DE102005004880A1 - Method and device for exhaust gas temperature control - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung für eine Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zur Erfassung einer Abgastemperatur, einer Vorgabe einer Maximal-Abgastemperatur und einer Steuerung für eine Gemischaufbereitung mit Parametern Verbrennungsluftverhältnis und Zylinderfüllung, wobei bei Überschreitung der vorgegebenen Maximal-Abgastemperatur im Gemisch das Verbrennungsluftverhältnis bis zu einem unteren Grenzwert stetig oder in mehreren Schritten abgesenkt und bei Erreichen dieses Grenzwertes die Zylinderfüllung stetig oder in mehreren Schritten reduziert wird. Damit kann erreicht werden, dass durch diese Maßnahmen die Abgastemperatur gesenkt werden kann, ohne dass daraus Fahrkomforteinbußen resultieren. DOLLAR A Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Abgastemperaturregelung für eine Brennkraftmaschine, die eine Vorrichtung zur Erfassung einer Abgastemperatur aufweist, wobei die Abgastemperatur von einer Maximalabgastemperatur in einer Differenz-Einheit abgezogen wird, wobei ein Differenzsignal der Differenz-Einheit einer ersten Integrator-Einheit und einer zweiten Integrator-Einheit zugeführt ist, wobei ein Integratorausgang der ersten Integrator-Einheit in Wirkverbindung mit einer Steuerung für ein Verbrennungsluftverhältnis steht und ein Integratorausgang der zweiten Integrator-Einheit in Wirkverbindung mit einer Steuerung für eine Zylinderfüllung steht.The invention relates to a method for exhaust gas temperature control for an internal combustion engine with a device for detecting an exhaust gas temperature, a specification of a maximum exhaust gas temperature and a control for mixture preparation with parameters combustion air ratio and cylinder filling, wherein when exceeding the predetermined maximum exhaust temperature in the mixture, the combustion air ratio up to Lowering a lower limit continuously or in several steps and the cylinder filling is reduced steadily or in several steps when this limit value is reached. This can be achieved by these measures, the exhaust gas temperature can be reduced without resulting in driving comfort losses. DOLLAR A The invention further relates to an apparatus for exhaust gas temperature control for an internal combustion engine having an apparatus for detecting an exhaust gas temperature, wherein the exhaust gas temperature is subtracted from a maximum exhaust gas temperature in a differential unit, wherein a difference signal of the differential unit of a first integrator unit and a second integrator unit, wherein an integrator output of the first integrator unit is in operative connection with a controller for a combustion air ratio and an integrator output of the second integrator unit is in operative connection with a controller for a cylinder filling.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung für eine Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zur Erfassung einer Abgastemperatur, einer Vorgabe einer Maximal-Abgastemperatur und einer Steuerung für eine Gemischaufbereitung mit Parametern Verbrennungsluftverhältnis und Zylinderfüllung.The The invention relates to a method for exhaust gas temperature control for an internal combustion engine with a device for detecting an exhaust gas temperature, a default a maximum exhaust gas temperature and a controller for a mixture preparation with parameters combustion air ratio and cylinder filling.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Abgastemperaturregelung für eine Brennkraftmaschine, die eine Vorrichtung zur Erfassung einer Abgastemperatur aufweist, wobei die Abgastemperatur von einer Maximalabgastemperatur in einer Differenz-Einheit abgezogen wird.The The invention further relates to a device for exhaust gas temperature control for one Internal combustion engine comprising a device for detecting an exhaust gas temperature wherein the exhaust gas temperature is from a maximum exhaust temperature is subtracted in a difference unit.

Das Abgas von Motoren kann bei hoher Last so heiß werden, dass der Abgaskrümmer und, bei aufgeladenen Motoren, die Abgasturbine, beschädigt werden können. Gleiches trifft auch für die Abgaskatalysatoren zu. Daher werden Abgastemperaturregelungen mit einem Temperatursensor eingesetzt.The Exhaust from engines can become so hot at high load that the exhaust manifold and, in turbocharged engines, the exhaust gas turbine, damaged can. The same applies to the catalytic converters to. Therefore, exhaust gas temperature regulations used with a temperature sensor.

Die OS DE 19517434 A1 beschreibt ein Verfahren zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Schiebebetrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator. Dabei wird ein Maß für die Temperatur des Katalysators bestimmt. Die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr erfolgt wenigstens abhängig vom genannten Maß, wobei überprüft wird, ob das Maß für die Temperatur des Katalysators eine Bedingung erfüllt, die für eine hohe Katalysatortemperatur charakteristisch ist und eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr nur dann erfolgt, wenn die genannte Bedingung erfüllt ist. Ein thermisch mit dem Katalysator gekoppelter Temperatursensor oder der von der Katalysatortemperatur abhängige Innenwiderstand einer in baulicher Nähe zum Katalysator angeordneten Lambdasonde können das Maß für die Katalysatortemperatur liefern.The OS DE 19517434 A1 describes a method for interrupting the fuel supply during coasting of an internal combustion engine with a catalytic converter. In this case, a measure of the temperature of the catalyst is determined. The interruption of the fuel supply is at least dependent on said measure, wherein it is checked whether the measure of the temperature of the catalyst satisfies a condition that is characteristic of a high catalyst temperature and an interruption of the fuel supply takes place only when said condition is met. A thermally coupled to the catalyst temperature sensor or dependent on the catalyst temperature internal resistance of a valve disposed in close proximity to the catalytic converter lambda probe can provide the measure of the catalyst temperature.

Sobald die Abgastemperatur in einen kritischen Bereich steigt, wird bei den bisher bekannten Abgastemperaturregelungen das Gemisch angefettet, was eine kühlende Wirkung auf das Abgas ausübt. Die Kühlwirkung ist allerdings begrenzt. So können beispielsweise bei zu starkem Anfetten des Gemisches Verbrennungsaussetzer auftreten, was zu einer deutlichen Beeinträchtigung des Rundlaufes führen kann. Wenn, trotz Anfetten, die Aussetzergrenze erreicht wird, und die Abgastemperatur immer noch im kritischen Bereich liegt, dann erfolgt bei aufgeladenen Motoren ein Umschalten auf einen kleineren Ladedruck. Nachteilig ist hierbei, dass beim Umschalten auf den niedrigeren Ladedruck eine für den Fahrzeugführer spürbare Leistungseinbuße der Brennkraftmaschine auftreten kann.As soon as the exhaust gas temperature rises to a critical range is at the previously known exhaust gas temperature controls enriched the mixture, what a cooling Exerts an effect on the exhaust gas. The cooling effect is limited, however. So can for example, if too rich enrichment of the mixture combustion misfire occur, which can lead to a significant impairment of the concentricity. If, despite enrichment, the misfire limit is reached, and the Exhaust gas temperature is still in the critical range, then takes place with supercharged engines switching to a smaller boost pressure. The disadvantage here is that when switching to the lower Boost pressure one for the driver noticeable performance penalty the internal combustion engine can occur.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung bereitzustellen, welches rechtzeitig durch gezielte Eingriffe die Abgastemperatur senken kann, ohne dass daraus Fahrkomforteinbußen resultieren. Es ist weiterhin Aufgabe, eine entsprechende Vorrichtung bereit zustellen.It Object of the invention, a method for exhaust gas temperature control to provide, which timely by targeted interventions the Reduce exhaust gas temperature, without resulting in ride comfort losses. It is a further object to provide a corresponding device to deliver.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass bei Überschreitung der vorgegebenen Maximal-Abgastemperatur im Gemisch das Verbrennungsluftverhältnis bis zu einem unteren Grenzwert stetig oder in mehreren Schritten abgesenkt und bei Erreichen dieses Grenzwertes die Zylinderfüllung stetig oder in mehreren Schritten reduziert wird. Damit wird eine effiziente Regelung der Abgastemperatur erreicht, ohne dass daraus eine Fahrkomforteinbuße infolge sprunghafter Änderungen der Leistung oder des Drehmomentes der Brennkraftmaschine resultieren.The The object of the invention relating to the method is solved by when exceeded the predetermined maximum exhaust gas temperature in the mixture, the combustion air ratio up lowered to a lower limit steadily or in several steps and when this limit value is reached, the cylinder charge is steady or reduced in several steps. This will be an efficient scheme the exhaust gas temperature, without resulting in a loss of comfort due to sudden changes the power or the torque of the internal combustion engine result.

Vorteilhaft ist es, wenn das Verbrennungsluftverhältnis und/oder die Zylinderfüllung zeitlich linear abgesenkt werden, wodurch ein besonders gutes Regelverhalten erzielt werden kann und die Anpassung für den Fahrzeugführer wenig spürbar ist.Advantageous it is when the combustion air ratio and / or the cylinder filling time be linearly lowered, creating a particularly good control behavior can be achieved and the adaptation for the driver little noticeable is.

Eine lineare Absenkung des Verbrennungsluftverhältnisses und/oder der Zylinderfüllung ergibt sich mit geringem Aufwand, wenn die Differenz zwischen der Maximal- Abgastemperatur und der Abgastemperatur als Eingangsgröße Integrator-Einheiten zugeführt werden, aus deren Ausgangsgrößen Steuersignale für das Verbrennungsluftverhältnis und die Zylinderfüllung ermittelt werden.A Linear reduction of the combustion air ratio and / or the cylinder filling results with little effort, if the difference between the maximum exhaust gas temperature and the exhaust gas temperature are fed as input integrator units, from the output variables control signals for the Combustion air ratio and the cylinder filling be determined.

Die Variation des Verbrennungsluftverhältnisses und/oder der Zylinderfüllung kann insbesondere in digital arbeitenden Systemen in Stufen realisiert werden. Dabei haben sich mindestens 4 Stufen zwischen Minimalwert und Maximalwert als vorteilhaft erwiesen, wodurch eine quasi stetige Regelung erzielt werden kann.The Variation of the combustion air ratio and / or cylinder filling can realized especially in digitally operating systems in stages become. There are at least 4 levels between minimum value and maximum value proved to be advantageous, creating a quasi-steady Regulation can be achieved.

Wird bei Unterschreiten der Maximal-Abgastemperatur die Zylinderfüllung bis zu einem oberen Grenzwert stetig erhöht und anschließend das Verbrennungsluftverhältnis bis zu einem oberen Grenzwert erhöht, kann erreicht werden, dass zum frühest möglichen Zeitpunkt wieder die volle Leistung der Brennkraftmaschine zur Verfügung steht. Weiterhin kann eine stetige Erhöhung der Zylinderfüllung während des normalen Fahrbetriebes erfolgen, während die sprunghafte Freigabe der Füllungsbegrenzung nach dem Stand der Technik nur im Leerlauf erfolgen kann.Becomes falls below the maximum exhaust gas temperature, the cylinder filling up steadily increased to an upper limit and then the Combustion air ratio increased to an upper limit, can be achieved that the earliest possible Time again, the full power of the internal combustion engine is available. Furthermore, a steady increase the cylinder filling while the normal driving operation, while the sudden release the filling limit after The prior art can only be done at idle.

Wird die erste Integrator-Einheit, die das Verbrennungsluftverhältnis steuert, bei Überschreitung der Maximal-Abgastemperatur aktiviert und wird eine Rücknahme der Anreicherung erst bei nicht verringerter Zylinderfüllung aktiviert, kann erreicht werden, dass unter möglichst vielen Betriebsbedingungen das anfetten des Abgases zur Verringerung der Abgastemperatur genutzt werden kann.Becomes the first integrator unit that controls the combustion air ratio, when exceeding the Maximum exhaust temperature activated and will be a withdrawal the enrichment is activated only when the cylinder filling has not been reduced, can be achieved that under as many operating conditions the enriching the exhaust gas used to reduce the exhaust gas temperature can be.

Wird die zweite Integrator-Einheit, die die Zylinderfüllung steuert, bei Überschreitung der Maximal-Abgastemperatur und Erreichen des unteren Grenzwertes des Verbrennungsluftverhältnisses aktiviert, kann erreicht werden, dass unter möglichst wenigen Betriebsbedingungen bei der Verringerung der Abgastemperatur eine Leistungseinbuße in Kauf genommen werden muß.Becomes the second integrator unit, which controls the cylinder filling, when exceeded the maximum exhaust gas temperature and reaching the lower limit of the combustion air ratio activated, can be achieved that under as few operating conditions in reducing the exhaust gas temperature, a loss of performance in purchasing must be taken.

Bei Saugmotoren kann beim Absenken der Zylinderfüllung eine reduzierte maximale Öffnung einer Drosselklappe erreicht werden. Bei aufgeladenen Motoren kann ein maximaler Soll-Ladedruck reduziert werden. Damit kann dieses Verfahren nicht nur bei Einspritz-Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, sondern ermöglicht eine effektive Abgastemperaturregelung ohne die Nachteile aus dem Stand der Technik auch bei Saugmotoren oder bei aufgeladenen Motoren in Kauf nehmen zu müssen.at Suction engines can reduce the cylinder filling a reduced maximum opening Throttle valve can be achieved. With supercharged engines can a maximum target boost pressure can be reduced. This can be done with this method not only be used in injection internal combustion engines, but allows an effective exhaust gas temperature control without the disadvantages of the State of the art also in naturally aspirated or supercharged engines to have to accept.

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein Differenzsignal der Differenz-Einheit einer ersten Integrator-Einheit und einer zweiten Integrator-Einheit zugeführt ist, wobei ein Integratorausgang der ersten Integrator-Einheit in Wirkverbindung mit einer Steuerung für ein Verbrennungsluftverhältnis steht und ein Integratorausgang der zweiten Integrator-Einheit in Wirkverbindung mit einer Steuerung für eine Zylinderfüllung steht. Dies ermöglicht eine effektive Abgastemperaturregelung gemäß dem oben beschriebenen Verfahren.The The object of the invention relating to the device is achieved in that a difference signal of the difference unit of a first integrator unit and a second integrator unit, wherein an integrator output the first integrator unit in operative connection with a controller for a Combustion air ratio is and an integrator output of the second integrator unit in Active connection with a control for a cylinder filling is. this makes possible an effective exhaust gas temperature control according to the method described above.

Weist die erste Integrator-Einheit Vorgaben für einen unteren Grenzwert und einen oberen Grenzwert auf und weist die zweite Integrator-Einheit Vorgaben für einen unteren Grenzwert und einen oberen Grenzwert auf, wobei die oberen Grenzwerte auf den Wert "1" begrenzt sind, kann erreicht werden, dass bei der Verringerung der Abgastemperatur durch Anfetten Verbrennungsaussetzer vermieden werden können und bei der Rücknahme der Füllungsbegrenzung ein definiert wählbarer Übergangspunkt zur Rücknahme der Anfettung geschaffen werden kann.has the first integrator unit defaults to a lower limit and an upper limit and instructs the second integrator unit specifications for one lower limit and an upper limit, with the upper Limit values are limited to the value "1" be achieved that in reducing the exhaust gas temperature through Enriching misfiring can be avoided and when taking back the filling limit a defined selectable transition point to take back the enrichment can be created.

Zur Freigabe der zweiten Integrator-Einheit ist der Integratorausgang der ersten Integrator-Einheit mit dem unteren Grenzwert der ersten Integrator-Einheit in einer Vergleichseinheit verknüpft, wobei ein Freigabesignal der Vergleichseinheit in Wirkverbindung mit der zweiten Integrator-Einheit steht. Damit wird die zweite Integrator-Einheit zur Füllungssenkung erst freigegeben, wenn die Maßnahme Senkung des Verbrennungsluftverhältnisses einen unteren Grenzwert erreicht hat, der noch einen Rundlauf der Brennkraftmaschine ohne Aussetzer gewährleistet.to Release of the second integrator unit is the integrator output the first integrator unit with the lower limit of the first Integrator unit linked in a comparison unit, where a Release signal of the comparison unit in operative connection with the second Integrator unit stands. This will be the second integrator unit for filling reduction only released when the measure Lowering the combustion air ratio has reached a lower limit, which still has a run of the Internal combustion engine guaranteed without dropouts.

Zur Freigabe der ersten Integrator-Einheit ist der Integratorausgang der zweiten Integrator-Einheit mit dem oberen Grenzwert der zweiten Integrator-Einheit in einer Vergleichseinheit verknüpft. Ein Ausgangssignal der Vergleichseinheit ist dabei mit einem Komparatorausgang eines Komparators, dem das Differenzsignal der Differenzeinheit zugeführt ist, einem ODER-Glied zugeführt, wobei ein Freigabesignal als Ausgangssignal des ODER-Gliedes in Wirkverbindung mit der zweiten Integrator-Einheit steht. Damit wird erreicht, dass die erste Integrator-Einheit erst wieder freigegeben wird, wenn die Maßnahme Füllungsabsenkung nach Unterschreitung der Maximal-Abgastemperatur wieder vollständig zurückgenommen ist.to Release of the first integrator unit is the integrator output the second integrator unit with the upper limit of the second Linked integrator unit in a comparison unit. An output signal The comparison unit is with a comparator output of a Comparator, the difference signal is supplied to the difference unit, a Supplied OR element, wherein a release signal as the output signal of the OR gate in Active connection with the second integrator unit is. This is achieved that the first integrator unit is only released again, if the measure filling reduction after falling below the maximum exhaust gas temperature completely withdrawn is.

Die beiden oben genannten Maßnahmen zur Senkung der Abgastemperatur sind gegenseitig derart verriegelt, dass zuerst eine stetige oder quasi stetige Gemisch-Anfettung erfolgt, bis diese einen Grenzwert erreicht und anschließend die negative Differenz aus Maximal-Abgastemperatur und aktueller Abgastemperatur eine stetige oder quasi stetige Füllungsabsenkung bewirkt. Beim Absinken der Abgastemperatur unter die Maximal-Abgastemperatur wird zuerst der Füllungseingriff zurückgenommen und anschließend die Maßnahme Anfetten.The both measures mentioned above to lower the exhaust gas temperature are mutually locked so that at first a steady or quasi steady mixture enrichment takes place, until it reaches a limit and then the negative difference from maximum exhaust gas temperature and current exhaust gas temperature a steady or quasi steady filling reduction causes. When the exhaust gas temperature falls below the maximum exhaust gas temperature first the filling intervention withdrawn and subsequently the measure Enriching.

Um ein Lambda < 1 einstellen zu können und damit das Gemisch anzufetten, muss die berechnete Einspritzmenge mit dem Kehrwert aus einem Lambdakorrekturwert korrigiert werden. Dies wird erreicht, in dem der Integratorausgang der ersten Integrator-Einheit zusammen mit einem "1" – Signal einer Teiler-Einheit zugeführt ist. Das Ausgangsignal der Teiler-Einheit entspricht dem Kehrwert des Integratorausganges.Around a lambda <1 to be able to adjust and thus to grease the mixture, the calculated injection quantity be corrected with the reciprocal from a lambda correction value. This is accomplished by having the integrator output of the first integrator unit together with a "1" signal from a divider unit supplied is. The output signal of the divider unit corresponds to the reciprocal value of the integrator output.

Vorteilhaft ist es, wenn die Abgastemperaturregelung als Hardware-Steuerung und/oder als Software-Steuerung realisiert ist, wobei eine Software-basierte Lösung besonders flexibel hinsichtlich einer Einarbeitung neuer Versionen während der Produktlebensdauer („update-Funktion") und/oder einer Anpassung an andere Typen von Brennkraftmaschinen ist.Advantageous it is when the exhaust gas temperature control as hardware control and / or realized as software control, being software-based solution particularly flexible with regard to incorporating new versions while Product life ("update function") and / or adjustment to other types of internal combustion engines.

Hinsichtlich der Kostensenkung ist die teilweise oder vollständige Integration der Abgastemperaturregelung in eine Motor-Steuerung vorteilhaft.Regarding The cost reduction is the partial or complete integration of the exhaust gas temperature control advantageous in a motor control.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausfüh-rungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:The Invention will be described below with reference to one shown in the figure Exporting-insurance example explained in more detail. It shows:

1 schematisch eine Abgastemperaturregelung anhand eines Blockschaltbildes. 1 schematically an exhaust gas temperature control based on a block diagram.

Beschreibung des Ausführungsbeispielesdescription of the embodiment

1 zeigt schematisch eine Vorrichtung für eine Abgastemperaturregelung 1 für eine Brennkraftmaschine. Dabei wird mittels einer hier nicht dargestellten Vorrichtung eine Abgastemperatur 13 gemessen, wobei die Abgastemperatur 13 von einer vorgegebenen Maximalabgastemperatur 12 in einer Differenz-Einheit 10 abgezogen wird. Ein Differenzsignal 11 der Differenz-Einheit 10 wird einer ersten Integrator-Einheit 20 und einer zweiten Integrator-Einheit 90 zugeführt, wobei ein Integratorausgang 21 der ersten Integrator-Einheit 20 in Wirkverbindung mit einer Steuerung für ein Verbrennungsluftverhältnis steht und ein Integratorausgang 91 der zweiten Integrator-Einheit 90 in Wirkverbindung mit einer Steuerung für eine Zylinderfüllung steht. Der Integratorausgang 21 der ersten Integrator-Einheit 20 ist zusammen mit einem "1"- Signal 80 einer Teiler-Einheit 40 zugeführt, wobei ein Ausgangsignal 41 der Teiler-Einheit 40 dem Kehrwert des Integratorausganges 21 entspricht. 1 schematically shows an apparatus for exhaust gas temperature control 1 for an internal combustion engine. In this case, by means of a device, not shown, an exhaust gas temperature 13 measured, the exhaust gas temperature 13 from a predetermined maximum exhaust gas temperature 12 in a difference unit 10 is deducted. A difference signal 11 the difference unit 10 becomes a first integrator unit 20 and a second integrator unit 90 supplied, wherein an integrator output 21 the first integrator unit 20 is in operative connection with a controller for a combustion air ratio and an integrator output 91 the second integrator unit 90 is in operative connection with a control for a cylinder filling. The integrator output 21 the first integrator unit 20 is together with a "1" signal 80 a divider unit 40 supplied, wherein an output signal 41 the divider unit 40 the reciprocal of the integrator output 21 equivalent.

Die erste Integrator-Einheit 20 besitzt Eingänge für Vorgaben für einen unteren Grenzwert 22 und einen oberen Grenzwert 23, wobei der untere Grenzwert Verbrennungsaussetzer verhindert und der obere dem Arbeitspunkt ohne Anfettung entspricht. Die zweite Integrator-Einheit 90 weist ebenfalls Vorgaben für einen unteren Grenzwert 92 und einen oberen Grenzwert 93 auf. Die oberen Grenzwerte 23, 93 sind auf den Wert "1" begrenzt.The first integrator unit 20 has inputs for lower limit values 22 and an upper limit 23 , wherein the lower limit prevents combustion misfire and the upper corresponds to the working point without enrichment. The second integrator unit 90 also specifies defaults for a lower limit 92 and an upper limit 93 on. The upper limits 23 . 93 are limited to the value "1".

Zur Freigabe der zweiten Integrator-Einheit 90 ist der Integratorausgang 21 mit dem unteren Grenzwert 22 der Integrator-Einheit 20 in einer Vergleichseinheit 70 verknüpft. Als Ausgangssignal der Vergleichseinheit 70 steht ein Freigabesignal 71 in Wirkverbindung mit der zweiten Integrator-Einheit 90. Zur Freigabe der ersten Integrator-Einheit 20 ist der Integratorausgang 91 mit dem oberen Grenzwert 93 der zweiten Integrator-Einheit 90 in einer Vergleichseinheit 60 verknüpft. Ein Ausgangssignal 61 der Vergleichseinheit 60 ist mit einem Komparatorausgang 31 eines Komparators 30, dem das Differenzsignal 11 der Differenzeinheit 10 zugeführt ist, einem ODER-Glied 50 zugeführt. Als Ausgangssignal des ODER-Gliedes 50 steht ein Freigabesignal 51 in Wirkverbindung mit der ersten Integrator-Einheit 20.To release the second integrator unit 90 is the integrator output 21 with the lower limit 22 the integrator unit 20 in a comparison unit 70 connected. As an output signal of the comparison unit 70 is a release signal 71 in operative connection with the second integrator unit 90 , To release the first integrator unit 20 is the integrator output 91 with the upper limit 93 the second integrator unit 90 in a comparison unit 60 connected. An output signal 61 the comparison unit 60 is with a comparator output 31 a comparator 30 to which the difference signal 11 the difference unit 10 is fed, an OR gate 50 fed. As an output signal of the OR gate 50 is a release signal 51 in operative connection with the first integrator unit 20 ,

Das Verfahren zur Abgastemperaturregelung 1 geht dabei von einer Regelabweichung aus der Soll-Abgastemperatur 12 und der Abgastemperatur 13 aus, die entweder sensor- oder modellbasiert sein kann, wobei das Differenzsignal 11 aus Maximal-Abgastemperatur 12 und der Abgastemperatur 13 Eingangsgröße der Integrator-Einheiten 20, 90 ist. Bei niedriger Abgastemperatur 13 liegt eine positive Regelabweichung an den Eingängen der Integrator-Einheiten 20, 90 an, wobei die Integratorausgänge 21, 91 der Integrator-Einheiten 20, 90 jeweils an den oberen Grenzwerten 23, 93 liegen, die beide auf den Wert „1" begrenzt sind. Der Integratorausgang 21 der ersten Integrator-Einheit 20 wird dabei als Lambda-Korrekturwert verwendet. Um ein Lambda < 1 einzustellen und damit das Gemisch anzufetten, muss die berechnete Einspritzmenge mit dem Kehrwert aus dem Lambda-Korrekturwert korrigiert werden. Die Kehrwertberechnung erfolgt in der Teiler-Einheit 40, wobei der Wert des Integratorausganges 21 durch ein „1"-Signal 80 geteilt wird. Das Ausgangssignal 41 der Teiler-Einheit 40 entspricht dem Faktor Anreicherung für Temperaturabsenkung.The process for exhaust gas temperature control 1 assumes a control deviation from the target exhaust gas temperature 12 and the exhaust gas temperature 13 which may be either sensor or model based, with the difference signal 11 from maximum exhaust gas temperature 12 and the exhaust gas temperature 13 Input value of the integrator units 20 . 90 is. At low exhaust gas temperature 13 there is a positive control deviation at the inputs of the integrator units 20 . 90 on, where the integrator outputs 21 . 91 the integrator units 20 . 90 each at the upper limits 23 . 93 Both are limited to the value "1." The integrator output 21 the first integrator unit 20 is used as lambda correction value. In order to set a lambda <1 and thus to grease the mixture, the calculated injection quantity must be corrected with the reciprocal from the lambda correction value. The inverse is calculated in the divider unit 40 , where the value of the integrator output 21 by a "1" signal 80 is shared. The output signal 41 the divider unit 40 corresponds to the factor enrichment for temperature reduction.

Steigt der Wert der Abgastemperatur 13 über den Wert der Maximal-Abgastemperatur 12, dann wird der Wert am Integratorausgang 21 der ersten Integrator-Einheit 20 mit der Zeit rampenförmig gesenkt, so dass durch das Anfetten des Gemischs die Abgastemperatur 13 sinkt oder zumindestens mit verringerter Rate ansteigt. Abhängig von der Höhe der Differenz zwischen Abgastemperatur 13 und Maxunal-Abgastemperatur 12 ist der Verlauf der Rampe steiler (bei großer Differenz) oder flacher. In einigen Fällen kann es jedoch vorkommen, dass der Wert am Integratorausgang 21 bereits den unteren Grenzwert 22 erreicht hat, die Abgastemperatur 13 aber immer noch zu hoch ist. Dies bedeutet, dass der Wert der Abgastemperatur 13 immer noch über den Wert der Maxunal-Abgastemperatur 12 liegt, und das Differenzsignal 11 der Differenz-Einheit 10 immer noch negativ ist. Für diesen Fall ist die Freigabebedingung für die zweite Integrator-Einheit 90 erfüllt. Dazu wird der Wert des Integratorausganges 21 mit dem unteren Grenzwert 22 in einer Funktionseinheit 70 verglichen. Bei Gleichheit wird ein Freigabesignal 71 an die zweite Integrator-Einheit 90 gegeben, welches die Integrator-Einheit 90 aktiviert. Der Wert des Integratorausganges 91 der Integrator-Einheit 90, der eine Füllungsabsenkung bewirkt, wird, abhängig von der Zeit, rampenförmig gesenkt. Dies geschieht so lange, bis die Abgastemperatur 13 auf die Maximal-Abgastemperatur 12 abgesunken ist.If the value of the exhaust gas temperature increases 13 over the value of the maximum exhaust gas temperature 12 , then the value at the integrator output 21 the first integrator unit 20 ramped down over time, so that by enriching the mixture, the exhaust gas temperature 13 decreases or at least increases at a reduced rate. Depending on the height of the difference between the exhaust gas temperature 13 and maxunal exhaust temperature 12 the course of the ramp is steeper (at large difference) or flatter. In some cases, however, it may happen that the value at the integrator output 21 already the lower limit 22 has reached the exhaust gas temperature 13 but still too high. This means that the value of the exhaust gas temperature 13 still above the value of the maxunal exhaust temperature 12 is, and the difference signal 11 the difference unit 10 still negative. In this case, the release condition is for the second integrator unit 90 Fulfills. This is the value of the integrator output 21 with the lower limit 22 in a functional unit 70 compared. When equality becomes a release signal 71 to the second integrator unit 90 given which is the integrator unit 90 activated. The value of the integrator output 91 the integrator unit 90 , which causes a lowering of filling, is lowered, depending on the time, ramped. This happens until the exhaust gas temperature 13 to the maximum exhaust gas temperature 12 has dropped.

Bei einem aufgeladenen Motor wird mit dem Faktor, der durch den Wert des Integratorausganges 91 gebildet wird, der maximale Sollladedruck abgesenkt. Die aktuelle Füllung wird bei gleicher Fahrpedalstellung ebenfalls zurückgenommen, da der aus der Fahrpedalstellung abgeleitete Fahrerwunsch eine relative Größe ist, die sich auf die maximale Füllung bezieht. Bei Saugmotoren wird mit Absenken der Füllung über eine elektronische Motorfüllungssteuerung (EGAS-Steuerung) das vollständige Öffnen der elektrisch verstellbaren Drosselklappe verhindert.For a supercharged engine, the factor is determined by the value of the integrator output 91 is formed, the maximum target boost pressure lowered. The current filling is also withdrawn at the same accelerator pedal position, as derived from the accelerator pedal position driver request is a relative size that refers to the maximum fill. In naturally aspirated engines, lowering the charge via an electronic engine fill control (EGAS control) prevents full opening of the electrically adjustable throttle.

Fährt der Fahrzeugführer mit geringerer Last, sinkt die Abgastemperatur 13 wieder. Dann wird zunächst die Füllungsabsenkung zurückgenommen. Der Wert des Integratorausganges 91 steigt wieder an. Sobald dieser den Wert des oberen Grenzwertes 93 der zweiten Integrator-Einheit 90 erreicht hat, wird ein Freigabesignal 51 für die erste Integrator-Einheit 20 durchgeschaltet. Dies geschieht dadurch, dass in einer Funktionseinheit 60 der Wert des Integratorausganges 91 mit dem oberen Grenzwert 93 der Integrator-Einheit 90 verglichen wird. Bei Gleichheit wird ein Ausgangssignal 61 an den einen Eingang eines ODER-Gliedes 50 geleitet, welches das Freigabesignal 51 für die erste Integrator-Einheit 20 durchschaltet. Damit wird erreicht, dass die Rücknahme der Anreicherung erst wieder freigegeben ist, wenn die Füllungsabsenkung ganz aufgehoben ist, was der Fall ist, wenn der Wert des Integratorausganges 91 wieder den oberen Grenzwert 93 erreicht hat.If the driver drives with less load, the exhaust gas temperature drops 13 again. Then first the filling reduction is withdrawn. The value of the integrator output 91 rises again. Once this is the value of the upper limit 93 the second integrator unit 90 has reached, a release signal 51 for the first integrator unit 20 connected through. This happens because in a functional unit 60 the value of the integrator output 91 with the upper limit 93 the integrator unit 90 is compared. When equality becomes an output signal 61 to the one input of an OR gate 50 passed, which the release signal 51 for the first integrator unit 20 turns on. This ensures that the return of the enrichment is released only when the charge reduction is completely eliminated, which is the case when the value of the integrator output 91 again the upper limit 93 has reached.

Mit diesem Verfahren kann erreicht werden, dass die Abgastemperaturregelung 1 derart realisiert werden kann, dass die Kraftstoffanreicherung, der Stelleingriff „Anfetten", und, in einer zweiten Maßnahmenstufe, das Zurücknehmen der Füllung kontinuierlich geschieht, so dass ein sprunghaftes Umschalten um einen festen Betrag vermieden wird. Denkbar ist auch eine, in kleinen Stufen arbeitende Anpassung der Stelleingriffe „Anfetten" und/oder „Füllungssenkung", wobei bei digital arbeitenden Systemen 2''-Stufen besonders vorteilhaft sein können.With this procedure can be achieved that the exhaust gas temperature control 1 can be realized in such a way that the fuel enrichment, the "enrichment" control action, and, in a second measure, the refilling of the charge continuously occurs, so that a sudden changeover by a fixed amount is avoided.Also conceivable is a working in small stages Adjustment of the control inputs "enrichment" and / or "filling reduction", whereby in digitally operating systems 2 '' Levels can be particularly advantageous.

Die zuvor beschriebene Abgastemperaturregelung 1 kann als Hardware-Steuerung und/oder als Software-Steuerung realisiert sein. Vorteilhaft ist eine teilweise oder vollständige Integration in eine vorhandene Motor-Steuerung.The exhaust gas temperature control described above 1 can be implemented as hardware control and / or as software control. Advantageous is a partial or complete integration into an existing engine control.

Vorteilhaft ist für den Fahrkomfort, dass der Fahrer von diesen Maßnahmen durch die stetige oder in mehreren Stufen eingreifende Steuerung weniger spürt und zugleich aber wirksam die Abgastemperatur 13 auf unkritische Werte geregelt werden kann.It is advantageous for the ride comfort that the driver of these measures by the steady or in several stages intervening control less and at the same time effective but the exhaust gas temperature 13 can be regulated to uncritical values.

Claims (15)

Verfahren zur Abgastemperaturregelung für eine Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zur Erfassung einer Abgastemperatur (13), einer Vorgabe einer Maximal-Abgastemperatur (12) und einer Steuerung für eine Gemischaufbereitung mit Parametern Verbrennungsluftverhältnis und Zylinderfüllung, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung der vorgegebenen Maximal-Abgastemperatur (12) im Gemisch das Verbrennungsluftverhältnis bis zu einem unteren Grenzwert (22) stetig oder in mehreren Schritten abgesenkt und bei Erreichen dieses Grenzwertes (22) die Zylinderfüllung stetig oder in mehreren Schritten reduziert wird.Method for exhaust-gas temperature control for an internal combustion engine with an apparatus for detecting an exhaust gas temperature ( 13 ), a specification of a maximum exhaust gas temperature ( 12 ) and a controller for a mixture preparation with parameters combustion air ratio and cylinder filling, characterized in that when exceeding the predetermined maximum exhaust gas temperature ( 12 ) in the mixture, the combustion air ratio up to a lower limit ( 22 ) is lowered continuously or in several steps and when this limit value ( 22 ) the cylinder filling is reduced steadily or in several steps. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungsluftverhältnis und/oder die Zylinderfüllung zeitlich linear abgesenkt werden.Method according to claim 1, characterized in that that the combustion air ratio and / or the cylinder filling be linearly reduced in time. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der Maximal-Abgastemperatur (12) und der Abgastemperatur (13) als Eingangsgröße Integrator-Einheiten (20, 90) zugeführt wird, aus deren Ausgangsgrößen Steuersignale für das Verbrennungsluftverhältnis und die Zylinderfüllung ermittelt werden.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the difference between the maximum exhaust gas temperature ( 12 ) and the exhaust gas temperature ( 13 ) as input integrator units ( 20 . 90 ), from whose output variables control signals for the combustion air ratio and the cylinder charge are determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungsluftverhältnis und/oder die Zylinderfüllung in mindestens 4 Stufen zwischen Minimalwert und Maximalwert variiert wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the combustion air ratio and / or the cylinder filling varies between minimum value and maximum value in at least 4 levels becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten der Maximal-Abgastemperatur (12) die Zylinderfüllung bis zu einem oberen Grenzwert (93) stetig erhöht und anschließend das Verbrennungsluftverhältnis bis zu einem oberen Grenzwert (23) erhöht wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that falls below the maximum exhaust gas temperature ( 12 ) the cylinder filling up to an upper limit ( 93 ) and then increasing the combustion air ratio to an upper limit ( 23 ) is increased. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Integrator-Einheit (20), die das Verbrennungsluftverhältnis steuert, bei Überschreitung der Maximal-Abgastemperatur (12) aktiviert wird und eine Rücknahme der Anreicherung erst bei nicht verringerter Zylinderfüllung aktiviert wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the integrator unit ( 20 ), which controls the combustion air ratio, when the maximum exhaust gas temperature ( 12 ) is activated and a withdrawal of enrichment is activated only when not reduced cylinder filling. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Integrator-Einheit (90), die die Zylinderfüllung steuert, bei Überschreitung der Maximal-Abgastemperatur (12) und Erreichen des unteren Grenzwertes (22) des Verbrennungsluftverhältnisses aktiviert wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the integrator unit ( 90 ), which controls the cylinder filling, when exceeding the maximum exhaust gas temperature ( 12 ) and reaching the lower limit ( 22 ) of the combustion air ratio is activated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Absenken der Zylinderfüllung bei Saugmotoren durch eine reduzierte maximale Öffnung einer Drosselklappe erreicht wird und bei aufgeladenen Motoren ein maximaler Soll-Ladedruck reduziert wird.Method according to one of the claims 1 to 7 , characterized in that the lowering of the cylinder charge is achieved in naturally aspirated engines by a reduced maximum opening of a throttle valve and a maximum target boost pressure is reduced in supercharged engines. Vorrichtung zur Abgastemperaturregelung (1) für eine Brennkraftmaschine, die eine Vorrichtung zur Erfassung einer Abgastemperatur (13) aufweist, wobei die Abgastemperatur (13) von einer Maximalabgastemperatur (12) in einer Differenz-Einheit (10) abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Differenzsignal (11) der Differenz-Einheit (10) einer ersten Integrator-Einheit (20) und einer zweiten Integrator-Einheit (90) zugeführt ist, wobei ein Integratorausgang (21) der ersten Integrator-Einheit (20) in Wirkverbindung mit einer Steuerung für ein Verbrennungsluftverhältnis steht und ein Integratorausgang (91) der zweiten Integrator-Einheit (90) in Wirkverbindung mit einer Steuerung für eine Zylinderfüllung steht.Device for exhaust gas temperature control ( 1 ) for an internal combustion engine having an apparatus for detecting an exhaust gas temperature ( 13 ), wherein the exhaust gas temperature ( 13 ) of a Maximalab gas temperature ( 12 ) in a difference unit ( 10 ), characterized in that a difference signal ( 11 ) of the difference unit ( 10 ) of a first integrator unit ( 20 ) and a second integrator unit ( 90 ), wherein an integrator output ( 21 ) of the first integrator unit ( 20 ) is in operative connection with a controller for a combustion air ratio and an integrator output ( 91 ) of the second integrator unit ( 90 ) is in operative connection with a control for a cylinder filling. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Integrator-Einheit (20) Vorgaben für einen unteren Grenzwert (22) und einen oberen Grenzwert (23) aufweist und die zweite Integrator-Einheit (90) Vorgaben für einen unteren Grenzwert (92) und einen oberen Grenzwert (93) aufweist, wobei die oberen Grenzwerte (23, 93) auf den Wert "1" begrenzt sind.Device according to claim 9 , characterized in that the first integrator unit ( 20 ) Specifications for a lower limit ( 22 ) and an upper limit ( 23 ) and the second integrator unit ( 90 ) Specifications for a lower limit ( 92 ) and an upper limit ( 93 ), the upper limits ( 23 . 93 ) are limited to the value "1". Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Freigabe der Integrator-Einheit (90) der Integratorausgang (21) mit dem unteren Grenzwert (22) der Integrator-Einheit (20) in einer Vergleichseinheit (70) verknüpft ist und ein Freigabesignal (71) der Vergleichseinheit (70) in Wirkverbindung mit der zweiten Integrator-Einheit (90) steht.Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that for enabling the integrator unit ( 90 ) the integrator output ( 21 ) with the lower limit ( 22 ) of the integrator unit ( 20 ) in a comparison unit ( 70 ) and a release signal ( 71 ) of the comparison unit ( 70 ) in operative connection with the second integrator unit ( 90 ) stands. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Freigabe der ersten Integrator-Einheit (20) der Integratorausgang (91) mit dem oberen Grenzwert (93) der zweiten Integrator-Einheit (90) in einer Vergleichseinheit (60) verknüpft ist, und ein Ausgangssignal (61) der Vergleichseinheit (60) mit einem Komparatorausgang (31) eines Komparators (30), dem das Differenzsignal (11) der Differenzeinheit (10) zugeführt ist, einem ODER-Glied (50) zugeführt ist, und ein Freigabesignal (51) als Ausgangssignal des ODER-Gliedes (50) als Freigabesignal in Wirkverbindung mit der zweiten Integrator-Einheit (90) steht.Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that for releasing the first integrator unit ( 20 ) the integrator output ( 91 ) with the upper limit ( 93 ) of the second integrator unit ( 90 ) in a comparison unit ( 60 ) and an output signal ( 61 ) of the comparison unit ( 60 ) with a comparator output ( 31 ) of a comparator ( 30 ), the difference signal ( 11 ) of the difference unit ( 10 ), an OR gate ( 50 ), and an enable signal ( 51 ) as an output signal of the OR gate ( 50 ) as an enable signal in operative connection with the second integrator unit ( 90 ) stands. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Integratorausgang (2l) der ersten Integrator-Einheit (20) zusammen mit einem "1" – Signal (80) einer Teiler-Einheit (40) zugeführt ist und ein Ausgangsignal (41) der Teiler-Einheit (40) dem Kehrwert des Integratorausganges (21) entspricht.Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the integrator output ( 2l ) of the first integrator unit ( 20 ) together with a "1" signal ( 80 ) of a divider unit ( 40 ) and an output signal ( 41 ) of the divider unit ( 40 ) the reciprocal of the integrator output ( 21 ) corresponds. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgastemperaturregelung (1) als Hardware-Steuerung und/oder als Software-Steuerung realisiert ist.Device according to one of the claims 9 to 13 , characterized in that the exhaust gas temperature control ( 1 ) is realized as hardware control and / or as software control. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgastemperaturregelung (1) teilweise oder vollständig in eine Motor-Steuerung integriert ist.Device according to one of the claims 9 to 14 , characterized in that the exhaust gas temperature control ( 1 ) is partially or completely integrated in a motor control.
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