WO2009074400A2 - Verfahren zur bestimmung von adaptierten messwerten und/oder modellparametern zur steuerung des luftpfads von verbrennungsmotoren - Google Patents

Verfahren zur bestimmung von adaptierten messwerten und/oder modellparametern zur steuerung des luftpfads von verbrennungsmotoren Download PDF

Info

Publication number
WO2009074400A2
WO2009074400A2 PCT/EP2008/064875 EP2008064875W WO2009074400A2 WO 2009074400 A2 WO2009074400 A2 WO 2009074400A2 EP 2008064875 W EP2008064875 W EP 2008064875W WO 2009074400 A2 WO2009074400 A2 WO 2009074400A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
air mass
setpoint
exhaust gas
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/064875
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2009074400A3 (de
Inventor
Anselm Schwarte
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Priority to CN200880122010.5A priority Critical patent/CN102160010B/zh
Priority to US12/747,917 priority patent/US9285786B2/en
Publication of WO2009074400A2 publication Critical patent/WO2009074400A2/de
Publication of WO2009074400A3 publication Critical patent/WO2009074400A3/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/041—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a variable is automatically adjusted to optimise the performance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1402—Adaptive control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1422—Variable gain or coefficients
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2623—Combustion motor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49062—Adaptive control AC

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining adapted measured values and / or model parameters for controlling the air path of internal combustion engines.
  • the invention relates to a method for determining an adapted setpoint for the air mass to be supplied to an internal combustion engine as a reference variable for exhaust gas recirculation control.
  • the expected tolerances of the components or sensors receiving the measured values as well as the total error size describing the model errors (inconsistency of the measured values and model parameters) are used.
  • the expected tolerances are the expected measurement errors or model errors. In this regard, for example, the standard deviation of such values may be used. From the total error size is then for each to be adapted measured value or
  • Vvol.mdl 'C ⁇ ' 'cyl ' Pli, n According to the invention, in particular a plurality of physical quantities, in particular measured values and model parameters, can be adapted.
  • Several model equations can be used. The advantage then lies in the fact that adaptions based on different models, but in some cases containing identical sizes, can be formed consistently with one another.
  • the air mass adaptation from a combustion equation and the air mass adaptation from a Motoransaug equation can be consistently matched to each other and the reliability of the adaptation can be increased.
  • the method according to the invention is preferably used in internal combustion engines with exhaust gas recirculation (EGR). in the
  • Engine operating state and / or a dynamic characteristic describing the dynamic behavior of the internal combustion engine respectively In this way, the desired compromise between NOx and particulate emissions can be selected individually and depending on the respective operating state of the internal combustion engine.
  • a dynamic characteristic for example, serve a functional relationship of speed gradient and load gradient.
  • the first setpoint air mass may consist of a
  • the two described aspects of the invention can be combined.
  • one or more measured values and / or model parameters adapted in accordance with the first aspect of the invention may be taken into account for the determination of the adapted target value for the air mass according to the second aspect of the invention.
  • the first desired air mass or the first desired exhaust gas recirculation rate can be calculated with the adapted measured values and / or model parameters according to the first aspect of the invention.
  • the adapted volumetric efficiency, the adapted measured injection quantity, the adapted measured charge pressure, etc. can be taken into account.
  • a first setpoint air mass m air; SP; 02 is calculated, which leads to an optimal oxygen concentration before combustion in the internal combustion engine:
  • the temperature T air is the air temperature in the air path in front of the internal combustion engine and before the admixing of the recirculated exhaust gas.
  • the temperature T C yi, u p? but before the internal combustion engine after the addition of the recirculated exhaust gas serve.
  • the first setpoint air mass is calculated as follows:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von adaptierten Messwerten und/oder Modellparametern zur Steuerung des Luftpfads von Verbrennungsmotoren. Erfindungsgemäß werden mindestens zwei Messwerte und/oder Modellparameter gleichzeitig adaptiert, indem mindestens eine Gesamtfehlergröße, die eine Inkonsistenz der Messwerte und Modellparameter beschreibt, in individuelle Korrekturgrößen für die zu adaptierenden Messwerte und/oder Modellparameter aufgeteilt wird und diese Korrekturgrößen auf die zu adaptierenden Messwerte und/oder Modellparameter angewendet werden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bestimmung eines adaptierten Sollwerts für die einem Verbrennungsmotor zuzuführende Luftmasse als Führungsgröße für eine Abgasrückführungs-Regelung.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Bestimmung von adaptierten Messwerten und/oder Modellparametern zur Steuerung des Luftpfads von Verbrennungsmotoren
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Bestimmung von adaptierten Messwerten und/oder Modellparametern zur Steuerung des Luftpfads von Verbrennungsmotoren. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung eines adaptierten Sollwerts für die einem Verbrennungsmotor zuzuführende Luftmasse als Führungsgröße für eine Abgasrückführungs- Regelung .
Die exakt aufeinander abgestimmte Zumessung von Frischluftmenge, zurückgeführter Abgasmenge und Kraftstoffmenge bei Verbrennungsmotoren stellt wegen verschärfter gesetzlicher Emissionsgrenzwerte ein zunehmendes Problem dar. Dies gilt sowohl im stationären als auch im dynamischen Motorbetrieb. Bauteil- und Sensortoleranzen beeinflussen die Zumessung der einzelnen Mengen. Daraus ergeben sich erhebliche Emissionsstreuungen der Verbrennungskraftmaschine in der Serie und über die Fahrzeugalterung. Diese Streuungen können zu erheblichen Abweichungen von dem emissionsoptimalen Motorverhalten führen. Insbesondere besteht die Gefahr, dass gesetzliche Vorschriften hinsichtlich der Emissionen verletzt werden.
Weiterhin gelangen die Emissionen beim transienten, dynamischen Motorbetrieb zunehmend in den Fokus der Motoroptimierung. Insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen mit AGR tritt das Problem der dynamischen Zumessung von Frischluftmenge, zurückgeführter Abgasmenge und Kraftstoffmenge dann auf, wenn der Ladedruckaufbau der
Drehmomentanforderung verzögert hinterherläuft. Unter diesen Umständen können die geforderte Frischluftmenge und die geforderte AGR-Menge nicht immer gleichzeitig realisiert werden. In der Folge treten bei heutigen Steuerungsverfahren große Missverhältnisse bei den NOx- und Partikelemissionen auf .
Grundsätzlich besteht ein Zielkonflikt zwischen der Sauerstoffkonzentration vor der Verbrennung, die sich insbesondere hinsichtlich der NOx-Emissionen auswirkt, einerseits, und dem Lambdawert bzw. der Sauerstoffkonzentration nach der Verbrennung, die von besonderer Relevanz für die Partikelemissionen ist, andererseits. Zwischen diesen beiden Zielstellungen muss ein geeigneter Kompromiss gefunden werden (NOx-Partikel-Trade- Off ) . Dies istinsbesondere im dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine schwierig. Der NOx-Partikel-Trade-Off sollte jedoch auch im dynamischen Betrieb optimal sein.
Zur Lösung der genannten Probleme wurde bisher vornehmlich versucht, die Bauteil- und Sensortoleranzen mit hohem Aufwand möglichst gering zu halten. Außerdem wurde bei der Emissionsauslegung der Fahrzeuge ein Sicherheitsabstand zu den gesetzlichen Grenzwerten vorgehalten, der die Emissionsstreuung im Feld berücksichtigt. Beide bekannten Lösungswege führen jedoch zu hohen Kosten. Ein weiterer, neuerer Lösungsweg besteht in der Adaption der Steuerung auf den individuellen Motor. Solche Vorgehensweisen sind beispielsweise bekannt aus Dietz, Martin et al . : „Zukunftsweisender kleinvolumiger Euro4-Transporter/ Commercial-Vehicle-Motor", 27. Internationales Wiener Motorensymposium 2006, sowie EP 1 327 760 Bl und DE 102 42 233 B3. Aus Lange, Thorsten: „Toleranzeinengung des HFM und Auswirkungen auf die Emissionen", 4. Internationales Forum Abgas- und Partikelemissionen, Ludwigsburg 2006, ist weiterhin bekannt, eine Parameterschätzung einzusetzen, bei der Heißfilmluftmassen-Messer- (HFM-) Kennlinienfehler und AGR-Ventil-Querschnitts-Kennlinienfehler minimiert werden. Bei den bekannten Verfahren wird jeweils eine Größe adaptiert. Daraus ergibt sich das Problem, dass sich die Fehler der übrigen Größen jeweils auf die adaptierte Größe auswirken .
Zur Lösung des Problems der dynamischen Zumessung von Frischluftmenge und zurückgeführter Abgasmenge ist in Dietz, Martin et al . : „Zukunftsweisender kleinvolumiger Euro4- Transporter/ Commercial-Vehicle-Motor, 27. Internationales Wiener Motorensymposium 2006 und Herrmann, Olaf et al : „Regelung von Ladedruck und AGR-Rate als Mittel zur Emissionsregelung bei Nutzfahrzeugen", Motorentechnische Zeitschrift (MTZ) 10/2005 eine Regelung der AGR-Rate vorgeschlagen worden. Auch bei dieser Vorgehensweise können im dynamischen Betrieb des Motors jedoch ungünstige Emissions-Verhältnisse resultieren. Aus Rötger, Daniel et al . : „Ein modellbasierter Ansatz zur Regelung dieselmotorischer Verbrennungen", Aachener Colloquium Fahrzeug- und Motorentechnik 2006, ist weiterhin bekannt, ein inverses Lambda im Saugrohr zu regeln. Diese Vorgehensweise kann jedoch zu einem sehr kleinen Lambdawert im Abgaskrümmer und damit zu hohen Rußemissionen führen.
Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen lassen sich daher die eingangs genannten Probleme nicht in zufriedenstellender Weise lösen. Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik lag der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, Verfahren der eingangs angegebenen Art bereitzustellen, mit denen in kostengünstiger Weise die Emissionsgrenzen im stationären und im dynamischen Motorbetrieb zuverlässig eingehalten werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Gegenstände der Patentansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung mit den Ausführungsbeispielen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe für ein Verfahren zur Bestimmung von adaptierten Messwerten und/oder Modellparametern zur Steuerung des Luftpfads von Verbrennungsmotoren dadurch gelöst, dass mindestens zwei Messwerte und/oder Modellparameter gleichzeitig adaptiert werden, indem mindestens eine Gesamtfehlergröße, die eine Inkonsistenz der Messwerte und Modellparameter beschreibt, in individuelle Korrekturgrößen für die zu adaptierenden Messwerte und/oder Modellparameter aufgeteilt wird und diese Korrekturgrößen auf die zu adaptierenden Messwerte und/oder Modellparameter angewendet werden.
Zur Beschreibung des Verhaltens von Verbrennungsmotoren und insbesondere des Luftpfads dienen Modelle. Erfindungsgemäß können die in diesen Modellen berücksichtigten Parameter adaptiert werden. Weiterhin werden mittels geeigneter Sensoren und Bauteile Messwerte zum Verhalten des
Verbrennungsmotors, insbesondere des Luftpfads, aufgenommen. Auch diese Messwerte können erfindungsgemäß adaptiert werden. Erfindungsgemäß werden mindestens zwei Messwerte und/oder Modellparameter, also mindestens zwei Variablen aus der gemeinsamen Gruppe der Messwerte und der Modellparameter
(beispielsweise ein Messwert und ein Modellparameter usw.) gleichzeitig adaptiert. Dazu wird eine die zu erwartenden Toleranzen der die Messwerte aufnehmenden Bauteile bzw. Sensoren sowie die Modellfehler (Inkonsistenz der Messwerte und Modellparameter) beschreibende Gesamtfehlergröße herangezogen. Die zu erwartenden Toleranzen sind die zu erwartenden Messfehler oder Modellfehler. In dieser Hinsicht kann beispielsweise die Standardabweichung solcher Werte herangezogen werden. Aus der Gesamtfehlergröße wird anschließend für jeden zu adaptierenden Messwert bzw.
Modellparameter eine individuelle Korrekturgröße erstellt, indem die Gesamtfehlergröße auf die unterschiedlichen Korrekturgrößen aufgeteilt wird. Anschließend werden die Korrekturgrößen zur Adaption auf die Messwerte und/oder Modellparameter angewendet. Die Gesamtfehlergröße und die Korrekturgrößen sind vorzugsweise Gesamtfehlerfaktoren und Korrekturfaktoren. Zur Adaption können die nicht adaptierten Größen dann jeweils mit den Korrekturfaktoren multipliziert werden .
Basis für die erfindungsgemäße Adaption ist die Ausnutzung redundanter Informationen in den Messgrößen über ein vorzugsweise physikalisches Modell. Im einfachsten Fall besteht das Modell aus nur einer Gleichung. Sämtliche Variablen und Parameter der Gleichung müssen bekannt sein. Die Gleichung kann so umgeformt werden, dass auf einer Gleichungsseite eine 1 stehen bleibt. Diese Gleichung ist jedoch nur im idealen Fall erfüllt. Werden Messwerte und angenommene Modellparameter in die Gleichung eingesetzt, so wird beispielsweise aufgrund der Bauteil- und Sensortoleranzen eine Inkonsistenz auftreten. Daher wird auf der Gleichungsseite statt der 1 eine Gesamtfehlergröße eingeführt, die die Inkonsistenz der Messwerte und Modellannahmen beschreibt. Das Adaptionsverfahren verwendet dann die Gesamtfehlergröße und verteilt sie als Korrekturgrößen auf die Variablen der Gleichung entsprechend der Unzuverlässigkeit bzw. der angenommenen
Standardabweichungen der Messgrößen und Modellparameter. Somit ergibt sich eine gleichzeitige Adaption mehrerer Variablen und Parameter der Gleichung.
Die Gesamtfehlergröße oder der Gesamtfehlerfaktor können über ein Modell, welches die physikalischen Größen (Messwerte) und Modellparameter miteinander verknüpft, berechnet werden. Die aus der Gesamtfehlergröße gebildeten Korrekturgrößen bzw. Korrekturfaktoren können in Kennlinien oder -feldern abgespeichert bzw. gelernt werden. Zur Adaption werden die Korrekturgrößen dann auf die Messwerte und Modellparameter verteilt, so dass das Modell und die Variablen in sich konsistent sind.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mehrere Größen gleichzeitig adaptiert werden und somit die zu erwartenden Streuungen mehrerer Größen berücksichtigt werden. Die individuellen Ungenauigkeiten bzw. Toleranzen der Sensoren und Komponenten werden im statistischen Mittel den richtigen Größen zugeordnet, statt wie beim Stand der Technik (monokausal) nur eine Größe mit den anderen auch fehlerbehafteten Größen zu adaptieren. Die erfindungsgemäße Adaption ermöglicht somit eine erhebliche Toleranzeinengung der resultierenden Emissionen des Verbrennungsmotors.
Dabei kann die Adaption eine Größe auch unverändert lassen. Die Korrekturgröße kann im Falle eines Korrekturfaktors also beispielsweise auch gleich 1 sein. Der Verbrennungsmotor kann eine Abgasrückführungsregelung (AGR) aufweisen.
Das Verfahren wird im Folgenden anhand eines Beispiels erläutert .
Für die Sauerstoffkonzentration vor der Verbrennung, bzw. im Einlasskrümmer nach einer AGR-Zumischung (Intake Manifold O2- Concentration) gilt für vorteilhafte Vereinfachungen:
' Pl1
Figure imgf000007_0001
Dabei und auch im weiteren Verlauf der Anmeldung bedeuten:
mair (Frisch-) Luftmasse, die dem Motor pro Hub zugeführt wird (vor AGR-Zumischung) (air mass per stroke) , ηVoi volumetrischer Wirkungsgrad (volumetric efficiency) , p2i Eingangsdruck bzw. Ladedruck vor der Verbrennung im
Einlasskrümmer (inlet pressure) , mF Kraftstoffmenge pro Hub (fuel mass per stroke),
Tair Lufttemperatur der Frischluft vor AGR-Zumischung (air temperature) , TEGR Temperatur des rückgeführten Abgases vor der
Zumischung (EGR temperature) Vcyi Zylinderhubvolumen (cylinder volume) , O2,air Sauerstoffkonzentration der dem Verbrennungsmotor zugeführten Frischluft (vor AGR-Zumischung) (ca. 0,21),
Lst stöchiometrisches Luft-/Kraft StoffVerhältnis (ca. 14,4 bis 14,7) .
Die aufgeführten Abkürzungen gelten auch im weiteren Verlauf der vorliegenden Anmeldung. Für den Lambdawert bzw. die Sauerstoffkonzentration nach der Verbrennung gilt:
A =- m„
Für einen Verbrennungsmotor mit geschlossenem AGR-Ventil gilt im Idealfall:
>n--R-Tm =1
Figure imgf000008_0001
R bezeichnet dabei die individuelle Gaskonstante von Luft oder Luft/AGR-Gemisch (ca. 287-288 J/ (kg K) ) . Im Realfall tritt aufgrund der Bauteil- und Sensortoleranzen eine Inkonsistenz der Gleichung auf. Daher wird ein Gesamtfehlerfaktor Fintake,mdi eingeführt:
air,mes air,mes p j j intake,mdl
Vvol.mdl ' ' cyl ' Pli,mes
Die Angabe „mes" bezeichnet jeweils einen gemessenen Wert und die Angabe „mdl" einen Modellparameter.
Zur Adaption der Luftmasse und des volumetrischen Wirkungsgrades wird der Gesamtfehlerfaktor Fintake,mdi in zwei Korrekturfaktoren cη, cair für den volumetrischen Wirkungsgrad und die gemessene Luftmasse aufgeteilt:
TU • c • R • T c
3^5 mi ^^ = I , wobei -J- = F " int .ake,mdl
Vvol.mdl ' Cη ' ' cyl ' Pli,n Erfindungsgemäß kann insbesondere eine Mehrzahl von physikalischen Größen, insbesondere Messwerten und Modellparametern, adaptiert werden. Dabei können mehrere Modellgleichungen benutzt werden. Der Vorteil liegt dann darin, dass Adaptionen, die auf unterschiedlichen Modellen beruhen, aber teilweise identische Größen beinhalten, konsistent zueinander gebildet werden können. So können beispielsweise die Luftmassenadaption aus einer Verbrennungsgleichung und die Luftmassenadaption aus einer Motoransaugverhalten-Gleichung konsistent aufeinander abgestimmt werden und die Zuverlässigkeit der Adaption so erhöht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet bevorzugt Anwendung bei Verbrennungsmotoren mit Abgasrückführungen (AGR) . Im
Zusammenhang der vorliegenden Anmeldungen kann das Bestimmen einer Größe immer ein Berechnen dieser Größe bedeuten. Es kann aber auch beispielsweise eine Auswahl der Größe aus einem Kennfeld oder ähnliches heißen.
Nach einer Ausgestaltung kann bei der Ermittlung der individuellen Korrekturgröße eines zu adaptierenden Messwerts und/oder Modellparameters eine Gewichtung in Abhängigkeit von den erwarteten Toleranzen des jeweils zu adaptierenden Messwerts und/oder Modellparameters erfolgen. In diesem Fall werden die Korrektur- bzw. Adaptionsgrößen über Gewichtungsgrößen berechnet, die ein Maß für die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der jeweiligen Mess- und Modellparametergrößen sind. Je größer die Streuung der Mess- oder Modellparametergröße ist, desto stärker wird diese Größe adaptiert. Die Gewichtungsfaktoren können in Abhängigkeit von Betriebsparametern und/oder dem Motoralter berechnet werden. Es ist auch möglich, dass die individuellen Korrekturgrößen betriebspunkabhängig gelernt werden und in Kennfeldern abgespeichert werden.
Die mindestens eine Gesamtfehlergröße kann in besonders einfacher Weise mittels mindestens einer Modellgleichung bestimmt werden. Dabei kann mindestens eine Modellgleichung die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor beschreiben. Es ist aber auch möglich, dass mindestens eine Modellgleichung das Ansaugverhalten des Verbrennungsmotors beschreibt.
Im Folgenden wird ein Beispiel angegeben. Die Korrekturfaktoren cair, cη sind Funktionen der Gesamtfehlergröße Fintake,mdi? sowie der zugehörigen Gewichtungsgrößen bzw. Gewichtungsfaktoren wair und wη :
Figure imgf000010_0001
Die Gewichtungsfaktoren wair und wη wiederum sind Funktionen der Motordrehzahl (N), der Last- bzw. des Drehmoments (TQI) sowie des Alters des Verbrennungsmotors (age) :
Figure imgf000010_0002
Für eine ausreichend genaue Berechnung der Korrekturfaktoren werden zwei Iterationen durchgeführt:
Erste Iteration:
1 ~"~ vAntake.mdl V° W
Figure imgf000010_0003
Figure imgf000010_0004
~ V ' w„
O≤M^+Wη≤l
Zweite Iteration: , _ 1 + (Fmtake,mdl - 1) - (^ + % )
F intake
S
J__ J 1
cη = Cη - (l - wη + ^take - wη )
Die Kennzeichnung c' bzw. F' kennzeichnet dabei jeweils Zwischenergebnisse der Iteration.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die adaptierten Messwerte und/oder Modellparameter als Regelgrößen und/oder als Eingangsgrößen zur Berechnung von Steuerungs- und Regelgrößen bzw. vorteilhaften Führungsgrößen verwendet werden. Gemäß dieser Ausgestaltung fließen die Ergebnisse der Adaption in geeigneter Weise in die Steuerung und Regelung des Verbrennungsmotors ein und realisieren so eine Toleranzeinengung der Emissionen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung können mittels einer
Korrekturgröße für eine geschätzte Einspritzmenge weitere Lastgrößen des Verbrennungsmotors adaptiert werden. Insbesondere ist es möglich, mittels einer Korrekturgröße für einen volumetrischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors einen Ladedrucksollwert für den Verbrennungsmotor derart zu adaptieren, dass ein verringerter volumetrischer Wirkungsgrad zu einem höheren Ladedrucksollwert führt, um eine verringerte Zylinderfüllung auszugleichen. Das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors kann so weiter verbessert werden.
Nach dem beschriebenen Adaptionsverfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann das im Folgenden beschriebene Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgeführt werden . Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe für ein Verfahren zur Bestimmung eines adaptierten Sollwerts für die einem Verbrennungsmotor zuzuführende Luftmasse als Führungsgröße für eine Abgasrückführungs-Regelung durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst: Bestimmen einer ersten Sollluftmasse oder einer ersten Sollabgasrückführungsrate, die zu einer optimalen Sauerstoffkonzentration vor der Verbrennung in den Verbrennungsmotor führen, Bestimmen einer zweiten Sollluftmasse oder einer zweiten
Sollabgasrückführungsrate, die zu einer optimalen Sauerstoffkonzentration nach der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor führen, und Bestimmen eines adaptierten Sollwerts für die Luftmasse als Führungsgröße für die Abgasrückführungs-Regelung, indem aus den ersten und zweiten Sollluftmassen oder aus den ersten und zweiten Sollabgasrückführungsraten ein gewichteter Mittelwert gebildet wird.
In diesem Fall weist der Verbrennungsmotor also eine Abgasrückführungs-Regelung auf. Die erste und zweite Sollluftmasse (d.h. Frischluft) sind dabei jeweils die dem Verbrennungsmotor zuzuführenden Sollluftmassen vor der AGR- Zumischung. Die ggfs. adaptierten Variablen wie Luftmasse, Ladedruck, volumetrischer Wirkungsgrad, Lambdawert, Einspritzmenge usw. fließen in die Steuerung der Verbrennungskraftmaschine ein, entweder um direkt als Regelgröße verwendet zu werden oder um die Führungsgrößen bzw. Sollwerte zu berechnen. Das Problem der dynamischen angepassten Sollluftmasse als Führungsgröße für die AGR- Regelung sowie der optimale Kompromiss zwischen NOx- und Partikelemissionen des Motors wird gemäß diesem zweiten Aspekt der Erfindung dadurch gelöst, dass zunächst eine vorläufige Sollluftmasse berechnet wird, die eine 100%- Priorisierung der Sauerstoff-Konzentration im Saugrohr des Verbrennungsmotors repräsentiert. Diese Sollluftmasse führt zu sehr günstigen NOx-Emissionen . Weiterhin wird die Sollluftmasse auch klassisch über Kennfelder im wesentlichen lastabhängig berechnet, wobei dieses einer 100%-Priorisierung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses bzw. Lambdawert bzw. Sauerstoffkonzentration nach der Verbrennung (im Auslasskrümmer des Verbrennungsmotors) entspricht. Diese Sollluftmasse führt zu sehr günstigen Partikelemissionen. Anstelle der ersten und zweiten Sollluftmasse ist es auch möglich, eine erste und zweite Sollabgasrückführungsrate mit einer entsprechenden Priorisierung der
Sauerstoffkonzentration vor bzw. nach der Verbrennung zu verwenden.
Zum Finden des gewünschten Kompromisses zwischen NOx- und Partikelemission werden die beiden gegensätzlich priorisierten Sollluftmassen über eine gewichtete Mittelwertbildung addiert. Der auf diese Weise ermittelte adaptierte Sollwert für die dem Motor zuzuführende Luftmasse (nach der AGR-Zumischung) dient dann als Führungsgröße für die Abgasrückführungsregelung.
Mit der Gewichtung wird eine situationsangepasste
Priorisierung der beiden Zielgrößen Sauerstoffkonzentration vor und nach der Verbrennung im Verbrennungsmotor realisiert. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird ein guter dynamischer Ausgleich zwischen der geforderten Zumessung von Frischluftmenge und zugeführter Abgasmenge realisiert.
Insbesondere im instationären Motorbetrieb wird ein guter Kompromiss realisiert zwischen der Absenkung der Sauerstoffkonzentration auf der Motoreinlassseite zur NOx- Reduzierung und ausreichend Restsauerstoff im Abgas für eine vollständige rußarme Verbrennung und damit geringen
Partikelemissionen. Auch im dynamischen Motorbetrieb wird der gewünschte NOx-Partikel-Trade-Off somit zuverlässig und flexibel realisiert, wobei die Emissionen insgesamt verringert werden.
Die Gewichtung kann in Abhängigkeit von dem
Motorbetriebszustand und/oder einer das dynamische Verhalten der Brennkraftmaschine beschreibenden Dynamikkenngröße erfolgen. Auf diese Weise kann der gewünschte Kompromiss zwischen NOx- und Partikelemissionen individuell und abhängig von dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine gewählt werden. Als Dynamikkenngröße kann beispielsweise ein funktionaler Zusammenhang aus Drehzahlgradient und Lastgrößen-Gradient dienen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung können die erste Sollluftmasse oder die erste Sollabgasrückführungsrate in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, insbesondere des Ladedrucks, der Einspritzmenge, der Ladelufttemperatur, der Abgasrückführungstemperatur, des Zylindervolumens des Verbrennungsmotors und/oder des volumetrischen Wirkungsgrads, bestimmt werden. Auf diese Weise kann die Berechnung des adaptierten Sollwerts für die dem Verbrennungsmotor zuzuführende Luftmasse als Führungsgröße für eine Abgasrückführungsregelung in besonders flexibler Weise bestimmt werden.
Die erste Sollluftmasse kann dabei aus einer
Sollsauerstoffkonzentration vor der Verbrennung (und nach der AGR-Zumischung) in dem Verbrennungsmotor bestimmt werden. Gemäß dieser Ausgestaltung kann eine Sollsauerstoffkonzentration vor der Verbrennung, beispielsweise im Einlasskrümmer des Motors, durch eine
Kennfeldstruktur in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Motors berechnet werden. Auf Basis der
Sollsauerstoffkonzentration vor der Verbrennung und aktueller Motorbetriebsgrößen wie Ladedruck, Einspritzmenge, Ladelufttemperatur, AGR-Temperatur, volumetrischer
Wirkungsgrad etc. kann die erste Sollluftmasse berechnet werden. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Sauerstoffkonzentration vor der Verbrennung eine charakteristische Größe zur Beschreibung der Wirksamkeit der NOx-Reduzierung bzw. der NOx-Emissionen ist. Anstatt die
Sollsauerstoffkonzentration vor der Verbrennung modellbasiert zu berechnen und als Regelgröße zu verwenden, ist die Umrechnung der Sollsauerstoffkonzentration in eine Sollluftmasse vorteilhaft für die anschließende Priorisierung und besonders schnell, insbesondere schneller als eine Beobachterregelung. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Sollluftmasse auch aus einer Sollabgasrückführungsrate bestimmt werden.
Die Berechnung der ersten Sollluftmasse wird anhand des folgenden Beispiels erläutert:
Die erste Sollluftmasse mair,sp,02 ( sp=Setpoint ) ist dabei eine Funktion der Sollsauerstoffkonzentration O2, sp vor der Verbrennung und nach der AGR-Zumischung, der Lufttemperatur vor der AGR-Zumischung Tair, der Temperatur des rückgeführten Abgases TEGR, des volumetrischen Wirkungsgrades ηVoi, des Zylindervolumens Vcyi, des Eingangsdrucks p2i sowie der Kraftstoffmasse pro Hub mF :
m ir,sp,02 J
Figure imgf000015_0001
Eine vorteilhafte modellbasierte Berechnung ist Folgende:
2 - c manr,sp,O2 - r— "
- b + Λi b - 4 - a - c wobei
Figure imgf000015_0002
c = OltCar - Lst - mv -
R ' 7EGR
Die erste Sollluftmasse kann dabei für unterschiedliche Sensorkonfigurationen berechnet werden. Ebenso können bestimmte Größen, wie beispielsweise die Temperatur des rückgeführten Abgases TEGR ersatzweise über ein Modell berechnet werden. Der adaptierte Sollwert für die Luftmasse kann durch einen Luftmassenmindestwert nach unten begrenzt werden. Diese Mindestluftmasse basiert dabei auf einem Mindestlambdawert . Gemäß dieser Ausgestaltung wird eine ungünstige Kalibration der Sollluftmassen-Priorisierung so begrenzt, dass beispielsweise bei einer maximalen Drehmomentanforderung (Kickdown) in jedem Fall die erforderliche maximale Luftmasse zur Verfügung steht .
Die beiden beschriebenen erfindungsgemäßen Aspekte können miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann für die Bestimmung des adaptierten Sollwerts für die Luftmasse gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ein oder mehrere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung adaptierte Messwerte und/oder Modellparameter berücksichtigt werden. In besonders vorteilhafter Weise können die erste Sollluftmasse oder die erste Sollabgasrückführungsrate mit den adaptierten Messwerten und/oder Modellparametern gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung berechnet werden. Dabei können beispielsweise der adaptierte volumetrische Wirkungsgrad, die adaptierte gemessene Einspritzmenge, der adaptierte gemessene Ladedruck usw. berücksichtigt werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben:
Zur gleichzeitigen Adaption mehrerer Messwerte und/oder Modellparameter werden zwei Modellgleichungen so umgeformt, dass auf einer Gleichungsseite eine 1 steht. Zur Darstellung der Inkonsistenz der Messwerte und Modellparameter wird jeweils ein Gesamtfehlerfaktor eingeführt, der die 1 ersetzt.
Für das Ansaugverhalten des Verbrennungsmotors ergibt sich folgendes Modell (intake model) :
air,mes air,mes j-i intake, mdl
*7vol,mdl ' ^ccyyll ' P .Kl2ii,,wme, s Für die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor ergibt sich folgendes Modell (combustion model) :
m„.
= F
Lst-m¥-λ combust,mdl
Anschließend werden die Gesamtfehlerfaktoren Fintake,mdi und Fcombust,mdi al S individuelle Korrekturfaktoren cair, cη, cP, cF und cλ auf die zugehörigen zu adaptierenden Messwerte bzw. Modellparameter verteilt, um die Konsistenz der Modelle herzustellen:
tn aLr.mes -c a*-R-T aLr.mes = ^ ^^ _cJ_■ cp_ = f
" intake,mdl
Vvol,mdl ' Cη ' * cyl ' Pli,mcs ' ^p
™'mes ar = 1 , wobei ^^ = F cCombust,mdl
Lst-mF-cF-Ä-cÄ C311
Dabei bezeichnen:
cair Korrekturfaktor für die Luftmasse (correction factor for air mass flow) , cη Korrekturfaktor für den volumetrischen Wirkungsgrad
(correction factor for Volumetrie efficiency) , Cp Korrekturfaktor für den Eingangs- bzw. Ladedruck
(correction factor for boost pressure), cF Korrekturfaktor für die Einspritzmenge (correction factor for fuel injeetion mass), cλ Korrekturfaktor für Abgas-Lambdawert (correction factor for lambda exhaust gas)
Im nächsten Schritt werden die Gewichtungsfaktoren für die Korrekturfaktoren berechnet. Die Korrekturfaktoren sind dabei Funktionen der jeweiligen Gesamtfehlergröße sowie der Gewichtungsfaktoren. Es bezeichnen:
wη Gewichtungsfaktor für die Korrektur des volumetrischen Wirkungsgrades, Wp Gewichtungsfaktor für die Korrektur des Ladedrucks bzw.
Eingangsdrucks, wF Gewichtungsfaktor für die Korrektur der Einspritzmenge, wλ Gewichtungsfaktor für die Korrektur des Lambdawerts, Wmtake Gewi chtungs faktor für den Ausgleich zwischen dem
Eingangs- und Verbrennungsmodell (balancing between intake and combustion model) .
Auf Grundlage des Eingangsmodells (intake model) ergeben sich durch zwei Iterationen die Gewichtungsfaktoren:
Erste Iteration:
Figure imgf000018_0001
l)" W ml uairl
Cη =1+(Fmtake,mdl-1)-M;η Cp =1+(Fmtake,mdl-1)-M;p
Figure imgf000018_0002
Zweite Iteration:
F intake
Figure imgf000018_0003
Cairl Cairl
Figure imgf000018_0004
' ^airl
Figure imgf000018_0005
Auf Grundlage des Verbrennungsmodells (combustion model) ergeben sich die Gewichtungsfaktoren aufgrund der folgenden beiden Iterationen:
Erste Iteration: // — -*-"*" V* combustmdl *)' w„.
^∞n.
4 = l+\FcombusUmdl-l)-wΕ
Cr = 1+(Fcombust,mdl-1)-^ wmi2 + wP + wλ≤l
Zweite Iteration:
Figure imgf000019_0001
1 1 1
-*- ^airl "*" -^combust ' Wzx2 c;=c;-(i-wF+F;ombust-wF)
In den Iterationen bezeichnen die Zusätze ' und ' ' jeweils Zwischenergebnisse der Iterationen. Für die Luftmasse wurde bei dem Eingangsmodell der Index „airl" gewählt und bei dem Verbrennungsmodell der Index „air2".
Anschließend kann durch eine ausgleichende Adaption zwischen dem Ansaugverhalten- und Verbrennungsmodell eine Berechnung der jeweiligen gewichteten Korrekturfaktoren erfolgen:
LCair ' Cη ' Cp ' CF ' Cλ \ = f VCairl ' Cη ' Cp ' Cair2 ' CF ' Cλ ' Wη ' Wp ' WF ' Wλ ' W mtake /
0<wmtake ≤l
""^combust "- ""^πitake
Figure imgf000020_0001
1 + 1 - Wcombust + - ■ w comb ust
1 + - ^combust + ^f1 • ^combust ^^
Zur Bestimmung eines adaptierten Sollwerts für die einem Verbrennungsmotor zuzuführende Luftmasse als Führungsgröße für eine Abgasrückführungsregelung dient das folgende Beispiel :
Zunächst wird eine erste Sollluftmasse mair;SP;02 berechnet, die zu einer optimalen Sauerstoffkonzentration vor der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor führt :
2-c
Figure imgf000020_0002
wobei
Figure imgf000020_0003
Dabei ist die Temperatur Tair die Lufttemperatur in dem Luftpfad vor dem Verbrennungsmotor und vor der Zumischung des rückgeführten Abgases. Alternativ könnte auch die Temperatur TCyi,up? vor dem Verbrennungsmotor jedoch nach der Zumischung des rückgeführten Abgases dienen. In diesem Fall berechnet sich die erste Sollluftmasse folgendermaßen:
O2,aιr ■ L„ ■ m¥ ■ ηvol ■ V 1 ■ p2l m y
^°2 (Ö2,sp - O2,air )• ηml • Vcyl • p2l + O2,air • Ln ■ mF • R • T^
In den genannten Gleichungen bezeichnen O2, sp die
Sollsauerstoffkonzentration vor dem Verbrennungsmotor jedoch nach der Zumischung des rückgeführten Abgases.
Eine weitere Alternative der Berechnung einer ersten Sollluftmasse ist, diese abhängig von einer optimalen SoIl- AGR-Rate rEGR,sP zu ermitteln, welche im transienten Motorbetrieb zu günstigen NOx-Emissionen führt:
"Wp1EGR - ■ (l ~ rEGR,sp >
Figure imgf000021_0001
Ebenso ist die Berechnung möglich bei einer gemessenen Temperatur Tcyi,up, vor dem Verbrennungsmotor:
mair,sp,EGR )
Figure imgf000021_0002
Anschließend kann in klassischer Weise eine zweite Sollluftmasse bestimmt werden, die zu einer optimalen Sauerstoffkonzentration nach der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor führt . Aus den beiden ermittelten ersten und zweiten Sollluftmassen kann dann ein adaptierter Sollwert für die Luftmasse als Führungsgröße für die Abgasrückführungsregelung berechnet werden, indem aus den beiden Sollluftmassen ein gewichteter Mittelwert gebildet wird. Die Gewichtung kann beispielsweise abhängig vom Motorbetriebszustand erfolgen und so flexibel auf die jeweiligen Bedingungen zugeschnitten werden. Bei der Berechnung der ersten Sollluftmasse können gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung adaptierte Messwerte und/oder Modellparameter herangezogen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung von adaptierten Messwerten und/oder Modellparametern zur Steuerung des Luftpfads von Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Messwerte und/oder Modellparameter gleichzeitig adaptiert werden, indem mindestens eine Gesamtfehlergröße, die eine Inkonsistenz der Messwerte und Modellparameter beschreibt, in individuelle Korrekturgrößen für die zu adaptierenden Messwerte und/oder Modellparameter aufgeteilt wird und diese Korrekturgrößen auf die zu adaptierenden Messwerte und/oder Modellparameter angewendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der individuellen Korrekturgröße eines zu adaptierenden Messwerts und/oder Modellparameters eine Gewichtung in Abhängigkeit von den erwarteten Toleranzen des jeweils zu adaptierenden Messwerts und/oder Modellparameters erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors und/oder des Alters des Verbrennungsmotors erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Korrekturgrößen betriebspunkabhängig gelernt werden und vorzugsweise in Kennfeldern abgespeichert werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gesamtfehlergröße mittels mindestens einer Modellgleichung bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Modellgleichung die Verbrennung in dem
Verbrennungsmotor beschreibt .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Modellgleichung das Ansaugverhalten des Verbrennungsmotors beschreibt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die adaptierten Messwerte und/oder Modellparameter als Regelgrößen und/oder als Eingangsgrößen zur Berechnung von Steuerungs- und Regelgrößen verwendet werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Korrekturgröße für eine geschätzte Einspritzmenge weitere Lastgrößen des Verbrennungsmotors adaptiert werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Korrekturgröße für einen volumetrischen Wirkungsgrad des
Verbrennungsmotors ein Ladedrucksollwert für den Verbrennungsmotor derart adaptiert wird, dass ein verringerter volumetrischer Wirkungsgrad zu einem höheren Ladedrucksollwert führt, um eine verringerte Zylinderfüllung auszugleichen.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 12 bis 19.
12. Verfahren zur Bestimmung eines adaptierten Sollwerts für die einem Verbrennungsmotor zuzuführende Luftmasse als Führungsgröße für eine Abgasrückführungs-Regelung, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bestimmen einer ersten Sollluftmasse oder einer ersten Sollabgasrückführungsrate, die zu einer optimalen Sauerstoffkonzentration vor der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor führen, Bestimmen einer zweiten Sollluftmasse oder einer zweiten Sollabgasrückführungsrate, die zu einer optimalen Sauerstoffkonzentration nach der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor führen, Bestimmen eines adaptierten Sollwerts für die Luftmasse als Führungsgröße für die Abgasrückführungs-Regelung, indem aus den ersten und zweiten Sollluftmassen oder aus den ersten und zweiten Sollabgasrückführungsraten ein gewichteter Mittelwert gebildet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung in Abhängigkeit von dem Motorbetriebszustand und/oder einer das dynamische Verhalten der Brennkraftmaschine beschreibenden Dynamikkenngröße erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sollluftmasse oder die erste Sollabgasrückführungsrate in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, insbesondere des Ladedrucks, der Einspritzmenge, der
Ladelufttemperatur, der Abgasrückführungstemperatur, des Zylindervolumens des Verbrennungsmotors und/oder des volumetrischen Wirkungsgrads, bestimmt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sollluftmasse aus einer Sollsauerstoffkonzentration vor der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor bestimmt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sollluftmasse aus einer Sollabgasrückführungsrate bestimmt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der adaptierte Sollwert für die Luftmasse durch einen Luftmassenmindestwert nach unten begrenzt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung des adaptierten Sollwerts für die Luftmasse mindestens ein gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11 adaptierter Messwert und/oder Modellparameter berücksichtigt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11 adaptierte Messwert und/oder Modellparameter für die Bestimmung der ersten Sollluftmasse oder der ersten Sollabgasrückführungsrate berücksichtigt wird.
PCT/EP2008/064875 2007-12-13 2008-11-03 Verfahren zur bestimmung von adaptierten messwerten und/oder modellparametern zur steuerung des luftpfads von verbrennungsmotoren WO2009074400A2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200880122010.5A CN102160010B (zh) 2007-12-13 2008-11-03 用于确定匹配的测量值和/或模型参量以用于控制内燃机空气路径的方法
US12/747,917 US9285786B2 (en) 2007-12-13 2008-11-03 Method for determining adapted measuring values and/or model parameters for controlling the air flow path of internal combustion engines

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007060036A DE102007060036B4 (de) 2007-12-13 2007-12-13 Verfahren zur Bestimmung von korrigierten Messwerten und/oder Modellparametern zur Steuerung des Luftpfads von Verbrennungsmotoren
DE102007060036.6 2007-12-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009074400A2 true WO2009074400A2 (de) 2009-06-18
WO2009074400A3 WO2009074400A3 (de) 2011-04-21

Family

ID=40684777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/064875 WO2009074400A2 (de) 2007-12-13 2008-11-03 Verfahren zur bestimmung von adaptierten messwerten und/oder modellparametern zur steuerung des luftpfads von verbrennungsmotoren

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9285786B2 (de)
KR (1) KR20100106442A (de)
CN (1) CN102160010B (de)
DE (1) DE102007060036B4 (de)
WO (1) WO2009074400A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544682C2 (ru) * 2009-09-09 2015-03-20 Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. Способ диагностики эффективности охладителя системы рециркуляции выхлопного газа в дизельном двигателе

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8251049B2 (en) 2010-01-26 2012-08-28 GM Global Technology Operations LLC Adaptive intake oxygen estimation in a diesel engine
DE102010041907B4 (de) 2010-10-04 2022-12-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102011006363A1 (de) * 2011-03-29 2012-10-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102011081949B4 (de) * 2011-09-01 2021-06-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung einer Regelung, insbesondere zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug
EP2972601B1 (de) * 2013-03-14 2019-07-03 TTTech Auto AG Verfahren zur risikoabgrenzung von fehlern in einem redundanten sicherheitsrelevanten steuerungssystem für ein kraftfahrzeug
US9951701B2 (en) * 2014-09-22 2018-04-24 General Electric Company Method and systems for EGR control
DE102015202180A1 (de) * 2015-02-06 2016-08-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Regelung
KR101744814B1 (ko) * 2015-07-07 2017-06-08 현대자동차 주식회사 연소실 내부의 산소 농도 산출 방법
JP6350431B2 (ja) * 2015-07-28 2018-07-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US10329979B2 (en) 2015-09-15 2019-06-25 Ai Alpine Us Bidco Inc Engine controller and methods for controlling emission and power generation system using the same
DE102015225250A1 (de) * 2015-12-15 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Gasmassenstroms in einem Verbrennungsmotor
CN105955926B (zh) * 2016-05-10 2018-08-17 北京理工大学 一种适用于增压氢内燃机的压气机选型方法
AT518682A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-15 Engel Austria Gmbh Regelvorrichtung zur Regelung wenigstens einer Regelgröße zumindest eines Temperierkreislaufs
DE102017009583B3 (de) * 2017-10-16 2018-11-22 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur modellbasierten Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine
DE102017009582B3 (de) * 2017-10-16 2018-07-26 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur modellbasierten Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine
DE102019107514A1 (de) * 2019-03-25 2020-10-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor
JP2022026885A (ja) * 2020-07-31 2022-02-10 ナブテスコ株式会社 エンジン特性推定装置、エンジン特性推定方法、およびエンジン特性推定プログラム
CN117316286B (zh) * 2023-11-29 2024-02-27 广州燃石医学检验所有限公司 一种用于肿瘤溯源的数据处理方法、装置和存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1221544A2 (de) * 2001-01-09 2002-07-10 Nissan Motor Co., Ltd. Kraftstoffeinspritzungssteuerung für einen Dieselmotor
EP1643101A1 (de) * 2003-07-07 2006-04-05 HONDA MOTOR CO., Ltd. Einlassluftmengensteuervorrichtung für verbrennungsmotor und steuervorrichtung
US20060167612A1 (en) * 2003-07-17 2006-07-27 Michael Henn Method and device for regulating an internal combustion engine
US20080276914A1 (en) * 2007-02-28 2008-11-13 Thomas Bleile Method for operating an internal combustion engine having exhaust gas recirculation

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59603079D1 (de) * 1995-04-10 1999-10-21 Siemens Ag Verfahren zum modellgestützten bestimmen der in die zylinder einer brennkraftmaschine einströmenden luftmasse
DE19734494C1 (de) * 1997-08-08 1998-10-08 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
JP2002227694A (ja) * 2001-02-05 2002-08-14 Nissan Motor Co Ltd エンジンのシリンダ吸入空気量算出装置
FR2834532B1 (fr) * 2002-01-09 2004-04-02 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de determination de la masse de gaz admise dans un moteur a combustion interne de vehicule automobile
DE10242233B3 (de) * 2002-09-12 2004-01-22 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Bestimmung einer Luftaufwandsänderung für einen Verbrennungsmotor
DE102004035317B4 (de) * 2004-07-21 2020-10-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102005018272B4 (de) * 2005-04-20 2019-10-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102005022691A1 (de) * 2005-05-18 2006-11-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102006026219B4 (de) * 2006-06-06 2016-01-07 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1221544A2 (de) * 2001-01-09 2002-07-10 Nissan Motor Co., Ltd. Kraftstoffeinspritzungssteuerung für einen Dieselmotor
EP1643101A1 (de) * 2003-07-07 2006-04-05 HONDA MOTOR CO., Ltd. Einlassluftmengensteuervorrichtung für verbrennungsmotor und steuervorrichtung
US20060167612A1 (en) * 2003-07-17 2006-07-27 Michael Henn Method and device for regulating an internal combustion engine
US20080276914A1 (en) * 2007-02-28 2008-11-13 Thomas Bleile Method for operating an internal combustion engine having exhaust gas recirculation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544682C2 (ru) * 2009-09-09 2015-03-20 Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. Способ диагностики эффективности охладителя системы рециркуляции выхлопного газа в дизельном двигателе

Also Published As

Publication number Publication date
CN102160010A (zh) 2011-08-17
US9285786B2 (en) 2016-03-15
KR20100106442A (ko) 2010-10-01
US20100292811A1 (en) 2010-11-18
DE102007060036A1 (de) 2009-07-30
CN102160010B (zh) 2016-08-24
DE102007060036B4 (de) 2010-01-07
WO2009074400A3 (de) 2011-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009074400A2 (de) Verfahren zur bestimmung von adaptierten messwerten und/oder modellparametern zur steuerung des luftpfads von verbrennungsmotoren
DE112007003414B4 (de) Regelung einer Kraftfahrzeug-Verbrennungskraftmaschine
DE102012207895B4 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Zylinderluftladung für eine Brennkraftmaschine
EP3286422A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur modellbasierten optimierung einer technischen einrichtung
DE10242234B4 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Abgasrückführmenge für einen Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung
DE102007012604A1 (de) Verfahren zum Regeln einer Einspritzung eines Injektors einer direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine und direkteinspritzende Verbrennungskraftmaschine
DE102011013481A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
DE112007000409B4 (de) Verfahren zum Steuern von Turbinenauslasstemperaturen in einem Dieselmotor
DE112015000425T5 (de) Modellbasierte Zylinderfüllungserfassung für eine Brennkraftmaschine
DE102019127482A1 (de) Steuereinrichtung
WO2014121896A1 (de) Verfahren zur korrektur einer mittels einer brennstoffeinspritzvorrichtung eingespritzen brennstoffmenge im betrieb einer brennkraftmaschine
DE102005035239B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102008042819B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer gesamten Zylinderfüllung und/oder der aktuellen Restgasrate bei einem Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung
DE102011088403B3 (de) Bestimmen eines Werts für einen Ventilhub eines Ventils eines individuellen Zylinders einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern
DE102014214438B3 (de) Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zur Einstellung eines gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors
DE102008005712A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Steuerung von Motoren sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares Speichermedium
DE102005055952A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102016205241A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem variablen Einspritzprofil
EP2513457B1 (de) Verfahren zur abgasrückführung
EP3411579A1 (de) Verfahren zum berechnen einer restgasmasse in einem zylinder einer verbrennungskraftmaschine und steuerung
DE102011081212A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102013213310B4 (de) Verfahren zur Steuerung von Verbrennungsmotoren mit variabler Ventilsteuerung
DE102007012340B3 (de) Verfahren zum Ermitteln und Einregeln des Luftmassenstroms im Saugrohr eines Verbrennungsmotors sowie zugehöriges Steuergerät
DE102011075875A1 (de) Verfahren und Steuergerät zur Berechnung der NOx-Rohemissionen einer Brennkraftmaschine
DE102011086064B4 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Füllungsunterschieds in Zylindern einer Brennkraftmaschine, Betriebsverfahren und Recheneinheit

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880122010.5

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12747917

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20107014437

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08859143

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2