausgehend von wenigstens der einzuspritzenden Kraftstoffmenge vorgebbar ist.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Simula­ tion wenigstens ein Kennfeld umfaßt, in dem das zweite Signal ab­ hängig von der Kraftstoffmenge, der Drehzahl und einer die Abgas­ rückführrate kennzeichnenden Größe abgelegt ist.

9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Simulation in bestimmten Betriebszuständen mittels des Ausgangs­ signals der Lambdasonde abgleichbar ist.

10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Mittel wenigstens ein Totzeitglied umfaßt und das dritte Signal ein Stellglied zur Beeinflussung der Abgasrückführrate beaufschlagt.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal, das der erforderlichen Sauerstoffkonzentration entspricht, ausgehend von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und der Drehzahl vorgebbar ist.

12. System nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dritte Signal als Sollwert einem weiteren Regler zuführbar ist, wobei der entsprechende Istwert mittels einer Simu­ lation (980) vorgebbar ist.

13. System nach wenigstens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorsteuerung vorgesehen ist, die ausgehend von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ein Signal zur Ansteuerung des Stellgliedes erzeugt.

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ steuerung ein DT1-Glied und einen Verstärker mit einer unsymmetrischen Verstärkungs-Kennlinie aufweist.

15. System nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerung bei Überschreiten eines Schwellwertes des Ausgangs­ signals des DT1-Gliedes das Übertragungsverhalten des dritten Mittels derart beeinflußt, daß sich eine geringe Abgasrückführrate ein­ stellt.

16. System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorsteuerung ein Kennfeld umfaßt, das ausgehend von wenigstens der Drehzahl und dem Ausgangssignal des dritten Mittels ein Tastverhältnis zur Ansteuerung des Stellglieds vorgibt.

17. System nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorsteuerung zusätzlich noch eine Größe berück­ sichtigt, die von der einzuspritzenden Kraftstoffmenge abhängt.

18. System nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorsteuerung zusätzlich noch von dem ersten Signal abhängt.

19. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste und oder das zweite Signal zur Fehlerer­ kennung verwendet wird.