DE10115750A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Diagnose eines einen Massenstrom beeinflussenden Steuersystems - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Diagnose eines einen Massenstrom beeinflussenden SteuersystemsInfo
- Publication number
- DE10115750A1 DE10115750A1 DE10115750A DE10115750A DE10115750A1 DE 10115750 A1 DE10115750 A1 DE 10115750A1 DE 10115750 A DE10115750 A DE 10115750A DE 10115750 A DE10115750 A DE 10115750A DE 10115750 A1 DE10115750 A1 DE 10115750A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- mass flow
- control
- correction value
- exhaust gas
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
- F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
-
- 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]
- F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
- F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
-
- 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
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
- F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
- F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
- G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
- G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
- G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
-
- 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]
- F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
- F02D2041/0067—Determining the EGR temperature
-
- 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
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/49—Detecting, diagnosing or indicating an abnormal function of the EGR system
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/22—Hydrogen, per se
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Diagnose eines einen Massenstrom beeinflussenden Steuersystems vorgeschlagen. Dabei wird ein Korrekturwert gebildet, welcher die Steuerung korrigiert bzw. zur Diagnose ausgewertet wird. Der Korrekturwert wird dabei aus dem Leitungswidertstand der Massenstromleitung abgeleitet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung und/oder Diagnose eines einen Massenstrom be
einflussenden Steuersystems.
Insbesondere in Verbindung mit der Steuerung einer Brenn
kraftmaschine sind Systeme bekannt, welche einen Massen
strom, insbesondere einen Gasmassenstrom, beeinflussen. Der
lei Systeme sind beispielsweise Steuersysteme zur Abgasrück
führung, durch welche mittels eines Stellelements der Mas
senstrom des Abgases beeinflusst wird, oder Drosselklappen
steuersysteme, welche über eine elektrisch steuerbare Dros
selklappe den Luftmassenstrom zur Brennkraftmaschine steu
ern. Zur Steuerung des Massenstroms werden jeweils Stellele
mente eingesetzt. Es hat sich gezeigt, dass durch Verschmut
zungen sich im Laufe des Betriebs der Leitungsquerschnitt
verengen kann. Dies ist auch bei den als Beispiel genannten
Abgasrückführsystemen der Fall, bei denen durch Ablagerung
von Feststoffen aus dem Abgas- und dem Ansaugsystem das
Steuerventil und/oder die Leitung im Laufe der Zeit zusetzen
können und deshalb die rückgeführte Abgasmenge mit zunehmen
der Laufzeit der Brennkraftmaschine abnehmen kann. Die
Steuerung der Brennkraftmaschine ist dann nicht mehr opti
mal. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Funktion ei
nes solchen Steuersystems zu überwachen und/oder Maßnahmen
zur Anpassung der Steuerung zu ergreifen, die solche fehler
haften Veränderungen des Massenstromdurchflusses kompensie
ren.
Im Zusammenhang mit Abgasrückführventilen sind zur Kompensa
tion solcher Veränderungen Regelkonzepte bekannt. Aus der
nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 100 41 073.1
vom 22.08.2000 ist bekannt, dass ein modellierter Par
tialdruck des rückgeführten Abgases aus der Durchflusskenn
linie des Abgasrückführventils abgeleitet wird und mit Hilfe
eines davon unabhängigen Füllungssignals sowie des berechne
ten internen Restgasdruckes ein Saugrohrdruck moduliert
wird. Dieser modellierte Saugrohrdruck wird mit dem gemesse
nen Saugrohrdruck verglichen. Die auftretenden Differenzen
werden in bestimmten Maßen als Fehler der Durchflusskennli
nie des Abgasrückführventils interpretiert und Korrekturwer
te für diese Durchflusskennlinie gebildet. Die Art der Kor
rekturwerte (Steigungskorrektur, Offsetkorrektur) richtet
sich nach der Art des Fehlerbildes. Auf diese Weise lassen
sich sowohl Verengungen des Durchflussquerschnitts am Ventil
und in der Leitung wirksam kompensieren. Diese bekannte Lö
sung stellt einen geschlossenen Regelkreis dar, der als Re
gelgröße die Differenz zwischen modellierter und gemessener
Saugrohrdruckgröße hat, als Stellgröße eine Positionsvorgabe
an das Ventil und als Regelkonzept integrale Anteile auf
weist. Die Überwachung, Diagnose bzw. Anpassung des Steuer
systems erfolgt durch die Auswertung der Reglereingriffe
bzw. der vom Regler ausgegebenen Korrekturgrößen. Durch die
bekannte Lösung wird zwar eine zufriedenstellende Korrektur
und Überwachung/Diagnose des Massenstromsteuersystems er
reicht, jedoch ist mit der Verwendung des geschlossenen Re
gelkreises sowie von Integratoren ein verhältnismäßig hoher
Aufwand und eine unerwünschte Trägheit der Korrek
tur/Diagnose verbunden.
In DE-A 198 28 035 der ist die Berechnung von zu- und ab
fliessenden Massenströmen im Saugrohr einer Brennkraftma
schine beschrieben.
Durch die iterative Berechnung eines Korrekturfaktors auf
der Basis der Druck- und Strömungsverhältnisse an einer
Drosselstelle, als die die verengende Verschmutzung im Lei
tungs- und/oder Ventilbereich interpretiert wird, wird die
Berechnung der Korrekturwerte, die Korrektur und/oder die
Überwachung und Diagnose des Massenstromsteuersystems nicht
auf eine Regelung gestützt. Dadurch ergeben sich erhebliche
zeitliche Vorteile, da die Auswertung nicht von der Regeldy
namik abhängig ist. Um eine Aussage über die Funktion des
Steuersystems zu treffen bzw. das Steuersystem geeignet an
zupassen, muss nicht erst ein stabiler oder stationärer Zu
stand des Korrekturregelkreises erreicht werden. Die Korrek
turgrößen stehen vielmehr direkt nach der Berechnung zur
Verfügung und können z. B. in der Art einer Vorsteuerung zur
Korrektur des Steuersystems, insbesondere zur Korrektur des
den Massendurchfluss beeinflussenden Steuersignals, einge
rechnet werden.
In vorteilhafter Weise wird diese Berechnung von Korrektur
werten im Rahmen eines Abgasrückführsystems eingesetzt. Der
Einsatz der Berechnung der Korrekturwerte lässt sich jedoch
in vorteilhafter Weise bei allen Massenstromleitungen anwen
den, bei welchen die Gefahr einer Querschnittsverringerung
und somit einer Verringerung des Durchflusses bzw. einer Än
derung der Durchflusskennlinie besteht.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen
Patentansprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Fig. 1
zeigt eine Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Abgas-
und Ansaugsystem, welche ferner über ein Abgasrückführsystem
verfügt. Dieser spezielle Anwendungsfall stellt das bevor
zugte Ausführungsbeispiel der nachfolgend beschriebenen Vor
gehensweise dar, beschränkt die Anwendung des allgemeinen
Gedankens jedoch nicht. In Fig. 2 ist anhand eines Prinzip
bildes die grundsätzliche Vorgehensweise zur Bestimmung des
Korrekturwerts bzw. des Leitungswiderstandswertes unabhängig
vom konkreten Anwendungsfall dargestellt. Die Fig. 3 und
4 schließlich zeigen Ablaufdiagramme, in denen am Beispiel
einer Abgasrückführung als bevorzugtes Ausführungsbeispiel
die Bestimmung des Korrekturwerts im Detail anhand dieses
speziellen Anwendungsfalles dargestellt ist.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem Abgaskanal 2 und einem Saugrohr 3. Vom Abgaskanal 2
zweigt eine Abgasrückführleitung 4 ab, die in das Saugrohr 3
einmündet. In der Abgasrückführleitung 4 befindet sich ein
Ventil 5. Über dieses Abgasrückführ-Ventil 5 läßt sich die
rückgeführte Abgasmasse bzw. der Partialdruck pagr des rück
geführten Abgases steuern. Hinter der Einmündung der Abgas
rückführleitung 4 ist im Saugrohr 3 ein Drucksensor 6 ange
ordnet, der den Saugrohrdruck psaug mißt. Vor der Einmündung
der Abgasrückführleitung 4 befindet sich eine Drosselklappe
7 mit einem die Drosselklappenstellung wdk erfassenden Stel
lungsgeber 8. Vor der Drosselklappe 7 ist im Saugrohr 3 ein
Luftmassensensor 9 angeordnet, der den zufliessenden Luft
massenstrom mshfm mißt. Desweiteren sind im Saugrohr 3 vor
der Drosselklappe 7 ein Drucksensor 10, der den Druck pvdk
im Saugrohr vor der Drosselklappe mißt, und ein Temperatur
sensor 11, der die Ansauglufttemperatur Tans mißt. In der
Abgasrückführungsleitung 4 sind vor dem Abgasrückführ-Ventil
ein Drucksensor 12, der den Abgasdruck pvagr vor dem Abgas
rückführ-Ventil 5 mißt, und ein Temperatursensor 13 angeord
net, der die Temperatur Tabg des Abgases vor dem Abgasrück
führventil 5 erfaßt.
Einem Steuergerät 14 werden all die genannten sensierten
Größen zugeführt. Dazu gehören der gemessene Saugrohrdruck
psaug, die Drosselklappenstellung wdk, der Luftmassenstrom
mshfm, der Druck pvdk vor der Drosselklappe, die Ansaugluft
temperatur Tans, die Stellung vs des Abgasrückführ-Ventils 5
(z. B. abgeleitet aus der Größe des Ventilansteuersignals),
die von einem Sensor 15 erfaßte Motordrehzahl nmot, der Ab
gasdruck pvagr vor dem Abgasrückführ-Ventil und die Tempera
tur Tabg des Abgases vor dem Abgasrückführ-Ventil. Die Grö
ßen pvdk, Tabg und pvagr können auch durch Modellberechnun
gen aus anderen Betriebsgrößen des Motors ermittelt werden.
Das Steuergerät 14 ermittelt unter anderem aus den genannten
Eingangsgrößen den Partialdruck pfg des Frischgases und den
Partialdruck pagr des rückgeführten Abgases.
In der in Fig. 1 dargestellten Abgasrückführleitung können
sich durch Verschmutzungen Änderungen in der Durchflusscha
rakteristik ergeben, so dass der über die Ansteuersignalgrö
ße für das Ventil 5 eingestellte Massenstrom nicht mehr den
tatsächlichen Verhältnissen entspricht. Durch die Verschmut
zung kann es zu einem Zusetzen der Leitung kommen, was die
Funktion der Massenstromleitung beeinträchtigt. Zur Korrek
tur des Steuersignals und/oder zur Diagnose des Zustandes
der Massenstromleitung wird von dem Modell einer drosselnden
Stelle in der Massestromleitung ausgegangen und mit Hilfe
von gemessenen und/oder abgeschätzten oder berechneten Grö
ßen der Leitungswiderstand dieser Drosselstelle berechnet.
Dieser Leitungswiderstand dient dann als Korrektur- bzw. als
Diagnosewert, wobei bei Überschreiten eines Grenzwertes
durch den Leitungswiderstand von einer Fehlfunktion im Be
reich der Massenstromleitung und ihres Steuersystems ausge
gangen wird.
Die geschilderte Problematik tritt nicht nur bei Abgasrück
führsystemen auf, sondern kann bei allen verschmutzungsge
fährdeten Massestromleitungen mit Stellelement auftreten, so
dass die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise bei allen
derartigen Massestromleitungen einsetzbar ist.
In Fig. 2 ist das Grundprinzip, welches der nachfolgend be
schriebenen Vorgehensweise zugrunde liegt, dargestellt. Ge
zeigt ist schematisch der Ausschnitt einer Massestromleitung
50, in welcher ein steuerbares Stellelement (beispielsweise
ein Ventil 52) vorhanden ist. Der Massenstrom fließt dabei
in Pfeilrichtung von links nach rechts. Die Verschmutzung
der Massestromleitung wird durch die Blende 54 repräsen
tiert, die den Querschnitt und damit die Durchflusscharakte
ristik der Massestromleitung verändert. Vor der Blende
herrscht in der Massenstromleitung ein Eingangsdruck pein
(im Falle des bevorzugten Ausführungsbeispieles eines Abgas
rückführsystems wäre dies der Abgasgegendruck). Zwischen
Blende 54 und Ventil 52 herrscht ein vom Eingangsdruck pein
abweichender Druck pnach. Nach dem Ventil herrscht ein Druck
ps (im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Abgasrückführung
wäre dies der Saugrohrdruck). Durch die Leitung und über das
Ventil 52 fließt ein Massenstrom ms (Masse pro Zeit). Das
Ventil weist dabei eine Ventilposition vp auf. Der Gas
massenstrom hat die Temperatur t. Zur Berechnung des Lei
tungswiderstandes K wird die Druckdifferenz über der Blende
ausgewertet. Die Druckdifferenz dp über der Blende ergibt
sich durch die Differenz des Eingangsdruckes pein und des
Druckes pnach. Dieser kann, soweit nicht gemessen, unter Be
rücksichtigung der Ventilposition vp, des Druckes nach dem
Ventil ps und der Temperatur t berechnet. Der Leitungswider
stand K ergibt sich genähert aus dem Zusammenhang zwischen
Druckdifferenz und dem durch die Blende fließenden Massen
strom, der im näherungsweise dem Massenstrom über dem Ventil
entspricht. Dabei kann von einem im Wesentlichen proportio
nalen Zusammenhang zwischen dem Quadrat des Massenstroms und
der Druckdifferenz ausgegangen werden, wobei die Proportio
nalitätskonstante der Leitungswiderstand K ist.
Der berechnete Leitungswiderstandswert K stellt den Korrek
turwert dar, in dessen Abhängigkeit die Ansteuerung des Ven
tils 52 zur Kompensation der Durchflussverringerung durch
Verschmutzung korrigiert wird bzw. der zur Diagnose der Ma
ssestromleitung ausgewertet wird. Die Berechnung des Lei
stungswiderstandswertes beruht dabei auf der Auswertung der
Druck- und Strömungsverhältnisse in der Massenstromleitung
an der Stelle der Verschmutzung.
In den Fig. 3 und 4 sind Ablaufdiagramme dargestellt,
welche die Bestimmung des Korrekturwerts K im bevorzugten.
Ausführungsbeispiels eines Abgasrückführsystems darstellen.
Die Ablaufdiagramme repräsentieren dabei die Struktur eines
Computerprogramms, welches die dargestellten Berechnungen
vornimmt. Die einzelnen Elemente des Ablaufdiagramms reprä
sentieren dabei Programme, Programmteile oder Programm
schritte, die die beschriebene Funktion realisieren, während
die Leitungen den Informationsfluss darstellen.
Der Massenstrom msagr durch die Abgasrückführleitung berech
net sich wie folgt (vergleiche auch den eingangs genannten
Stand der Technik):
msagr = M(vp)*ft*(pvagrv/1013hPa)*KLAF(pvagrv/ps)
dabei ist vp die Ventilposition des Abgasrückführsteuerven
tils, M dessen Durchflusskennlinie (Masse über Ventilpositi
on), ft ein Korrekturwert abhängig von der Temperatur des
strömenden Gases, pvagrv der Druck vor dem Abgasrückführven
til, ps der Druck nach dem Abgasrückführventil, d. h. der
Saugrohrdruck und KLAF die Durchflusskennlinie der Leitung.
Somit kann mit Hilfe dieser Gleichung, wenn die Größen be
kannt sind, der Massenstrom durch das Ventil berechnet wer
den.
Ein weiterer Berechnungswert für den Massenstrom über das
Abgasrückführventil stellt ein Saugrohrmodell bereit. Dieses
beschreibt den Saugrohrdruck in Abhängigkeit der Massenströ
me im Saugrohr. Es gilt z. B.:
ps = fk*Integral(msagr+msdk-mszyl)
wobei ps der Saugrohrdruck, msagr der Massenstrom über das
Abgasrückführventil, msdk der Massenstrom über die Drossel
klappe im Saugrohr, mszyl der abfließende Massenstrom in die
Zylinder und fk ein Umrechnungsfaktor ist.
Auf der Basis dieser Gleichung kann der Massenstrom über das
Abgasrückführventil ebenfalls berechnet werden, unter der
Voraussetzung, dass die Massenströme über die Drosselklappe,
der abfließende Massenstrom und der Saugrohrdruck bekannt
sind. Diese Massenstromwerte sind messbar oder werden bei
spielsweise nach bekannten Vorgehensweisen berechnet.
Für das Fehlermodell einer Drosselstelle in einer Abgasrück
führleitung wird folgender Zusammenhang angenommen:
(Pvor-Pnach) = K*msagr*msagr
dabei bedeutet pvor der Abgasdruck vor der Drosselstelle
(pein im Beispiel der Fig. 2), pnach der Abgasdruck nach
der Drosselstelle (pein im Beispiel der Fig. 2), K der Lei
tungswiderstand (K im Beispiel der Fig. 2) und msagr der
Massenstrom durch die Drosselstelle (ms im Beispiel der
Fig. 2).
Nimmt man an, dass die Drosselstelle zwischen Entnahmestelle
des Abgasmassenstroms im Abgassystem und dem Abgasrückführ
ventil entsteht, so gilt näherungsweise, dass der Abgasdruck
nach der Drosselstelle pnach der Druck vor dem Abgasrück
führventil pvagrv ist. Wird also der Abgasdruck vor der
Drosselstelle pvor (Abgasgegendruck) durch geeignete Verfah
ren gemessen oder modelliert, so lässt sich auf der Basis
des Fehlermodells der Leitungswiderstand K der Drosselstelle
direkt berechnen. Der Einsatz von Integratoren ist nicht nö
tig. Die Berechnung erfolgt dabei durch Umformung des obigen
Zusammenhangs:
K = (Pvor-Pnach)/(msagr*msagr)
dabei ist die Kenntnis des Drucks pnach vor dem Ventil not
wendig. Dieser wird iterativ auf der Basis der oben genann
ten Gleichungen bestimmt:
Pnach = pvagrv(t)-
(dps/(fk-msdk+mszyl)*1013hPa/(M(vp)*ft*KLAF(pvagrv(t-1)/ps))
Der auf diese Weise berechnete Leitungswiderstand K der
Drosselstelle wird zur Korrektur des Steuersignals für das
Abgasrückführventil und/oder zur Diagnose des Abgasrückführ
systems ausgewertet, indem beispielsweise der Korrekturwert
mit einem vorgegeben Schwellenwert verglichen wird. Über
schreitet der Korrekturwert diesen Schwellenwert, so ist
dies ein Indiz dafür, dass der Leitungsquerschnitt durch
Verschmutzung erheblich verengt ist und auf diese Weise die
ordentliche Funktion des Abgasrückführsystems nicht mehr ge
währleistet ist. In diesem Fall wird eine entsprechende Feh
leranzeige angeschaltet. In einem anderen Ausführungsbei
spiel dient der Korrekturwert zur Korrektur der Ansteuerung
des Abgasrückführventils. Dabei wird der Korrekturfaktor zur
Erhöhung des Ansteuersignals und dabei zur weiteren Öffnung
des Ventils herangezogen, d. h. es besteht ein vorgegebener
Zusammenhang zwischen Ansteuersignalgröße und Korrekturwert,
der mit steigendem Korrekturwert eine Vergrößerung des An
steuersignals bewirkt und als Vorsteuerwert im Regelkreis
des Massenstroms der Abgasrückführung dient.
Wesentlich ist, dass während des Betriebs des Motors ein
Korrekturwert spontan zur Verfügung steht, ohne dass ein
stationärer Zustand eingenommen werden muss.
Das Ablaufdiagramm in Fig. 3 zeigt die oben dargestellte
Berechnung des Korrekturfaktors K. In 100 wird nach der oben
genannten Gleichung auf der Basis der Eingangsgrößen Ventil
position vp, Temperatur T des Abgases, dem Druck vor dem
Ventil pvagrv, des Saugrohrdrucks ps der Massenstrom msagr
über das Abgasrückführventil ermittelt. Dieser wird in 102
potenziert und dann der Divisionsstelle 104 zugeführt. In
der wird der Faktor K durch Division der Differenz zwischen
dem Abgasgegendruck pvor und dem Druck pvagrv vor dem Ventil
durch das Quadrat des Massenstroms msagr gebildet. In 106
wird das Ansteuersignal tagr, welches in Abhängigkeit ver
schiedener Betriebsgrößen gebildet wird, korrigiert und/oder
bei Überschreiten eines Schwellenwertes eine Fehleranzeige
108 eingeschaltet und/oder eine entsprechende Information im
Fehlerspeicher abgelegt.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung des Drucks
pvagrv vor dem Abgasrückführventil. Gemäß den oben stehenden
Gleichungen wird ein Massenstrom msagr über das Ventil in
der Differenzstelle 200 gebildet. Dort wird die zeitliche
Ableitung des Saugrohrdrucks ps (gebildet in 202), der in
der Divisionsstelle 204 mittels des Korrekturfaktors fk auf
Massenstromwerte umgerechnet wird, und der Differenz zwi
schen den über die Drosselklappe zuströmende (msdk) und in
die Zylinder abströmende Luftmassenströme (mszyl) gebildet.
Ferner wird aus der Ventilposition vp unter Berücksichtigung
der Durchflusskennlinie M 206 durch Multiplikation in der
Multiplikationsstelle 208 mit einem temperaturabhängigen
Korrekturfaktors ft und dem vom Quotienten aus Saugrohrdruck
ps und dem Druck (pvagrv(t-1) vor dem Ventil der letzten Be
rechnung ein weiterer Massenstromwert msagr gebildet. Die
beiden Massenstromwerte werden in der Divisionsstelle 210
miteinander dividiert und bilden auf diese Weise den aktuel
len Druck pvagrv(t), der vor dem Ventil herrscht. Dieser
wird für den nächsten Berechnungsschritt zum Element 212 zu
rückgeführt.
Claims (12)
1. Verfahren zur Steuerung und/oder Diagnose eines einen
Massenstrom beeinflussenden Steuersystems, wobei ein Kor
rekturwert gebildet wird, welcher die Steuerung des Mas
senstroms korrigiert und/oder in dessen Abhängigkeit eine
Fehlererkennung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der
Korrekturwert aus dem berechneten Leitungswiderstand der
Massenstromleitung abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Massenstromleitung ein den Massenstrom beeinflus
sendes Stellelement ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert aus dem
Druck vor dem Stellelement und dem Eingangsdruck der Ma
ssestromleitung gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert zur Korrek
tur des Ansteuersignals des Stellelements dient im Sinne
einer Aufrechterhalten des Massendurchflusses auch bei
steigendem Leitungswiderstand.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines
Schwellenwertes durch den Korrekturwert eine Fehleranzei
ge erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Massenstromleitung eine
Abgasrückführleitung einer Brennkraftmaschine ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert aus dem Ab
gasgegendruck und dem Abgasdruck vor dem Stellelement so
wie dem Massenstrom über dem Stellelement berechnet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Berechnung des Drucks vor
dem Stellelement nach Maßgabe der Massenströme im Saug
rohr sowie den Strömungsverhältnissen in der Abgasrück
führleitung iterativ berechnet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert während des
Betriebs der Brennkraftmaschine ständig berechnet wird,
auch in dynamischen Betriebszuständen.
10. Vorrichtung zur Steuerung und/oder Diagnose eines einen
Massenstrom beeinflussenden Steuersystems, mit einer
Steuereinheit, welche einen Korrekturwert bildet, der die
Steuerung des den Massenstrom beeinflussenden Steuersy
stems korrigiert und/oder zur Fehlererkennung ausgewertet
wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit den
Korrekturwert aus dem berechneten Leitungswiderstand der
Massenstromleitung ableitet.
11. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schrit
te von jedem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn
das Programm auf einem Rechnerelement ausgeführt wird.
12. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf
einem Computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um
das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzu
führen, wenn das Programmprodukt auf einem Rechnerelement
ausgeführt wird.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10115750.9A DE10115750B4 (de) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Diagnose eines einen Massenstrom beeinflussenden Steuersystems |
JP2002086200A JP4404517B2 (ja) | 2001-03-20 | 2002-03-26 | 質量流量に影響する制御システムの制御および/または診断のための方法及び装置 |
FR0203894A FR2822898B1 (fr) | 2001-03-20 | 2002-03-28 | Procede et dispositif de commande et/ou de diagnostic d'un systeme de commande influencant un flux massique |
US10/108,674 US6959254B2 (en) | 2001-03-20 | 2002-03-28 | Method and device for controlling and/or diagnosing a control system that influences a mass flow |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10115750.9A DE10115750B4 (de) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Diagnose eines einen Massenstrom beeinflussenden Steuersystems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10115750A1 true DE10115750A1 (de) | 2002-09-26 |
DE10115750B4 DE10115750B4 (de) | 2017-05-24 |
Family
ID=7679666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10115750.9A Expired - Fee Related DE10115750B4 (de) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Diagnose eines einen Massenstrom beeinflussenden Steuersystems |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6959254B2 (de) |
JP (1) | JP4404517B2 (de) |
DE (1) | DE10115750B4 (de) |
FR (1) | FR2822898B1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7073465B2 (en) | 2004-08-10 | 2006-07-11 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for operating an internal combustion engine |
DE102007050299B4 (de) * | 2007-10-22 | 2017-02-16 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines Bypassventils |
WO2018224342A1 (de) * | 2017-06-07 | 2018-12-13 | Robert Bosch Gmbh | Plausibilisierung eines luftmassenmessers |
EP3636901A1 (de) * | 2018-10-10 | 2020-04-15 | Nikki Co., Ltd. | Steuerungssystem für ein agr-elektroventil |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7013211B2 (en) * | 2002-12-02 | 2006-03-14 | Hitachi, Ltd. | Variable valve control apparatus for internal combustion engine and method thereof |
DE10319330B4 (de) * | 2003-04-29 | 2010-07-08 | Continental Automotive Gmbh | System und Verfahren zum Beeinflussen der Ansauggastemperatur im Brennraum eines Verbrennungsmotors |
DE102005052033A1 (de) * | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
US7139656B1 (en) * | 2005-12-14 | 2006-11-21 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Mass airflow rate per cylinder estimation without volumetric efficiency map |
DE102007009689B4 (de) * | 2007-02-28 | 2017-10-19 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung |
JP5854641B2 (ja) * | 2011-05-27 | 2016-02-09 | 株式会社テクノ菱和 | 可変風量制御装置 |
JP5907339B2 (ja) * | 2011-05-27 | 2016-04-26 | 株式会社デンソー | 内燃機関の筒内流入egrガス流量推定装置 |
US20130068313A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Accutrol, LLC | Electronic Pressure Independent Controller For Fluid Flow Control Valve |
US9062635B2 (en) * | 2011-09-25 | 2015-06-23 | Cummins Inc. | System and method for estimating engine exhaust manifold operating parameters |
DE102014013284A1 (de) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | Man Truck & Bus Ag | Brennkraftmaschine, insbesondere Gasmotor, für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug |
US10684159B2 (en) * | 2016-06-27 | 2020-06-16 | Applied Materials, Inc. | Methods, systems, and apparatus for mass flow verification based on choked flow |
US11346697B2 (en) * | 2018-08-08 | 2022-05-31 | Nordson Corporation | System and method for remote metering station sensor calibration and verification |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2866541B2 (ja) * | 1992-11-19 | 1999-03-08 | 三菱電機株式会社 | 排気還流制御装置の故障検出装置 |
FR2698407B1 (fr) * | 1992-11-24 | 1994-12-30 | Renault | Procédé de contrôle du système de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne. |
FR2703797B1 (fr) * | 1993-04-06 | 1995-06-23 | Matra Mhs | Procede et dispositif de controle de la teneur en bore de borophosphosilicate. |
JPH09137747A (ja) * | 1995-11-15 | 1997-05-27 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関の失火診断装置 |
KR100462458B1 (ko) * | 1996-03-15 | 2005-05-24 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 외부배기가스를재순환하는내연기관의실린더로유입되는맑은공기의질량을모델을이용하여결정하는방법 |
FR2753488B1 (fr) * | 1996-09-17 | 1998-10-30 | Renault | Systeme d'alimentation en air d'un moteur a combustion interne |
EP0898112B1 (de) * | 1997-08-15 | 2003-11-05 | ALSTOM (Switzerland) Ltd | Rohrleitungssystem zur gesteuerten Verteilung eines strömenden Mediums sowie Verfahren zum Betrieb eines solchen Rohrleitungssystems |
US5884610A (en) * | 1997-10-10 | 1999-03-23 | General Motors Corporation | Fuel reid vapor pressure estimation |
DE19828035A1 (de) * | 1998-06-24 | 1999-12-30 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
DE19844085C1 (de) * | 1998-09-25 | 2000-03-16 | Siemens Ag | Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine abhängig von einem Abgasdruck |
US6216676B1 (en) * | 1998-10-07 | 2001-04-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine system |
US6370935B1 (en) * | 1998-10-16 | 2002-04-16 | Cummins, Inc. | On-line self-calibration of mass airflow sensors in reciprocating engines |
US6016460A (en) * | 1998-10-16 | 2000-01-18 | General Motors Corporation | Internal combustion engine control with model-based barometric pressure estimator |
DE10000669C2 (de) * | 2000-01-11 | 2002-02-28 | Airbus Gmbh | Luftmassenstromregelsystem mit Druckhöhenkorrektur für ein Verkehrsflugzeug |
DE10041073A1 (de) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Massenstromes über ein Steuerventil und zum Ermitteln eines modellierten Saugrohrdrucks |
US6298718B1 (en) * | 2000-03-08 | 2001-10-09 | Cummins Engine Company, Inc. | Turbocharger compressor diagnostic system |
-
2001
- 2001-03-20 DE DE10115750.9A patent/DE10115750B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002086200A patent/JP4404517B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-03-28 US US10/108,674 patent/US6959254B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-03-28 FR FR0203894A patent/FR2822898B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7073465B2 (en) | 2004-08-10 | 2006-07-11 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for operating an internal combustion engine |
DE102007050299B4 (de) * | 2007-10-22 | 2017-02-16 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines Bypassventils |
WO2018224342A1 (de) * | 2017-06-07 | 2018-12-13 | Robert Bosch Gmbh | Plausibilisierung eines luftmassenmessers |
EP3636901A1 (de) * | 2018-10-10 | 2020-04-15 | Nikki Co., Ltd. | Steuerungssystem für ein agr-elektroventil |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2822898A1 (fr) | 2002-10-04 |
US20020169573A1 (en) | 2002-11-14 |
JP4404517B2 (ja) | 2010-01-27 |
US6959254B2 (en) | 2005-10-25 |
DE10115750B4 (de) | 2017-05-24 |
FR2822898B1 (fr) | 2009-06-05 |
JP2002372446A (ja) | 2002-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10115750A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Diagnose eines einen Massenstrom beeinflussenden Steuersystems | |
DE102010044164B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine | |
DE102009016509A1 (de) | Regelungssystem zur Regelung einer Abgasrückführrate mittels eines virtuellen NOx-Sensors mit einer Adaption über einen NOx-Sensor | |
DE4207541B4 (de) | System zur Steuerung einer Brennkraftmaschine | |
WO2008131789A1 (de) | Regelungssystem zur regelung der abgasrückführrate mittels virtuellem nox-sensors mit adaption über einen nox sensor | |
DE10349490A1 (de) | System und Verfahren für die Schätzung und Regelung der Zylinderluftladung bei einem Innenverbrennungsmotor mit Direkteinspritzung | |
EP1247016A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine mit einem luftsystem | |
DE102007009689B4 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung | |
DE102007039691A1 (de) | Modellierungsverfahren und Steuergerät für einen Verbrennungsmotor | |
DE102018213809A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Drosselklappe und mit einer Abgasrückführung zur Erkennung einer versotteten AGR-Leitung | |
DE19502368B4 (de) | Verfahren zur Bildung eines Signals bezüglich der bei einer Brennkraftmaschine rückgeführten Abgasmenge | |
DE4344960A1 (de) | System zur Regelung der Aufladung einer Brennkraftmaschine | |
DE2449954C2 (de) | Rückführsystem für das Abgas eines Verbrennungsmotors | |
DE10221376A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine | |
DE10034789B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation des nichtlinearen Verhaltens des Luftsystems einer Brennkraftmaschine | |
DE102005012946A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine | |
DE102007050299A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine | |
DE10332698B4 (de) | Verfahren zur Regelung einer Abgasrückführung bei einer Brennkraftmaschine | |
DE102004035316B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine | |
DE102007021414B4 (de) | Verfahren zur Einstellung der Füllung einer Verbrennungskraftmaschine | |
DE112009000324T5 (de) | Verfahren und Computerprogrammprodukt zum Abgleichen eines Luftmassenflusssensors einer Motoranordnung eines Kraftfahrzeugs | |
DE10238573B4 (de) | Verfahren zur Adaption von Regelparametern eines Ladedruckreglers bei einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader | |
EP1432904B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine | |
DE10312493B4 (de) | Regelungsverfahren und Steuerung für einen Verbrennungsmotor | |
AT517033B1 (de) | Verfahren zur regelung des betriebspunktes einer abgasturbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |