DE102006034685A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welche einerseits das maximale Potential der Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches hinsichtlich eines wirtschaftlichen Betriebes und einer wirksamen Nachbehandlung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine ausschöpfen und andererseits die Ressourcen der Mittel zur Steuerung und Regelung einer Verbrennungskraftmaschine möglichst wenig beanspruchen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine während des Betriebes der Regelung in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine eine Regelstreckenidentifikation zur Bestimmung von Regelstreckenparametern durchgeführt wird und in Abhängigkeit der Regelstreckenparameter eine Auswahl von Parametern der Regelung erfolgt, welche dem weiteren Betrieb der Regelung zu Grunde gelegt werden, wobei die Bestimmung des Zusammenhanges zwischen den Regelstreckenparametern und den Parametern der Regelung nicht während des Betriebes der Regelung erfolgt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine mit den in den Oberbegriffen der Patentansprüche genannten Merkmalen.
  • Es ist allgemein bekannt, zum wirtschaftlichen Betrieb und zur wirksamen Nachbehandlung der Abgase einer Verbrennungskraftmaschine Verfahren und Vorrichtungen zur Vorsteuerung und Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einzusetzten, welches einer Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird.
  • Gemäß der DE 38 10 829 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorsteuerung und Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, welches einer Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, beschrieben. Dabei wird das Signal eines Sauerstoffsensors, der im Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, in einen Kraftstoff-Luft-Gemisch-Istwert umgewandelt und dieser wird mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwert verglichen, der abhängig von den jeweils aktuellen Werten von Betriebsgrößen der Verbrennungskraftmaschine von einem Sollwertgebermittel geliefert wird. Ein Mittel zum Regeln bildet abhängig von der Differenz zwischen den beiden genannten Werten eine Regelstellgröße, üblicherweise einen Regelfaktor, der dazu dient, eine den Kraftstoffanteil darstellende Größe regelnd zu korrigieren. Da jedoch zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die den Kraftstoffanteil darstellende Größe verändert wird, etwa aufgrund einer Änderung des Regelfaktors oder aufgrund einer Änderung der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem diese Änderung von dem Sauerstoffsensor festgestellt wird, eine Zeitspanne vergeht, die von der Ansprechzeit des Sauerstoffsensors und überwiegend der Gaslaufzeit zwischen der Kraftstoffzumesseinrichtung und dem Sauerstoffsensor abhängt, ist es vorgesehen, bei einer Änderung der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine den neu ausgelesenen Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwert nicht direkt zum Vergleich mit dem Kraftstoff-Luft-Gemisch-Istwert heranzuziehen. Vielmehr wird die Weitergabe des neu bestimmten Kraftstoff-Luft- Gemisch-Sollwertes, zum genannten Vergleich, um die Zeitspanne verzögert, die im Wesentlichen der Summe oben genannter Ansprechzeit des Sauerstoffsensors und der Gaslaufzeit entspricht.
  • Aus dem Fachbuch „Handbuch Verbrennungsmotor", Hrsg. Richard von Basshuysen, Fred Schäfer, 2. Auflage, Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Juni 2002, Seiten 559–561 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorsteuerung und Regelung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches vorbekannt, bei der ein Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwert, zur Berücksichtigung der Gaslaufzeiten und des Sensorverhaltens, mittels eines Filters gefiltert wird.
  • Wie aus der DE 10 2005 004 441 B3 vorbekannt, kann das Streckenverhalten einer Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch einen Tiefpassfilter beschrieben werden. Mit anderen Worten werden mittels eines Tiefpassfilters die Ansprechzeit des Sauerstoffsensors und die Gaslaufzeit zwischen der Kraftstoffzumesseinrichtung und dem Sauerstoffsensor nachgebildet. Insbesondere wird ein vorgegebener Kraftstoff-Luft-Gemisch-Wert mittels dieses Filters gefiltert. Zur betriebspunktabhängigen Einstellung dieses Tiefpassfilters sind zwei Kennfelder vorgesehen, denen Informationen über eine Totzeit und eine Verzögerungszeit in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in Abhängigkeit der Last und der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, entnommen werden können. Die Informationen über die Totzeit und die Verzögerungszeit in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine werden bevorzugt vorab durch Versuche oder Simulationen ermittelt.
  • Allgemein liegen den Vorrichtungen und Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gemäß dem Stand der Technik, welches einer Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, robust ausgelegte Regelalgorithmen zu Grunde. Insbesondere werden häufig so genannte PID-Regler zu diesem Zweck eingesetzt, welche eher konservativ ausgelegt sind, so dass Serienstreuungen, Alterungs- und Drifteffekte über die Standzeit der Verbrennungskraftmaschine in jedem Fall berücksichtigt werden. Folglich wird durch diese konservative Auslegung nicht das gesamte Potential der Regelung hinsichtlich eines wirtschaftlichen Betriebes und zur wirksamen Nachbehandlung der Abgase eines Verbrennungsmotors ausgeschöpft, vielmehr wird eine Bedatung der Parameter des jeweiligen Reglers an einer geringen Anzahl von Fahrzeugen optimiert und gilt für eine gesamte Serie.
  • Weiterhin sind aus der DE 102 34 687 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine vorbekannt, wobei eine während des Betriebes selbsteinstellende Regelung beschrieben ist, die eine Regelstreckenidentifikation umfasst und auf Grundlage der Regelstreckenidentifikation eine Einstellung der Parameter der Regelung in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen einer Verbrennungskraftmaschine erfolgt. Dabei wird ein komplexer Algorithmus zur Einstellung der Parameter der Regelung genutzt.
  • Es ist jedoch von Nachteil, dass derartige selbsteinstellende Regelungen mit einer Regelstreckenidentifikation und einer darauf basierenden Einstellung der Parameter der Regelung ständig die Stabilität der Regelung überprüfen und sicherstellen müssen. Insbesondere Übergänge zwischen einzelnen Einstellungen der Parameter der Regelung, die zur Laufzeit aus der Regelstreckenidentifikation berechnet werden, sind stets als kritisch zu bewerten.
  • Gemäß der DE 102 34 687 A1 werden für die Übergänge zwischen den einzelnen Einstellungen der Parameter der Regelung so genannte Dämpfungsregeleingaben in Abhängigkeit der Änderungsrate der Regelgröße und/oder der Änderungsrate der Regelgröße und eines Referenzwertes berechnet, wodurch die Stabilität der Regelung bei Übergängen zwischen einzelnen Einstellungen der Parameter der Regelung sichergestellt ist.
  • Dabei ist es von Nachteil, dass diese zusätzlichen Berechnungen zusätzlichen algorithmischen Aufwand darstellen und wertvolle Ressourcen der Mittel zur Steuerung und Regelung einer Verbrennungskraftmaschine in Anspruch nehmen. Häufig werden daher nur Entwurfsverfahren zur Regelstreckenidentifikation und zur Berechnung der Dämpfungsregeleingaben eingesetzt, die einen bestimmten numerischen Aufwand nicht überschreiten, was wiederum einen Qualitätsverlust hinsichtlich der Güte der Regelung zur Folge hat.
  • Aufgabe
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welche einerseits das maximale Potential der Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches hinsichtlich eines wirtschaftlichen Betriebes und einer wirksamen Nachbehandlung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine ausschöpfen und andererseits die Ressourcen der Mittel zur Steuerung und Regelung der Verbrennungskraftmaschine möglichst wenig beanspruchen.
  • Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine während des Betriebes der Regelung in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine eine Regelstreckenidentifikation zur Bestimmung von Regelstreckenparametern durchgeführt wird und in Abhängigkeit der Regelstreckenparameter eine Auswahl von Parametern der Regelung erfolgt, welche dem weiteren Betrieb der Regelung zu Grunde gelegt werden, wobei die Bestimmung des Zusammenhanges zwischen den Regelstreckenparametern und den Parametern der Regelung nicht während des Betriebes der Regelung erfolgt.
  • Die Regelstreckenparameter sind dabei bevorzugt eine Verzögerungszeit und eine Totzeit, welche die Regelstrecke in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine beschreiben. Die Regelstreckenparameter und die Parameter der Regelung werden zweckmäßigerweise über ein oder mehrere Kennfelder miteinander verknüpft. Der Zusammenhang zwischen den Regelstreckenparametern und den Parametern der Regelung wird nicht während des Betriebes der Regelung, sondern im Rahmen eines einmaligen universellen Entwurfes der Regelung hergestellt. Mit anderen Worten findet erfindungsgemäß die Bestimmung des Zusammenhanges zwischen Regelstreckenparametern und den Parametern der Regelung nicht während des Betriebes der Regelung statt, sondern es werden vorab, beispielsweise mittels eines qualitativ hochwertigen und komplexen Regelungsentwurfsalgorithmus alle möglichen Kombinationen von Regelstreckenparametern und den Parametern der Regelung bestimmt. Auf diese Weise erfolgt während des Betriebes der Regelung lediglich eine Bestimmung der Verzögerungszeit und der Totzeit der Regelstrecke, auf deren Grundlage wiederum eine Auswahl von Parametern der Regelung durchgeführt wird, welche dem weiteren Betrieb der Regelung zu Grunde gelegt werden, wobei die Zuordnung der Verzögerungszeit und der Totzeit mit den vorab bestimmten Parametern der Regelung, bevorzugt mittels eines oder mehrerer Kennfelder erfolgt.
  • Da nun alle möglichen Zusammenhänge zwischen Regelstreckenparametern und den Parametern der Regelung schon vorab bestimmt werden, beispielsweise im Rahmen einer nichtlinearen Optimierung, sind Übergänge zwischen einzelnen Einstellungen der Parameter der Regelung in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine erfindungsgemäß vorteilhaft hinsichtlich der Stabilität der Regelung schon vorab überprüft und sichergestellt und müssen nicht während des Betriebes der Regelung überprüft und sichergestellt werden.
  • Dadurch, dass die Bestimmung des Zusammenhangs zwischen Regelstreckenparametern und den Parametern der Regelung nicht während des Betriebes der Regelung erfolgt, werden erfindungsgemäß vorteilhaft keine Ressourcen der Mittel zur Steuerung und Regelung einer Verbrennungskraftmaschine beansprucht. Vielmehr ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, ohne eine Ressourcenbeschränkung, einen beliebig hoch qualitativen, komplexen Regelungsentwurfsalgorithmus zu verwenden, um eine möglichst hohe Güte der Regelung zu erreichen, um auf diese Weise das maximale Potential der Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches hinsichtlich eines wirtschaftlichen Betriebes und einer wirksamen Nachbehandlung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine auszuschöpfen.
  • Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass Serienstreuungen, Alterungs- und Drifteffekte über die Standzeit der Verbrennungskraftmaschine nicht schon beim Entwurf der Regelung auf Kosten der Regelgüte vorgehalten werden müssen, sondern erfindungsgemäß durch die während des Betriebes der Regelung aktive Regelstreckenidentifikation in jedem Fall berücksichtigt werden.
  • Erfindungsgemäß wird weiterhin zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens eine Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, wobei die Verbrennungskraftmaschine die Regelstrecke einer Regelung bildet und ein Sauerstoffsensor, der im Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, in Verbindung mit einem Mittel zur Regelung steht. Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein Kennfeld zur Bereitstellung eines Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwertes, das mit dem Mittel zur Regelung verbunden ist, wobei das Mittel zur Regelung ebenfalls mit einer Mischstelle verbunden ist. Darüber hinaus ist ein Kennfeld zur Bereitstellung eines Kraftstoff-Luft-Gemisch-Vorsteuerwertes mit der Mischstelle verbunden und ein Mittel zur Regelstreckenidentifikation ist mit dem Signalfluss vor und nach der Regelstrecke verbunden. Weiterhin ist das Mittel zur Regelstreckenidentifikation mit einem Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter verbunden. Das Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter ist zur Bereitstellung der Regelstreckenparameter mit einem oder mehreren Kennfeldern verbunden, wobei das oder die Kennfelder die Parameter einer Regelung umfassen. Außerdem sind das oder die Kennfelder zur Bereitstellung der Parameter einer Regelung mit dem Mittel zur Regelung verbunden und das Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter zur Bereitstellung der Regelstreckenparameter ist mit dem Kennfeld zur Bereitstellung eines Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwertes verbunden.
  • Ausführungsbeispiel
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Figur und anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben.
  • Hierbei zeigt:
  • 1: eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführung der Erfindung.
  • 1 zeigt eine Ausführung einer Vorrichtung, die eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine 1 ermöglicht. Dabei stellt die Verbrennungskraftmaschine 1 die Regelstrecke einer Regelung dar, wobei das Signal 2 eines nicht dargestell ten Sauerstoffsensors, der im Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine 1 angeordnet ist, einem Mittel zur Regelung 3 zugeführt wird. Das Mittel zur Regelung 3 ist beispielsweise als so genannter PID-Regler ausgeführt, dem weiterhin die allgemein bekannten Parameter einer Regelung, die Verstärkung Kp, die Vorhaltzeit Tv und die Nachstellzeit Tn zugeführt werden. Dem Mittel zur Regelung 3 wird darüber hinaus ein Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwert über ein Kennfeld 4 bereitgestellt. Der Ausgang des Mittels zur Regelung 3 steht mit einer Mischstelle 5 in Verbindung. Der Mischstelle 5 wird weiterhin ein Kraftstoff-Luft-Gemisch-Vorsteuerwert, beispielsweise aus einem Kennfeld 6 in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine 1, zugeführt, wobei die Betriebsbedingungen bevorzugt die Last und die Drehzahl der zu Grunde liegenden Verbrennungskraftmaschine 1 repräsentieren. Weiterhin ist ein Mittel zur Regelstreckenidentifikation 7 vorgesehen, welches jeweils Verbindungen mit dem Signalfluss vor und nach der Regelstrecke aufweist. Dieses Mittel zur Regelstreckenidentifikation 7 ist wiederum mit einem Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter 8 verbunden, das in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine 1 und zusammen mit dem Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter 7 die Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und Totzeit Tt, welche die Regelstrecke in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine 1 beschreiben, bereitstellt. Das Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter 8 ist außerdem mit einem oder mehreren Kennfeldern 9 verbunden, welche die Parameter der Regelung Kp, Tv und Tn umfassen, die dem Mittel zur Regelung 3 zugeführt werden, so dass an dem Kennfeld oder den Kennfeldern 9 die Regeistreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und Totzeit Tt anliegen. Weiterhin ist das Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter 8 mit dem Kennfeld 4 verbunden, so dass an dem Kennfeld 4 die Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und Totzeit Tt anliegen.
  • In einer möglichen Ausführung werden die Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und Totzeit Tt durch das Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter 8 auf Grundlage der zugeführten Größen Last und die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 1 und auf Grundlage der durch die Mittel zur Regelstreckenidentifikation 7 gewonnenen Informationen über die Regeistreckenparameter- Verzögerungszeit T1 und Totzeit Tt mittels eines experimentell ermittelten physikalischen Zusammenhanges berechnet.
  • Die Gewinnung von Informationen über die Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und Totzeit Tt durch die Mittel zur Regelstreckenidentifikation 7 wird in einer möglichen Ausführung auf Grundlage einer Analyse der Welleneigenschaften des Signals 2 des Sauerstoffsensors, beispielsweise einer Analyse der Amplitude und der Frequenz dieses Signals 2, sowie einer nichtlinearen Optimierung bei angenommener Verzögerungszeit T1-Totzeit-Tt-Struktur der Regelstrecke, durchgeführt.
  • Die nunmehr beschriebene Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine 1 ermöglicht nun eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine 1 und dem damit verbundenen Betrieb der Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt erfindungsgemäß zunächst in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine 1, beispielsweise der Last und der Drehzahl, auf Grundlage der Mittel zur Regelstreckenidentifikation 7, eine Gewinnung von Informationen über die Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und Totzeit Tt, welche dem Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter 8 zugeführt werden. Auf Grundlage der Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter 8 werden nun weiterhin in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine 1, beispielsweise der Last und der Drehzahl, aufgrund eines experimentell ermittelten, physikalischen Zusammenhanges die aktuelle Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und die Totzeit Tt berechnet. Die aktuelle Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und die Totzeit Tt werden nun erfindungsgemäß dem oder den Kennfeldern 9 zugeführt. Über das oder die Kennfelder 9 erfolgt erfindungsgemäß eine Verknüpfung der aktuellen Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und der Totzeit Tt mit den Reglerparametern Kp, Tv und Tn, so dass dem Mittel zur Regelung 3 die Parameter der Regelung Kp, Tv und Tn in Abhängigkeit der Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und der Totzeit Tt zugeführt werden. Weiterhin wird dem Mittel zur Regelung 3 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwert über ein Kennfeld 4 in Abhän gigkeit der Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und der Totzeit Tt bereitgestellt. Erfindungsgemäß erfolgt die Bestimmung des Zusammenhanges zwischen der Verzögerungszeit T1 und der Totzeit Tt mit den Reglerparametern Kp, Tv und Tn nicht während des Betriebes der Regelung, sondern vorab bei der Auslegung der Regelung, beispielsweise mittels eines hoch qualitativen komplexen Regelungsentwurfsalgorithmus.
  • Während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine 1 wird der Verbrennungskraftmaschine 1 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch-Vorsteuerwert, beispielsweise aus einem Kennfeld 6, zugeführt. Beeinflussen nun Störgrößen den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1, die nicht durch den Kraftstoff-Luft-Gemisch-Vorsteuerwert berücksichtigt werden, ergibt sich eine Differenz zwischen dem von dem Sauerstoffsensor im Abgaskanal gemessenen Signal 2, das dem Mittel zur Regelung 3 zugeführt wird, und dem Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwert, der dem Mittel zur Regelung 3 über das Kennfeld 4 bereitgestellt wird. Auf Grundlage der Mittel zur Regelstreckenidentifikation 7 und der Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter 8 sowie der Verknüpfung der aktuellen Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und der Totzeit Tt mit den Parametern der Regelung Kp, Tv und Tn über das oder die Kennfelder 9 liegen am Mittel zur Regelung 3 die Parameter der Regelung Kp, Tv und Tn an, welche als optimal anzusehen sind, da diese auf der ermittelten Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und der Totzeit Tt basieren und die Regelstreckenparameter-Verzögerungszeit T1 und die Totzeit Tt vorab mit den Parametern der Regelung Kp, Tv und Tn, mittels eines hoch qualitativen komplexen Regelungsentwurfsalgorithmus, in Zusammenhang gebracht wurden.
  • Auf Grundlage der Differenz zwischen dem von dem Sauerstoffsensor im Abgaskanal gemessenen Signal 2 und dem Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwert sowie den Parametern der Regelung Kp, Tv und Tn erfolgt allgemein bekannt die Bildung eines Regelfaktors, welcher an der Mischstelle 5 mit dem Kraftstoff-Luft-Gemisch-Vorsteuerwert gemischt wird, so dass der Differenz zwischen dem von dem Sauerstoffsensor im Abgaskanal gemessenen Signal 2 und dem Kraftstoff-Luft-Gemisch-Soliwert entgegengewirkt wird.
  • 1
    Verbrennungskraftmaschine
    2
    Signal des Sauerstoffsensors
    3
    Mittel zur Regelung
    4
    Kennfeld Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwert
    5
    Mischstelle
    6
    Kennfeld Kraftstoff-Luft-Gemisch-Vorsteuerwert
    7
    Mittel zur Regelstreckenidentifikation
    8
    Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter
    9
    Kennfeld oder Kennfelder Verknüpfung Reglerparameter und Regelstreckenparameter
    Kp
    Verstärkung; Parameter der Regelung
    T1
    Verzögerungszeit; Regelstreckenparameter
    Tt
    Totzeit; Regelstreckenparameter
    Tn
    Nachstellzeit; Parameter der Regelung
    Tv
    Vorhaltzeit; Parameter der Regelung

Claims (11)

  1. Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebes der Regelung eine Regelstreckenidentifikation zur Bestimmung von Regelstreckenparametern durchgeführt wird und in Abhängigkeit der Regelstreckenparameter eine Auswahl von Parametern der Regelung erfolgt, welche dem weiteren Betrieb der Regelung zu Grunde gelegt werden, wobei die Bestimmung des Zusammenhanges zwischen den Regelstreckenparametern und den Parametern der Regelung nicht während des Betriebes der Regelung erfolgt.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelstreckenidentifikation in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine (1) erfolgt.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbedingungen die Last und die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine (1) sind.
  4. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelstreckenparameter die Verzögerungszeit (T1) und die Totzeit (Tt) sind.
  5. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter der Regelung die Verstärkung (Kp), die Vorhaltzeit (Tv) und die Nachstellzeit (Tn) sind.
  6. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Parameter der Regelung (Kp), (Tv) und (Tn) auf Grundlage einer Verknüpfung der Regelstreckenparameter (T1), (Tt) mit einem oder mehreren Kennfeldern (9) erfolgt, welche die Parameter der Regelung (Kp), (Tv) und (Tn) enthalten.
  7. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Zusammenhanges zwischen den Regelstreckenparametern (T1), (Tt) und den Parametern der Regelung (Kp), (Tv) und (Tn) mittels eines Regelungsentwurfsalgorithmus erfolgt, der alle möglichen Kombinationen von Regelstreckenparametern (T1), (Tt) und den Parametern der Regelung (Kp), (Tv) und (Tn) bestimmt.
  8. Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass – die Verbrennungskraftmaschine (1) die Regelstrecke einer Regelung bildet, – ein Sauerstoffsensor, der im Abgaskanal der Verbrennungskraftmaschine (1) angeordnet ist, in Verbindung mit einem Mittel zur Regelung (3) steht, – ein Kennfeld (4) zur Bereitstellung eines Kraftstoff-Luft-Gemisch-Sollwertes mit dem Mittel zur Regelung (3) verbunden ist, – das Mittel zur Regelung (3) mit einer Mischstelle (5) verbunden ist, – ein Kennfeld (6) zur Bereitstellung eines Kraftstoff-Luft-Gemisch-Vorsteuerwertes mit der Mischstelle (5) verbunden ist, – ein Mittel zur Regelstreckenidentifikation (7) mit dem Signalfluss vor und nach der Regelstrecke verbunden ist, – das Mittel zur Regelstreckenidentifikation (7) mit einem Mittel zur Bestimmung von Regelstreckenparametern (8) verbunden ist, – das Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter (8) zur Bereitstellung der Regelstreckenparameter mit einem oder mehreren Kennfeldern (9) verbunden ist, wobei das oder die Kennfelder (9) die Parameter einer Regelung umfassen, – das oder die Kennfelder (9) zur Bereitstellung der Parameter einer Regelung mit dem Mittel zur Regelung (3) verbunden sind, – das Mittel zur Bestimmung der Regelstreckenparameter (8) zur Bereitstellung der Regelstreckenparameter mit dem Kennfeld (4) verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Regelung (3) als PID-Regler ausgeführt ist.
  10. Vorrichtung nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelstreckenparameter die Verzögerungszeit (T1) und die Totzeit (Tt) sind.
  11. Vorrichtung nach Patentanspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter der Regelung die Verstärkung (Kp), die Vorhaltzeit (Tv) und die Nachstelizeit (Tn) sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011121200A1 (de) * 2011-12-16 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Druckluftregelung mittels adaptiver Vorsteuerung

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DE102011121200A1 (de) * 2011-12-16 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Druckluftregelung mittels adaptiver Vorsteuerung

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