EP0414684B1 - Control and regulating system for internal combustion engines - Google Patents
Control and regulating system for internal combustion engines Download PDFInfo
- Publication number
- EP0414684B1 EP0414684B1 EP19880909290 EP88909290A EP0414684B1 EP 0414684 B1 EP0414684 B1 EP 0414684B1 EP 19880909290 EP19880909290 EP 19880909290 EP 88909290 A EP88909290 A EP 88909290A EP 0414684 B1 EP0414684 B1 EP 0414684B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- fuel
- internal combustion
- air ratio
- probe
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2496—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories the memory being part of a closed loop
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D41/1402—Adaptive control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
Definitions
- certain operating phases e.g. warm-up phase, acceleration phase, deceleration phase.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuer-/Regelsystem zum Einstellen des Luft/Kraftstoff-Gemisches einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a control system for adjusting the air / fuel mixture of an internal combustion engine.
Derartige Systeme weisen eine dem Abgas der Brennkraftmaschine ausgesetzte λ-Sonde auf, die ein Ausgangssignal abgibt, das ein Maß für die Luftzahl λ darstellt. Insbesondere kommt eine λ -Sonde zur Anwendung, deren Kennlinie im Bereich von λ =1 im wesentlichen sprungartiges Verhalten aufweist (λ-Sonde vom Nernst-Typ). Weiterhin verfügt das Steuer-/Regelsystem über einen Grundspeicher, einen Sollwertspeicher und eine Regeleinrichtung. Im Grundspeicher werden Kraftstoffzumeßzeiten (z. B. Einspritzzeiten für die Einspritzventile der Brennkraftmaschine) in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine gespeichert und im Sollwertspeicher werden Sollwerte der Luftzahl λ in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine abgelegt. Die Regeleinrichtung korrigiert in Abhängigkeit eines jeweils gemessenen Ausgangssignals der λ-Sonde und eines zugeordneten aus dem Sollwertspeicher ausgelesenen Sollwerts die jeweils aus dem Grundspeicher ausgelesene Kraftstoffzumeßzeit.Such systems have a λ probe which is exposed to the exhaust gas of the internal combustion engine and which emits an output signal which represents a measure of the air ratio λ. In particular, a λ probe is used, the characteristic curve of which has an abrupt behavior in the range of λ = 1 (λ probe of the Nernst type). The control system also has a basic memory, a setpoint memory and a control device. Fuel metering times (e.g. injection times for the injection valves of the internal combustion engine) are stored in the basic memory as a function of operating parameters of the internal combustion engine, and setpoint values for the air ratio λ are stored in the setpoint value memory as a function of operating parameters of the internal combustion engine. The control device corrects the fuel metering time read from the basic memory as a function of a respectively measured output signal of the λ probe and an assigned target value read from the target value memory.
Üblicherweise werden schadstoffarme Fahrzeuge mit einem im Abgas der Brennkraftmaschine angeordneten Drei-Wege-Katalysator betrieben. Um die optimale Konvertierungsrate des Katalysators zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß eine Luftzahl von λ = 1 nahezu exakt eingehalten wird, d. h. die Luftzahl λ darf nur um einen bestimmten zulässigen Betrag um den Wert von λ = 1 schwanken (sogenanntes Katalysator-Fenster). Bei praktisch ausgeführten Regelsystemen wird häufig nicht exakt auf λ = 1 sondern auf λ ≈ 1 (z. B. λ = 0,998) geregelt. Aus Vereinfachungsgründen wird im folgenden weiterhin der Begriff λ = 1-Regelung verwendet, wobei dieser Begriff auch eine Regelung auf λ ≈ 1 umfassen soll.Low-pollution vehicles are usually operated with a three-way catalytic converter arranged in the exhaust gas of the internal combustion engine. To ensure the optimal conversion rate of the catalyst, it is necessary that an air ratio of λ = 1 is maintained almost exactly, i. H. the air ratio λ may only fluctuate by a certain permissible amount by the value of λ = 1 (so-called catalyst window). In practical control systems, control is often not exactly λ = 1 but λ ≈ 1 (e.g. λ = 0.998). For the sake of simplicity, the term λ = 1 regulation will continue to be used in the following, this term also being intended to include regulation to λ ≈ 1.
Verzichtet man auf das Anordnen eines Katalysators, besteht eine weitere Möglichkeit, bestimmte Schadstoffkomponenten der Abgase einer Brennkraftmaschine zu reduzieren darin, die Brennkraftmaschine im mageren Bereich (λ > 1) zu betreiben. So wird beispielsweise bei einer Luftzahl von λ = 1,4 eine starke Absenkung der im Abgas enthaltenen Stickoxide (NOx) erreicht. Der Kohlenmonoxydgehalt (CO) des Abgases ist bereits bei Luftzahlen ab λ = 1 sehr gering. Allerdings kommt es bei großen Luftzahlen (ab λ ≈ 1,1) zu einem Anstieg des Kohlenwasserstoffgehaltes (HC) des Abgases. Dem Vergrößern der Luftzahl λ und dem damit möglichen Reduzieren der genannten Schadstoffkomponenten steht jedoch das Fahrverhalten der Brennkraftmaschine entgegen. Um ein ausreichendes Fahrverhalten der Brennkraftmaschine in jeder Betriebsphase zu erreichen, ist es erforderlich, in bestimmten Betriebsphasen (z. B. Leerlauf, Vollast) das Luft/Kraftstoff-Gemisch durch Vergrößern der zugegebenen Kraftstoffmenge anzufetten, so daß sich Werte der Luftzahl λ einstellen, die unter Umständen kleiner als 1 sind.If one dispenses with the arrangement of a catalytic converter, another possibility for reducing certain pollutant components of the exhaust gases of an internal combustion engine is to operate the internal combustion engine in the lean range (λ> 1). For example, with an air ratio of λ = 1.4, the nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas are greatly reduced. The carbon monoxide content (CO) of the exhaust gas is very low even with air numbers from λ = 1. However, with large air numbers (from λ ≈ 1.1) there is an increase in the hydrocarbon content (HC) of the exhaust gas. However, the driving behavior of the internal combustion engine opposes the increase in the air ratio λ and the possible reduction of the pollutant components mentioned. In order to achieve sufficient driving behavior of the internal combustion engine in every operating phase, it is necessary to enrich the air / fuel mixture in certain operating phases (e.g. idling, full load) by increasing the amount of fuel added, so that values of the air ratio λ arise. that may be less than 1.
Um einen solchen breiten Regelungsbereich (λ ≈ 0,9 bis 1,4) regelungstechnisch sicher abdecken zu können, ist es gemäß den im Stand der Technik vorhandenen Lösungen erforderlich, mehrere Regler einzusetzen oder mittels aufwendiger schalttechnischer Maßnahmen ein Umschalten zwischen einzelnen Regelbereichen zu erreichen. So ist aus der DE-OS 32 31 122 eine Regeleinrichtung für die Gemischzusammensetzung einer Brennkraftmaschine mit umschaltbaren Regelbereichen für λ = 1-Bereich und Magerbereich bekannt, wobei die λ = 1-Regelung mittels eines Zweipunktreglers und Magerregelung entweder über einen geänderten Sollwert des Zweipunktreglers oder mit Hilfe eines stetigen Reglers erfolgt.In order to be able to cover such a wide control range (λ ≈ 0.9 to 1.4) in terms of control technology, it is necessary, according to the solutions available in the prior art, to use several controllers or by means of complex switching technology Measures to achieve switching between individual control areas. From DE-OS 32 31 122 a control device for the mixture composition of an internal combustion engine with switchable control ranges for λ = 1 range and lean range is known, the λ = 1 control using a two-point controller and lean control either via a changed setpoint of the two-point controller or with the help of a constant controller.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuer-/Regelsystem zum Einstellen des Luft/Kraftstoff-Gemisches insbesondere für eine Regelung im Magerbereich zu verbessern.The invention has for its object to improve a control system for adjusting the air / fuel mixture, in particular for regulation in the lean range.
Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The invention is given by the features of
Das erfindungsgemäße Steuer-/Regelsystem zeichnet sich dadurch aus, daß der Sollwertspeicher den Kehrwert der Luftzahl λ speichert und abhängig von den Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine die aus dem Grundspeicher zum Vorsteuern der Brennkraftmaschine auf eine vorgegebene Luftzahl λ jeweils ausgelesene Kraftstoffzumeßzeit mit dem zugeordneten aus dem Sollwertspeicher ausgelesenen Kehrwert der Luftzahl λ zum Gewinnen einer an eine Änderung der vorgegebenen Luftzahl λ angepaßten Kraftstoffzumeßzeit multiplikativ verknüpft wird. Um den Einfluß von Störgrößen zu berücksichtigen, wird der Vorsteuerung eine λ -Regelung überlagert. Hierzu weist das erfindungsgemäße Steuer-/Regelsystem eine Umwandlungseinrichtung auf, die mit Hilfe eines zumindest näherungsweise bekannten sondencharakteristischen Zusammenhangs zwischen dem Ausgangssignal der λ -Sonde und der Luftzahl λ das Ausgangssignal in einen entsprechenden Kehrwert der Luftzahl λ umwandelt, und der Regeleinrichtung des erfindungsgemäßen Steuer-/Regelsystems eine Regelabweichung zugeführt wird, die auf Grundlage der Differenz von in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine aus dem Sollwertspeicher ausgelesenen Kehrwerten der Luftzahl λ und den zugeordneten von der Umwandlungseinheit aufgrund des Ausgangssignal der λ -Sonde ermittelten Kehrwerten der Luftzahl als Ist-Werten bestimmt wird.The control system according to the invention is characterized in that the setpoint memory stores the reciprocal of the air ratio λ and, depending on the operating parameters of the internal combustion engine, the fuel metering time read from the basic memory for piloting the internal combustion engine to a predetermined air ratio λ with the assigned readout from the setpoint memory Reciprocal of the air ratio λ for obtaining a fuel metering time adapted to a change in the predetermined air ratio λ is multiplicatively linked. In order to take into account the influence of disturbance variables, a pre-control is superimposed on a λ control. For this purpose, the control system according to the invention has a conversion device which, with the aid of an at least approximately known characteristic characteristic relationship between the output signal of the λ probe and the air ratio λ, converts the output signal into a corresponding reciprocal value of the air ratio λ, and the control device of the control system according to the invention / Control system is fed a control deviation that is dependent on the difference of operating parameters of the internal combustion engine read the reciprocal values of the air ratio λ from the setpoint memory and the associated reciprocal values of the air ratio determined by the conversion unit on the basis of the output signal of the λ probe as actual values.
Gegenüber den bekannten Systemen hat das erfindungsgemäße Steuer-/Regelsystem den Vorteil, daß beispielsweise bei einer Regelung im mageren Bereich (λ ≈ 0,9 bis 1,4) im gesamten Bereich nur eine Regeleinrichtung notwendig ist und zusätzliche aufwendige schaltungstechnische Maßnahmen vermieden werden. Die bekannten Regelsysteme regeln auf die Luftzahl λ und verändern proportional zur Regelabweichung die Kraftstoffzumeßzeit. In Wirklichkeit besteht jedoch ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen der Luftzahl λ und der zugegebenen Kraftstoffmenge. So ist die Luftzahl λ proportional dem Kehrwert der Kraftstoffmenge bzw. umgekehrt die zugegebene Kraftstoffmenge proportional dem Kehrwert der Luft- zahl λ. Bei einer Regelung auf λ = 1 ergibt sich bei einer proportionalen Kraftstoffzumessung ein relativ geringer Fehler, sofern die Regelabweichung genügend klein gehalten wird, da die Luftzahl λ in diesem Bereich ungefähr mit ihrem Kehrwert identisch ist. Eine solche Regeleinrichtung im gesamten Magerbereich einzusetzen führt jedoch aufgrund des nichtlinearen Zusammenhangs zwischen der Luftzahl λ und der Kraftstoffmenge bei der Kraftstoffzumessung im mageren Bereich zu erheblichen Fehlern. Diese Fehler werden beim erfindungsgemäßen Steuer-/Regelsystem durch Regelung auf den Kehrwert der Luftzahl λ vermieden. Das erfindungsgemäße Steuer-/Regelsystem hat den Vorteil, daß die Regelung im gesamten zu regelnden λ -Bereich linear ist, da die Umwandlungseinrichtung der Regeleinrichtung den Kehrwert der Luftzahl λ zuführt und daß nicht wie üblich, die Ausgangssignale der λ-Sonde direkt zur Regelung herangezogen werden. Unabhängig von der Höhe des jeweiligen Sollwertes entspricht eine bestimmte prozentuale Regelabweichung bezogen auf den Sollwert derselben Stellgröße, so daß die Verstärkung des Reglers unabhängig vom Sollwert gewählt werden kann.Compared to the known systems, the control system according to the invention has the advantage that, for example in the case of control in the lean range (λ ≈ 0.9 to 1.4), only one control device is required in the entire range and additional complex circuitry measures are avoided. The known control systems regulate the air ratio λ and change the fuel metering time in proportion to the control deviation. In reality, however, there is a non-linear relationship between the air ratio λ and the amount of fuel added. The air ratio λ is proportional to the reciprocal of the fuel quantity or, conversely, the amount of fuel added is proportional to the reciprocal of the air ratio λ. If the control is set to λ = 1, there is a relatively small error with a proportional fuel metering provided the control deviation is kept sufficiently small, since the air ratio λ in this area is approximately identical to its reciprocal. However, using such a control device in the entire lean range leads to considerable errors in the lean range due to the non-linear relationship between the air ratio λ and the fuel quantity in the fuel metering. In the control system according to the invention, these errors are avoided by regulating the reciprocal of the air ratio λ. The control system according to the invention has the advantage that the control in the entire λ range to be controlled is linear, since the conversion device supplies the reciprocal of the air ratio λ to the control device and that the output signals of the λ probe are not used directly for control, as is customary will. Regardless of the level of the respective setpoint, a certain percentage control deviation corresponds to the setpoint of the same manipulated variable, so that the gain of the controller can be selected independently of the setpoint.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Speicher (Grundspeicher, Sollwertspeicher), die Regeleinrichtung und die Umwandlungseinheit Funktionseinheiten eines Mikrorechners. Besonders vorteilhaft ist es, die Kraftstoffzumeßzeiten, die Sollwerte der Luftzahl λ und den sondencharakteristischen Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal der λ-Sonde und der Luftzahl λ in Kennfeldern abzulegen, die mittels den Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine adressiert werden.In a preferred embodiment of the invention, the memories (basic memory, setpoint memory), the control device and the conversion unit are functional units of a microcomputer. It is particularly advantageous to store the fuel metering times, the target values of the air ratio λ and the probe-characteristic relationship between the output signal of the λ probe and the air ratio λ in characteristic maps that are addressed by means of the operating parameters of the internal combustion engine.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. In der Figur ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Steuer-/Regelsystems dargestellt, das Kraftstoffeinspritzzeiten auf Grundlage von 1/λ -Werten regelt.An embodiment of the invention is shown in the figure and embodiments of the invention are explained in more detail in the following description. The figure shows a block diagram of an embodiment of a control system that regulates fuel injection times on the basis of 1 / λ values.
Das Steuer-/Regelsystem gemäß der Figur verfügt über einen Grundspeicher 10, aus dem Kraftstoffzumeßzeiten TLKF zum Vorsteuern einer Brennkraftmaschine (BKM) 12 ausgelesen werden. Als Eingangsparameter des Grundspeichers 10 dienen die Drehzahl n und eine Lastkenngröße L der Brennkraftmaschine 12. Je nach vorhandener Sensoreinrichtung kann als Lastkenngröße die Drosselklappenstellung der Brennkraftmaschine, der Druck im Saugrohr der Brennkraftmaschine oder die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luftmasse verwendet werden.The control system according to the figure has a
Das Steuer-/Regelsystem weist weiterhin eine λ -Sonde 14, eine Umwandlungseinheit 16, einen Sollwertspeicher 18 und eine Regeleinrichtung 20 auf. Die Regeleinrichtung 20 verfügt über ein Zeitglied 20.1 und eine Korrektureinrichtung 20.2. Weiterhin sind eine Umschalteinrichtung 22 und eine Regelungsfreigabe-Einrichtung 24 vorhanden.The control system also has a
Der wie der Grundspeicher 10 über die Drehzahl und eine Lastkenngröße der Brennkraftmaschine adressierbare Sollwertspeicher 18 ist in drei Bereiche unterteilt, nämlich in einen Bereich, in dem die Kehrwerte der Solluftzahl λ für λ größer und kleiner als 1 gespeichert sind, einen Bereich, in dem der Soll-Kehrwert der Luftzahl λ = 1 für eine Regelung mit Katalysator gespeichert ist und einen Bereich, in dem Soll-Kehrwerte der Luftzahl λ für eine Steuerung der Brennkraftmaschine 12 bei bestimmten Betriebsphasen (z. B. Warmlaufphase, Beschleunigungsphase, Verzögerungsphase) gespeichert sind. Aus welchem der drei Bereiche jeweils die Soll-Kehrwerte der Luftzahl λ ausgelesen werden, bestimmt die Umschalteinrichtung 22, der die Motortemperatur TW, die Änderungsgeschwindigkeit einer Lastkenngröße dL/dt und die Information, ob ein Katalysator im Abgas der Brennkraftmaschine vorhanden ist, zugeführt wird und die aufgrund der genannten Größen über einen Schalter 22.1 den zugeordneten Bereich ansteuert, in dem der Kehrwert der Luftzahl λ als Sollwert abgespeichert ist.The
Der Grundspeicher 10 wird zweckmäßigerweise als Grundkennfeld für Kraftstoffzumeßzeiten für eine Steuerung/Regelung auf λ = 1 ausgebildet. Ein solches Grundkennfeld ist für viele Fahrzeuge ausgemessen und erprobt. Das Einstellen dieser Kraftstoffzumeßzeiten wird üblicherweise auf einem Prüfstand durchgeführt.The
Die aus dem Grundspeicher 10 ausgelesenen Kraftstoffzumeßzeiten TLKF werden mit den aus dem Sollwertspeicher entsprechend der Stellung des Schalters 22.1 der Umschalteinrichtung 22 ausgelesenen Kehrwerten der Luftzahl λ , die gleichzeitig Korrekturfaktoren (MFK) darstellen, multiplikativ verknüpft, wobei sich die Kraftstoffzumeßzeit TLKF* ergibt. Hat die Brennkraftmaschine 12 ihre Betriebstemperatur noch nicht erreicht oder befindet sich die Brennkraftmaschine 12 in einer instationären Phase (Beschleunigung, Verzögerung) dient die Kraftstoffzumeßzeit TLKF* zur Vorsteuerung der Brennkraftmaschine 12.The fuel metering times T LKF read from the
Hat die Brennkraftmaschine 12 ihre normale Betriebstemperatur erreicht und arbeitet sie in stationärem Betrieb, d. h. der Betrag der Änderungsgeschwindigkeit einer Lastkenngröße ist kleiner als ein vorgegebener Wert, so schließt die Regelungsfreigabe-Einrichtung 24 einen Schalter 24.1 und die Kraftstoffzumeßzeit TLKF* wird multiplikativ mit einem von der Regeleinrichtung 20 ausgegebenen Korrekturfaktor FALK überlagert, wodurch sich die Kraftstoffzumeßzeit TE ergibt. Die Ermittlung des Korrekturfaktors FALK wird im folgenden näher erläutert.If the
Zunächst gibt die im Abgas der Brennkraftmaschine 12 angeordnete λ -Sonde 14 ein Ausgangssignal US ab, das einer Umwandlungseinheit 16 zugeführt wird. Die Umwandlungseinheit 16 ermittelt mit Hilfe eines zumindest näherungsweise bekannten sondencharakteristischen Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal der λ -Sonde 14 und der Luftzahl λ den entsprechenden Kehrwert der Luftzahl λ. Dieser aktuelle Kehrwert der Luftzahl λ als Istwert wird einem Vergleicher 26 zugeführt. Gleichzeitig steht an dem Vergleicher 26 ein aus dem Sollwertspeicher 18 ausgelesener entsprechender Kehrwert der Luftzahl λ als Sollwert an. Die Differenz von Istwert und Sollwert der Luftzahl λ wird dem Zeitglied 20.1 der Regeleinrichtung 20 als Regelabweichung zugeführt. Die nachgeschaltete Korrektureinrichtung 20.2 ermittelt daraufhin den Korrekturfaktor FALK.First, the
Eine sprungartige Änderung der Luftzahl λ bei relativ großen Abweichungen des Sollwertes vom Istwert und damit eine sprungartige Änderung der Kraftstoffzumeßzeit hat eine sprungartige Änderung des Drehmomentes der Brennkraftmaschine zur Folge. Dies äußert sich für den Fahrer einer Brennkraftmaschine in einem ruckartigen Verhalten des Fahrzeugs. Bei einem Beschleunigungsvorgang ist dieser Ruck durchaus erwünscht. Negativ wird ein Ruck jedoch empfunden, falls bei Verzögerungsphasen eine sprungartige Änderung (Vergrößerung) der Luftzahl λ in den mageren Bereich hinein erfolgt. So bringt beispielsweise ein Abmagerungssprung der Luftzahl von ca. 20 % (z. B. λ -Soll alt = 1,2,λ -Soll neu = 1,3) einen Leistungsabfall von ca. 10 bis 15 % mit sich. Damit dieser Leistungsabfall nicht plötzlich erfolgt, wird bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Steuer-/Regelsystems durch eine Abregelungseinheit (27) mit vorgegebener Absenkgeschwindigkeit ein langsames Absenken vom alten 1/λ-Sollwert zum neuen 1/λ-Sollwert durchgeführt. Die Absenkgeschwindigkeit ist zu einigen wenigen Prozent Sollwertänderung pro Sekunde gewählt.An abrupt change in the air ratio λ in the event of relatively large deviations of the desired value from the actual value and thus an abrupt change in the fuel metering time results in an abrupt change in the torque of the internal combustion engine. For the driver of an internal combustion engine, this manifests itself in a jerky behavior of the vehicle. This jerk is quite desirable when accelerating. A jerk is felt negatively, however, if a sudden change (enlargement) during delay phases the air ratio λ into the lean area. For example, an increase in the leanness of the air ratio of approx. 20% (e.g. λ-target old = 1.2, λ-target new = 1.3) results in a performance decrease of approx. 10 to 15%. So that this drop in performance does not occur suddenly, in a preferred development of the control system according to the invention, a slowdown from the old 1 / λ setpoint to the new 1 / λ setpoint is carried out by a regulation unit (27) with a predetermined lowering speed. The lowering speed is selected to change a few percent of the setpoint per second.
Um die Regelgenauigkeit zu erhöhen ist es von Vorteil, höherfrequente Anteile des Sondensignals, die beispielsweise in einer Streuung des Luft-Kraftstoff-Gemisches von Zylinder zu Zylinder oder in sonstigen Störsignalen ihre Ursache haben, mittels einer Filtereinrichtung herauszufiltern, um ein "Verrauschen" des Sondensignals zu unterdrücken.In order to increase the control accuracy, it is advantageous to filter out higher-frequency components of the probe signal, which are caused, for example, in a scattering of the air-fuel mixture from cylinder to cylinder or in other interference signals, by means of a filter device in order to "noise" the probe signal to suppress.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind alle Speicher und Einrichtungen des Steuer-/Regelsystems Funktionseinheiten eines Mikrorechners innerhalb eines elektronischen Steuergerätes. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zusätzlich eine Paramter-Einstelleinrichtung anzuordnen, mit der die Parameter einer Regeleinrichtung mit beispielsweise PID-Verhalten variiert werden können. Dadurch ist es möglich, das elektronische Steuergerät mit demselben Aufbau sowohl für eine λ = 1-Regelung als auch für eine Magerregelung einzusetzen. Liegt nämlich eine λ -Sonde vom Nernst-Typ vor, d. h. das Ausgangssignal der λ -Sonde zeigt im Bereich von λ = 1 ein sprungartiges Verhalten, muß bei einer λ = 1-Regelung die Regeleinrichtung eine hohe Regelgeschwindigkeit aufweisen, um ein vorgegebenes schmales Katalysator-Fenster einzuhalten, was unter Umständen zu einer Komforteinbuße hinsichtlich des Fahrverhaltens führt, da die Regelparamater so eingestellt werden müssen, um das Katalysator-Fenster einzuhalten, daß die Regeleinrichtung nahe an ihrer Schwingungsgrenze arbeitet. Bei einer Magerregelung ist jedoch eine solch hohe Regelgeschwindigkeit, d. h. ein Arbeiten der Regeleinrichtung in der Nähe ihrer Stabilitätsgrenze nicht erforderlich, da das Sondensignal im Magerbereich stetiges Verhalten aufweist. Durch die Parameter-Einstelleinrichtung ist es möglich, die Regeleinrichtung optimal auf das jeweils vorliegende Regelkonzept (λ = 1-Regelung, Magerregelung) einzustellen.In a particularly advantageous embodiment, all memories and devices of the control system are functional units of a microcomputer within an electronic control unit. It has proven to be advantageous to additionally arrange a parameter setting device with which the parameters of a control device can be varied with, for example, PID behavior. This makes it possible to use the electronic control unit with the same structure both for a λ = 1 control and for a lean control. If there is a λ probe of the Nernst type, ie the output signal of the λ probe shows a sudden behavior in the range of λ = 1, the control device must have a high control speed in the case of λ = 1 control in order to have a predetermined narrow catalyst -Window to be observed, which may lead to a loss of comfort with regard to driving behavior, since the control parameters must be set so that the catalyst window is maintained so that the control device works close to its vibration limit. With a lean regulation However, such a high control speed, ie it is not necessary for the control device to work in the vicinity of its stability limit, since the probe signal has constant behavior in the lean range. The parameter setting device makes it possible to optimally adjust the control device to the respective control concept (λ = 1 control, lean control).
Bei Verwenden einer λ -Sonde vom Nernst Typ ist das Ausgangssignal der λ -Sonde im mageren Bereich von geringer Größe (ca. 100 bis 30 mV). Bei den heutzutage in der Kraftfahrzeugtechnik üblichen Meßvorrichtungen ist es deshalb erforderlich, das Ausgangssignal im mageren Bereich zu verstärken (z. B. VF = 7 ). Im Bereich von λ = 1 wird das Ausgangssignal um den Faktor 4 bis 5 verstärkt und im fetten Bereich (λ < 1) ist ein Verstärken des Ausgangssignals nicht erforderlich. Vor diesem Hintergrund ist es besonders vorteilhaft, die Umwandlungseinheit in drei Bereiche zu unterteilen. Nämlich einen Bereich zum Regeln im Bereich von λ = 1 (z. B. zwischen λ = 0,97 und λ = 1,03), einen fetten Bereich (z. B. λ < 0,97) und einen mageren Bereich (z. B.λ > 1,03). Dadurch wird die zum Ermitteln des λ-Kehrwerts aus dem gemessenen Ausgangssignal der λ-Sonde benötigte Rechenzeit verkürzt.When using a λ probe of the Nernst type, the output signal of the λ probe is small in the lean range (approx. 100 to 30 mV). With the measuring devices common today in automotive engineering, it is therefore necessary to amplify the output signal in the lean range (eg VF = 7). In the range of λ = 1 the output signal is amplified by a factor of 4 to 5 and in the rich range (λ <1) it is not necessary to amplify the output signal. Against this background, it is particularly advantageous to divide the conversion unit into three areas. Namely, a range for regulation in the range of λ = 1 (e.g. between λ = 0.97 and λ = 1.03), a rich range (e.g. λ <0.97) and a lean range (e.g. B.λ> 1.03). This shortens the computing time required to determine the λ reciprocal from the measured output signal of the λ probe.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3741527 | 1987-12-08 | ||
DE19873741527 DE3741527A1 (en) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | CONTROL / REGULATION SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0414684A1 EP0414684A1 (en) | 1991-03-06 |
EP0414684B1 true EP0414684B1 (en) | 1992-02-12 |
Family
ID=6342105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP19880909290 Expired - Lifetime EP0414684B1 (en) | 1987-12-08 | 1988-11-03 | Control and regulating system for internal combustion engines |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5040513A (en) |
EP (1) | EP0414684B1 (en) |
JP (1) | JPH03502952A (en) |
KR (1) | KR0121315B1 (en) |
DE (2) | DE3741527A1 (en) |
WO (1) | WO1989005397A1 (en) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3839634A1 (en) * | 1988-11-24 | 1990-05-31 | Bosch Gmbh Robert | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING AT LEAST ONE THRESHOLD VOLTAGE IN LAMBDA ONE CONTROL |
JP3138498B2 (en) * | 1991-06-14 | 2001-02-26 | 本田技研工業株式会社 | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine |
DE69408757T2 (en) * | 1993-09-13 | 1998-06-25 | Honda Motor Co Ltd | Air-fuel ratio detection device for an internal combustion engine |
US5427070A (en) * | 1994-05-04 | 1995-06-27 | Chrysler Corporation | Method of averaging coolant temperature for an internal combustion engine |
JPH0814092A (en) * | 1994-06-24 | 1996-01-16 | Sanshin Ind Co Ltd | Combustion control device for two-cycle engine |
US5551410A (en) * | 1995-07-26 | 1996-09-03 | Ford Motor Company | Engine controller with adaptive fuel compensation |
DE19612453C2 (en) * | 1996-03-28 | 1999-11-04 | Siemens Ag | Method for determining the fuel mass to be introduced into the intake manifold or into the cylinder of an internal combustion engine |
DE102006053104B4 (en) * | 2006-11-10 | 2019-10-31 | Robert Bosch Gmbh | Method for adapting a map |
DE102006061682B4 (en) * | 2006-12-28 | 2022-01-27 | Robert Bosch Gmbh | Procedure for pre-control of a lambda control |
DE102009047646A1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-09 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an internal combustion engine operated with a gas as a fuel |
JP5548114B2 (en) * | 2010-12-24 | 2014-07-16 | 川崎重工業株式会社 | Air-fuel ratio control device and air-fuel ratio control method for internal combustion engine |
DE102011006587A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Method for adapting a fuel-air mixture for an internal combustion engine |
FR3065991B1 (en) * | 2017-05-03 | 2021-03-12 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | METHOD OF ADJUSTING THE RICHNESS SETPOINT OF A PROBE DURING AN AIR SCAN |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55125334A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-27 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel controller |
DE3231122C2 (en) * | 1982-08-21 | 1994-05-11 | Bosch Gmbh Robert | Control device for the mixture composition of an internal combustion engine |
JPH065047B2 (en) * | 1983-06-07 | 1994-01-19 | 日本電装株式会社 | Air-fuel ratio controller |
JPH0635844B2 (en) * | 1983-06-15 | 1994-05-11 | 本田技研工業株式会社 | Fuel supply control method for internal combustion engine |
JPH0713493B2 (en) * | 1983-08-24 | 1995-02-15 | 株式会社日立製作所 | Air-fuel ratio controller for internal combustion engine |
DE3533197A1 (en) * | 1985-09-18 | 1987-03-19 | Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh | Mixture control for an internal combustion engine |
US4763629A (en) * | 1986-02-14 | 1988-08-16 | Mazda Motor Corporation | Air-fuel ratio control system for engine |
GB2194359B (en) * | 1986-08-02 | 1990-08-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | Air-fuel ratio control system for an automotive engine |
-
1987
- 1987-12-08 DE DE19873741527 patent/DE3741527A1/en not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-11-03 DE DE88909290T patent/DE3868416D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-03 KR KR1019890701459A patent/KR0121315B1/en not_active IP Right Cessation
- 1988-11-03 WO PCT/DE1988/000679 patent/WO1989005397A1/en active IP Right Grant
- 1988-11-03 EP EP19880909290 patent/EP0414684B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-03 US US07/499,301 patent/US5040513A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-03 JP JP63508590A patent/JPH03502952A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR900700738A (en) | 1990-08-16 |
DE3868416D1 (en) | 1992-03-26 |
US5040513A (en) | 1991-08-20 |
JPH03502952A (en) | 1991-07-04 |
EP0414684A1 (en) | 1991-03-06 |
DE3741527A1 (en) | 1989-06-22 |
KR0121315B1 (en) | 1997-11-24 |
WO1989005397A1 (en) | 1989-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3500594C2 (en) | Metering system for an internal combustion engine to influence the operating mixture | |
DE4324312C2 (en) | Method for operating an internal combustion engine in a lean mixture combustion area | |
EP0414684B1 (en) | Control and regulating system for internal combustion engines | |
DE69827722T2 (en) | Device for controlling the fuel injection of a direct injection gasoline engine and method therefor. | |
DE69923532T2 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING THE EXHAUST GAS RECYCLING IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
DE4214648A1 (en) | SYSTEM FOR CONTROLLING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
DE19747128A1 (en) | Control of lean-burn IC engine with continuously variable transmission | |
DE3714151A1 (en) | CONTROL DEVICE FOR THE THROTTLE VALVE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
EP1317616B1 (en) | Method for determining nox mass flow from characteristics map data with a variable air inlet and engine temperature | |
EP1250525B1 (en) | Method and device for controlling an internal combustion engine | |
WO2000028200A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE NOx CRUDE EMISSION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE OPERATED WITH AN EXCESS OF AIR | |
DE19926139A1 (en) | Calibration of a NOx sensor | |
EP0805914B1 (en) | Process for regulating the fuel-oxygen ratio of exhaust gas upstream of a catalytic converter | |
DE3725521C2 (en) | ||
EP0187649B1 (en) | Mixture regulation apparatus for a combustion engine | |
DE3629197C2 (en) | ||
EP1317610B1 (en) | Method for determining the fuel content of the regeneration gas in an internal combustion engine comprising direct fuel-injection with shift operation | |
DE3525393C2 (en) | ||
EP0150437B1 (en) | Measuring system for the fuel-air mixture in a combustion engine | |
WO1989009330A1 (en) | Process and device for lambda regulation | |
DE10114049A1 (en) | Method and device for controlling an external exhaust gas recirculation rate and / or an air-fuel ratio | |
EP0839998A2 (en) | Method for adjusting the full load injection quantity of a diesel engine | |
WO2001044643A2 (en) | Method for determining the motor oil temperature in an internal combustion engine | |
DE10241458B4 (en) | Method and device for controlling an internal combustion engine | |
DE10241505A1 (en) | Method and device for controlling an internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19900516 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 19910503 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE FR GB IT |
|
RAP4 | Party data changed (patent owner data changed or rights of a patent transferred) |
Owner name: ROBERT BOSCH GMBH |
|
ET | Fr: translation filed | ||
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) | ||
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 3868416 Country of ref document: DE Date of ref document: 19920326 |
|
ITF | It: translation for a ep patent filed |
Owner name: STUDIO JAUMANN |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed | ||
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 19961019 Year of fee payment: 9 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 19961115 Year of fee payment: 9 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 19970124 Year of fee payment: 9 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 19971103 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: THE PATENT HAS BEEN ANNULLED BY A DECISION OF A NATIONAL AUTHORITY Effective date: 19971130 |
|
GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
Effective date: 19971103 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 19980801 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED. Effective date: 20051103 |