DE102018124943A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
DE102018124943A1
DE102018124943A1 DE102018124943.8A DE102018124943A DE102018124943A1 DE 102018124943 A1 DE102018124943 A1 DE 102018124943A1 DE 102018124943 A DE102018124943 A DE 102018124943A DE 102018124943 A1 DE102018124943 A1 DE 102018124943A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
engine
actuator
control
egr
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018124943.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Dietmar Pfoser
Dietmar Schröder
Thomas Passenbrunner
Bernhard Ramsebner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102018124943.8A priority Critical patent/DE102018124943A1/en
Publication of DE102018124943A1 publication Critical patent/DE102018124943A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/0017—Controlling intake air by simultaneous control of throttle and exhaust gas recirculation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/141—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a feed-forward control element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1418—Several control loops, either as alternatives or simultaneous
    • F02D2041/1419—Several control loops, either as alternatives or simultaneous the control loops being cascaded, i.e. being placed in series or nested
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1424—Pole-zero cancellation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1432—Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F02D2041/1434—Inverse model
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/006—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] using internal EGR
    • F02D41/0062—Estimating, calculating or determining the internal EGR rate, amount or flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Kompensation von Abweichungen einer Luftmassen- bzw. Abgasrückführratenregelung eines Verbrennungsmotors bei sprunghafter Änderung des Motorschluckverhaltens, wobei das Verfahren eine Regelung der Position zumindest eines Stellglieds eines AGR-Systems, umfassend zumindest ein ansteuerbares AGR-Ventil, ausführt, wobei eine Vorgabe von Sollpositionen des zumindest einen Stellglieds des AGR-Systems in einem überlagerten Regelkreis erfolgt, welcher zumindest eine Vorsteuerung derart besitzt, dass eine Kompensation einer sprunghaften Änderung des Motorschluckverhaltens erfolgen kann.A method is provided 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 the engine swallowing behavior, the method carrying out a control of the position of at least one actuator of an EGR system, comprising at least one controllable EGR valve, a specification of target positions of the at least one actuator of the EGR system takes place in a superimposed control loop which has at least one pilot control in such a way that a sudden change in engine swallowing behavior can be compensated for.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von Abweichungen einer Luftmassen- bzw. Abgasrückführratenregelung (AGR-Ratenregelung) eines Verbrennungsmotors bei sprunghafter Änderung des Motorschluckverhaltens.The invention relates to a method for compensating for deviations in an air mass or exhaust gas recirculation rate control (EGR rate control) of an internal combustion engine in the event of a sudden change in engine swallowing behavior.

Ein Abgasrückführungssystem (AGR-System), welches z.B. in einem Fahrzeug eingesetzt wird, weist ein Abgasrückführventil, nachfolgend auch kurz als AGR-Ventil bezeichnet, meist einen oder mehrere Kühler für das rückgeführte Abgas, nachfolgend auch kurz als AGR-Kühler bezeichnet, welcher ggf. einen Bypass besitzt, und entsprechende verbindende Leitungen auf. Ferner wird eine Drosselklappe, welche sich in der Ladeluftleitung direkt vor der AGR-Einleitung befindet, verwendet, um den Druck bei der AGR-Einleitung abzusenken und so den möglichen Anteil an AGR zu erhöhen. Bei Verbrennungsmotoren werden durch hohe Verbrennungstemperaturen gesundheits- und umweltschädliche Stickoxide (NOx) gebildet, deren Entstehung reduziert werden kann, indem ein Teil des Abgases über ein AGR-Ventil aus der Abgasleitung abgezweigt und der dem Motor zugeführten Frischluft beigemischt wird, um so die Sauerstoffkonzentration in der Ladeluft zu senken. Daraus resultiert ein Verbrennungsprozess bei niedrigeren Temperaturen, bei dem weniger Stickoxide entstehen. Eine noch höhere Effektivität in der Stickoxidreduzierung erhält man, wenn das rückgeführte Abgas gekühlt wird.An exhaust gas recirculation system (EGR system), which e.g. is used in a vehicle, an exhaust gas recirculation valve, hereinafter also referred to briefly as an EGR valve, usually has one or more coolers for the recirculated exhaust gas, hereinafter also briefly referred to as an EGR cooler, which may have a bypass, and corresponding connecting lines . Furthermore, a throttle valve, which is located in the charge air line directly before the EGR introduction, is used to lower the pressure during the EGR introduction and thus to increase the possible proportion of EGR. In internal combustion engines, high combustion temperatures produce nitrogen oxides (NOx) that are harmful to health and the environment, the generation of which can be reduced by branching off part of the exhaust gas from the exhaust pipe via an EGR valve and adding it to the fresh air supplied to the engine in order to reduce the oxygen concentration in to lower the charge air. This results in a combustion process at lower temperatures, in which less nitrogen oxides are generated. An even higher effectiveness in nitrogen oxide reduction is obtained if the recirculated exhaust gas is cooled.

AGR-Systeme werden typischerweise bei aufgeladenen Dieselmotoren zur Abgasrückführung verwendet. Insbesondere bei Dieselmotoren ist die Regelung der Abgasrückführung eine entscheidende Maßnahme zur Senkung der Stickoxidemission, da der Einsatz von Abgasnachbehandlungssystemen allein zur Einhaltung umweltgesetzlicher Vorgaben nicht ausreichend, oder aus anderen Überlegungen wie Kosten, Gewicht, Reichweite, etc. nicht wirtschaftlich ist.EGR systems are typically used in turbocharged diesel engines for exhaust gas recirculation. In the case of diesel engines in particular, the control of the exhaust gas recirculation is a decisive measure to reduce nitrogen oxide emissions, since the use of exhaust gas aftertreatment systems alone is not sufficient to comply with environmental regulations, or is not economical for other reasons such as costs, weight, range, etc.

Da immer noch Verbesserungsbedarf bei der Reduzierung von Emissionen, insbesondere im Automobilbereich, besteht, ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Regelung für ein AGR-System bereitzustellen, um Emissionen zu reduzieren, aber auch, um die Fahrbarkeit zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Since there is still a need for improvement in the reduction of emissions, in particular in the automotive sector, it is therefore the object of the invention to provide an improved control for an EGR system in order to reduce emissions, but also to improve driveability. This object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous refinements are the subject of the dependent claims.

Das AGR-System, insbesondere das AGR-Ventil und die Drosselklappe, werden beispielsweise durch die Motorelektronik, z.B. eine entsprechende Steuereinrichtung, basierend auf einem Sollwert für Luftmasse und/oder einer Abgasrückführrate (AGR-Rate) angesteuert bzw. geregelt. Allerdings können bei sprunghaften Änderungen des Motorschluckvermögens, also der Menge an frischer Luft bzw. dem Gemisch aus frischer Luft und rückgeführtem Abgas, welches der Motor in einem Kolbenhub ansaugen kann, Nachteile für die Regelung des AGR-Systems resultieren. Es kann z.B. ein zu langsames Ausregeln des Luftmassensollwerts bzw. der AGR-Rate erfolgen. Auch können Über- oder Unterschwinger der Luftmasse bzw. der AGR-Rate zu einer transienten Erhöhung der Emissionen, also NOx, Ruß etc., bzw. zu Beeinträchtigungen der Fahrbarkeit, z.B. der Beschleunigung, bei Verwendung in Fahrzeugen führen.The EGR system, in particular the EGR valve and the throttle valve, are used, for example, by the engine electronics, e.g. a corresponding control device is controlled or regulated based on a target value for air mass and / or an exhaust gas recirculation rate (EGR rate). However, in the event of sudden changes in engine swallowing capacity, that is to say the amount of fresh air or the mixture of fresh air and recirculated exhaust gas which the engine can draw in in a piston stroke, disadvantages for the regulation of the EGR system can result. For example, The air mass setpoint or the EGR rate is adjusted too slowly. Overshoot or undershoot of the air mass or the EGR rate can also lead to a transient increase in emissions, i.e. NOx, soot, etc., or to impairability of driveability, e.g. of acceleration when used in vehicles.

Sprunghafte Änderungen des Motorschluckverhaltens, zumindest aus Sicht der Regelung des AGR-Systems, können z.B. durch eine Änderung der Steuerzeiten der Auslassventile des Motors verursacht werden, und führen zu einer sprunghaften Änderung der AGR-Rate im Brennraum, da sich der Anteil des verbleibenden Abgases (Restgas) im Zylinder sprunghaft ändert.Sudden changes in engine swallowing behavior, at least from the point of view of the regulation of the EGR system, can e.g. caused by a change in the timing of the exhaust valves of the engine, and lead to a sudden change in the EGR rate in the combustion chamber, since the proportion of the remaining exhaust gas (residual gas) in the cylinder changes suddenly.

Aus diesem Grund wird eine intelligente Ansteuerungsstrategie des AGR-Systems vorgeschlagen. Um eine Kompensation von Abweichungen einer Luftmassen- bzw. Abgasrückführratenregelung eines Verbrennungsmotors bei sprunghafter Änderung des Motorschluckverhaltens zu erreichen, wird ein Verfahren zur Regelung bzw. Vorgabe der Position zumindest eines Stellglieds des AGR-Systems, umfassend zumindest ein ansteuerbares AGR-Ventil, vorgeschlagen. Die Vorgabe von Sollpositionen des zumindest einen Stellglieds des AGR-Systems erfolgt in einem der Positionsregelung überlagerten Regelkreis, welcher zumindest eine Vorsteuerung derart besitzt, dass eine Kompensation einer sprunghaften Änderung des Motorschluckverhaltens erfolgen kann. Stellglieder des AGR-Systems umfassen sowohl das AGR-Ventil als auch eine Drosselklappe oder andere Bauteile, welche die Beimengung von Abgas zum Frischluftmassenstrom beeinflussen können.For this reason, an intelligent control strategy of the EGR system is proposed. In order to compensate 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, a method for controlling or specifying the position of at least one actuator of the EGR system, comprising at least one controllable EGR valve, is proposed. The predetermined positions of the at least one actuator of the EGR system are specified in a control circuit superimposed on the position control, which has at least one precontrol in such a way that a sudden change in engine swallowing behavior can be compensated for. Actuators of the EGR system include both the EGR valve and a throttle valve or other components that can influence the addition of exhaust gas to the fresh air mass flow.

Aufgrund der Tatsache, dass die Schaltanforderung an den Ventiltrieb im Steuergerät generiert wird und daher diesem bekannt ist, kann bei einer Änderung einer Regelgröße mittels einer Vorsteuerung (feed forward) schneller eine Gegenmaßnahme, d.h. eine Kompensation, vorgenommen werden, wenn sprunghafte Änderungen im Motorschluckverhalten auftreten. Ohne diese Vorsteuerung kann aufgrund der Trägheit der bisherigen Ansteuerung erst eine verspätete Regelung des Luftmassenstroms bzw. der AGR-Rate erfolgen, so dass dadurch die Emissionen erhöht und bei Verwendung in einem Fahrzeug die Fahrbarkeit verschlechtert werden können. Dies wird durch das vorgeschlagene Verwenden einer Vorsteuerung, welche die sprunghafte Änderung berücksichtigt, verhindert.Due to the fact that the switching request to the valve train is generated in the control unit and is therefore known to the control unit, if a controlled variable is changed by means of a feed forward, a countermeasure, ie a compensation, can be carried out more quickly if abrupt changes occur in the engine swallowing behavior . Without this precontrol, due to the inertia of the previous control, the air mass flow or the EGR rate can only be delayed, so that the emissions can be increased and the drivability can be impaired when used in a vehicle. This is suggested by using a Pre-control, which takes account of the sudden change, is prevented.

Da die Änderung des Motorschluckverhaltens über eine Änderung der Steuerzeiten der Auslassventile des Motors erfolgt, verhält sich der Motor aus Sicht der Regelung des AGR-Systems wie ein Motor mit kleinerem Hubraum. In einer Ausgestaltung erfolgt eine Ansteuerung des zumindest einen Stellglieds, insbesondere des AGR-Ventils, aber auch ggf. der Drosselklappe, zum Erreichen der vorgegebenen Sollpositionen derart, dass eine sprunghafte Änderung der Position des zumindest einen Stellglieds erfolgt. Die sprunghafte Änderung erfolgt, indem die Sollpositionen des zumindest einen Stellglieds, z.B. des AGR-Ventils bzw. der Drosselklappe, entsprechend der in der Vorsteuerung ermittelten Werte geändert werden. Somit kann ein schnelleres Schalten von einem Zustand in den anderen Zustand erfolgen. In einer Ausgestaltung erfolgt die Positionsregelung des zumindest einen Stellglieds durch einen nachgeschalteten Positionsregler.Since the engine swallowing behavior changes via a change in the timing of the exhaust valves of the engine, the engine behaves from the point of view of the regulation of the EGR system like an engine with a smaller displacement. In one configuration, the at least one actuator, in particular the EGR valve, but also, if appropriate, the throttle valve is actuated to achieve the predetermined target positions in such a way that the position of the at least one actuator is changed abruptly. The abrupt change takes place in that the target positions of the at least one actuator, e.g. of the EGR valve or the throttle valve can be changed in accordance with the values determined in the pilot control. This enables faster switching from one state to the other state. In one embodiment, the position control of the at least one actuator is carried out by a downstream position controller.

In Abhängigkeit des Zustands des Systems und der Sollwerte, z.B. Luftmasse oder AGR-Rate, wird die Position der Stellglieder des AGR-Systems für unveränderliches Motorschluckverhalten berechnet. In einer Ausgestaltung erfolgt die Vorsteuerung zur zusätzlichen Kompensation von sprunghaften Änderungen des Motorschluckverhaltens über ein invertiertes Modell der Sauganlage. Vorteilhafterweise wird die Dynamik der Sauganlage mittels eines PT1-Glieds modelliert, und die Kompensation der Auswirkung einer sprunghaften Änderung des Motorschluckverhaltens wird mittels eines DT1-Glieds oder eines Glieds mit ähnlichem Übertragungsverhalten näherungsweise invertiert.Depending on the state of the system and the setpoints, e.g. Air mass or EGR rate, the position of the actuators of the EGR system is calculated for unchangeable engine swallowing behavior. In one embodiment, the precontrol for additional compensation of sudden changes in engine swallowing behavior is carried out via an inverted model of the intake system. The dynamics of the suction system are advantageously modeled by means of a PT1 element, and the compensation for the effect of a sudden change in engine swallowing behavior is approximately inverted by means of a DT1 element or a element with a similar transmission behavior.

In einer Ausgestaltung wird der rückströmende Massenstrom des Abgases durch die Auslassventile des Motors oder aber auch das im Brennraum verbleibende Restgas als Eingangsgröße der Vorsteuerung verwendet. Da diese Größen bereits für andere Auswertungen, etc. zur Verfügung stehen bzw. gemessen werden, werden hier keine separaten Messverfahren oder Bauteile benötigt, was sowohl Kosten als auch Platz und Steuergeräteressourcen spart und die Fehleranfälligkeit verringert.In one configuration, the back-flowing mass flow of the exhaust gas through the exhaust valves of the engine or else the residual gas remaining in the combustion chamber is used as the input variable for the pilot control. Since these variables are already available or are being measured for other evaluations, etc., no separate measuring methods or components are required here, which saves costs as well as space and control unit resources and reduces the susceptibility to errors.

Das Verfahren wird vorteilhafterweise mittels einer Steuereinrichtung durchgeführt, welche Positionssignale von dem zumindest einen Stellglied des AGR-Systems empfangen und verarbeiten kann, so dass sie entsprechende Steuer- oder Regelsignale zur Ausführung des Verfahrens ausgeben kann. Insbesondere können Positionssignale des zumindest einen Stellglieds, insbesondere des AGR-Ventils, aber auch der Drosselklappe, sowie von anderen steuer- oder regelbaren Komponenten, von der Steuereinrichtung empfangen werden. Ferner kann die Steuereinrichtung Messwerte von Massenströmen, umfassend Parameter zur Ermittlung des Motorschluckverhaltens, sowie weitere relevante Zustandsgrößen des Motors, empfangen und verarbeiten. Somit kann eine sprunghafte Änderung des Motorschluckverhaltens erfasst, die Wirkung vorausberechnet und durch ein entsprechendes Regeln zumindest eines Stellglieds des AGR-Systems durch die vorgeschlagene Vorsteuerung kompensiert werden. Dadurch kann in diesen Situationen ein entscheidender Dynamikvorteil in der Regelung erzielt werden, da auf die Änderung regiert werden kann, bevor die Sensorik (insbesondere Messung des Frischluft-Massenstroms) eine Abweichung erfasst, die ausgeregelt werden muss (feed back).The method is advantageously carried out by means of a control device which can receive and process position signals from the at least one actuator of the EGR system, so that it can output corresponding control or regulating signals for executing the method. In particular, position signals of the at least one actuator, in particular of the EGR valve, but also of the throttle valve, and of other controllable or regulatable components, can be received by the control device. Furthermore, the control device can receive and process measured values of mass flows, including parameters for determining the engine swallowing behavior, as well as other relevant state variables of the engine. A sudden change in engine swallowing behavior can thus be detected, the effect calculated in advance and compensated for by the corresponding precontrol by appropriate regulation of at least one actuator of the EGR system. As a result, a decisive dynamic advantage can be achieved in the control in these situations, since the change can be responded to before the sensors (in particular measurement of the fresh air mass flow) detect a deviation that has to be corrected (feed back).

Das Verfahren wird besonders vorteilhaft für Dieselmotoren, insbesondere im Automobilbereich, eingesetzt. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann eine Reduktion des Einflusses einer sprunghaften Änderung des Motorschluckverhaltens auf die Luftmassen- und AGR-Regelung und somit auf Emissionen und Fahrbarkeit erfolgen.The method is used particularly advantageously for diesel engines, particularly in the automotive sector. The proposed method can reduce the influence of a sudden change in engine swallowing behavior on the air mass and EGR control and thus on emissions and driveability.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, which shows details according to the invention, and from the claims. The individual features can each be implemented individually or in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

  • 1 zeigt ein Regeldiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings.
  • 1 shows a control diagram of the method according to an embodiment of the present invention.

In 1 ist eine Regelstrecke zur Durchführung des Verfahrens gezeigt. Auf Basis des Zustands des Systems 10, der Sollwerte für z.B. Luftmasse oder AGR-Rate, sowie eines berechneten Modells der Sauganlage und deren Dynamik wird in der Vorsteuerung V eine Korrektur der Ansteuerung des zumindest einen Stellglieds, z.B. des AGR-Ventils, des AGR-Systems zur Kompensation einer sprunghaften Änderung des Motorschluckverhaltens berechnet. Die Vorsteuerung V kann mit einer Regelung C des AGR-Systems kombiniert werden. Die Sollposition Ps einer oder mehrerer Stellglieder des AGR-Systems 10, z.B. des AGR-Ventils und/oder der Drosselklappe, wird durch den Positionsregler P in ein Ansteuersignal A umgesetzt.In 1 a controlled system for carrying out the method is shown. Based on the state of the system 10th , the setpoints for eg air mass or EGR rate, as well as a calculated model of the suction system and its dynamics is in the pilot control V a correction of the activation of the at least one actuator, for example the EGR valve, of the EGR system is calculated to compensate for a sudden change in the engine swallowing behavior. The pilot control V can with a scheme C. of the EGR system can be combined. The target position Ps of one or more actuators of the EGR system 10th , for example the EGR valve and / or the throttle valve, is controlled by the position controller P converted into a control signal A.

In der Vorsteuerung V wird die Dynamik der Sauganlage z.B. mittels eines PT1-Glieds modelliert. Um Auswirkungen einer sprunghaften Änderung des Motorschluckverhaltens zu kompensieren, wird dieses Modell z.B. mittels eines DT1-Glieds oder eines Glieds mit ähnlichem Übertragungsverhalten näherungsweise invertiert. Die Kompensation erfolgt, indem eine sprunghafte Änderung der Position einer oder mehrerer Stellglieder des AGR-Systems, also z.B. des AGR-Ventils oder der Drosselklappe, aufgrund der durch die Vorsteuerung V ermittelten sprunghaften Änderung des Motorschluckverhaltens erfolgt.In the feedforward V the dynamics of the suction system is modeled using a PT1 link, for example. In order to compensate for the effects of a sudden change in engine swallowing behavior, this model is approximately inverted, for example by means of a DT1 element or a element with a similar transmission behavior. The compensation takes place by a sudden change in the position of one or more actuators of the EGR system, for example the EGR valve or the throttle valve, due to the pre-control V abrupt change in engine swallowing behavior.

Zur Modellierung und zur Kompensation können auch andere geeignete Bauelemente oder Ansätze verwendet werden.Other suitable components or approaches can also be used for modeling and compensation.

Alle Berechnungen, Verarbeitungen etc. können in einer einzigen Steuereinrichtung 1 oder in mehreren separaten, auf bestimmte Aufgaben bzw. Berechnungen spezialisierten, miteinander zum Datenaustausch in Kommunikationsverbindung stehenden Steuereinrichtungen 1, durchgeführt werden. Eine geeignete Steuereinrichtung 1 bzw. mehrere separate Steuereinrichtungen 1 kann bzw. können dazu eingerichtet sein, alle genannten Daten bzw. Messwerte zu erhalten und entsprechend zu verarbeiten und weiterzugeben. Sie kann bzw. können auch die Vorsteuerung und Positionsregelung durchführen. Das AGR-System 10 kann ebenfalls in einer Steuereinrichtung 1 zumindest teilweise implementiert sein.All calculations, processing, etc. can be done in a single control device 1 or in several separate control devices which are specialized in certain tasks or calculations and which are in communication connection with one another for data exchange 1 , be performed. A suitable control device 1 or several separate control devices 1 can be set up to receive all the data or measured values mentioned and to process and pass them on accordingly. You can also perform feedforward control and position control. The EGR system 10th can also in a control device 1 be implemented at least partially.

Claims (8)

Verfahren zur Kompensation von Abweichungen einer Luftmassen- bzw. Abgasrückführratenregelung eines Verbrennungsmotors bei sprunghafter Änderung des Motorschluckverhaltens, wobei das Verfahren eine Regelung der Position zumindest eines Stellglieds eines AGR-Systems (10), umfassend zumindest ein ansteuerbares AGR-Ventil, ausführt, wobei eine Vorgabe von Sollpositionen des zumindest einen Stellglieds des AGR-Systems in einem überlagerten Regelkreis erfolgt, welcher zumindest eine Vorsteuerung derart besitzt, dass eine Kompensation einer sprunghaften Änderung des Motorschluckverhaltens erfolgen kann.Method for compensating for deviations of 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, the method carrying out a control of the position of at least one actuator of an EGR system (10), comprising at least one controllable EGR valve, a specification of target positions of the at least one actuator of the EGR system takes place in a superimposed control loop which has at least one pilot control in such a way that a sudden change in engine swallowing behavior can be compensated for. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Ansteuerung des zumindest einen Stellglieds zum Erreichen der vorgegebenen Sollpositionen derart erfolgt, dass eine sprunghafte Änderung der Position des zumindest einen Stellglieds erfolgt.Procedure according to Claim 1 , wherein the at least one actuator is actuated to achieve the predetermined target positions in such a way that the position of the at least one actuator is changed abruptly. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Regelung der Position des zumindest einen Stellglieds durch einen nachgeschalteten Positionsregler erfolgt.Procedure according to Claim 1 or 2nd , The position of the at least one actuator being regulated by a downstream position controller. Verfahren nach einem der vorgehergehenden Ansprüche, wobei die Vorsteuerung über ein invertiertes Modell der Sauganlage erfolgt und durch die Vorsteuerung (V) abhängig von einer erfassten Dynamik der Sauganlage eine Kompensation von sprunghaften Änderungen des Motorschluckverhaltens erreicht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the pilot control takes place via an inverted model of the intake system and the pilot control (V) compensates for sudden changes in engine swallowing behavior depending on a detected dynamic of the intake system. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Dynamik der Sauganlage mittels eines PT1-Glieds modelliert und mittels eines DT1-Glieds oder eines Glieds mit ähnlichem Übertragungsverhalten zumindest näherungsweise invertiert wird.Procedure according to Claim 4 , wherein the dynamics of the suction system are modeled by means of a PT1 element and at least approximately inverted by means of a DT1 element or a element with a similar transmission behavior. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der rückströmende Massenstrom des Abgases durch die Auslassventile des Motors oder das im Zylinder verbleibende Restgas als Eingangsgröße der Vorsteuerung (V) verwendet wird.Procedure according to Claim 4 or 5 , wherein the backflow mass flow of the exhaust gas through the exhaust valves of the engine or the residual gas remaining in the cylinder is used as the input variable of the pilot control (V). Steuereinrichtung (1) für ein AGR-System (10), die dazu eingerichtet ist, zumindest abhängig von Positionssignalen zumindest eines Stellglieds des AGR-Systems (10) das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Control device (1) for an EGR system (10), which is set up to carry out the method according to one of the preceding claims, at least depending on position signals of at least one actuator of the EGR system (10). Fahrzeug, aufweisend ein AGR-System, einen damit in Wirkverbindung stehenden Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor, und eine Steuereinrichtung nach Anspruch 7.Vehicle, having an EGR system, an internal combustion engine, in particular a diesel engine, which is operatively connected thereto, and a control device Claim 7 .
DE102018124943.8A 2018-10-10 2018-10-10 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 Pending DE102018124943A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018124943.8A DE102018124943A1 (en) 2018-10-10 2018-10-10 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018124943.8A DE102018124943A1 (en) 2018-10-10 2018-10-10 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018124943A1 true DE102018124943A1 (en) 2020-04-16

Family

ID=69954563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018124943.8A Pending DE102018124943A1 (en) 2018-10-10 2018-10-10 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

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018124943A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5918582A (en) * 1995-07-13 1999-07-06 Nissan Motor Integrated internal combustion engine control system with high-precision emission controls
DE102004035317A1 (en) * 2004-07-21 2006-02-16 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling an internal combustion engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5918582A (en) * 1995-07-13 1999-07-06 Nissan Motor Integrated internal combustion engine control system with high-precision emission controls
DE102004035317A1 (en) * 2004-07-21 2006-02-16 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling an internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007003414B4 (en) Regulation of a motor vehicle internal combustion engine
DE10329763B4 (en) Coordinated control of an electronic throttle and a variable geometry turbocharger in supercharged and stoichiometric gasoline engines
DE102011122506B4 (en) CONTROL OF EGR SYSTEM, AIR THROTTLE SYSTEM AND CHARGING SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
DE112007001467B4 (en) Simultaneous EGR correction and combustion phase compensation for individual cylinders
DE112007001468B4 (en) Control of the exhaust gas recirculation of an internal combustion engine
WO2008131789A1 (en) System for controlling the exhaust gas return rate by means of virtual nox sensors with adaptation via a nox sensor
DE4207541B4 (en) System for controlling an internal combustion engine
DE102012207124B4 (en) Method for operating an internal combustion engine, device for controlling and / or regulating an internal combustion engine, internal combustion engine and use of the device for operating an internal combustion engine
DE102019102513A1 (en) METHOD AND SYSTEMS FOR CONTROLLING THE AIR-FUEL RATIO FOR INDIVIDUAL CYLINDERS IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE102008000069A1 (en) Apparatus for controlling injection of fuel into an engine and apparatus for controlling combustion in an engine
EP1316704A2 (en) Method and apparatus for controlling an internal combustion engine
DE102020116488B3 (en) Method for operating an internal combustion engine, control unit and internal combustion engine
DE102011113605A1 (en) Method for feedforward control of fuel injection into a cylinder of an internal combustion engine
DE102011013481A1 (en) Method for determining temperature of gas in combustion chamber of e.g. diesel engine, for passenger car, involves determining temperature of gas based on total mass and pressure in chamber, rotation speed of engine and volume of chamber
DE102007012604A1 (en) A method of controlling an injection of a direct injection internal combustion engine injector and a direct injection internal combustion engine
DE112015000425T5 (en) Model-based cylinder fill detection for an internal combustion engine
DE102014216705A1 (en) Determining a wastegate valve position
WO2019076502A1 (en) Method for the model-based control and regulation of an internal combustion engine
DE102013209037A1 (en) Method and apparatus for operating an exhaust gas recirculation of a self-igniting internal combustion engine, in particular of a motor vehicle
DE102011016517A1 (en) Method and system for reducing turbo delay in an internal combustion engine
DE102005010029B4 (en) Engine control system for a multi-cylinder internal combustion engine
WO2009033950A2 (en) Method for regulating a combustion process and control device
WO2009143858A1 (en) Method for controlling an injection process of an internal combustion engine, control device for an internal combustion engine and an internal combustion engine
DE102015105465A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING A DRIVE TRAIN
DE102010038326A1 (en) Increasing the exhaust gas recirculation flow or the exhaust gas recirculation rate with the exhaust gas recirculation valve already open

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication