DE10340934A1 - Controlling internal combustion engine, effects initialization starting from desired control output magnitude at set points in time - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine according to the preambles the independent one Claims.
Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
ist aus der
Mit dieser Regelung wird gewährleistet, dass die Ist-Luftmasse einer Soll-Luftmasse angeglichen wird. Im Normalbetrieb wirkt der Regler auf den ersten Steller. Vorzugsweise hat der Regler nur dann auf den zweiten Steller Durchgriff, wenn die Luftmasse trotz vollständig geöffneter Abgasrückführung nicht genügend weit abgesenkt werden kann. In bestimmten Betriebsarten der Brennkraftmaschine wird die Luftmasse jedoch ausschließlich mit dem zweiten Steller eingeregelt. In diesen Betriebszuständen wirkt der Regler nicht auf den ersten Steller ein. Ein solcher Betriebszustand liegt beispielsweise im Regenerationsbetrieb für ein Abgasnachbehandlungssystem, insbesondere einen Partikelfilter vor.With this rule is ensured that the actual air mass is adjusted to a desired air mass. in the Normal operation, the controller acts on the first controller. Preferably the controller has only on the second actuator penetration, if the air mass despite being completely open Exhaust gas recirculation not far enough can be lowered. In certain operating modes of the internal combustion engine However, the air mass is exclusively with the second actuator adjusted. The controller does not work in these operating states on the first stopper. Such an operating state is for example in regeneration mode for an exhaust aftertreatment system, in particular a particle filter in front.
Bei Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem ersten Steller bei dem ausgehend von dem Vergleich zwischen einem Istwert und einem Sollwert wenigstens ein Regler ein Reglerausgangssignal ausgibt, ist beim Umschaltung zwischen zwei Betriebszuständen eine geeignete Initialisierung des Reglers erforderlich. Eine solche Initialisierung ist insbesondere nötig wenn zwischen wenigstens zwei Reglern umgeschaltet und/oder wenn zwischen wenigstens zwei Stellern umgeschaltet wird. Es kann vorgesehen sein dass wahlweise das Reglerausgangssignal unterschiedlicher Regler zur Ansteuerung eines Steller verwendet wird. Ferner kann vorgesehen sein dass ein Reglerausgangsignal wahlweise zur Ansteuerung mehrer Steller verwendet wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass wahlweise das Reglerausgangssignal unterschiedlicher Regler zur Ansteuerung wahlweise zur Ansteuerung mehrer Steller verwendet wird.at Method for controlling an internal combustion engine with at least a first steller in the starting from the comparison between an actual value and a setpoint value at least one controller is a controller output signal outputs, is when switching between two operating states one appropriate initialization of the controller required. Such Initialization is especially necessary if between at least two controllers switched and / or if between at least two Stages is switched. It can be provided that either the controller output signal different controller for control a controller is used. Furthermore, it can be provided that a Controller output signal optionally used to control several controllers becomes. Furthermore, it can be provided that optionally the controller output signal different controller for controlling optionally for control several actuators is used.
Besonders problematisch ist die Initialisierung, wenn ausgehend von dem Reglerausgangssignal mittels eines Übertragers, mit einer bestimmten Übertragungsverhalten, eine Stellgröße für den Steller vorgebbar ist.Especially problematic is the initialization, if starting from the controller output signal by means of a transformer, with a certain transfer behavior, a manipulated variable for the actuator can be specified.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Dadurch dass die Initialisierung ausgehend von einer gewünschten Reglerausgangsgröße erfolgt, ist eine einfache und genaue Initialisierung auch in den Fällen möglich, bei denen das Reglerausgangssignal nicht unmittelbar als Stellgröße verwendet wird.Thereby the initialization is based on a desired controller output variable, a simple and accurate initialization is also possible in cases where where the controller output signal is not used directly as a manipulated variable becomes.
Vorteilhaft ist es wenn auf eine bestimmte Stellgröße initialisiert werden soll, dass in diesem Fall die Reglerausgangsgröße mit einem zweiten Übertrager, der ein zum ersten Übertrager inverses Übertragungsverhalten aufweist, ausgehend von der gewünschten Stellgröße vorgegeben wird.Advantageous is it if you want to initialize to a specific command value, that in this case the controller output with a second transformer, the one to the first transformer inverse transfer behavior has, starting from the desired Command value specified becomes.
Vorteilhaft ist es, wenn die Initialisierung wahlweise derart erfolgt, dass der Initialisierungswert ausgehend von eine vorgegebenen Stellgröße oder der vorgegebenen Reglerausgangsgröße erfolgt. Abhängig davon zwischen welchen Betriebszuständen umgeschaltet wird können unterschiedliche Größen als Ausgangsgröße für die Initialisierung gewählt werden.Advantageous it is if the initialization is optionally such that the initialization value based on a predetermined manipulated variable or predetermined controller output variable takes place. Dependent of which between which operating states can be switched different Sizes as Initialization size to get voted.
Ein besonders günstiges Verhalten der Brennkraftmaschine, insbesondere des zeitlichen Verlaufs der Luftmasse, ergibt sich, wenn beim Übergang zwischen zwei Betriebszuständen, die Initialisierung derart erfolgt, dass die Reglerausgangsgröße oder die Stellgröße vor und nach dem Übergang zwischen den zwei Betriebszuständen den selben Wert annimmt. Durch die Vorgabe des Reglerausgangs oder der Stellgroesse beim Übergang kann auf das Verhalten der Ist-Luftmasse besonders geschickt Einfluss genommen werden. Es besteht je nach Anforderung die Moeglichkeit einen stetigen Stellgroessen- bzw. Reglerausgangsverlauf zu erreichen, oder aber absichtlich einen Sprung zu produzieren.One particularly favorable Behavior of the internal combustion engine, in particular the time course the air mass, arises when the transition between two operating conditions, the Initialization is done such that the controller output or the Manipulated variable before and after the transition between the two operating states takes the same value. By specifying the controller output or the manipulated variable at the transition can influence the behavior of the actual air mass particularly sent influence be taken. It is possible depending on the requirement to achieve a steady manipulated variable or regulator output curve, or deliberately to make a jump.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert.The Invention will be described below with reference to the drawing Embodiments explained.
Es zeigenIt demonstrate
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments
In
An
Stelle der Blöcke
Die Kennfelder sind insbesondere bei nicht linearen Stellern erforderlich. So ändert sich beispielsweise die Luftmenge bei der gleichen Änderung des Ansteuersignals recht unterschiedlich. In einem ersten Bereich, beispielsweise bei einem kleinen Tastverhältnis, ändert sich die Luftmenge bei einer kleinen Änderung des Ansteuersignals sehr stark. In einem zweiten Bereich, beispielsweise bei einem großen Tastverhältnis, ändert sich die Luftmenge bei einer kleinen Änderung des Ansteuersignals praktisch nicht. Wird nun die Stellgröße unmittelbar als Ansteuergröße verwendet ergibt sich ein unerwünschtes Verhalten des Regelkreises. Durch geeignete Wahl der Kennfelder wird das Verhalten des Regelkreises verbessert.The Maps are required especially for non-linear controllers. So change For example, the amount of air at the same change the drive signal quite different. In a first area, For example, at a small duty cycle, the amount of air changes a little change the drive signal very strong. In a second area, for example at a big one Duty cycle, changes the amount of air with a small change the drive signal practically not. Now the manipulated variable becomes immediate used as a control variable there is an undesirable behavior of the control loop. By suitable choice of the characteristic maps becomes the behavior of the control loop improved.
Dem
Schaltmittel
Ausgehend
von dem Vergleich zwischen dem Istwert MLI und dem Sollwert MLS
für die
Luftmasse bestimmt der Regler
Erfindungsgemäß ist bei
einer bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen, dass in einem ersten Betriebszustand I das Schaltmittel
Ist im folgenden von einer geöffneten und/oder einer geschlossenen Position die Rede, so ist dies derart zu verstehen, dass der Steller eine Position einnimmt, in der dieser vollständig oder auch nur nahezu geöffnet bzw. geschlossen ist.is in the following from an open and / or a closed position, this is to be understood as that the actuator occupies a position in which this completely or also only almost open or closed.
In
einem zweiten Betriebszustand II wird das Schaltmittel
Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass beim Übergang
zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand der Regler
Diese Vorgehensweise bietet gegenüber einer Vorgehensweise, bei der das Ausgangssignal des Reglers anteilig auf die beiden Steller verteilt wird, den Vorteil, dass sich Nichtlinearitäten bei den Stellern nicht auswirken, da die durch das den ersten Steller beigemischte Abgasmenge als Störgröße auf die Luftmassenregelung wirkt.These Approach offers a procedure in which the output signal of the controller is proportional distributed to the two steller, the advantage that non-linearities in the writers do not affect, as by the first steller admixed amount of exhaust gas as a disturbance on the Air mass control acts.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Regler beim Umschalten auf den jeweils anderen Steller geeignet initialisiert wird. Durch diese Initialisierung wird sichergestellt, dass nach dem Umschalten des Reglerausgangs auf den jeweils anderen Steller eine sinnvolle Stellgröße vorgegeben wird. Die Initialisierung erfolgt bei einer ersten Ausführungsform derart, dass beim Umschalten die Stellgröße konstant bleibt. Dabei ist von Vorteil, dass keine sprunghafte Stellgrößenänderungen beim Umschalten auftreten. Dadurch können Über- und Unterschwingungen in der Luftmasse vermieden werden. Bei einer zweiten Ausführungsform erfolgt die Initialisierung derart, dass die Stellgröße einen Wert annimmt, der an den Betriebszustand nach der Umschaltung angepasst ist.Of Furthermore, it is provided that the controller when switching to the each other is properly initialized. Through this Initialization ensures that after switching the controller output set a meaningful manipulated variable on the other controller becomes. The initialization takes place in a first embodiment such that when switching the manipulated variable remains constant. It is advantageous that no sudden manipulated variable changes occur when switching. This allows over- and Sub-oscillations in the air mass are avoided. At a second embodiment the initialization takes place in such a way that the manipulated variable has a Value that adapts to the operating state after switching is.
Vorzugsweise erfolgt die Initialisierung beim Übergang zum Regenerationsbetrieb derart, dass ein stetiger Übergang der Stellgröße für die Drosselklappe erreicht wird. Zur schnellen Reduktion der Luftmasse kann aber auch die Drosselklappe schon näher an den stationär zu erwartenden Wert gebracht werden, dann gibt es einen großen Sprung in der Stellgröße, die entsprechende Luftmenge wird aber schneller eingestellt.Preferably the initialization takes place during the transition to the regeneration mode such that a steady transition the manipulated variable for the throttle valve is reached. But also for quick reduction of the air mass the throttle already closer to the stationary be brought to expected value, then there is a big jump in the manipulated variable, the corresponding amount of air is set but faster.
Vorzugsweise erfolgt die Initialisierung beim Übergang vom Regenerationsbetrieb in den Normalbetrieb derart, das sich für die Stellgröße für das ARF-Ventil einen stetiger Übergang ergibt.Preferably the initialization takes place during the transition from the regeneration mode in the normal mode so, which is for the manipulated variable for the ARF valve a steady transition results.
Im
Folgenden wird die Vorgehensweise detaillierter anhand des Flussdiagrammes
der
In
Die
Abfrage
Mittels
der Schritte
Ist
der Zeitpunkt t2 erreicht, d. h. die Abfrage
Die
anschließende
Abfrage
Mittels
der Schritte
Ab
dem Zeitpunkt t4 wird in Schritt
Anschließend erfolgt
dann wieder Schritt
In
Während des
zweiten Betriebszustandes, der als Sonderbetriebszustand bezeichnet
wird, wird der erste Steller gesteuert betrieben. Dabei ist vorzugsweise
vorgesehen, dass dieser mit einem konstanten Wert beaufschlagt wird.
Der Übergang
auf diesen konstanten Wert bzw. der Übergang von dem konstanten
Wert auf den geregelten Betrieb erfolgt gemäß einer vorgegebenen Funktion,
insbesondere gemäß einer
Rampenfunktion. Während
dieser Phasen, in denen der erste Steller gesteuert betrieben wird,
wird der zweite Steller geregelt. In diesem Fall wird die Beimischung
von Abgas während
des Übergangs
als Störung,
die durch den Luftmassenregler
Das
Ende der Übergangsphasen
wird jeweils durch ein bestimmtes Ereignis ausgelöst. D. h.
die Zeitpunkte t1 bis t4 in
Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Umschaltstruktur ist der Wechsel zwischen dem Normalbetrieb
und einem Regenerationsbetrieb eines Abgasnachbehandlungssystems,
vorzugsweise eines Partikelfilters. Bis zum Zeitpunkt t1 regelt
der Luftmassenregler
Ist
ein bestimmter Wert VG für
das Ansteuersignal erreicht, so ist die Übergangsphase beendet und der
Regenerationsbetrieb erreicht. Liegt kein Regenerationswunsch mehr
vor, so wird die Sollluftmasse wieder auf Normalniveau umgeschaltet
und das Abgasrückführventil über eine
vorgegebene Funktion, vorzugsweise eine Rampe gesteuert, geöffnet. Der
Regler
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei jeder Umschaltung des Reglerausgangs auf den jeweils anderen Steller der Regler neu initialisiert wird. Besonders vorteilhaft ist die Kombination der Umschaltung mit der im folgenden beschriebenen Initialisierung. Diese Initialisierung ist aber nicht auf diese Anwendung beschränkt, sie kann auch bei anderen Reglern eingesetzt werden.Especially It is advantageous if every time the controller output is switched the controller is reinitialized to the other controller. Particularly advantageous is the combination of switching with the in the following described initialization. This initialization but is not limited to this application, it can also be used with other controllers be used.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass beim Übergang in den Regenerationsbetrieb das Ausgangssignal des Reglers auf einen bestimmten Wert gesetzt wird. Beim Übergang in den Normalbetrieb wird die Stellgröße auf eine bestimmten Wert gesetzt. Vorzugsweise erfolgt dies derart, dass sich ein stetiger Übergang beim Umschalten ergibt.Preferably is provided that during the transition in the regeneration mode, the output signal of the controller to a certain value is set. When transitioning to normal operation is the manipulated variable to one set specific value. This is preferably done in such a way that a steady transition when switching results.
Eine
solche Initialisierung ist in
Der
Regler
Die
Initialisierung
Das
Reglerausgangssignal setzt sich im Wesentlichen additiv aus dem
P-Anteil, dem D-Anteil und
dem I-Anteil zusammen. Das Ausgangssignal des Reglers wird dabei über ein
Kennfeld
Je nach Anforderung kann der Regler unterschiedliche initialisiert werden. Die Initialisierung kann so erfolgen, dass sich nach dem Umschalten eine bestimmte Ausgangsgröße R des Reglers oder eine bestimmte Stellgröße AV oder AD einstellt.ever Upon request, the controller can initialize different become. The initialization can be done so that after the Switch over a certain output R of the controller or a certain manipulated variable AV or AD adjusts.
Bei einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ausgangsgröße R des Reglers nach der Initialisierung einen bestimmten Wert annimmt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ausgangsgröße R vor und nach dem Umschalten den gleichen Wert besitzt.at a first embodiment it is provided that the output R of the controller after initialization takes a certain value. It is preferably provided that the output size R before and after switching has the same value.
Bei
dieser Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die erste Vorgabe
Bei
einer zweiten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Stellgröße AV bzw.
AD zur Beaufschlagung der Steller
Bei
dieser Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die zweite Vorgabe
Der erste und/oder der zweite Übertrager sind vorzugsweise als Kennfeld ausgebildet. Sie können aber auch als beliebiger Filter ausgebildet sein, die mittels einer definierten Übertragungsfunktion ausgehend von einer Eingangsgröße gemäß einer beliebigen Vorschrift eine Ausgangsgröße bestimmen.Of the first and / or the second transformer are preferably designed as a map. But you can also as any Filter be formed, starting by means of a defined transfer function from an input in accordance with any Regulation to determine an initial variable.
Mit
diesem Kennfeld
Dies bedeutet, der I-Anteil wird mit dem so vorgegebenen Wert initialisiert. Der Startwert für den I-Anteil hängt von der gewünschten Stellgröße und dem Momentanwert des P-Anteils und des D-Anteils ab.This means that the I component is initialized with the value thus specified. The starting value for the I share depends from the desired Manipulated variable and the Instantaneous value of the P component and the D proportion.
Abhängig davon,
ob auf eine vorgegebene Stellgröße oder
auf eine vorgegebene Ausgangsgröße R des
Reglers initialisiert wird, steuert die Umschaltsteuerung
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine geänderte Stellgröße vorgegeben wird, damit der Steller schneller auf geänderte Anforderungen reagieren kann. Dies bedeutet, dass die Initialisierung dazu verwendet wird, die gesteuerte Stellgröße näher an den stationär zu erwartenden Wert der nachfolgenden Regelung heranzubringen.at a particularly advantageous embodiment is provided that a changed one Command value specified so that the operator can react faster to changing requirements can. This means that the initialization is used to the controlled manipulated variable closer to the stationary to bring expected value of the following regulation.
Um eine bestimmte Stellgröße nach dem Umschalten erzielen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der I-Anteil auf einen bestimmten Startwert gesetzt wird. Zum Zeitpunkt vor der Umschaltung ist nur der Wert der Stellgröße bekannt, da der Reglerausgang auf den anderen Steller einwirkt. Erfindungsgemäß wird daher ausgehend von der Stellgröße mittels eines inversen Kennfeldes der Reglerausgang R berechnet. Ausgehend von dem so berechneten Reglerausgang wird der hierzu nötige I-Anteil bestimmt. Mit diesem I-Anteil wird dann der I-Anteil bei der Initialisierung gesetzt.Around a certain manipulated variable to be able to achieve the switching is provided according to the invention, that the I-share is set to a certain starting value. To the Time before switching, only the value of the manipulated variable is known, because the controller output acts on the other actuator. Therefore, according to the invention starting from the manipulated variable by means of an inverse map of the controller output R calculated. outgoing The controller output calculated in this way becomes the I component required for this purpose certainly. With this I-share then the I-share at initialization set.
Soll ein bestimmter Reglerausgang R eingestellt werden, so wird der nötige I-Anteil unmittelbar aus dem gewünschten Reglerausgang R ermittelt.Should a certain controller output R are set, then the necessary I-share directly from the desired Controller output R determined.
Claims (12)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10340934.3A DE10340934B4 (en) | 2003-09-05 | 2003-09-05 | Method and device for controlling an internal combustion engine |
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DE10340934B4 DE10340934B4 (en) | 2016-05-12 |
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KR20190069585A (en) * | 2016-11-03 | 2019-06-19 | 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 | Method and apparatus for regenerating a particle filter in a vehicle having a hybrid drive |
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-
2003
- 2003-09-05 DE DE10340934.3A patent/DE10340934B4/en not_active Expired - Fee Related
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
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