DE102004035317A1 - Method and device for controlling an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine beschrieben. Ein erster Steller dient zur Beeinflussung des der Brennkraftmaschine zugeführten Frischluftmassenstroms und/oder des Abgasrückführmassenstroms. Ausgehend von einem Vergleich zwischen einem Sollwert und einem Istwert für den Frischluftmassenstrom und/oder den Abgasrückführmassenstrom ist mittels eines Reglers wenigstens eine Stellgröße für den wenigstens einen Steller vorgebbar. Der wenigstens einen Stellgröße wird ein modellbasierter Vorsteuerwert überlagert.An apparatus and a method for controlling an internal combustion engine are described. A first actuator is used to influence the fresh air mass flow supplied to the internal combustion engine and / or the exhaust gas recirculation mass flow. Based on a comparison between a desired value and an actual value for the fresh air mass flow and / or the exhaust gas recirculation mass flow, at least one manipulated variable for the at least one actuator can be predetermined by means of a controller. The at least one manipulated variable is superimposed on a model-based precontrol value.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine.The The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine.
Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
ist beispielsweise aus der
In bestimmten Betriebszuständen ist eine genaue Einstellung sowohl des Frischluftmassenstroms als auch des Anteils des rückgeführten Abgases erforderlich. Hierzu müssen sowohl das Abgasrückführventil als auch die Regelklappe geregelt betrieben werden. Ein solcher Betriebszustand liegt beispielsweise bei der Regeneration eines Abgasnachbehandlungssystems vor, beispielsweise bei der Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators.In certain operating conditions is an accurate setting of both the fresh air mass flow as also the proportion of recirculated exhaust gas required. To do this both the exhaust gas recirculation valve operated as well as the control flap. Such a Operating state, for example, in the regeneration of a Exhaust after-treatment system before, for example, during regeneration a NOx storage catalyst.
Üblicherweise erfolgt eine Regelung des Saugrohrdrucks, das heißt des Drucks vor dem Einlass in die Brennkraftmaschine. Die Regelung des Saugrohrdrucks über das Abgasrückführventil basiert auf der Annahme, dass der Saugrohrdruck unabhängig von der Stellung der Regelklappe immer steigt, wenn das Abgasrückführventil weiter geöffnet wird. Dies gilt aber nur, wenn die Regelklappe so weit angestellt ist, dass sich ein deutliches Druckgefälle über die Regelklappe einstellt. Ab einem bestimmten Öffnungswinkel der Regelklappe kann sich dieser Effekt jedoch umkehren. Wird in diesem Fall das Abgasrückführventil geöffnet, fließt mehr Abgas über die Abgasrückführleitung und damit weniger Massenstrom über die Turbine. Aus diesem Grund fördert der Verdichter weniger und der Druck nach Verdichter wird kleiner. Dies wiederum bewirkt, dass auch der Saugrohrdruck sinkt. Zusammengefasst bedeutet dies, dass sich der Regelsinn der Saugrohrdruckregelung mittels des Abgasrückführventils abhängig vom Öffnungswinkel der Regelklappe ändern kann. Dieses Verhalten kann der Regler nicht kompensieren und damit auch den Sollwert nicht einregeln.Usually there is a regulation of the intake manifold pressure, that is the pressure before the intake into the internal combustion engine. The regulation of intake manifold pressure via the Exhaust gas recirculation valve based on the assumption that the intake manifold pressure is independent of the position of the butterfly valve always increases when the exhaust gas recirculation valve continues to open. But this only applies if the control flap is set so far that sets a significant pressure drop across the control valve. From a certain opening angle However, the damper can reverse this effect. Is in In this case, the exhaust gas recirculation valve open, flows more exhaust over the Exhaust gas recirculation line and therefore less mass flow over the turbine. For this reason promotes the compressor less and the pressure after compressor is smaller. This in turn causes the intake manifold pressure to drop. Summarized This means that the sense of control of intake manifold pressure control by means of the exhaust gas recirculation valve depending on the opening angle change the control flap can. This behavior can not be compensated by the controller and thus also do not adjust the setpoint.
Bei üblichen Reglerstrukturen muss bei der Applikation immer zwischen einem guten Führungsverhalten und einem guten Störverhalten abgewogen werden. Dadurch, dass ein erster Steller zur Beeinflussung des der Brennkraftmaschine zugeführten Frischluftmassenstroms und/oder des Abgasrückführmassenstroms vorgesehen ist, wobei ausgehend von einem Vergleich zwischen einem Sollwert und einem Istwert für den Frischluftmassenstrom und/oder den Abgasrückführmassenstrom mittels eines Reglers wenigstens eine Stellgröße für den wenigstens einen Steller vorgebbar ist, und dass der wenigstens einen Stellgröße ein modellbasierter Vorsteuerwert überlagert wird, muss der Regler nur noch geringe Abweichungen ausregeln. D. h. der Regler kann auf gutes Störverhalten appliziert werden.At usual Regulator structures must always be between a good one in the application leadership and a good interference behavior be weighed. By having a first adjuster to influence of the internal combustion engine supplied fresh air mass flow and / or the exhaust gas recirculation mass flow is provided, starting from a comparison between a Setpoint and an actual value for the fresh air mass flow and / or the exhaust gas recirculation mass flow by means of a Regulator at least one manipulated variable for the at least one Steller is specifiable, and that the at least one manipulated variable a model-based Precontrol value superimposed the controller only needs to compensate for small deviations. D. H. the controller can be good at disturbing behavior be applied.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein erster Steller, der den der Brennkraftmaschine zugeführten Frischluftmassenstrom beeinflusst, und ein zweiter Steller, der den Abgasrückführmassenstrom beeinflusst vorgesehen sind, wobei ausgehend von einem Vergleich zwischen einem ersten Sollwert und einem ersten Istwert für den Frischluftmassenstrom eine erste Stellgröße für den ersten Steller und dass ausgehend von einem Vergleich zwischen einem zweiten Sollwert und einem zweiten Istwert für den Frischluftmassenstrom eine zweite Stellgröße für den zweiten Steller vorgebbar ist, und dass wenigstens einer Stellgröße ein modellbasierter Vorsteuerwert überlagert wird. Das heißt, dass jeweils ein Regler für die Frischluftmassenstrom und ein Regler für den Abgasrückführmassenstrom vorgesehen sind und wenigstens einem der Regler zusätzlich eine Vorsteuerung zugeordnet ist.Especially It is advantageous if a first actuator, that of the internal combustion engine supplied fresh air mass flow influenced, and a second actuator, the exhaust gas recirculation mass flow are provided, based on a comparison between a first set value and a first actual value for the fresh air mass flow a first manipulated variable for the first Steller and that starting from a comparison between a second Setpoint and a second actual value for the fresh air mass flow a second manipulated variable for the second Steller is specifiable, and that at least one manipulated variable is a model-based Precontrol value superimposed becomes. This means, that in each case a regulator for the fresh air mass flow and a regulator for the exhaust gas recirculation mass flow are provided and at least one of the controller additionally one Precontrol is assigned.
Dadurch, dass der Vorsteuerwert mittels eines Modells vorgebbar ist, kann der Vorsteuerwert sehr genau vorgegeben werden.Thereby, that the precontrol value can be predetermined by means of a model can the pre-control value can be specified very precisely.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Modell wenigstens ein erstes Teilmodell für eine Mischstelle und/oder ein zweites Teilmodell für den Steller beinhaltet. Als Mischstelle wird der Raum zwischen dem Einlass der Brennkraftmasche und den beiden Stellern bezeichnet. Bei den Stellern handelt es sich vorzugsweise um die Regelklappe und das Abgasrückführventil. Durch die Aufteilung des Modells wird die Adaption des Modells deutlich vereinfacht.Especially It is advantageous if the model has at least a first partial model for one Mixing point and / or a second part model for the controller includes. When Mixing point is the space between the inlet of the combustion engine and the two writers referred. The writers are preferably around the control flap and the exhaust gas recirculation valve. By dividing the model, the adaptation of the model becomes clear simplified.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste Teilmodell für die Mischsteller die Temperatur T3 nach dem Auslass der Brennkraftmaschine, die Temperatur T21 vor dem Steller, die Drehzahl N, die Sollwerte für Frischluftmassenstrom und Abgasrückführmassenstroms verarbeitet. Diese Größen wirken sich wesentlich auf die Vorsteuerwerte aus. Zur Steigerung der Genauigkeit können noch weitere Größen berücksichtigt werden.Especially It is advantageous if the first part model for the mixer plate the temperature T3 after the exhaust of the internal combustion engine, the temperature T21 before the actuator, the speed N, the setpoints for fresh air mass flow and Exhaust gas recirculation mass flow processed. These sizes work significantly on pre-tax values. To increase the accuracy can still other sizes considered become.
Vorteilhaft ist es, wenn das zweite Teilmodell zur Vorgabe der Stellgröße für den Frischluftmassenstrom als Eingangsgrößen wenigstens einen Druck P22 im Saugrohr und den Sollwert für Frischluftmassenstroms verarbeitet. Diese Größen wirken sich wesentlich auf den Vorsteuerwert aus. Zur Steigerung der Genauigkeit können noch weitere Größen berücksichtigt werden.It is advantageous if the second submodel processes for predetermining the manipulated variable for the fresh air mass flow as input variables at least one pressure P22 in the intake manifold and the setpoint value for fresh air mass flow. These sizes do not work significantly to the pre-tax value. To increase the accuracy even more sizes can be considered.
Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das zweite Teilmodell (
Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das zweite Teilmodell
Dadurch dass der Sollwert an das zeitliche Verhalten des Regelkreises angepasst wird, kann das Verhalten des Reglers und der Vorsteuerung deutlich verbessert werden.Thereby that the setpoint is adapted to the temporal behavior of the control loop is, the behavior of the controller and the feedforward control can be clearly be improved.
Dadurch dass der Istwert mittels eines zweiten Modells vorgebbar ist, können kostenintensive Sensoren zur Ermittlung des Istwerts eingespart werden.Thereby that the actual value can be predetermined by means of a second model can be cost-intensive sensors to save the actual value.
Dadurch, dass der Regler in bestimmten Betriebszuständen abschaltbar ist verbessert sich das Verhalten des Systems deutlich.Thereby, that the controller can be switched off in certain operating states is improved the behavior of the system is clear.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigtThe Invention will be described below with reference to the drawing Embodiments explained. It shows
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise am Beispiel einer Regelklappe und eines Abgasrückführventils beschrieben. Prinzipiell ist die erfindungsgemäße Vorgehensweise auf alle Steller anwendbar, mit denen der Frischluftmassenstrom bzw. der Abgasrückführmassenstrom beeinflusst werden kann. Anstelle des Frischluftmassenstroms bzw. des Abgasrückführmassenstroms können auch andere Größen, die diesen Größen entsprechen, geregelt und/oder gesteuert werden. D. h. bei den Sollwerten bzw. den Istwerten handelt es sich um Größen, die den Frischluftmassenstrom bzw. den Abgasrückführmassenstrom charakterisieren. Bei den Stellgrößen handelt es sich um geeignete Größen zur Ansteuerung der entsprechenden Steller.in the The following is the procedure according to the invention described using the example of a control flap and an exhaust gas recirculation valve. In principle the procedure according to the invention applicable to all actuators with which the fresh air mass flow or the exhaust gas recirculation mass flow can be influenced. Instead of the fresh air mass flow or the exhaust gas recirculation mass flow can also other sizes that correspond to these sizes, be controlled and / or controlled. Ie. at the setpoints or the actual values are quantities that represent the fresh air mass flow or the exhaust gas recirculation mass flow characterize. The manipulated variables are suitable Sizes to Control of the corresponding actuator.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise am Beispiel einer Dieselbrennkraftmaschine beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht auf die Anwendung bei Dieselbrennkraftmaschinen beschränkt, sie kann auch bei anderen Brennkraftmaschinen, insbesondere bei direkteinspritzenden Benzinbrennkraftmaschinen verwendet werden.in the The following is the procedure according to the invention described using the example of a diesel internal combustion engine. The invention but is not limited to the application to diesel engines, they can also be used in other internal combustion engines, especially direct-injection gasoline engines be used.
Einer
Brennkraftmaschine
Über eine
Niederdruckfrischluftleitung
Die
Temperatur T1 und der Druck P1, der in der Niederdruckfrischluftleitung
Von
der Brennkraftmaschine
Eine
Luftmenge ML32 gelangt von der Hochdruckabgasleitung
Die
Turbine
Zwischen
der Hochdruckabgasleitung
Vorzugsweise
wird die Drehzahl N an der Kurbel- und/oder der Nockenwelle der
Brennkraftmaschine mittels eines Drehzahlsensors
In
Das
Ausgangssignal der Istwertermittlung
Mit
dem Ausgangssignal des Modells
Ein
paralleler Zweig für
die Regelung des Abgasrückführmassenstroms
MR ist mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Dem Abgasrückführventil
Der
Regler
Dieser
Regelung ist eine Vorsteuerung überlagert.
Die Vorsteuerung beinhaltet im Wesentlichen ein Modell, das ausgehend
von dem Sollwert für
die Frischluftmasse eine Stellgröße für die Regelklappe
Dies bedeutet, die Vorsteuerung berechnet ausgehend von dem Sollwert für die Frischluftmasse MA und verschiedenen Betriebskenngrößen, insbesondere Temperatur und Druckgrößen, eine gewünschte effektiv durchströmte Fläche der Regelklappe und damit einen Vorsteuerwert. Die Regelung berechnet ausgehend von der Abweichung des Sollwerts vom Istwerts der Frischluftmasse ebenfalls eine Stellgröße für die Regelklappe. Diese beiden Größen werden im Verknüpfungspunkt vorzugsweise additiv zur Bildung der Stellgröße überlagert.This means the feedforward calculated based on the setpoint for the Fresh air mass MA and various operating characteristics, in particular Temperature and pressure sizes, one desired flowed through effectively area the butterfly valve and thus a pre-tax value. The regulation is calculated starting from the deviation of the setpoint from the actual value of the fresh air mass also a manipulated variable for the control flap. These two sizes will be in the connection point preferably additive to the formation of the manipulated variable superimposed.
Ein
entsprechender Regelkreis mit einer Vorsteuerung ist auch für den Abgasrückführmassenstrom
MR vorgesehen. Hier gibt die Sollwertvorgabe
Ferner ist eine Vorsteuerung vorgesehen, die ausgehend von dem Sollwert ebenfalls mittels eines Modells einen Vorsteuerwert vorgibt. Das Modell beinhaltet das erste Teilmodell, das die Mischstelle modelliert, und einem inversen Modell des Abgasrückführventils. An das Modell schließt sich eine Kennlinie an.Further a feedforward control is provided, which starts from the setpoint likewise predetermines a pilot control value by means of a model. The Model includes the first submodel modeling the mixing point, and an inverse model of the exhaust gas recirculation valve. The model is closing a characteristic.
Dies bedeutet, ausgehend von einem Vergleich zwischen einem ersten Sollwert, der den Frischluftmassenstrom charakterisiert und einem ersten Istwert, wird eine Stellgröße für den ersten Steller, der vorzugsweise als Regelklappe ausgebildet ist, vorgegeben. Ferner wird ausgehend von dem Vergleich zwischen einem zweiten Sollwert, der den Abgasrückführmassenstrom charakterisiert und einem zweiten Istwert eine Stellgröße für den zweiten Steller, der vorzugsweise als Abgasrückführventil ausgebildet ist, vorgegeben.This means starting from a comparison between a first setpoint, which characterizes the fresh air mass flow and a first actual value, becomes a manipulated variable for the first actuator, which is preferably designed as a control flap, given. Further is based on the comparison between a second setpoint, the exhaust gas recirculation mass flow characterized and a second actual value is a manipulated variable for the second actuator, which is preferably designed as an exhaust gas recirculation valve is, given.
D. h. es ist eine parallele Struktur vorgesehen, bei der jeweils ein Sollwert für den Frischluftmassenstrom bzw. ein Sollwert für den Abgasrückführmassenstrom auf den vorgegebenen Sollwert eingeregelt wird. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass der Stellgröße, die von der Regelung ermittelt wird, ein Vorsteuerwert überlagert wird. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass zur Bildung des Vorsteuerwerts der Sollwert verwendet wird, der auch dem Regelkreis zugeführt wird. Zur Bildung der Vorsteuerwerte wird ein Modell verwendet, das wenigstens ein erstes oder ein zweites Teilmodell beinhaltet, die die Mischstelle modellieren bzw. ein inverses Modell des Stellers darstellen. Entsprechend ist bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass die Istwertermittlung ebenfalls als Modell ausgebildet ist, die den Istwert ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen ermittelt.D. H. it is provided a parallel structure, in each case one Setpoint for the fresh air mass flow or a target value for the exhaust gas recirculation mass flow is adjusted to the predetermined setpoint. In a preferred Design is provided that the manipulated variable, the the control is determined, a pilot value is superimposed. Is preferred provided that used to form the pilot value of the setpoint which is also fed to the control loop. For the formation of pre-tax values a model is used that has at least a first or a second one Partial model that models or merges the mixing point represent an inverse model of the actuator. Accordingly is at a provided particularly advantageous embodiment that the actual value determination is also designed as a model, starting the actual value determined by various operating parameters.
Bevorzugt wird als Sollwert der Abgasrückführmassenstrom, d. h. der Massenstrom, der über das Abgasrückführventil fließt, als Sollwert vorgegeben und der Istwert auf diesen vorgegebenen Sollwert eingeregelt. Alternativ kann als Sollwert auch die Abgasrückführrate vorgegeben und auf den Sollwert eingeregelt werden.Preferably, the target value of the exhaust gas recirculation mass flow, ie the mass flow that flows through the exhaust gas recirculation valve, set as the setpoint and the actual value adjusted to this predetermined setpoint. Alternatively, as the setpoint, the Exhaust gas recirculation rate specified and adjusted to the setpoint.
Vorteilhaft ist, dass für den Frischluftmassenstrom und für den Abgasrückführmassenstrom jeweils ein Regelkreis vorgesehen ist, wobei dieser Regelkreis zum Einen einen Regler und zum Anderen eine Vorsteuerung beinhaltet. D. h. die beiden Größen werden unabhängig voneinander jeweils auf einen Sollwert eingeregelt.Advantageous is that for the fresh air mass flow and for the exhaust gas recirculation mass flow in each case a control circuit is provided, this control circuit for One includes a controller and the other a feedforward control. Ie. the two sizes will be independently each adjusted to a desired value.
Erfindungsgemäß ist die
Vorsteuerung derart ausgebildet, dass sie die zeitlichen Verläufe der
Stellgröße für die Regelklappe
und das Abgasrückführventil
so vorgeben, dass das System allein durch diese Vorsteuerung in
der Lage ist, den Sollwertänderungen
zu folgen. D. h. im Extremfall kann auf den Regler
Die
Größen P3,
P21, P22, T21 und T3 können
sowohl mit Sensoren unmittelbar gemessen oder mittels eines Modells
ausgehend von anderen Betriebskenngrößen berechnet werden. Als Modell
eignet sich vorzugsweise ein in der
Die
Sollwertvorgabe
Das
Modell
Die
inversen Modelle
Die
Sollwerte für
die effektiv durchströmten Flächen für die Regelklappe
und das Abgasrückführventil
werden über
die Kennlinien
Durch
die Vorsteuerung ergibt sich der Vorteil, dass sehr schnell auf Änderungen
des Sollwerts reagiert werden kann, d. h. es ergibt sich ein sehr schnelles
Führungsverhalten.
Dabei ist die Systemdynamik hierbei bereits berücksichtigt. Das bedeutet, durch
die Vorsteuerung kann sowohl die Abgasrückführrate bzw. Abgasrückführmassenstrom
und der Luftmassenstrom sehr schnell an sich ändernde Bedingungen angepasst
werden. Dies ist insbesondere bei der Umschaltung zwischen verschiedenen
Betriebszuständen
wie beispielsweise in den Regenerationsbetrieb oder aus dem Regenerationsbetrieb
heraus vorteilhaft. Da die beiden Regelkreise unabhängig voneinander
sind und bei einem System ohne Regelung gar keine Rückkoppelung
vorhanden ist, treten bei dieser Struktur keine Stabilitätsprobleme
auf. Wird zusätzlich
ein Regler verwendet, muss dieser nur Störeinflüsse und Modellungenauigkeiten
ausregeln, da das Führungsverhalten
von der Vorsteuerung gewährleistet
wird. Die Kopplung der beiden Steller ist über das Modell der Mischstelle
Besonders
vorteilhaft ist es, wenn in bestimmten Betriebszuständen lediglich
die Vorsteuerung aktiv ist und auf die Regelung verzichtet wird,
d. h. dass die Regelung abgeschaltet wird. Dies erfolgt beispielsweise
dadurch, dass bei Vorliegen bestimmter Betriebszustände die
Verbindung zwischen Regler
Am Beispiel der Regelung der Luftmasse mittels einer Regelklappe im Regenerationsbetrieb bedeutet dies Folgendes: Der Einfluss der Regelklappenposition im weit geöffneten Bereich der Regelklappe auf die Luftmasse ist praktisch nicht sichtbar. Würde mit Hilfe einer Regelung versucht, einen Sollwert in diesem nicht sensitiven Bereich einzuregeln, so würde der Regler bedingt durch das Messrauschen große Ausschläge in der Stellgröße verursachen, die die Regelklappe unnötig belasten könnten. Bei der Verwendung einer modellbasierten Vorsteuerung wird in solchen nicht sensitiven Bereichen die Regelung abgeschaltet. Die Vorsteuerung liefert im Bereich geringer Sensitivität einen wesentlich ruhigeren Stellgrößenverlauf als ein Regler. Damit wird die Mechanik des Reglers geschont und Störeinflüsse auf das Luftsystem vermieden.At the Example of the control of the air mass by means of a control flap in Regeneration mode means the following: The influence of the damper position in the wide open Range of damper on the air mass is practically invisible. Would with Help of a scheme tries to set a setpoint in this non-sensitive To regulate area, so would the controller caused by the measurement noise large fluctuations in the manipulated variable, the control flap unnecessary could burden. When using a model-based feedforward is in such non-sensitive areas shut off the scheme. The feedforward control provides a much quieter in the field of low sensitivity Manipulated variable as a regulator. This protects the mechanics of the controller and Disturbing influences avoided the air system.
Üblicherweise
wird als Regler
Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass durch die Sollwertfilter
Erfindungsgemäß wird der
Sollwertfilter
Treten bei einem Regler, der zumindestens ein Integrales Verhalten aufweist, große Regelabweichungen auf, so führt dies, bei Regelparametern, die für ein gutes dynamisches Verhalten notwendig sind, zu großen Werten des Integralanteils. Diese großen Werte bewirken Überschwinger oder Unterschwinger. Dieses Verhalten wird nicht gewünscht. Werden entsprechende Werte für die Regelparamter gewählt, bei denen keine Überschwinger oder Unterschwinger auftreten, so führt dies zu einem schlechten dynamischen Verhalten, das heißt der Istwert erreicht nur langsam den entsprechenden Sollwert.If large control deviations occur in the case of a controller which has at least one integral behavior, this leads, in the case of control parameters, to the are necessary for a good dynamic behavior, to large values of the integral part. These large values cause overshoots or undershoots. This behavior is not desired. If corresponding values are selected for the control parameters in which no overshoot or undershoot occur, this leads to a poor dynamic behavior, that is, the actual value only slowly reaches the corresponding setpoint.
Um
dies zu vermeiden ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
vorgesehen, dass der Betrag der Regelabweichung, das heißt das am
Verknüpfungspunkt
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IT (1) | ITMI20051372A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006026219A1 (en) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Siemens Ag | Operation of a diesel motor, for low exhaust emissions, sets the air intake mass flow according to the oxygen concentration in the exhaust gas before cleaning |
DE102007060036A1 (en) * | 2007-12-13 | 2009-07-30 | Continental Automotive Gmbh | Method for determining adapted measured values and / or model parameters for controlling the air path of internal combustion engines |
DE102018124943A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for compensating for deviations in an air mass or exhaust gas recirculation rate control of an internal combustion engine in the event of a sudden change in engine swallowing behavior |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19620039A1 (en) * | 1996-05-17 | 1997-11-20 | Bosch Gmbh Robert | System for controlling an internal combustion engine |
EP0957255A3 (en) * | 1998-05-09 | 2001-03-28 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for the controlling of an internal-combustion engine |
DE19963358A1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-12 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for controlling an internal combustion engine with an air system |
DE10243268A1 (en) * | 2002-09-18 | 2004-03-25 | Robert Bosch Gmbh | Control of vehicle engine supercharging, adapts limiting value by modification as function of second, characteristic operational magnitude |
DE10256241A1 (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-09 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for controlling an internal combustion engine having exhaust gas recirculation |
-
2004
- 2004-07-21 DE DE102004035317.4A patent/DE102004035317B4/en active Active
-
2005
- 2005-07-19 FR FR0552235A patent/FR2873754B1/en active Active
- 2005-07-19 IT IT001372A patent/ITMI20051372A1/en unknown
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006026219A1 (en) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Siemens Ag | Operation of a diesel motor, for low exhaust emissions, sets the air intake mass flow according to the oxygen concentration in the exhaust gas before cleaning |
DE102006026219B4 (en) * | 2006-06-06 | 2016-01-07 | Continental Automotive Gmbh | Method and device for operating an internal combustion engine |
DE102007060036A1 (en) * | 2007-12-13 | 2009-07-30 | Continental Automotive Gmbh | Method for determining adapted measured values and / or model parameters for controlling the air path of internal combustion engines |
DE102007060036B4 (en) * | 2007-12-13 | 2010-01-07 | Continental Automotive Gmbh | Method for determining corrected measured values and / or model parameters for controlling the air path of internal combustion engines |
US9285786B2 (en) | 2007-12-13 | 2016-03-15 | Continental Automotive Gmbh | Method for determining adapted measuring values and/or model parameters for controlling the air flow path of internal combustion engines |
DE102018124943A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for compensating for deviations in an air mass or exhaust gas recirculation rate control of an internal combustion engine in the event of a sudden change in engine swallowing behavior |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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