DE3816558A1 - Verfahren und vorrichtung zur lambdaregelung - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur lambdaregelungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Einstellen des Lambdawertes für das einer Brennkraft
maschine zuzuführende Luft/Kraftstoffgemisch.
Der Lambdawert eines Kraftstoffgemisches wird geregelt, um
optimale Konvertierungsbedingungen für einen Katalysator
einzustellen, der im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine an
geordnet ist. Die Konvertierung findet nur in einem engen
Bereich von Lambdawerten statt. Wo die Mitte des-Bereiches
am besten liegt, hängt vom jeweiligen Betriebszustand ab.
Dies, weil bei unterschiedlichen Betriebszuständen die ver
schiedenen Schadstoffe, also Kohlenmonoxid, Kohlenwasser
stoffe und Stickoxide, in unterschiedlicher Konzentration
auftreten und da die üblichen Katalysatoren diese Schadstof
fe bei unterschiedlichen Lambdawerten am besten in nicht
schädliche Gase konvertieren. So werden Stickoxide bei
Lambdawerten, die fetter sind als der stöchiometrische Wert
optimal konvertiert, während Kohlenmonoxid und Kohlenwasser
stoffe im mageren Bereich besser konvertiert werden. Da der
Beseitigung der Stickoxide das Hauptaugenmerk gilt, werden
Katalysatoren vorwiegend im leicht fetten Bereich betrieben.
Die Konzentration von Kohlenmonoxid beruht im wesentlichen
auf inhomogener Gemischverteilung und auf Schwankungen der
Gemischzusammensetzung von Zyklus zu Zyklus. Die genannten
Effekte beeinflussen auch die Emission von Kohlenwasserstof
fen, die darüberhinaus stark von der Verbrennungstemperatur
abhängt, wobei sie mit abnehmender Verbrennungstemperatur
zunimmt. Demgegenüber nimmt die Emission von Stickoxiden
mit abnehmender Verbrennungstemperatur ab. Die Gemischver
teilung und Schwankungen derselben sowie die jeweilige Ver
brennungstemperatur hängen von der Drehzahl und der Last ab.
Die somit bei unterschiedlichen Betriebszuständen unter
schiedliche Schadstoffzusammensetzung fordert das Einstellen
unterschiedlicher Lambdawerte bei den verschiedenen Betriebs
zuständen.
Unterschiedliche Lambdawerte lassen sich dadurch einstellen,
daß mindestens ein Regelparameter des verwendeten Mittels
zur Zweipunktregelung verändert wird. Diese Maßnahme ist in
der DE 25 45 759 A1 (US-42 10 106) beschrieben. Bei prakti
schen Anwendungen ist z.B. eine verlängernde Integrations
zeit in Richtung fett in einer Kennlinie oder einem Kenn
feld adressierbar über Werte von Betriebsgrößen abgespei
chert.
Es hat sich herausgestellt, daß es mit der beschriebenen
Maßnahme in der Praxis nicht immer möglich ist, genau den
jenigen mittleren Lambdawerte einzustellen, der für einen
jeweils vorliegenden Betriebszustand zur optimierten Konver
tierungsrate für die verschiedenen Schadstoffe führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Regeln des Lambdawertes anzugeben, mit dem der gewünschte
mittlere Lambdawert für alle Betriebszustände mit großer
Genauigkeit eingestellt werden kann. Der Erfindung liegt
weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Durch
führen eines solchen Verfahrens anzugeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale von
Anspruch 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die
Merkmale von Anspruch 6 gegeben. Vorteilhafte Weiterbildun
gen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus,
daß es nicht nur den jeweils aktuellen Lambda-Istwert er
mittelt, mit Hilfe dessen Zweipunktregelung stattfindet,
sondern daß es zusätzlich den mittleren Lambdawert als
Lambda-Meßistwert verwendet, der mit einem vorgegebenen
Lambda-Meßsollwert zum Bilden einer Meßabweichung vergli
chen wird, aufgrund welcher Meßabweichung mindestens ein
Regelparameter so verändert wird, daß sich ein Lambda-Meß
istwert einstellen sollte, der die genannte Meßabweichung
verringert. Ein Regelparameter wird also nicht mehr nur ab
hängig von Werten von Betriebsgrößen im jeweils vorliegenden
Betriebszustand bestimmt, um einen gewissen mittleren Lambda
wert zu erzielen, bei dem der Katalysator optimal konver
tiert, sondern es wird zusätzlich überwacht, ob der gewünsch
te Wert tatsächlich erreicht wird, und falls nicht, wird der
vorgegebene Regelparameter so verändert, daß sich der für
optimale Konvertierung tatsächlich gewünschte Lambda-Meßist
wert einstellen sollte.
Der Lambda-Meßistwert, der ja der mittlere Lambdawert ist,
kann entweder dadurch bestimmt werden, daß der schwingende
Lambdawert, wie er von der zum Regeln verwendeten Lambda
sonde geliefert wird, gemittelt wird, oder es kann der
Lambdawert hinter dem Katalysator mit einer zweiten Sonde
gemessen werden.
Der Lambda-Meßistwert wird vorzugsweise mit einer solchen
Sonde bestimmt, wenn eine derartige Sonde ohnehin vorhanden
ist, z.B. um die Katalysatoraktivität zu überwachen. Fehlt
es an dieser zweiten Sonde hinter dem Katalysator, ist es im
allgemeinen vorteilhafter, den Lambda-Meßistwert durch Mit
telung des zur Regelung verwendeten Lambdawertes zu bilden.
Welcher der verschiedenen Regelparameter aufgrund der be
stimmten Meßabweichung verändert wird, hängt vom Schwingungs
verhalten des geregelten Gesamtsystemes ab. Soll z. B. der
Lambdawert etwas weiter in Richtung fett verschoben werden,
kann entweder die Zusatzintegrierzeit verlängert werden oder
der Proportionalsprung in Richtung fett vergrößert werden.
Die erstere Maßnahme führt zu einem Verlängern der Schwin
gungszeit der Zweipunktregelung, während die zweite Maßnahme
zu einer Verkürzung führt. Letzteres hat zwar ein schnelleres
Ausregeln von Fehlern zur Folge, jedoch mit dem Nachteil
höherer Schwingungsneigung. Dies macht deutlich, daß das Ge
samtverhalten des geregelten Systemes bei der Auswahl des
zu verändernden Regelparameters oder der zu verändernden
Regelparameter zu berücksichtigen ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren
veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1a, b ein Diagramm des zeitlich schwingenden Lambda
wertes bei Zweipunktregelung und ein zeitkorrelier
tes Diagramm des Verlaufs des Stellwertes;
Fig. 2a, b Diagramme entsprechend denen von Fig. 1, jedoch
unter Verwendung einer zusätzlichen Integrations
zeit zum Gewinnen des Stellwertes;
Fig. 3a, b Diagramme entsprechend denen von Fig. 1, jedoch
unter Verwendung eines Proportionalsprunges zum
Gewinnen des Stellwertes;
Fig. 4 ein Funktionsdiagramm in Form eines Blockfunk
tionsbildes zum Erläutern eines Verfahrens mit
Regelparametern, die aufgrund einer Meßabweichung
veränderbar sind, die mit Hilfe eines mittleren
Lambdawertes gebildet wird, der von einer Sonde
hinter einem Katalysator gemessen wird; und
Fig. 5 eine Variante des Funktionsablaufs von Fig. 2,
gemäß der der mittlere Lambdawert durch Mitteln
des Lambdawertes gewonnen wird, der zur Zweipunkt
regelung verwendet wird.
Bevor auf Details der Erfindung eingegangen wird, sei zu
nächst die der Erfindung zugrundeliegende Problematik aus
gehend vom oberen Teil von Fig. 4 und unter Zuhilfenahme
der Fig. 1-3 erläutert.
ln Fig. 4 ist im unteren Teil eine waagerechte, strichpunk
tierte Linie gezogen. Funktionen oberhalb dieser Linie sind
aus dem Stand der Technik bekannt, während unterhalb der
Linie eingezeichnete Funktionen samt in den oberen Teil rei
chende Einflußlinien neu sind.
Der Hauptfunktionsablauf in Fig. 4 ist der folgende. Abhängig
von Werten der Drehzahl n und der Last L werden durch eine
Vorsteuerung 10 vorläufige Kraftstoffeinspritzzeiten TIV be
stimmt. Diese werden durch eine Verknüpfung 11, auf die noch
näher eingegangen wird, in Einspritzzeiten TI gewandelt, die
einer im Saugrohr 12 einer Brennkraftmaschine 13 angeordneten
Einspritzeinrichtung 14 zugeführt werden. Die in den ange
saugten Luftstrom eingespritzte Kraftstoffmenge hat einen
bestimmten Lambdawert zur Folge, der als Lambda-Regelistwert
von einer im Abgaskanal 15 der Brennkraftmaschine 13 ange
ordneten Lambdasonde 16 gemessen wird. Dieser Lambda-Regel
istwert wird mit einem Lambda-Regelsollwert verglichen, der
von einem Mittel 17 zur Sollwertausgabe geliefert wird. ln
Fig. 4 ist eingetragen, daß dieser Wert eine Referenzspan
nung UREF von 450 mV sein soll. Dies deutet an, daß in der
Praxis häufig nicht Lambdawerte miteinander verglichen wer
den, sondern Spannungen, wie sie von einer Lambdasonde bei
einem gewissen Lambdawert abgegeben werden. Der Vergleich
zwischen Lambda-Regelsollwert und Lambda-Regelistwert findet
in einem Vergleichsschritt 18 statt, in dem die Regelabwei
chung als Differenz zwischen den genannten Werten gebildet
wird. Aufgrund der Regelabweichung bestimmt eine Lambda
regelung 19 einen Stellwert in Form eines Regelfaktors FR,
mit dem die vorläufige Einspritzzeit TIV in der Verknüpfung 11
multipliziert wird. Bleibt der Lambda-Regelistwert unter dem
Lambda-Regelsollwert bedeutet dies, daß das in der Brenn
kraftmaschine 13 verbrannte Gemisch zu mager ist. Es wird
dann ein Regelfaktor FR <1 ausgegeben, wodurch aus der vor
läufigen Einspritzzeit TlV eine längere tatsächliche Ein
spritzzeit TI gebildet wird.
Mögliche Verläufe des Lambda-Regelistwertes sind in den
Fig. 1a-3a und jeweils zugehörige Verläufe von Regelfakto
ren FR in den Fig. 1b-3b dargestellt.
Die Erläuterung von Fig. 1 sei mit einem Zeitpunkt begonnen,
in dem der Lambda-Regelistwert, im folgenden Sondenspannung
genannt, von fett nach mager abfällt, d. h. von einem Wert,
der ein Gemisch anzeigt, das fetter ist als es einem Gemisch
entspricht, das zur Referenzspannung UREF führt, zu einem
Gemisch, das magerer ist. Das Durchlaufen der Sondenspannung
durch die Referenzspannung erfolgt sprunghaft. Dasselbe gilt
für den Rücksprung von mager nach fett. In dem Moment, in
dem die Sondenspannung beim Sprung von fett nach mager die
Referenzspannung durchläuft, dreht die Lambdaregelung 19 die
lntegrationsrichtung für das Gewinnen des Regelfaktors FR
aus der Regelabweichung um, so daß der Regelfaktor von Wer
ten unterhalb 1 erhöht wird. Die Zeit zwischen dem Umkehren
der Integrationsrichtung und dem Erreichen des Regelfaktors 1
ist in Fig. 1b eingezeichnet und mit TM bezeichnet. Nach dem
Erreichen des Wertes 1 geht die Integration jedoch weiter,
da die Sondenspannung noch den Wert mager anzeigt, obwohl
der Regelfaktor bereits zu einem fetten Gemisch auf der Saug
seite führt. Dieses fette Gemisch wird jedoch erst um eine
Totzeit TT verzögert von der Lambdasonde 16 festgestellt.
Mit Ablauf dieser Totzeit TT springt die Sondenspannung von
mager nach fett. Dieses Springen hat eine erneute Umkehr der
Integrationsrichtung zur Folge. Der Regelfaktor FR wird nun
verkleinert, so daß er nach Ablauf einer Zeit TF seit dem
Sprung wieder den Wert 1 erreicht. Bei weiterem Erniedrigen
des Regelfaktors FR wird saugseitig ein mageres Gemisch ein
gestellt, was jedoch an der Lambdasonde 16 erneut erst nach
Ablauf der Totzeit TT zu einem Sprung im Meßsignal führt,
diesmal von fett nach mager. In Fig. 1b ist, wie übrigens
auch in den Fig. 2b und 3b angenommen, daß die Integrations
zeit TAUF für Aufwärtsintegration und die Integrationszeit
TAB für Abwärtsintegration gleich groß sind. Dann sind die
Zeitintervalle TM+TT sowie TF+TT gleich groß, so daß der
Regelfaktor symmetrisch um den Wert 1 und die Sondenspannung
symmetrisch um die Referenzspannung UREF schwingen. Es wird
darauf hingewiesen, daß bei einer Referenzspannung UREF zwi
schen etwa 400 mV und 550 mV, wie sie in der Praxis verwen
det wird, der Regelfaktor nicht symmetrisch um den Wert 1,
sondern symmetrisch um einen Wert etwas kleiner als 1
schwingt. Der mittlere Lambdawert liegt also leicht im Ma
geren. Zu einer Verschiebung ins Magere führt darüberhinaus
auch das Sprungverhalten der Sonde, bei der Meßwert bei einer
sprunghaften Änderung des Gemisches von mager nach fett
schneller springt als bei einer umgekehrten Änderung.
Die eben genannten Effekte führen also zu einer Magerver
schiebung. Dem entgegengesetzt ist es jedoch, wie oben er
wähnt, zum Erniedrigen der Anteil der Stickoxide im Abgas
erwünscht, daß im Mittel ein leicht fetter Lambdawert vor
liegt. Die Lambdaregelung 19 muß entsprechend betrieben
werden. Dazu stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung,
von denen anhand der Fig. 2 und 3 zwei erläutert werden.
Gemäß Fig. 2b wird gemäß der einen Maßnahme dann, wenn die
Sondenspannung von mager nach fett springt, die Integra
tionsrichtung nicht sofort von anfettend in abmagernd um
gedreht, sondern es wird über eine Verzögerungszeit TV noch
weiter angefettet, bevor dem Sprung in der Sondenspannung
der Sprung in der Regelrichtung folgt. Zwischen dem Zeit
punkt des Sprunges in der Sondenspannung und demjenigen
Zeitpunkt, in dem der Regelfaktor den Wert 1 durchläuft,
vergeht dann nicht mehr nur die Zeit TF, sondern die Zeit
2TV+TF. Der Regelfaktor FR befindet sich daher während
der Zeitspanne TT+2TV+TF im Bereich von Werten <1. Der
Bereich für Werte <1 besteht dagegen unverändert über die
Zeitspanne TT+TM. Die Maßnahme führt zu einem gemittelten
Regelfaktor <1, was in Fig. 2b durch eine strichpunktierte
Linie dargestellt ist. Durch unterschiedliche Wahl der Ver
zögerungszeit TV läßt sich der mittlere Regelfaktor und
damit der mittlere Lambdawert unterschiedlich weit in Rich
tung fett verschieben. Je stärker die Verschiebung, desto
mehr erhöht sich die Periode der Regelschwingung.
Ebenfalls eine Verschiebung in Richtung fett, jedoch mit Er
niedrigung der Periode der Regelschwingung läßt sich durch
eine Maßnahme erzielen, wie sie anhand der Fig. 3a und b ver
anschaulicht ist. Es wird nämlich dann, wenn die Sondenspan
nung von fett nach mager springt, der Regelfaktor FR sprung
haft um einen Proportionalanteil PAUF erhöht, bevor sich die
Aufwärtsintegration mit der Integrationszeit TAUF anschließt.
Durch die sprunghafte Aufwärtsänderung vergeht nur eine kurze
Zeit TM′ zwischen der Änderung in der Sondenspannung von
fett nach mager und demjenigen Zeitpunkt, zu dem der Regel
faktor FR den Wert 1 von kleineren Werten herkommend er
reicht. Werte <1 für den Regelfaktor FR bestehen somit nur
noch während der Zeitspanne TT+TM′, die kürzer ist als die
Zeitspanne TT+TM gemäß dem Verfahren von Fig. 1b. Die
Zeitspanne TT+TF bleibt unverändert. Je größer der Auf
wärtssprung PAUF ist, desto mehr verschiebt sich der mitt
lere Regelfaktor zu Werten <1, was einen zunehmend fetteren
mittleren Lambdawert zur Folge hat. Die Schwingungsperiode
der Zweipunktregelung nimmt dagegen immer weiter ab.
ln Fig. 4, und zwar noch im Teil oberhalb der strichpunk
tierten Linie, ist dargestellt, wie die beschriebene Erkennt
nis genutzt wird, um für jeden Betriebszustand einen mitt
leren Lambdawert einzustellen, der zu optimaler Schadstoff
konvertierung führt. Es liegt nämlich ein Mittel 20 zum Ein
stellen der Verzögerungszeit TV abhängig von Werten der
Drehzahl n und der Last L vor. Dadurch ist es möglich, die
Verzögerungszeit TV betriebspunktabhängig zu verändern, also
das anhand der Fig. 2a und b erläuterte Verfahren auszuüben.
Aus dem Mittel 20 zum Einstellen der Verzögerungszeit TV sind
in Fig. 4 noch ein Mittel 21 zum Einstellen der Größe des
Aufwärtssprunges PAUF, ein Mittel 22 zum Einstellen der
Größe eines Abwärtssprunges PAB, ein Mittel 23 zum Einstel
len der Aufwärtsintegrationszeit IAUF und ein Mittel 24 zum
Einstellen der Abwärtsintegrationszeit IAB eingezeichnet.
Von den Mitteln 21 und 22 zum Einstellen der Sprunggrößen
sind nur gestrichelte Linien zur Lambdaregelung 19 gezogen.
Dies, weil in der Praxis nur in Ausnahmefällen diese Größen
zugleich mit der Verzögerungszeit TV verändert werden. Dies
hängt mit dem Schwingungsverhalten des gesamten geregelten
Systems zusammen. Wie anhand der Fig. 2 und 3 erläutert,
führt das Einführen einer Verzögerungszeit zu erhöhter
Schwingungsperiode, während das Einführen eines Aufwärts
sprunges und entsprechend eines Abwärtssprunges zu einem
Verkürzen der Schwingungsperiode führt. In der Regel ist es
bei einem bestimmten Typ einer Brennkraftmaschine nur sinn
voll, eine einzige der beiden Maßnahmen zum Verschieben des
mittleren Lambdawertes in Richtung fett anzuwenden. Zu einem
solchen Verschieben könnten auch unterschiedliche Integra
tionszeiten IAUF und IAB verwendet werden. Diese Integra
tionszeiten werden in der Regel aber drehzahlabhängig ver
ändert, um die Amplitude der Regelschwingung für alle Be
triebszustände im wesentlichen konstant zu halten.
Außer den bisher beschriebenen Funktionen sind in Fig. 4 noch
eine Vorsteuerungsadaption 25 und eine Kompensation 26 ein
gezeichnet. Letztere dient dazu, den Einfluß gemessener Grös
sen auf die Einspritzzeit, z.B. den Einfluß der Batterie
spannung, zu kompensieren. Die Vorsteuerungsadaption dient
dagegen dazu, den Einfluß nicht gemessener Störgrößen zu
kompensieren, z.B. Luftdruck- oder Temperaturschwankungen.
Wie oben erläutert, schwingen bei einer Zweipunktregelung
der Stellwert, im Beispiel der Regelfaktor FR, und der
Lambdawert um jeweilige Mittelwerte. Mindestens ein Regel
parameter, im Beispielsfall die Verzögerungszeit TV, wird
abhängig vom jeweils vorliegenden Betriebszustand so verän
dert, daß sich ein mittlerer Lambdawert für optimale Schad
stoffkonvertierung einstellen sollte. In der Praxis wird
dies jedoch nicht immer erreicht, was zu schlechterer Abgas
qualität führt, als sie gewünscht ist.
Sehr gute Abgasqualität in allen Betriebszuständen läßt sich
mit Hilfe einer hinter dem Katalysator 27 angeordneten
Lambda-Meßsonde 28, einem Mittel 29 zur Meßsollwertausgabe,
einem Meßwertvergleichsschritt 30 und einer Regleradaption 31
erzielen. Im Meßwertvergleichsschritt 30 wird der Lambda
Meßistwert, wie er von der Lambda-Meßsonde 28 geliefert
wird, mit dem Lambda-Meßsollwert vom Mittel 29 zur Meßsoll
wertausgabe zum Bilden einer Meßabweichung verglichen. Die
Meßabweichung wird der Regleradaption 31 zugeführt. lst die
Meßabweichung negativ, also der Lambda-Meßistwert größer als
der Lambda-Meßsollwert, ist dies ein Zeichen dafür, daß der
mittlere Lambdawert, wie er hinter dem Katalysator 27 an
fällt, zu fett ist. Dies bedeutet, daß die Verzögerungszeit TV
zu erniedrigen ist, was in Fig. 4 durch einen Abwärtspfeil
dargestellt ist. Dieser Erniedrigungsschritt kann eine feste
Schrittweite oder eine nach einem vorgegebenen Rechenverfah
ren bestimmte Schrittweite, z.B. eine zur Meßabweichung pro
portionale Schrittweite aufweisen. Welche Schrittweite am
zweckmäßigsten verwendet wird, ist abhängig vom Schwingver
halten des gesamten geregelten Systems durch Versuche zu
ermitteln.
ln Fig. 4 ist nicht nur eine durchgezogene Einflußlinie von
der Regleradaption 31 zum Mittel 20 zum Einstellen der Ver
zögerungszeit TV gezogen, sondern gestrichelte Linien be
stehen auch zwischen der Regleradaption 31 und dem Mittel
zum Einstellen des Aufwärtssprunges PAUF, dem Mittel 22 zum
Einstellen des Abwärtssprunges PAB, dem Mittel 23 zum Ein
stellen der Aufwärtsintegrationszeit IAUF, dem Mittel 24 zum
Einstellen der Abwärtsintegrationszeit IAB und dem Mittel 29
zur Meßsollwert-Ausgabe. Für das gestrichelte Darstellen
bestehen unterschiedliche Gründe. Die Linie zum Mittel 21
zum Einstellen des Aufwärtssprunges PAUF ist gestrichelt, da
im Beispielsfall davon ausgegangen ist, daß zum Einstellen
des gewünschten mittleren Lambdawertes die Verzögerungszeit TV
verändert wird. Wie oben erläutert, nimmt man in der Praxis
bereits bei herkömmlichen Verfahren, bei denen das Verändern
alleine abhängig von Werten von Betriebsgrößen erfolgt, ty
pischerweise Veränderungen nur an einem der verschiedenen
Regelparameter vor. Entsprechend ist es beim regelnden Ver
ändern gemäß der Erfindung zweckmäßig, jeweils nur auf einen
der Regelparameter Einfluß zu nehmen.
Die Integrationszeiten IAUF und IAB werden zweckmäßigerweise
nicht zum Einstellen des gewünschten mittleren Lambdawertes
verwendet, da diese Größen, wie oben erläutert, typischer
weise zum Einstellen einer konstanten Amplitude der Regel
schwingung bei unterschiedlichen Drehzahlen verändert werden.
Es erschwert die Übersichtlichkeit der Regelung, wenn diese
Größen in Abhängigkeit unterschiedlicher Werte verändert
werden. Beim Vorliegen von Sonderbedingungen kann jedoch
gerade das Verändern der Integrationszeiten auch in Abhän
gigkeit der Meßabweichung besonders sinnvoll sein.
Auch durch Verschieben der Referenzspannung für die Zwei
punktregelung läßt sich der mittlere Lambdawert verändern.
Aufgrund des Sprungverhaltens der Lambdasonde 16 bestehen
jedoch nur geringe Verschiebemöglichkeiten.
Soll aus Kostengründen eine zweite Meßsonde 28 nicht verwen
det werden, ist ein Verfahren gemäß Fig. 5 von Vorteil. Gemäß
diesem Verfahren wird der mittlere Lambdawert nicht durch
Messung hinter dem Katalysator 27 bestimmt, sondern durch
eine Mittelung 32 wird aus dem Lambda-Regleristwert von der
Lambdasonde 16 durch Mittelwertbildung der Lambda-Meßistwert
bestimmt. Die Mittelwertbildung erfolgt z.B. dadurch, daß
über eine ganze Schwingung des Lambda-Regleristwertes gemit
telt wird, also z.B. von einem Sprung von mager nach fett
bis zum nächsten Sprung von mager nach fett. Dabei werden
vorteilhafterweise die Meßwerte vor der Mittelung entsprechend
der nichtlinearen Kennlinie U λ =f( λ ) linearisiert.
Das Mittel 29 zur Meßsollwert-Ausgabe weist vorzugsweise
einen Speicher auf, in dem Lambda-Meßsollwerte adressierbar
über Werte von Betriebsgrößen gespeichert sind. Die Sollwerte
sind so bestimmt, daß sie beim jeweils vorliegenden Betriebs
zustand demjenigen mittleren Lambdawert entsprechen, der zu
optimaler Schadstoffkonvertierung führt. Adressierbetriebs
größen sind vorzugsweise die Drehzahl n und eine von der
Last L abhängige Größe, z.B. die Fahrpedalstellung, der
Drosselklappenwinkel oder die angesaugte Luftmasse. Die Soll
werte können jedoch auch auf Kennlinien oder durch Berechnun
gen nach einer Formel bestimmt werden.
Alle genannten Mittel, Verfahrensschritte und Speicher sind
vorzugsweise durch die Hard- und Software eines Mikrorechners
gebildet, wie er typischerweise in der Kraftfahrzeugelektronik
verwendet wird.
Claims (7)
1. Verfahren zum Regeln des Lambdawertes des einer Brennkraft
maschine zuzuführenden Luft/Kraftstoff-Gemisches mit Hilfe
eines Mittels zur Zweipunktregelung mit vorgegebenen Regel
parametern, dem zum Bilden der Regelabweichung das Signal
einer Regel-Lambdasonde zuzuführen ist, die Sprungverhalten
aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - für den jeweils vorliegenden Betriebszustand ein Lambda Meßsollwert bestimmt wird,
- - der mittlere Lambdawert als Lambda-Meßistwert verwendet wird,
- - die Meßabweichung zwischen Lambda-Meßsollwert und Lambda Meßistwert berechnet wird, und
- - mindestens ein Regelparameter abhängig von der Meßabwei chung so verändert wird, daß sich ein Lambda-Meßistwert einstellen sollte, der die genannte Meßabweichung ver ringert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß als ein veränderbarer Regelparameter die
Verzögerungszeit (TIV) verwendet wird, um die die Zweipunkt
regelung nach dem Umkippen der Regelabweichung von einem den
Zustand "mager" anzeigenden Wert in einen den Zustand "fett"
anzeigenden Wert verlängert in Richtung "fett" integriert.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein veränderbarer Regelparameter
in Schritten fest vorgegebener Weite verändert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein veränderbarer Regelparameter
in Schritten verändert wird, deren Weite proportional zur
Meßabweichung ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch
gekennzeichnet, daß der mittlere Lambdawert durch
Messung mit einer Meß-Lambdasonde hinter einem Katalysator
bestimmt wird.
6. Vorrichtung zum Regeln des Lambdawertes des einer Brenn
kraftmaschine (13) zuzuführenden Luft/Kraftstoff-Gemisches
mit Hilfe eines Mittels zur Zweipunktregelung (19) mit vor
gegebenen Regelparametern, dem zum Bilden der Regelabwei
chung das Signal einer Regel-Lambdasonde (16) zuzuführen ist,
die Sprungverhalten aufweist,
gekennzeichnet durch
- - ein Mittel (29) zum Bestimmen von Lambda-Meßsollwerten ab hängig von Werten von Betriebsgrößen,
- - ein Mittel (30) zum Vergleichen des jeweiligen Lambda-Meß sollwertes mit dem jeweils vorliegenden mittleren Lambda wert als Lambda-Istwert, zum Bilden einer Meßabweichung, und
- - ein Mittel (31) zum Verändern mindestens eines Regelpara meters abhängig von der Meßabweichung derart, daß sich ein Lambda-Meßistwert einstellen sollte, der die genannte Meß abweichung verringert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Mittel (29) zum Bestimmen von Lambda
Meßsollwerten einen Speicher aufweist, der Lambda-Meßsoll
werte adressierbar über Werte von Betriebsgrößen speichert.
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