DE4433631A1 - Verfahren zur Bildung eines Signals bezüglich einer Temperatur im Abgassystem einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zur Bildung eines Signals bezüglich einer Temperatur im Abgassystem einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Bildung eines
Signals bezüglich einer Temperatur im Abgassystem einer
Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und
einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der nicht vorveröffentlichten DE 43 38 342 sind ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung eines simulierten
Signals bezüglich der Abgas-, der Abgassonden- oder der
Katalysatortemperatur bekannt. Bei dem bekannten Verfahren
ist es vorgesehen, mit einer Kennlinie eine stationäre
Abgastemperatur zu ermitteln. Mit Hilfe eines ersten Filters
wird ausgehend von der stationären Abgastemperatur der
zeitliche Verlauf der Abgastemperatur stromauf des
Katalysators nachgebildet. Mit Hilfe eines zweiten Filters
kann weiterhin die Temperatur des Katalysators ermittelt
werden.
Weiterhin ist aus der ebenfalls nicht vorveröffentlichten
DE 44 24 811 bekannt, bei der Nachbildung des zeitlichen
Verlaufs der Abgastemperatur ausgehend von der stationären
Abgastemperatur eine Aufspaltung in einen schnellen und
einen langsamen Anteil durchzuführen. Die beiden Anteile
werden getrennt weiterverarbeitet und anschließend wieder
überlagert. Außerdem ist vorgesehen, eine fahrgeschwindig
keitsabhängige Abkühlung der Abgase mittels eines Korrektur
faktors zu berücksichtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Signal zu bil
den, das eine Temperatur im Abgassystem einer Brennkraftma
schine möglichst genau wiedergibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich insbeson
dere dadurch vom Stand der Technik, daß zusätzliche, im
Stand der Technik noch nicht genannte Betriebskenngrößen bei
der Bildung des Signals für die Temperatur im Abgassystem
berücksichtigt werden, so daß sich insgesamt eine höhere
Genauigkeit erzielen läßt. Außerdem können beim erfindungs
gemäßen Verfahren auch Betriebssituationen berücksichtigt
werden, die nur zeitweise auftreten, wie beispielsweise die
Unterbrechung der Kraftstoffzumessung zu einzelnen Zylin
dern, die u. a. im Rahmen einer Antriebsschlupfregelung ver
anlaßt werden kann. Als zusätzliche Betriebskenngrößen kön
nen vom erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise eine
Angabe über den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine, eine
Angabe über das Luft/Kraftstoff-Gemisch, eine Angabe über
die Temperatur der von der Brennkraftmaschine angesaugten
Luft oder eine Angabe über die Anzahl der ausgeblendeten
Zylinder berücksichtigt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es unter
vielen verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkraftma
schine ein Signal erzeugt, das die Temperatur im Abgassystem
der Brennkraftmaschine mit einer guten Genauigkeit repräsen
tiert. Zur Erzeugung des Signals bezüglich der Temperatur im
Abgassystem der Brennkraftmaschine wird ausgehend von wenig
stens einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine ein
erstes Signal gebildet. Dieses erste Signal wird von einem
Korrektursignal beeinflußt, von einem Signal abhängt, das
mit dem Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zusammenhängt
oder/und von einem Signal, das die Temperatur der von der
Brennkraftmaschine angesaugten Luft angibt.
Darüber hinaus kann das Korrektursignal noch von einem
Signal abhängen, das das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des von
der Brennkraftmaschine angesaugten Gemisches angibt oder/und
von einem Signal, das den Gasdurchsatz durch die Brennkraft
maschine angibt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei
der Erzeugung des Signals bezüglich der Temperatur im Abgas
system der Brennkraftmaschine ein Signal berücksichtigt wer
den kann, das mit der Anzahl der von der Kraftstoffzumessung
ausgeblendeten Zylinder zusammenhängt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 das technische Umfeld, in dem die Erfin
dung eingesetzt werden kann,
Fig. 2 eine Übersichtsdarstellung der Erfindung in Form
eines Blockschaltbilds,
Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 jeweils den internen Aufbau
eines der in Fig. 2 dargestellten Blöcke und
Fig. 6 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt das technische Umfeld, in dem die Erfindung
eingesetzt werden kann. Einer Brennkraftmaschine 100 wird
über einen Ansaugtrakt 102 Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt
und die Abgase werden in einen Abgaskanal 104 abgegeben. Im
Ansaugtrakt 102 sind - in Stromrichtung der angesaugten Luft
gesehen - ein Luftmengenmesser oder Luftmassenmesser 106,
beispielsweise ein Heißfilm-Luftmassenmesser, ein Tempera
tursensor 107, eine Drosselklappe 108 mit einem Sensor 110
zur Erfassung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 108 und
wenigstens eine Einspritzdüse 112 angebracht. Im Abgaskanal
104 sind - in Stromrichtung des Abgas es gesehen - eine erste
Abgassonde 114, ein Katalysator 116 und eine zweite Abgas
sonde 118 angeordnet. An der Brennkraftmaschine 100 sind ein
Drehzahlsensor 120 und ein Temperatursensor 121 angebracht.
Weiterhin besitzt die Brennkraftmaschine 100 beispielsweise
vier Zündkerzen 122 zur Zündung des
Luft/Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern. Die Ausgangssi
gnale mL des Luftmengenmessers oder Luftmassenmessers 106,
TAn des Temperaturesensors 107, α des Sensors 110 zur Erfas
sung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 108, λ1 der
ersten Abgassonde 114, λ2 der zweiten Abgassonde 118, n des
Drehzahlsensors 120 und TBKM des Temperatursensors 121 wer
den einem zentralen Steuergerät 124 über entsprechende Ver
bindungsleitungen zugeführt. Das Steuergerät 124 wertet die
Sensorsignale aus und steuert über weitere Verbindungslei
tungen die Einspritzdüse bzw. die Einspritzdüsen 112 und die
Zündkerzen 122 an. Weiterhin wird vom Steuergerät 124 das
erfindungsgemäße Verfahren zur Bildung eines Signals bezüg
lich einer Temperatur im Abgassystem der Brennkraftmaschine
100 durchgeführt.
Fig. 2 zeigt eine Übersichtsdarstellung der Erfindung in
Form eines Blockschaltbilds. In einen Block 200 wird wenig
stens ein Signal eingespeist, das den Gasdurchsatz durch die
Brennkraftmaschine 100 angibt. Es kann sich dabei um das
Signal mL handeln, das vom Luftmassenmesser oder Luftmengen
messer 106 erzeugt wird. Statt des Signals mL können in den
Block 200 auch ein Signal n für die Drehzahl und ein Signal
tL für die Last der Brennkraftmaschine 100 eingespeist wer
den handeln. Dies gilt auch für andere Blöcke der Figur 200,
in die das Signal mL eingespeist wird, d. h. alternativ zum
Signal mL können die Signale n und tL verwendet werden. Das
Signal tL für die Last der Brennkraftmaschine 100 kann in
bekannter Weise beispielsweise aus dem Öffnungswinkel α der
Drosselklappe 108 ermittelt werden. Der Block 200 ermittelt
aus dem Signal mL bzw. aus den Signalen n und tL ein Signal
TStat für die stationäre Abgastemperatur und stellt diese
Signal an seinem Ausgang bereit.
Der Ausgang des Blocks 200 ist mit einem ersten Eingang
eines Verknüpfungspunktes 202 verbunden. Der zweite Eingang
des Verknüpfungspunktes 202 ist mit dem Ausgang eines Kor
rekturblocks 204 verbunden. Der Korrekturblock 204 erzeugt
in Abhängigkeit von den an seinen Eingängen anliegenden
Signalen ein Korrektursignal dTStat, das im Verknüpfungs
punkt 202 mit dem Signal TStat für die stationäre Abgastem
peratur verknüpft wird. An einem Eingang A des Korrektur
blocks 202 liegt ein Signal η an, das den Wirkungsgrad der
Brennkraftmaschine 100 angibt. Das Signal η kann beispiels
weise mit Hilfe einer Kennlinie aus der Abweichung des tat
sächlichen Zündwinkels von einem unter den vorliegenden Be
triebsbedingungen optimalen Zündwinkel ermittelt werden. An
einem Eingang B des Korrekturblocks 204 liegt ein Signal λ
für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des von der Brennkraftma
schine 100 angesaugten Gemisches an. Als Signal λ kann eines
der Signale λ1 bzw. λ2 dienen, die von den Abgassonden 114
bzw. 118 erzeugt werden. An einem Eingang C des Korrektur
blocks 204 liegt ein Signal TAn für die Temperatur der Luft
im Ansaugtrakt 102 an, das vom Temperatursensor 107 erzeugt
wird, und an einem einem Eingang D liegt das Signal mL für
den Luftmassenstrom an bzw. es liegen die Signale n und tL
für die Drehzahl und die Last der Brennkraftmaschine 100 an.
Der innere Aufbau des Korrekturblocks 204 ist in Fig. 3
dargestellt und im dazugehörigen Text erläutert.
Am Ausgang des Verknüpfungspunktes 202 wird ein Signal
TStat1 bereitgestellt, das im Verknüpfungspunkt 202 durch
Verknüpfung des Signals TStat mit dem Korrektursignal dTStat
erzeugt wird. Der Ausgang des Verknüpfungspunktes 202 ist
mit einem Eingang G eines Blocks 206 verbunden. Der Block
206 beeinflußt das Signal TStat1 in Abhängigkeit von der
Anzahl der von der Kraftstoffzumessung ausgeblendeten
Zylinder und stellt an seinem Ausgang ein Signal TStat2
bereit. Die Anzahl der ausgeblendeten Zylinder wird dem
Block 206 in Form eines Signals LED mitgeteilt, das in einen
Eingang F des Blocks 206 eingespeist wird. Das Signal RED
wird im Steuergerät 124 erzeugt und dort bei der Ansteuerung
der Einspritzdüse bzw. der Einspritzdüsen 112
berücksichtigt, d. h. das Signal RED ist ohnehin bereits
vorhanden und muß nicht eigens für das erfindungsgemäße
Verfahren erzeugt werden. In einen weiteren Eingang E des
Blocks 206 wird das Signal mL für den Luftmassendurchsatz
bzw. es werden die Signale n und tL für die Drehzahl und die
Last der Brennkraftmaschine 100 eingespeist. Der innere
Aufbau des Blocks 206 ist in Fig. 4 dargestellt und
Einzelheiten zur Funktionsweise sind im dazugehörigen Text
erläutert.
Der Ausgang des Blocks 206 ist mit einem Eingang eines
Blocks 208 verbunden, in dem das Signal TStat2 in einen
schnellen und einen langsamen Anteil aufgetrennt wird. Die
beiden Anteile werden zunächst für sich weiterverarbeitet
und anschließend zu einem Signal TAbg überlagert. Das Signal
TAbg wird am Ausgang des Blocks 208 bereitgestellt. Weiter
hin kann im Block 208 eine fahrgeschwindigkeitsabhängige
Korrektur des langsamen Anteils stattfinden. Zu diesem Zweck
kann über einen weiteren Eingang des Blocks 208 ein Signal v
für die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eingespeist
werden, das beispielsweise von einem Tachometer erzeugt
wird. Über einen weiteren Eingang wird das Signal mL für den
Luftmassenstrom bzw. es werden die Signal n und tL für die
Drehzahl und die Last der Brennkraftmaschine 100 in den
Block 208 eingespeist. Einzelheiten zum Aufbau und zur Funk
tionsweise des Blocks 208 sind in der DE 44 24 811 beschrie
ben. Ein weiterer Eingang des Blocks 208 ist mit einem Aus
gang eines Blocks 210 verbunden. Im Block 210 wird ermit
telt, ob und an welcher Stelle im Abgassystem der Brenn
kraftmaschine 100 Kondenswasser vorhanden ist. Am Eingang
des Blocks 210 liegt das Signal mL für den Luftmassenstrom
bzw. es liegen die Signale n und tL für die Drehzahl und die
Last der Brennkraftmaschine 100 an. Aufbau und Wirkungsweise
des Blocks 210 sind in der DE 43 38 342 beschrieben.
Der Ausgang des Blocks 208 ist mit einem ersten Eingang
eines Verknüpfungspunktes 212 verbunden. Der zweite Eingang
des Verknüpfungspunktes 212 ist mit dem Ausgang eines
Korrekturblocks 214 verbunden. Der Korrekturblock 214 gibt
ein Signal dTAbg aus, das den Einfluß der exothermen Konver
tierung der Abgase im Katalysator 116 auf die Abgastempera
tur repräsentiert. Der Korrekturblock 214 besitzt drei Ein
gänge H, I und K, an denen die Signale η, λ und RED anlie
gen. Aufbau und Funktionsweise des Korrekturblocks 214 kön
nen der Fig. 5 und dem zugehörigen Text entnommen werden.
Im Verknüpfungspunkt 212 werden die Signale TAbg und dTAbg
zu einem Signal TIKat, überlagert und dieses Signal TIKat,
das die Temperatur im Katalysator 116 angibt, wird einer
seits zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt und anderer
seits in einen Eingang eines Blocks 216 eingespeist. Der
Block 216 bildet das Temperaturverhalten des Katalysators
116 nach und kann beispielsweise als Filter, insbesondere
als Tiefpaß-Filter, ausgelegt sein. In einen weiteren Ein
gang des Blocks 216 wird das Signal mL für den Luftmassen
strom eingespeist bzw. es werden die Signale n und tL für
die Drehzahl und die Last der Brennkraftmaschine 100 einge
speist. Ein dritter Eingang des Blocks 216 ist mit einem
zweiten Ausgang des Blocks 210 verbunden, d. h. der Block
216 wird über diesen dritten Eingang abhängig davon, ob im
Katalysator 116 Kondenswasser vorhanden ist, beeinflußt. Am
Ausgang des Blocks 216 wird ein Signal TKat bereitgestellt,
das die Temperatur unmittelbar stromab des Katalysators 116
angibt.
Die Funktionsweise des in Fig. 2 dargestellten Blockdia
gramms läßt sich folgendermaßen zusammenfassen:
Das von Block 200 ausgegebene Signal TStat für die stationä re Abgastemperatur wird zunächst in Abhängigkeit von einer Reihe von Betriebskenngrößen korrigiert, indem das Signal TStat im Verknüpfungspunkt 202 mit dem vom Korrekturblock 204 erzeugten Korrektursignal dTStat zum Signal TStat1 über lagert wird. Das Signal TStat1 wird ggf. abhängig von der Anzahl der ausgeblendeten Zylinder beeinflußt (Block 206) und aus dem dabei erzeugten Signal TStat2 wird unter Berück sichtigung dynamischer Effekte im Block 208 das Signal TAbg für die Abgastemperatur erzeugt. Durch Berücksichtigung der im Katalysator 116 freigesetzten Wärme in Form des vom Korrekturblock 214 erzeugten Signals dTAbg, das im Ver knüpfungspunkt 212 dem Signal TAbg überlagert wird, entsteht das Signal TIKat für die Temperatur im Katalysator 116. Aus diesem Signal wird schließlich mittels des Blocks 216, der das dynamische Verhalten des Katalysators 116 bezüglich der Temperatur nachbildet, das Signal TKat gebildet, das die Temperatur unmittelbar stromab des Katalysators 116 angibt. Der Effekt, daß an den Stellen des Abgassystems, an denen Kondenswasser vorhanden ist, die Temperatur nicht über die Taupunkttemperatur des Kondenswassers ansteigt, wird mittels des Blocks 210 berücksichtigt. Der Block 210 steuert die Blöcke 208 und 216 ggf. so an, daß die von ihnen erzeugten Signale TAbg bzw. TKat auf Werte begrenzt werden, die der Taupunkttemperatur entsprechen.
Das von Block 200 ausgegebene Signal TStat für die stationä re Abgastemperatur wird zunächst in Abhängigkeit von einer Reihe von Betriebskenngrößen korrigiert, indem das Signal TStat im Verknüpfungspunkt 202 mit dem vom Korrekturblock 204 erzeugten Korrektursignal dTStat zum Signal TStat1 über lagert wird. Das Signal TStat1 wird ggf. abhängig von der Anzahl der ausgeblendeten Zylinder beeinflußt (Block 206) und aus dem dabei erzeugten Signal TStat2 wird unter Berück sichtigung dynamischer Effekte im Block 208 das Signal TAbg für die Abgastemperatur erzeugt. Durch Berücksichtigung der im Katalysator 116 freigesetzten Wärme in Form des vom Korrekturblock 214 erzeugten Signals dTAbg, das im Ver knüpfungspunkt 212 dem Signal TAbg überlagert wird, entsteht das Signal TIKat für die Temperatur im Katalysator 116. Aus diesem Signal wird schließlich mittels des Blocks 216, der das dynamische Verhalten des Katalysators 116 bezüglich der Temperatur nachbildet, das Signal TKat gebildet, das die Temperatur unmittelbar stromab des Katalysators 116 angibt. Der Effekt, daß an den Stellen des Abgassystems, an denen Kondenswasser vorhanden ist, die Temperatur nicht über die Taupunkttemperatur des Kondenswassers ansteigt, wird mittels des Blocks 210 berücksichtigt. Der Block 210 steuert die Blöcke 208 und 216 ggf. so an, daß die von ihnen erzeugten Signale TAbg bzw. TKat auf Werte begrenzt werden, die der Taupunkttemperatur entsprechen.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des internen Aufbaus des
Korrekturblocks 204 aus Fig. 2. In den Eingang A des
Korrekturblocks 204 wird das Signal η für den Wirkungsgrad
der Brennkraftmaschine 100 eingespeist. Der Eingang A ist
mit dem Eingang eines Blocks 300 verbunden, der aus dem
Signal η einen Korrekturwert Fη ermittelt und an seinem
Ausgang bereitstellt.
Am Eingang B des Korrekturblocks 204 liegt das Signal λ für
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches an. Der Eingang
B ist mit dem Eingang eines Blocks 302 verbunden, der aus
dem Signal λ einen Korrekturwert Fλ ermittelt und an seinem
Ausgang bereitstellt.
Am Eingang C des Korrekturblocks 204 liegt ein Signal TAn
für die Temperatur der von der Brennkraftmaschine 100 ange
saugten Luft an. Der Eingang C ist mit dem Eingang eines
Blocks 304 verbunden, der aus dem Signal TAn einen Korrek
turwert FTAn ermittelt und an seinem Ausgang bereitstellt.
Am Eingang D des Korrekturblocks 204 liegt das Signal mL für
den Luftmassenstrom an. Der Eingang D des Korrekturblocks
204 ist mit dem Eingang eines Blocks 306 verbunden, der aus
dem Signal mL einen Korrekturwert FmL ermittelt und an
seinem Ausgang bereitstellt.
Der vom Block 300 ausgegebene Korrekturwert Fη berücksich
tigt die Abhängigkeit der Abgastemperatur vom Wirkungsgrad
der Brennkraftmaschine 100. Bei einem hohen Wirkungsgrad
wird ein größerer Anteil der bei der Verbrennung des
Luft/Kraftstoff-Gemisches freiwerdenden Energie in Bewe
gungsenergie umgesetzt als bei einem niedrigen Wirkungsgrad.
Somit wird bei einem hohen Wirkungsgrad eine geringere Wär
memenge freigesetzt als bei einem niedrigen Wirkungsgrad und
dementsprechend ist bei einem hohen Wirkungsgrad die Abgas
temperatur niedriger als bei einem niedrigen Wirkungsgrad.
Der Ausgang des Blocks 300 ist mit einem ersten Eingang
eines Verknüpfungspunktes 308 verbunden. Der zweite Eingang
des Verknüpfungspunktes 308 ist mit dem Ausgang eines Ver
knüpfungspunktes 310 verbunden. Der erste Eingang des Ver
knüpfungspunktes 310 ist mit dem Ausgang des Blocks 302 ver
bunden und der zweite Eingang des Verknüpfungspunktes 310
ist mit dem Ausgang des Blocks 304 verbunden. Im Ver
knüpfungspunkt 310 werden die Signale Fλ und FTAn beispiels
weise additiv überlagert und das Ergebnis der Überlagerung
wird am Ausgang des Verknüpfungspunktes 310 bereitgestellt.
Im Verknüpfungspunkt 308 wird das Ausgangssignal des Ver
knüpfungspunktes 310 vom Signal Fη subtrahiert und das Er
gebnis der Subtraktion wird am Ausgang des Verknüpfungspunk
tes 308 bereitgestellt. Der Ausgang des Verknüpfungspunktes
308 ist mit einem ersten Eingang eines Verknüpfungspunktes
312 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des
Blocks 306 verbunden ist. Im Verknüpfungspunkt 312 findet
beispielsweise eine multiplikative Überlagerung des vom Ver
knüpfungspunkt 308 ausgegebenen Signals und des Signals FmL
statt. Das Ergebnis dieser Überlagerung ist das Korrektur
signal dTStat, mit dem letztendlich das Signal TStat für die
stationäre Abgastemperatur korrigiert wird (siehe Fig. 2).
Der Ausgang des Verknüpfungspunktes 312 ist mit dem Ausgang
des Korrekturblocks 204 verbunden.
Insgesamt werden also im Korrekturblock 204 aus einer Reihe
von Betriebskenngrößen Signale erzeugt, die den Einfluß der
Betriebskenngrößen auf die Abgastemperatur berücksichtigen.
Die Erzeugung dieser Signale erfolgt durch die Blöcke 300,
302, 304 und 306, die beispielsweise als Kennlinien reali
siert sein können. Die einzelnen Signale werden in der in
Fig. 3 dargestellten Weise mit Hilfe der Verknüpfungspunkte
308, 310 und 312 zum Korrektursignal dTStat überlagert, das
am Ausgang des Korrekturblocks 204 bereitgestellt wird.
Fig. 4 zeigt eine Blockdarstellung des internen Aufbaus des
Blocks 206 der Fig. 2. Der Block 206 berücksichtigt den
Einfluß der Zylinderausblendung auf die Abgastemperatur. Der
Eingang E des Blocks 206, an dem das Signal mL für den Luft
massenstrom anliegt, ist mit dem Eingang eines Blocks 400
verbunden. Der Block 400 ermittelt aus dem Signal mL ein
Signal TStatA für die stationäre Abgastemperatur unter der
Bedingung, daß eine Zylinderausblendung vorliegt. Mit
anderen Worten, das Signal TStatA für die stationäre
Abgastemperatur bei Zylinderausblendung wird vom Block 400
abhängig vom Gasdurchsatz durch die Brennkraftmaschine 100
ermittelt. Als weitere Einflußgröße bei der Ermittlung des
Signals TStatA kann auch noch die Temperatur der Brennkraft
maschine 100 in Form des Signals TBKM berücksichtigt werden.
Der Block 400 kann dementsprechend als Kennlinie bzw. Kenn
feld oder als mathematischer Algorithmus realisiert sein.
Die im folgenden beschriebenen Funktionseinheiten des Blocks
206 dienen dazu, das Signal TStatA und das Signal TStat1,
das am Eingang G des Blocks 206 anliegt, abhängig von der
Anzahl der ausgeblendeten Zylinder mit Gewichtsfaktoren zu
versehen und anschließend zum Signal TStat2 zu überlagern,
d. h. es wird eine Art Mischtemperatur zwischen den ausge
blendeten und den mit Kraftstoff versorgten Zylindern
ermittelt.
Der Eingang F des Blocks 206, an dem das Signal RED für die
Zylinderausblendung anliegt, ist mit dem Eingang eines
Blocks 402 verbunden. Der Block 402 ermittelt aus dem Signal
RED einen Gewichtsfaktor FG, der festlegt, wie groß der
Anteil des Signals TStatA bei der Überlagerung mit dem
Signal TStat1 ist. Der Gewichtsfaktor FG besitzt einen Wert
zwischen 0 und 1, je nachdem, wieviele Zylinder ausgeblendet
sind. Der Ausgang des Blocks 402 ist mit einem ersten Ein
gang eines Verknüpfungspunktes 404 verbunden und mit einem
ersten Eingang eines Verknüpfungspunktes 406. Im Ver
knüpfungspunkt 404, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang
des Blocks 400 verbunden ist, wird das Signal TStatA mit dem
Gewichtsfaktor FG verknüpft und das Ergebnis der Verknüpfung
wird am Ausgang des Verknüpfungspunktes 404 bereitgestellt.
Der zweite Eingang des Verknüpfungspunktes 406 ist mit dem
Ausgang eines Festwertspeichers 408 verbunden, in dem der
Wert 1 gespeichert ist. Im Verknüpfungspunkt 406 wird der
Verknüpfungsfaktor FG vom Wert 1 subtrahiert und das
Ergebnis dieser Operation wird am Ausgang des Verknüpfungs
punktes 406 bereitgestellt. Der Ausgang des Verknüpfungs
punktes 406 ist mit einem ersten Eingang eines Verknüpfungs
punktes 410 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ein
gang G des Blocks 206 verbunden ist. Im Verknüpfungspunkt
410 wird das Signal TStat1 mit der Differenz 1 minus FG ver
knüpft und das Ergebnis dieser Verknüpfung wird am Ausgang
des Verknüpfungspunktes 410 bereitgestellt. Der Ausgang des
Verknüpfungspunktes 410 ist mit einem ersten Eingang eines
Verknüpfungspunktes 412 verbunden, dessen zweiter Eingang
mit dem Ausgang des Verknüpfungspunktes 404 verbunden ist.
Im Verknüpfungspunkt 412 werden die mit dem Gewichtsfaktor
FG bzw. der Differenz 1 minus FG gewichteten Signale TStatA
und TStat1 überlagert und das Ergebnis dieser Überlagerung
wird am Ausgang des Verknüpfungspunktes 412 als Signal
TStat2 bereitgestellt. Der Ausgang des Verknüpfungspunktes
412 ist mit dem Ausgang des Blocks 206 verbunden.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild des internen Aufbaus des
Korrekturblocks 214 aus Fig. 2. Der Korrekturblock 214 be
rücksichtigt den Einfluß der exothermen Konvertierung der
Abgase im Katalysator 116 auf die Abgastemperatur. Die
exotherme Konvertierung hängt von einer Reihe von Betriebs
kenngrößen ab, die vom Korrekturblock 214 in Form der Signa
le η, λ und RED berücksichtigt werden. Der Eingang H des
Blocks 214 an dem das Signal η für den Wirkungsgrad der
Brennkraftmaschine 100 anliegt, ist mit dem Eingang eines
Blocks 500 verbunden. Der Block 500 ermittelt aus dem Signal
η ein Korrektursignal TEη und stellt es an seinem Ausgang
bereit. Der Eingang I des Korrekturblocks 214, an dem das
Signal λ für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis anliegt, ist mit
dem Eingang eines Blocks 502 verbunden. Der Block 502 ermit
telt aus dem Signal λ ein Korrektursignal TEλ und stellt es
an seinem Ausgang bereit. Der Eingang K des Korrekturblocks
214, an dem das Signal RED für die Zylinderausblendung an
liegt, ist mit dem Eingang eines Blocks 504 verbunden. Der
Block 504 ermittelt aus dem Signal RED ein Korrektursignal
TERED und stellt es an seinem Ausgang bereit. Der Ausgang
des Blocks 500 und der Ausgang des Blocks 502 sind mit je
einem Eingang eines Blocks 506 verbunden. Der Block 506
bildet das Minimum der beiden Korrekturssignale TEη und TEλ
und stellt das so erzeugte Signal an seinem Ausgang bereit.
Der Ausgang des Blocks 506 ist mit einem ersten Eingang
eines Verknüpfungspunktes 508 verbunden, dessen zweiter
Eingang mit dem Ausgang des Blocks 504 verbunden ist. Der
Verknüpfungspunkt 508 überlagert das Ausgangssignal des
Blocks 506 und das Signal TERED und stellt das Ergebnis der
Überlagerung an seinem Ausgang bereit. Der Ausgang des
Verknüpfungspunktes 508 ist mit dem Eingang eines Blocks 510
verbunden. Der Block 510 ist als Filter ausgelegt. Er fil
tert das Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 508 und lei
tet das gefilterte Signal dTAbg an den Ausgang des Korrek
turblocks 214 weiter.
Die Funktionsweise des Korrekturblocks 214 läßt sich folgen
dermaßen zusammenfassen:
Aus den Eingangssignalen η und λ erzeugen die Blöcke 500 und 502 die Korrektursignale TEη und TEλ, aus denen der Block 506 das Minimum auswählt. Dieses Minimum wird im Ver knüpfungspunkt 508 mit dem Korrektursignal TERED, das von einem Block 504 aus dem Signal RED ermittelt wird, additiv überlagert. Aus dem Ergebnis der Überlagerung wird schließ lich durch Filterung im Block 510 das Korrektursignal dAbg für die Abgastemperatur erzeugt. Die Blöcke 500, 502 und 504, die die Korrektursignale erzeugen, können als Kenn linien realisiert sein oder alternativ dazu Funktionsblöcke darstellen, die jeweils einen geeigneten Algorithmus bein halten.
Aus den Eingangssignalen η und λ erzeugen die Blöcke 500 und 502 die Korrektursignale TEη und TEλ, aus denen der Block 506 das Minimum auswählt. Dieses Minimum wird im Ver knüpfungspunkt 508 mit dem Korrektursignal TERED, das von einem Block 504 aus dem Signal RED ermittelt wird, additiv überlagert. Aus dem Ergebnis der Überlagerung wird schließ lich durch Filterung im Block 510 das Korrektursignal dAbg für die Abgastemperatur erzeugt. Die Blöcke 500, 502 und 504, die die Korrektursignale erzeugen, können als Kenn linien realisiert sein oder alternativ dazu Funktionsblöcke darstellen, die jeweils einen geeigneten Algorithmus bein halten.
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfah
rens. In einem ersten Schritt 600 wird das Signal TStat für
die stationäre Abgastemperatur erzeugt. Dieser Schritt wird
vom Block 200 aus Fig. 2 ausgeführt. An Schritt 600
schließt sich ein Schritt 602 an, in dem das Korrektursignal
dTStat aus einer Reihe von Betriebskenngrößen, die im darge
stellten Ausführungsbeispiel durch die Signale η, λ, TAn und
mL repräsentiert werden, erzeugt wird. Schritt 602 wird vom
Block 204 aus Fig. 2 ausgeführt. Auf Schritt 602 folgt ein
Schritt 604, in dem die Signale TStat und dTStat zu dem
Signal TStat1 addiert werden. Die Addition findet im
Verknüpfungspunkt 202 der Fig. 2 statt. An Schritt 604
schließt sich ein Schritt 606 an. In Schritt 606 wird mit
Hilfe des Blocks 206 aus Fig. 2 aus den Signalen TStat1,
RED und mL ein Signal TStat2 gebildet. Anschließend folgt
Schritt 608, der aus dem zuvor ermittelten Signal TStat2 und
den Signalen v und mL ein Signal TAbg für die Abgastempera
tur ermittelt. Schritt 608 wird mit Hilfe des Blocks 208 aus
Fig. 2 durchgeführt, wobei ein berücksichtigt wird, ob der
ebenfalls in Fig. 2 dargestellte Block 210 das Vorhanden
sein von Kondenswasser meldet. Auf Schritt 608 folgt ein
Schritt 610. In Schritt 610 wird das Signal dTAbg abhängig
von Betriebsgrößen gebildet, die durch die Signale η, λ und
RED repräsentiert werden. Die Erzeugung des Signals dTAbg
erfolgt mittels des Blocks 214 aus Fig. 2. Auf Schritt 610
folgt ein Schritt 612, in dem das in Schritt 610 ermittelte
Signal dTAbg zum Signal TAbg addiert wird und auf diese
Weise das Signal TIKat gebildet wird. Die Addition findet im
Verknüpfungspunkt 212 der Fig. 2 statt. An Schritt 612
schließt sich ein Schritt 614 an, in dem das Signal TKat in
Abhängigkeit der Signale TIKat und mL ermittelt wird.
Schritt 614 wird mit Hilfe des Blocks 216 aus Fig. 2 ausge
führt. Ähnlich wie bei Schritt 608 wird auch bei Schritt 614
berücksichtigt, ob der Block 210 Kondenswasser meldet. Mit
Schritt 614 ist der Durchlauf des Flußdiagramms beendet.
Neben den bereits geschilderten Ausführungsbeispielen sind
im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Reihe weite
rer Varianten möglich. Insbesondere kann, je nach dem, wel
che Temperatur im Abgassystem mit welcher Genauigkeit nach
gebildet werden soll, ein Block oder es können sogar mehrere
Blöcke des in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbilds entfal
len. Beispielsweise kann der Korrekturblock 214 entfallen,
wenn lediglich ein Signal TAbg für die Abgastemperatur
stromauf des Katalysators 116 erzeugt werden soll oder wenn
der Einfluß der exothermen Konvertierung auf die Temperatur
im Katalysator 116 (Signal TIKat) bzw. auf die Temperatur
stromab des Katalysators (Signal TKat) vernachlässigt werden
kann. Auch der Block 206 kann entfallen, wenn der Einfluß
der Zylinderausblendung vernachlässigt werden kann bzw. wenn
eine Zylinderausblendung gar nicht vorgesehen ist.
Claims (10)
1. Verfahren zur Bildung eines Signals bezüglich einer
Temperatur im Abgassystem einer Brennkraftmaschine (100),
wobei ausgehend von wenigstens einer Betriebskenngröße der
Brennkraftmaschine ein erstes Signal (TStat) gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - das erste Signal (TStat) von einem Korrektursignal (dTStat) beeinflußt wird und
- - das Korrektursignal (dTStat) von einem Signal (η) abhängt, das mit dem Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine (100) zusam menhängt oder/und von einem Signal (TAn), das die Temperatur der von der Brennkraftmaschine (100) angesaugten Luft an gibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Korrektursignal (dTStat) von einem Signal (λ) abhängt,
das das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des von der Brennkraftma
schine (100) angesaugten Gemisches angibt oder/und von einem
Signal (mL), das den Gasdurchsatz durch die Brennkraftma
schine (100) angibt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von dem Signal (η), das
mit dem Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine (100) zusammen
hängt oder/und von dem Signal (TAn), das die Temperatur der
von der Brennkraftmaschine (100) angesaugten Luft angibt
oder/und von dem Signal (λ), das das Luft/Kraftstoff-Ver
hältnis des von der Brennkraftmaschine (100) angesaugten
Gemisches angibt oder/und von dem Signal (mL), das den
Gasdurchsatz durch die Brennkraftmaschine angibt, je ein
Signal erzeugt wird und die so erzeugten Signale zum
Korrektursignal (dTStat) verknüpft werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal (TStat)
abhängig von einem Signal (RED) beeinflußbar ist, das mit
der Anzahl der von der Kraftstoffzumessung ausgeblendeten
Zylinder zusammenhängt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
ein vom ersten Signal (TStat) abhängiges Signal (TStat1)
abhängig von der Anzahl der nicht ausgeblendeten Zylinder
gewichtet wird und mit einem zweiten Signal (TStatA) ver
knüpft wird, das abhängig von der Anzahl der ausgeblendeten
Zylinder gewichtet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend vom ersten Signal
(TStat), das gegebenenfalls von weiteren Signalen beeinflußt
wird, ein Signal (TAbg) für die Temperatur stromauf eines
Katalysators (116) gebildet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bildung eines Signals (TIKat) für die Temperatur im
Katalysator (116) das Signal (TAbg) für die Temperatur
stromauf des Katalysators (116) mit einem weiteren Signal
(dTAbg) verknüpft wird, das ermittelt wird aus dem Signal
(η) für den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine, dem Signal
(λ) für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem Signal (RED)
für die Anzahl der ausgeblendeten Zylinder.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Erzeugung des weiteren Signals (dTAbg)
- - das Minimum gebildet wird aus einem Signal (TEη), das von dem Signal (η) für den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine (100) abhängt und aus einem Signal (TEλ), das von dem Signal (λ) für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis abhängt,
- - das Minimum anschließend mit einem Signal (TERED) überlagert wird, das vom Signal (RED) für die Anzahl der ausgeblendeten Zylinder abhängt und
- - das überlagerte Signal gefiltert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Signals (TKat) für die
Temperatur stromab des Katalysators (116) das Signal (TIKat)
für die Temperatur im Katalysator (116) über ein Filter
(216) geleitet wird.
10. Vorrichtung zur Bildung eines Signals bezüglich einer
Temperatur im Abgassystem einer Brennkraftmaschine (100)
mit,
- - einem ersten Mittel (200) zur Bildung eines ersten Signals (TStat) ausgehend von wenigstens einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß
- - ein zweites Mittel (204) vorgesehen ist zur Erzeugung eines Korrektursignals (dTStat) abhängig von einem Signal (η), das mit dem Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine (100) zusammenhängt oder/und von einem Signal (TAn) , das die Temperatur der von der Brennkraftmaschine (100) angesaugten Luft angibt und
- - ein drittes Mittel (202) vorgesehen ist zur Beeinflussung des ersten Signals (TStat) durch das Korrektursignal (dTStat).
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