DE4322270A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steue­ rung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprü­ che.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung zur Steuerung ei­ ner Brennkraftmaschine ist aus der DE-OS 42 07 541 bekannt. Dort wird ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein erster Regler vorgesehen ist, der einen Sollwert mit einem Istwert vergleicht und ausgehend davon eine Steuergröße vorgibt. Ein zweiter Regler vergleicht ebenfalls einen Ist- und einen Sollwert und er­ zeugt abhängig von dem Vergleich dieser beiden Werte ein zweites Steuersignal zur Ansteuerung eines Stellgliedes. Diese beiden Regler sind als Kaskadenregler derart hintereinander geschaltet, daß das Steuersignal des ersten Reglers als Sollwert für den zweiten Regler dient. Bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung ist insbesondere das dynamische Verhalten der Brennkraftmaschine nicht befriedigend. Dies gilt insbesondere bei Systemen, die lediglich mit einem langsa­ men Lambdaregler ohne unterlagertem Luftmengenregler arbeiten. So ist insbesondere beim Beschleunigen das Abgasverhalten oder die Be­ schleunigung des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahr­ zeugs nicht optimal.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine der ein­ gangs genannten Art das Abgasverhalten zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merk­ male gelöst.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Block­ diagramm der wesentlichsten Elemente der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung, Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Abgasrückführsteuerung, Fig. 3 eine Realisierung eines Abgasrückführkennfeldes mittels dreier Kennlinien und die Fig. 4 und 5 eine Realisierung des Luftmengen­ reglers mit einer Kaskadenstruktur.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel einer selbstzündenden Brennkraftmaschine beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht auf selbstzündende Brennkraftmaschinen beschränkt. Sie kann auch bei anderen Typen von Brennkraftmaschinen eingesetzt wer­ den. In diesem Fall müssen entsprechende Bauteile ausgetauscht wer­ den.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann sowohl mit einer entsprechen­ den Hardwareschaltung, als auch mittels eines Rechners in Verbindung mit einem entsprechenden Programmablauf realisiert werden.

In Fig. 1 sind anhand eines Blockdiagramms die wesentlichsten Ele­ mente der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.

Mit 100 ist eine Brennkraftmaschine bezeichnet. Hierbei handelt es sich in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel um eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Im Bereich der Brennkraftmaschine ist ein erster Steller 110 angeordnet, der die Abgasrückführrate beeinflußt. Hier­ bei handelt es sich vorzugsweise um ein entsprechendes Ventil in ei­ ner Leitung, die den Abgaskanal mit dem Ansaugrohr der Brennkraftma­ schine verbindet.

Ein zweiter Steller 120 ist ebenfalls im Bereich der Brennkraftma­ schine 100 angeordnet, dieser bestimmt die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge. Bei einer Dieselbrennkraftmaschine han­ delt es sich hier vorzugsweise um eine Regelstange bzw. um ein Magnetventil das den Einspritzbeginn und das Einspritzende festlegt.

Bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine handelt es sich hierbei um einen Steller zur Beeinflussung der Drosselklappe. Des weiteren ist im Bereich der Brennkraftmaschine 100 ein Luftmassenmesser 130 angeordnet, der ein die angesaugte Luftmenge angebendes Signal MLI abgibt. Des weiteren ist ein Lambdasensor 135 vorgesehen, der einen Lambdawert bereitstellt. Der Sensorwert ist ein Maß für die Sauer­ stoffkonzentration im Abgas. Vorzugsweise ist der Meßwert proportio­ nal zur Sauerstoffkonzentration.

Mit den Luftmengensignal MLI und dem Lambdawert wird eine Abgasrück­ führsteuerung 140 beaufschlagt. Des weiteren gelangt zu der Abgas­ rückführsteuerung 140 das Ausgangssignal QK einer Mengenvorgabe 160. Die Abgasrückführsteuerung 140 beaufschlagt den ersten Steller mit einer Steuergröße, die auch als Ansteuersignal TV bezeichnet wird.

Die Mengenvorgabe 160 beaufschlagt ferner eine Mengensteuerung 150 mit dem Kraftstoffmengensignal QK. Diese Mengensteuerung 150 setzt dieses Kraftstoffmengensignal QK in ein Ansteuersignal zur Beauf­ schlagung des zweiten Stellers 120 um.

Die Mengenvorgabe 160 steht unter anderem mit einem Fahrpedalstel­ lungsgeber 168 sowie weiterer Sensoren 164 in Verbindung. Der Fahr­ pedalstellungsgeber 168 erzeugt ein Signal, daß dem Fahrerwunsch entspricht. Die weiteren Sensoren 164 erfassen Betriebsparameter wie beispielsweise Drehzahl N der Brennkraftmaschine, Einspritzzeit­ punkt, Druck und Temperaturwerte insbesondere der angesaugten Luft.

Diese Vorrichtung arbeitet nun wie folgt. Ausgehend von der Fahrpe­ dalstellung und den Ausgangssignalen der weiteren Sensoren 164 be­ stimmt die Mengenvorgabe 160 die einzuspritzende Kraftstoffmenge QK. Die Mengensteuerung 150 setzt dieses Mengensignal QK in ein An­ steuersignal für den zweiten Steller 120 um. Bei der Mengenvorgabe handelt es sich in dem einfachsten Fall um ein Pumpenkennfeld, indem der Zusammenhang zwischen der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und dem entsprechenden Ansteuersignal z. B. für die Spannung des Regel­ stangenstellers abgelegt ist. Entsprechend der Position des zweiten Stellers 120 wird der Brennkraftmaschine 100 eine entsprechende Kraftstoffmenge zugemessen.

Des weiteren gelangt das Ausgangssignal der Mengenvorgabe zu der Ab­ gasrückführsteuerung 140. Diese bestimmt ausgehend von dem Signal QK bezüglich der eingespritzten Kraftstoffmenge, und weiteren Größen wie z. B. der angesaugten Luftmenge MLI und dem Lambdawert des Abga­ ses ein Ansteuersignal TV zur Ansteuerung des ersten Stellers 110, der den Anteil des in die Ansaugleitung zurück geführten Abgases be­ einflußt.

In Fig. 2 ist anhand eines Blockdiagramms die Abgasrückführsteue­ rung 140 detaillierter dargestellt. Bereits in Fig. 1 dargestellte Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet.

Das Ausgangssignal einer Sollwertvorgabe 200, das dem Luftmengen­ sollwert MLS entspricht, gelangt über einen Verknüpfungspunkt 202 zu einem Abgasrückführkennfeld 210. Die Sollwertvorgabe 200 verarbeitet als Eingangsgrößen das Kraftstoffmengensignal QK sowie weitere Grö­ ßen, wie beispielsweise ein Drehzahlsignal N. Diese werden bei­ spielsweise von den Sensoren 164 erfaßt.

Ferner gelangt der Luftmengensollwert MLS zu einem Verknüpfungspunkt 204, an dessen zweitem Eingang das Ausgangssignal eines Istwertge­ bers 206 anliegt. Der Ausgang des Verknüpfungspunktes 204 ist wie­ derum mit einem Luftmengenregler 208 verbunden. Der Luftmengenregler beaufschlagt den zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 202 mit ei­ nem Signal.

Zu dem Abgasrückführkennfeld 210 gelangt über ein Verzögerungsglied 212 das Drehzahlsignal N sowie über ein Verzögerungsglied 214 das Kraftstoffmengensignal QK. Das Abgasrückführkennfeld 210 ist mit ei­ ner Ventilkennlinie 220 verbunden. Diese beaufschlagt einen Ver­ knüpfungspunkt 225 mit einem Tastverhältnis TV. Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 225 liegt das Ausgangssignal einer ersten Korrekturkennlinie 230, die als Eingangsgröße das Drehzahlsignal N verarbeitet.

Das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 225 gelangt zu dem er­ sten Eingang eines zweiten Verknüpfungspunkts 235, an dessen zweiten Eingang das Ausgangssignal einer zweiten Korrekturkennlinie 240 an­ liegt. Die zweite Korrekturkennlinie 240 verarbeitet als Eingangs­ größe das Kraftstoffmengensignal QK. Das Ausgangssignal dieses zwei­ ten Verknüpfungspunktes 235 dient zur Beaufschlagung des Abgasrück­ führstellers 110.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Ausgangssignale des Drehzahlsensors 164 über ein sogenanntes lead/lag-Glied zur Korrekturkennlinie gelangt. Dieses lead/lag-Glied ist derart realisiert, daß das Drehzahlsignal N unmittelbar zu einem Verknüpfungspunkt 270 und von dort zur Korrekturkennlinie 230 ge­ langt. Zum anderen gelangt das Drehzahlsignal N über ein DTI-Glied 260 zum zweiten Eingang des Verknüpfungspunkts 270. In dem Ver­ knüpfungspunkt werden die beiden Größen vorzugsweise additiv ver­ knüpft.

Entsprechend gelangt das Ausgangssignal QK der Mengenvorgabe 160 ein entsprechendes lead/lag-Glied zur Korrekturkennlinie 240. Dieses lead/lag-Glied ist derart realisiert, daß das Mengensignal QK un­ mittelbar zu einem Verknüpfungspunkt 275 und von dort zur Korrektur­ kennlinie 240 gelangt. Zum anderen gelangt das Mengensignal QK über ein DT1-Glied 265 zum zweiten Eingang des Verknüpfungspunkt 275. In dem Verknüpfungspunkt werden die beiden Größen vorzugsweise additiv verknüpft.

Diese lead/lag-Glieder verbessern das dynamische Verhalten des Systems wesentlich. Ein Änderung der Eingangsgröße beim DT1-Glied bewirkt ein kurzfristig ansteigendes Ausgangssignal, das nach einer gewissen Zeit auf Null abfällt. Insgesamt ergibt sich durch das lead/lag-Glied bei Signaländerungen eine kurzfristige Überhöhung des Signals durch den D-Anteil.

Diese Vorrichtung arbeitet nun wie folgt. Der Luftmengensollwert wird von der Sollwertvorgabe 200 abhängig von der Kraftstoffmenge QK und weiteren Betriebskenngrößen, wie beispielsweise der Drehzahl, vorgeben. Vorzugsweise wird als Sollwertvorgabe 200 ein Kennfeld verwendet. Um eine möglichst schnelle Änderung der Abgasrückführrate bei einem sich ändernden Luftmengensollwert gewährleisten zu können, ist vorgesehen, daß der Luftmengensollwert unmittelbar dem Abgas­ rückführkennfeld 210 zugeführt wird.

Der Luftmengensollwert MLS wird ferner in dem Vergleichspunkt 204 mit dem Ausgangssignal des Istwertgebers 206 verglichen. Bei diesem Istwertgeber können verschiedene Realisierungen vorgesehen sein. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß ein Luftmengenmesser, der die angesaugte Luftmenge mißt im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Desweiteren ist es auch möglich, daß die Istluftmen­ ge ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen, wie beispielsweise dem Lambdawert des Abgases und/oder Temperatur und Druckwerten der angesaugten Luft berechnet wird.

Ausgehend von diesem Vergleich berechnet der Regler 208 eine Korrek­ turgröße für den Luftmengensollwert. Mit diesem Korrekturwert wird im Verknüpfungspunkt 202 das Ausgangssignal der Sollwertvorgabe korrigiert. Der Verknüpfungspunkt 202 verknüpft die beiden Signale vorzugsweise additiv. Es können aber auch andere Arten von Ver­ knüpfungen beispielsweise eine multiplikative vorgesehen sein.

Die direkte Beaufschlagung des Abgasrückführkennfeldes 210 mit dem Luftmengensollwert wirkt als Vorsteuerung. Aufgrund der großen Streckentotzeit insbesondere bei großer Abgasrückführmenge verbes­ sert die genaue Vorsteuerung das dynamische Verhalten des Gesamtsy­ stems. Diese Vorsteuerung wird im Verknüpfungspunkt 202 mit dem Aus­ gangssignal des Luftmengenreglers 208 korrigiert. Dieser Luftmengen­ regler kann zum einen als Luftmengenregler und/oder als Lambdaregler oder als Kaskadenregler realisiert sein.

Der Regler 208 beinhaltet vorzugsweise ein Proportional-Anteil und ein Integral-Anteil. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß der Integral-Anteil (I-Anteil) eingefroren wird, wenn das Ausgangssignal des Abgasrückführkennfeldes bestimmte Werte über oder unterschreitet. Diese Wert entsprechen Hubwerten bei denen sich das Ventil an seinen mechanischen Anschlägen befindet. Dies bedeutet erreicht das Ventil seinen Anschlag, so verbleibt der I-Anteil des Reglers auf seinem momentanen Wert.

Der Regler korrigiert diese Sollgröße derart, daß sich eine genaue Einregelung des Stellwerks ergibt.

In dem Abgasrückführkennfeld 210 ist der Zusammenhang zwischen einer Hubgröße H, die im Folgenden auch als Hub H des Abgasrückführventils bezeichnet wird, und dem Luftmengensollwert MLS abgespeichert. Als weitere Größen werden vorzugsweise die Drehzahl N und die Kraft­ stoffmenge QK berücksichtigt.

Ist ein Lader vorgesehen so wirken sich Änderungen der Drehzahl und der Kraftstoffmenge QK erst mit einer vom Lader verursachten Verzö­ gerung auf den Bedarf an rückgeführtem Abgas aus. Um diese dynami­ schen Eigenschaften des Laders zu berücksichtigen sind die Verzöge­ rungsglieder 212 und 214 vorgesehen, mit denen die Drehzahl N und die Kraftstoffmenge verzögert werden.

Das Abgasrückführkennfeld 210 kann als mehrdimensionales Kennfeld oder mittels dreier Kennlinien realisiert werden. In Fig. 3 ist ei­ ne Realisierung mit drei Kennlinien dargestellt. Bereits beschriebe­ ne Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Ausgangssignal der Sollwertvorgabe gelangt über einen Ver­ knüpfungspunkt 340 zum Verknüpfungspunkt 202 und von dort zu einer Hubkennlinie 350.

Der Verknüpfungspunkt 340 wird mit den Ausgangssignalen einer ersten 320 und einer zweiten Kennlinie 330 beaufschlagt. Der ersten Kenn­ linie 320 wird die Ausgangsgröße des Verzögerungsgliedes 212 und der zweiten Kennlinie 330 die Ausgangsgröße des Verzögerungsgliedes 214 zugeführt.

In der ersten Kennlinie 320 ist abhängig von dem verzögerten Kraft­ stoffmengensignal QK eine Luftmenge abgelegt. Bei einer steigenden Kraftstoffmenge wird eine höhere Luftmenge ausgegeben. In erster Näherung besteht ein linearer Zusammenhang. In der zweiten Kennlinie 330 ist abhängig von der verzögerten Drehzahl N eine Luftmenge abge­ legt. Bei einer steigender Drehzahl wird eine höhere Luftmenge aus­ gegeben. In erster Näherung besteht ein linearer Zusammenhang. Diese Ausgangsgrößen werden im Verknüpfungspunkt 340 mit dem Ausgangs­ signal der Sollwertvorgabe verknüpft. Diese Verknüpfung erfolgt vor­ zugsweise additiv. Sie kann aber auch in einer anderen Weise bei­ spielsweise multiplikativ erfolgen.

In der Hubkennlinie 350 ist der Zusammenhang zwischen der so korri­ gierten Luftmenge und dem Hub H des Ventils abgelegt. Mit wachsender Luftmenge werden die Hübe kleiner.

Der Zusammenhang zwischen Luftmenge und Hub ist stark nichtlinear, so ergeben sich bei gleicher Hubänderung bei kleinen Hüben große Än­ derungen der Luftmenge und bei großen Hüben kleine Änderungen der Luftmenge.

Bei einem Hub von ca. 0 mm ist das Ventil geschlossen und bei einem Hub von beispielsweise 6 mm völlig geöffnet. Diese Werte dienen nur als Anhaltswerte und sind bei verschiedenen Typen von Ventilen un­ terschiedlich.

Anschließend wird der Hub H mittels der Ventilkennlinie 220 in ein Tastverhältnis TV umgerechnet. Das Ventilkennfeld 220 beinhaltet den Zusammenhang zwischen Hub und Tastverhältnis. Dieser Zusammenhang ist im wesentlichen linear. Beispielsweise entspricht ein Hub von 0 mm einem Tastverhältnis von 15%, ein Hub von 6 mm einem Tastver­ hältnis von 30%.

Bei konstantem Tastverhältnis ergeben sich bei steigenden Drehzahlen Änderungen des Hubs des Abgasrückführventils und somit auch Änderun­ gen der Abgasrückführrate. Dieser Effekt beruht auf Strömungskräften die auf das Ventil einwirken. Bei hohen Drehzahlen über ca. 3000 Umdre­ hungen führen diese Effekte bei gleichem Tastverhältnis zu einem größeren Hub als bei kleinen Drehzahlen. Ein entsprechender Effekt tritt bei großen Kraftstoffmengen auf.

Diese Effekte führen dazu, daß das Ventil bei hohen Drehzahlen bzw. großen Kraftstoffmengen bei der Ansteuerung mit einem Tastverhältnis von 15% nicht mehr schließt. Um ein sicheres Schließen des Ventils ge­ währleisten zu können ist es daher erforderlich, daß bei hohen Dreh­ zahlen und großen Kraftstoffmengen mit einem kleineren Tastverhältnis angesteuert werden muß.

Der Hub ist aus physikalischen Gründen auf 0 bis 6 mm beschränkt. Das Tastverhältnis könnte daher ebenfalls auf Werte zwischen 15 und 30% begrenzt werden, wenn obige Effekte nicht auftreten würden. Auf Grund der beschriebenen Effekte muß für das Tastverhältnis ein grö­ ßerer Bereich vorgesehen sein, damit das Ventil sicher seine Endla­ gen erreicht.

Dies führt dazu, daß der Regler auch den gesamten Bereich des Tast­ verhältnisses durchläuft. Befindet sich das Ventil in einer seiner Endlagen, so benötigt der Regler eine gewisse Zeit bis er wieder ein Tastverhältnis erreicht, das eine Änderung des Hubs bewirkt. Dies bewirkt eine schlechte Dynamik und damit ein ungünstiges Verhalten des gesamten Regelsystems. Aus diesem Grund sollte der Bereich in dem sich das Tastverhältnis bewegt, möglichst exakt vorgegeben wer­ den. Dies ist aber nur möglich, wenn obige Effekte kompensiert wer­ den.

Um diese Störungen zu kompensieren wird deshalb wie folgt vorgegan­ gen. Zur Berücksichtigung der Hubänderungen bei konstantem Tastver­ hältnis und variabler Drehzahl ist das erste Korrekturkennfeld 230 vorgesehen. In diesem ist abhängig von der Drehzahl N ein Korrektur­ wert zur Korrektur des Tastverhältnisses abgelegt. Im Verknüpfungs­ punkt 225 wird das Ausgangssignal der Kennlinie 220 und der erste Korrekturwert der ersten Korrekturkennlinie verknüpft. Dieses Signal wird dann in einem zweiten Verknüpfungspunkt 235 mit dem Ausgangs­ signal der zweiten Korrekturkennlinie verknüpft. Diese berücksich­ tigt den Einfluß der eingespritzten Kraftstoffmenge QK.

Als Verknüpfungen kann vorgesehen sein, daß zum Tastverhältnis TV jeweils der Korrekturwert hinzuaddiert bzw. von ihm subtrahiert wird. Desweiteren kann aber auch eine multiplikative Korrektur vor­ gesehen sein, das heißt, daß das Kennfeld einen Faktor vorgibt, mit dem das Tastverhältnis multipliziert wird.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß bei kleinen Drehzahlen bzw. bei kleinen Kraftstoffmengen keine Korrektur erfolgt, und bei wachsenden Kraftstoffmengen bzw. bei wachsender Drehzahl die Korrektur laufend größer wird. Mit dem korrigierten Tastverhältnis TVK wird dann der Steller 110 beaufschlagt.

Mittels dieser Korrektur kann der Hub des Ventils unabhängig von Ge­ genkräften am Ventil konstant gehalten werden. Ferner sind dynami­ sche Einflüsse durch den Lader ebenfalls berücksichtigt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Anti-Reset-Windup Funktion vorgesehen. Erreicht der Hub und/oder das Tastverhältnis einen Wert, der dem mechanischen An­ schlag des Ventils entspricht, so wird der momentane Wert der be­ trachteten Größe konstant gehalten bis eine Änderung des Luftmengen­ sollwerts vorliegt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß Toleranzen des Ventils und/oder Einflüsse der Temperatur der Spule des Ventils korrigiert werden. Ventiltoleranzen führen insbesondere zu additiven Fehlern und der Einfluß der Spulentemperatur zu multiplikativen Feh­ lern. Hierzu ist, wie in der Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet, vor­ gesehen, daß das Ausgangssignal des Reglers 208 einer Korrekturein­ richtung 300 zugeführt wird. Diese Korrektureinrichtung 300 beauf­ schlagt einen zwischen den Kennfeldern 210 und 220 angeordneten Ver­ knüpfungspunkt mit einem Signal.

Ausgehend von dem Ausgangssignal des Reglers 208 berechnet die Korrektureinrichtung 300 multiplikative und/oder additive Korrektur­ faktoren, mit denen dann das Ausgangssignal H des Abgasrückführkenn­ feldes 210 multiplikativ und/additiv korrigiert wird. Hiermit lassen sich Ventiltoleranzen und der Einfluß der Spulentemperatur kompen­ sieren.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Tastverhältnis gelernt wird, bei dem sich der Hub 0 mm ergibt bzw. bei dem das Ventil schließt. Hierzu wird wie folgt vorgegangen. Im Leerlauf wird das Tastverhältnis gewobbelt. Dies bedeutet das Tastverhältnis schwankt mit einer Frequenz von ca. 0,1 Hz zwischen einem ersten Wert, bei dem das Ventil sicher zu ist, und einem zweiten Wert, bei dem das Ventil sicher geöffnet ist. Der erste Wert liegt beispielsweise bei 10% und der zweite Wert bei bei­ spielsweise 40%. Gleichzeitig wird eine Meßgröße beobachtet, die sich im Zeitpunkt des Schließens bzw. des Öffnens stark ändert. Eine sol­ che Größe ist der Lambdawert d. h. die Sauerstoffkonzentration des Abgases.

Anhand dieses Wertes kann erkannt werden bei welchem Tastverhältnis das Ventil sicher schließt. Das so gelernte Tastverhältnis, bei dem das Ventil schließt, kann dann anstelle des üblichen Wertes verwen­ det werden.

Alternativ kann das Tastverhältnis auch nur mit kleiner Amplitude gewobbelt werden. In diesem Fall ist dann die Änderung des Lambda­ werts zu beobachten. Die Änderung des Lambdawerts ist am größten bei kleinen Hüben des Ventils, also unmittelbar nach Öffnen des Ventils.

In Fig. 4 ist eine Realisierung des Luftmengenreglers 208 mit einer Kaskadenstruktur dargestellt. Bereits beschriebene Elemente sind mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet.

Das Ausgangssignal der Sollwertvorgabe gelangt über eine Zeitverzo­ gerung, einen Vergleichspunkt 410 zu einem Lambdaregler 420. Dessen Ausgangsgröße gelangt über einen Vergleichspunkt 430 zu einem Luft­ mengenregler 440. Mit dessen Ausgangsgröße wird der Verknüpfungs­ punkt 202 beaufschlagt.

Eine Istwertvorgabe 415 beaufschlagt den Vergleichspunkt 410 und die Istwertvorgabe 206 beaufschlagt den Vergleichspunkt 430 mit einem Istwert.

Das verzögerte Ausgangssignal der Sollwertvorgabe 200 gelangt als Sollwert zu dem Vergleichspunkt 410, wo es mit dem Istwert der Ist­ wertvorgabe 415 verglichen wird. Die Verzögerung 400 erfolgt vor­ zugsweise abhängig von der Drehzahl. Bei höheren Drehzahlen wird ei­ ne geringere Verzögerung gewählt.

Die Istwertvorgabe 415 liefert einen Lambdaistwert. Vorzugsweise wird hier ein mittels der Lambdasonde 135 gemessener Lambdawert ver­ wendet. Ausgehend von der Abweichung zwischen dem Sollwert und dem Istwert bestimmt der Lambdaregler 420 eine Stellgröße. Als Lambda­ regler wird vorzugsweise ein Regler mit PI-Verhalten eingesetzt.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Istwertvorgabe 415 ausgehend von dem mittels der Lambdasonde 135 gemessenen Lambdawert und der Kraftstoffmenge QK ein Luftmengenwert berechnet. In diesem Fall muß als Sollgröße eine entsprechende Luftmengengröße verwendet werden.

Die Stellgröße des Lambdareglers 420 dient als Sollwert, der im Ver­ gleichspunkt 430 mit dem Istwert der Istwertvorgabe 206 verglichen wird. Der Luftmengenregler 440 bildet dann ausgehend von der Abwei­ chung zwischen Ist- und Sollwert eine Steuergröße. Mit dieser Steu­ ergröße wird dann im Verknüpfungspunkt 202 die Luftmenge entspre­ chend, wie bereits bei Fig. 2 beschrieben, korrigiert.

Eine Ausgestaltung dieses Kaskadenreglers ist in Fig. 5 darge­ stellt. Bei dieser Ausgestaltung gelangt das Ausgangssignal der Sollwertvorgabe 200 über einen Verknüpfungspunkt 500 zum Ver­ knüpfungspunkt 430. Desweiteren gelangt diese Größe über ein Tot­ zeitglied 510 und ein Verzögerungsglied 520 zum Vergleichspunkt 410. Die Stellgröße des Lambdareglers 420 gelangt über ein Schaltmittel 530 zum Verknüpfungspunkt 500.

Bei dieser Ausgestaltung arbeitet der Lambdaregler nur in bestimmten Betriebszuständen, in denen die Abgasemissionen besonders kritisch sind. Dies ist insbesondere bei hohen Kraftstoffmengen bzw. bei Vollast der Fall. Bei diesen Betriebsbedingungen ist das Schaltmit­ tel geschlossen und der Lambdaregler bildet eine Korrekturgröße zur Korrektur des Sollwerts für den Luftmengenregler. Mittels des Tot­ zeitglieds 510 und des Verzögerungsglieds 520 wird das dynamische Verhalten des Lambdaistwerts und des Sollwerts aneinander angepaßt.

Claims (10)

1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei dem ausgehend von wenigstens einer Drehzahl und/oder einer Kraftstoffmenge eine Steu­ ergröße zur Beaufschlagung eines Stellers, der die Abgasrückführrate bestimmt, vorgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von wenigstens der Drehzahl und/oder der Kraftstoffmenge eine Hubgröße und ausgehend von wenigstens der Hubgröße die Steuergröße vorgebbar ist, wobei die Hubgröße und/oder die Steuergröße abhängig von Be­ triebsbedingungen korrigierbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hub­ größe als Funktion der Drehzahl, der Kraftstoffmenge und/oder einer Solluftmenge mittels eines Abgasrückführkennfeldes und/oder mehrerer Kennlinien vorgebbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl und/oder die Kraftstoffmenge mit einer zeitlichen Verzöge­ rung dem Abgasrückführkennfeld zuführbar ist.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuergröße als Funktion der Hubgröße mittels ei­ ner Hubkennlinie vorgebbar ist.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Korrekturgröße abhängig von der Drehzahl und/oder der Kraftstoffmenge mittels wenigstens eines Korrekturkennfeldes zur Korrektur der Ansteuergröße vorgebbar ist.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ausgehend von der Drehzahl und/oder der Kraftstoffmen­ ge ein Sollwert vorgebbar der einem Regler zuführbar ist, wobei die Ausgangsgröße des Reglers mit dem Sollwert verknüpft wird und diese Größe zur Beaufschlagung des Abgasrückführkennfeldes dient.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ausgehend von dem Ausgangssignal des Reglers (208) Korrekturwerte zur insbesondere multiplikativen und/oder additiven Korrektur der Hubgröße vorgebbar sind.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuergröße gelernt wird, bei dem sich der Steller in einer seiner Endlagen befindet.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Regler als Kaskadenregler realisiert ist.

10. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, mit Mitteln zur Vorgabe einer Steuergröße zur Beaufschlagung eines Stellers, der die Abgas­ rückführrate bestimmt, abhängig von wenigstens einer Drehzahl und/oder einer Kraftstoffmenge, gekennzeichnet durch Mittel, die ausgehend von wenigstens der Drehzahl und/oder der Kraftstoffmenge eine Hubgröße und ausgehend von wenigstens der Hubgröße die Steuer­ größe vorgeben sowie Korrekturmitteln, die die Hubgröße und/oder die Steuergröße abhängig von Betriebsbedingungen korrigieren.