EP2756180A1 - Method and device for control path modification - Google Patents

Method and device for control path modification

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EP2756180A1
EP2756180A1 EP12745806.5A EP12745806A EP2756180A1 EP 2756180 A1 EP2756180 A1 EP 2756180A1 EP 12745806 A EP12745806 A EP 12745806A EP 2756180 A1 EP2756180 A1 EP 2756180A1
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EP
European Patent Office
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controller
lambda
exhaust gas
probe
behavior
Prior art date
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Application number
EP12745806.5A
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EP2756180B1 (en
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Bernhard Ledermann
Claudius Bevot
Thomas Schulz
Rolf Reischl
Thomas Braun
Ruediger Fehrmann
Ralf Kraemer
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • 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
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1474—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method by detecting the commutation time of the sensor
    • 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
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    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • F02D41/1481—Using a delaying circuit

Definitions

  • Output signal of the digital PID controller is fed back with an applicable factor smaller than 1 and the feedback is taken into account in a next time step of the digital PID controller. This can be particularly beneficial to the

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for the control path modification of a lambda control system, which is connected on the input side to an exhaust gas probe, and wherein a dynamic behavior and/or dead time behavior that varies as a result of the probe construction, of a manufacturing tolerance, of a variable probe temperature, or of aging is taken into consideration and the control behavior of the lambda control system is adapted accordingly. According to the invention, it is provided here that by means of a purely software-based adaptation, the control behavior of the lambda control system is adapted to the design of different exhaust gas probes and the dynamic characteristic thereof. The invention further relates to a corresponding device for carrying out the method. Using the method and the device for carrying out the method, different commercially available exhaust gas probes can be operated with the same control apparatus hardware. The different dynamic characteristics of the exhaust gas probes are reproduced here using different adaptable feedbacks. This is particularly advantageous in terms of a standardized hardware platform in engine control apparatuses for combustion engines and thus with a view to the costs.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren und Vorrichtung zur Regelstreckenmodifikation Stand der Technik Method and device for controlled system modification Prior art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelstreckenmodifikation eines The invention relates to a method for controlled system modification of a
Lambdareglers, welcher eingangsseitig mit einer Abgassonde in Verbindung steht und wobei sich ein in Folge der Sondenkonstruktion, einer Exemplarstreuung, einer variablen Sondentemperatur oder einer Alterung änderndes Dynamikverhalten und/ oder Totzeitverhalten berücksichtigt und das Regelverhalten des Lambdareglers entsprechend angepasst wird. Lambda controller, which is on the input side with an exhaust gas probe in connection and taking into account a result of the probe design, a specimen scattering, a variable probe temperature or aging changing dynamic behavior and / or dead time behavior and the control behavior of the lambda control is adjusted accordingly.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des The invention further relates to a device for carrying out the
erfindungsgemäßen Verfahrens. inventive method.
Gesetzliche Regelungen schreiben die Überwachung der Zusammensetzung des Abgases von Brennkraftmaschinen auf Einhaltung von Grenzwerten vor. Dazu werden im Abgas mittels geregelter Dreiwege-Katalysatoren unerwünschte Stoffe wie Stickoxide und Kohlenmonoxid in als unkritisch anzusehende Stoffe wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Stickstoff umgewandelt. Diese Umwandlung setzt voraus, dass das der Brennkraftmaschine zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem bestimmten Legal regulations prescribe the monitoring of the composition of the exhaust gas of internal combustion engines for compliance with limit values. For this purpose, unwanted substances such as nitrogen oxides and carbon monoxide are converted in the exhaust gas by means of controlled three-way catalysts in uncritical to see substances such as water vapor, carbon dioxide and nitrogen. This conversion requires that the internal combustion engine supplied air-fuel mixture in a certain
Zusammensetzungsbereich um eine stöchiometrische Zusammensetzung liegt. Diese wird mit dem Parameter Lambda = 1 bezeichnet. Die Zusammensetzung des Luft- Kraftstoff-Gemischs wird mit im Abgaskanal der Brennkraftmaschinen vorgesehenen Abgassensoren, beispielsweise in Form von Breitband-Lambda-Sonden überwacht, die den Sauerstoff-Partialdruck bestimmen. Die korrekte Funktion der Abgassensoren und insbesondere auch deren Alterungsbeständigkeit hängen stark von deren elektroni- scher Beschaltung ab. Die Funktionsblöcke einer solchen Beschaltung sind beispielhaft in der Schrift DE 10 2006 061 565 A1 beschrieben. Composition range lies around a stoichiometric composition. This is designated by the parameter lambda = 1. The composition of the air-fuel mixture is monitored with provided in the exhaust passage of the internal combustion engine exhaust gas sensors, for example in the form of broadband lambda probes that determine the oxygen partial pressure. The correct function of the exhaust gas sensors and in particular their aging resistance depend heavily on their electronic shear circuit. The functional blocks of such a circuit are described by way of example in document DE 10 2006 061 565 A1.
Eine besondere Bedeutung dabei kommt der Lambdaregelung zu, wobei die im Markt erhältlichen Abgassonden unterschiedliche Charakteristika hinsichtlich der Of particular importance is the lambda control, whereby the exhaust gas probes available on the market have different characteristics with regard to the
Ansprechdynamik und der Totzeiten aufweisen können. Response dynamics and the dead times may have.
Um eine stabile Regelung gewährleisten zu können, müssen beispielsweise bei in Motorsteuergeräten verbaute Lambda-Regler mit zusätzlichen elektronischen In order to ensure a stable control must, for example, built in engine control units lambda controller with additional electronic
Beschaltungen ergänzt werden, wenn Abgassonden, insbesondere von Beschaltungen be supplemented when exhaust probes, in particular of
unterschiedlichen Anbietern, verbaut werden. Fahrzeughersteller fordern dagegen eine einheitliche Steuergerätehardware für alle Sonden. different providers, be installed. In contrast, vehicle manufacturers demand a uniform ECU hardware for all probes.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedlichste Reglerstrategien bekannt, bei denen auch adaptive Reglereingriffe verwendet werden. A wide variety of control strategies are known from the prior art, in which adaptive controller interventions are also used.
In der DE 3727369 A1 beispielsweise wird ein Regelsystem beschrieben, bei dem durch Analyse eines Soll/Ist-Vergleichs eine Umschaltung des Regelverhaltens ermöglicht wird. Die bevorzugte Ausführungsform sieht dabei eine Umschaltung zwischen unterschiedlichen Reglercharakteristika vor. Das Regelsystem sieht insbesondere den Einsatz bei einer Lambdaregelung vor und erlaubt eine gute In DE 3727369 A1, for example, a control system is described in which a changeover of the control behavior is made possible by analyzing a desired / actual comparison. The preferred embodiment provides for switching between different controller characteristics. The control system provides in particular for use in a lambda control and allows a good
Kompensation auftretender Störeinflüsse durch geeignete Umschaltung des Compensation of occurring disturbing influences by suitable switching of the
Reglerverhaltens. Controller behavior.
Aus der DE 19844994 A1 wird im Zusammenhang einer Dynamik-Diagnose einer Lambda-Sonde eine Kompensation des dynamischen Verhaltens der Lambda-Sonde beschrieben, wobei eine adaptierbare Rückkopplung auf den Lambda-Regler vorgesehen ist. Beschrieben wird u.a. ein Block BL1 , in dem ein Modell der From DE 19844994 A1, a compensation of the dynamic behavior of the lambda probe is described in connection with a dynamic diagnosis of a lambda probe, wherein an adaptable feedback to the lambda controller is provided. Described is u.a. a block BL1 in which a model of the
Regelstrecke hinterlegt ist, welcher eine Kompensation des dynamischen Verhaltens der Regelstrecke erlaubt. Aus dieser Kompensation des Streckenverhaltens können Rückschlüsse auf eine Veränderung der Verzögerungszeit der Lambdasonde gezogen werden. Controlled system is stored, which allows a compensation of the dynamic behavior of the controlled system. From this compensation of the track behavior conclusions can be drawn on a change in the delay time of the lambda probe.
Die DE 10 2008 001 569 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde, die Bestandteil eines Abgaskanals einer Brennkraftmaschine ist und mit der ein Lambdawert zur Regelung einer Luft-Kraftstoff- Zusammensetzung bestimmt wird, wobei in einer Steuereinrichtung bzw. in einer Diagnoseeinrichtung der Brennkraftmaschine parallel dazu ein simulierter Lambdawert berechnet wird und von einer Anwenderfunktion sowohl der simulierte als auch der gemessene Lambdawert verwendet wird. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass im laufenden Fahrzeugbetrieb durch Auswerten einer Signaländerung bei Anregung des Systems ein Sprungverhalten der Abgassonde bestimmt und anhand dieser Ergebnisse das Dynamikmodell der Abgassonde adaptiert wird. Die Erfindung dient der Ermittlung des tatsächlichen Ansprechverhaltens der Abgassonde und der Korrektur der Modellparameter des berechneten Lambdawertes, und somit zur Verbesserung der Übereinstimmung von gemessenem und modelliertem Lambdawert, solange dies aus Sicht der Anwenderfunktion noch sinnvoll erscheint. Dazu werden die Ergebnisse der Sprungantworten gesammelt und nach bestimmten Kriterien in Kategorien sortiert. Hauptkriterium kann dabei der Abgasmassenstrom sein, da das Ansprechverhalten der Abgassonde und die Gaslaufzeit im Wesentlichen von dieser Größe abhängen. DE 10 2008 001 569 A1 relates to a method and a device for adapting a dynamic model of an exhaust gas probe, which is part of an exhaust gas duct of a Internal combustion engine is and with a lambda value for controlling an air-fuel composition is determined, wherein in a control device or in a diagnostic device of the internal combustion engine, a simulated lambda value is calculated in parallel and both the simulated and the measured lambda value is used by a user function , According to the invention, it is provided that, during ongoing vehicle operation, by evaluating a signal change upon excitation of the system, a jumping behavior of the exhaust gas probe is determined and the dynamics model of the exhaust gas probe is adapted on the basis of these results. The invention serves to determine the actual response of the exhaust gas probe and the correction of the model parameters of the calculated lambda value, and thus to improve the match of measured and modeled lambda value, as long as this makes sense from the point of view of the user function. For this purpose, the results of the step responses are collected and sorted into categories according to specific criteria. The main criterion here may be the exhaust gas mass flow, since the response of the exhaust gas probe and the gas transit time depend essentially on this size.
Eine Adaption an unterschiedlich verbaute Abgassonden, mit der Zielsetzung einen universellen Regler nutzen zu können, wird in den o.g. Schriften nicht offenbart. An adaptation to differently installed exhaust gas probes, with the objective of being able to use a universal controller, is described in the above mentioned. Writings not revealed.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Regelstreckenmodifikation bereitzustellen, mit dem ein universeller Regler eingesetzt und damit eine Anpassung an unterschiedlich verbaute Abgassonden ermöglicht werden kann. It is therefore an object of the invention to provide a method for controlled system modification, with which a universal controller used and thus an adaptation to differently installed exhaust gas sensors can be made possible.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung zur It is a further object of the invention to provide a corresponding device for
Durchführung des Verfahrens bereitzustellen. To provide implementation of the method.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mittels einer reinen Softwareanpassung das Regelverhalten des Lambdareglers an den Aufbau The object relating to the method is achieved in that by means of a pure software adaptation, the control behavior of the lambda controller to the structure
unterschiedlicher Abgassonden und deren Dynamikcharakteristik adaptiert wird. different exhaust gas sensors and their dynamic characteristics is adapted.
Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Lambdaregler als digitaler PID-Regler ausgebildet ist und mittels einer reinen Softwareanpassung das Regelverhalten des Lambdareglers an den Aufbau unterschiedlicher Abgassonden und deren Dynamikcharakteristik adaptierbar ist, wobei diese Einrichtungen zur The object relating to the device is achieved in that the lambda controller is designed as a digital PID controller and by means of a pure software adaptation the Control behavior of the lambda controller to the structure of different exhaust gas sensors and their dynamic characteristics is adaptable, these facilities for
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit seinen Varianten aufweist. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens können unterschiedliche, im Markt erhältliche Abgassonden mit ein und derselben Implementation of the method according to the invention with its variants. With the method and the device for carrying out the method can be different, available on the market exhaust probes with one and the same
Steuergerätehardware betrieben werden. Die unterschiedlichen Control device hardware to be operated. The different ones
Dynamikcharakteristika der Abgassonden werden dabei durch verschiedene adaptierbare Rückkopplungen nachgebildet. Dies ist besonders im Hinblick auf eine standardisierte Hardware- Plattform bei Motorsteuergeräten für Brennkraftmaschinen und damit hinsichtlich der Kosten von Vorteil. Zudem können während des Betriebs stabilisierende Maßnahmen durch die Softwareanpassung, entsprechend den Dynamic characteristics of the exhaust gas probes are simulated by various adaptable feedbacks. This is particularly advantageous in terms of a standardized hardware platform in engine control units for internal combustion engines and thus in terms of cost. In addition, stabilizing measures can be taken during operation by the software adaptation, according to the
Erfordernissen, durchgeführt werden. Eine bevorzugte Verfahrensvariante sieht dabei vor, dass als Lambdaregler ein digitaler PID-Regler verwendet und ein Ausgangssignal des Reglers zurückgekoppelt und zum Eingangsdifferenzsignal addiert wird, wobei der gesamte Reglerausgang oder Teile der Reglercharakteristik des Reglers mit einem vorbestimmbaren Requirements to be performed. A preferred variant of the method provides that a digital PID controller is used as lambda controller and an output signal of the controller is fed back and added to the input differential signal, wherein the entire controller output or parts of the controller characteristic of the controller with a predeterminable
Verstärkungsfaktor multipliziert und zurückgekoppelt werden. Mit dieser Maßnahme können beispielsweise Instabilitäten, die bei bestimmten Abgassonden aufgrund IhrerGain multiplied and fed back. With this measure, for example, instabilities, which at certain exhaust probes due to your
Bauart auftreten können, kompensiert und entsprechend ausgeregelt werden. Design can occur, be compensated and adjusted accordingly.
Zusatzbeschaltungen an der Abgassonde bzw. zwischen Abgassonde und Additional connections on the exhaust gas probe or between the exhaust gas probe and
Lambdaregler, wie beispielsweise RC-Glieder, können dabei entfallen. Die Lambda controllers, such as RC elements, can be omitted. The
stabilisierende Wirkung kann komplett durch den digitalen PID-Regler nachgebildet werden. Neben dem Entfall derartiger RC-Glieder kann auch auf stabilizing effect can be completely simulated by the digital PID controller. In addition to the elimination of such RC elements can also on
Abschaltvorrichtungen, welche zusätzliche Restströme verursachen können, verzichtet werden, die ansonsten erforderlich wären, um unterschiedliche Abgassonden an einem Lambdaregler zu betreiben. Zudem können Störeinflüsse auf eine  Abschaltvorrichtungen, which can cause additional residual currents can be omitted, which would otherwise be required to operate different exhaust gas probes on a lambda controller. In addition, disturbing influences on one
Innerwiderstandsmessung der Abgassonde beim Abgleich und/ oder auf einen Internal resistance measurement of the exhaust gas probe during adjustment and / or on a
Referenzpumpstrom der Abgassonde vermieden werden. Reference pump flow of the exhaust probe can be avoided.
Dabei kann vorgesehen sein, dass als Teil der Reglercharakteristik ein PI-, PD-, DI-, P-, I- oder D-Anteil zurück gekoppelt wird. Welcher Teil der Reglercharakteristik zurückgekoppelt wird, hängt vom angeschlossenen Sondentyp ab. Simulationen können hierbei helfen, den optimalen Rückkopplungsfall für jeden Sondentyp zu bestimmen. So konnte beispielsweise beim Einsatz einer Sonde mit großer Totzeit ermittelt werden, dass eine Rückkopplung des P-Anteils im Zusammenspiel mit einem D-Anteil für derartige Abgassonden zu den besten Ergebnissen für die Reglerstabilität führten. Für andere Sonden mit anderer Charakteristik können derartige It can be provided that a PI, PD, DI, P, I or D component is coupled back as part of the controller characteristic. Which part of the controller characteristic is fed back depends on the connected probe type. Simulations can help to provide the optimal feedback case for each type of probe determine. For example, when using a probe with a long dead time, it could be determined that a feedback of the P component in conjunction with a D component for such exhaust gas probes led to the best results for controller stability. For other probes with a different characteristic, such
Rückkopplungen auch ganz zurückgenommen oder nur zu einem kleinen Teil angewendet werden. Damit kann recht kostengünstig die Regelstrecke an nahezu alle im Markt befindlichen Abgassonden-Typen angepasst werden, was vorteilhaft hinsichtlich einer hohen Flexibilität sowohl beim Fahrzeughersteller als auch beim Reparaturfachhandel ist. Feedback can also be withdrawn or applied only to a small extent. Thus, the control system can be adapted to almost all available on the market exhaust gas sensor types quite cheaply, which is advantageous in terms of high flexibility both the vehicle manufacturer and the repair shop.
Dabei ist in einer bevorzugten Verfahrensvariante vorgesehen, dass das It is provided in a preferred variant of the method that the
Ausgangssignal des digitalen PID-Reglers mit einem applizierbaren Faktor kleiner 1 zurückgekoppelt wird und die Rückkopplung in einem nächsten Zeitschritt des digitalen PID-Reglers berücksichtigt wird. Dies kann sich besonders vorteilhaft auf die Output signal of the digital PID controller is fed back with an applicable factor smaller than 1 and the feedback is taken into account in a next time step of the digital PID controller. This can be particularly beneficial to the
Lambdaregelung auswirken. Lambda control effect.
Bei Applikationen mit bestimmten Abgassonden können sich Stabilisierungsprobleme ergeben, welche von einer Gaslauf-Totzeit der Regelstrecke dieses Sondentyps verursacht wird. Eine Hardware-Abhilfemaßnahme in Form eines Hochpasses zwischen einer APE-Elektrode und einer Referenz-Elektrode (RE) der Abgassonde sowie ein hoher D-Anteil würde das Problem beheben. Allerdings ist die Auswertung in diesem Fall recht störempfindlich. Daher sieht eine vorteilhafte Verfahrensvariante vor, dass als Abgassonde eine Breitband-Lambdasonde mit einer Nernst-Zelle und einer Pumpzelle verwendet wird, wobei die Totzeit infolge der Gaslaufzeit mittels einer direkten elektrischen Rückkopplung kompensiert wird, welche eine In applications with certain exhaust probes stabilization problems may arise, which is caused by a gas flow dead time of the controlled system of this probe type. A hardware fix in the form of a high pass between an APE electrode and a reference electrode (RE) of the exhaust probe and a high D component would solve the problem. However, the evaluation in this case is quite susceptible to interference. Therefore, an advantageous variant of the method provides that a broadband lambda probe with a Nernst cell and a pump cell is used as the exhaust gas probe, wherein the dead time is compensated as a result of the gas transit time by means of a direct electrical feedback, which
Pumpstromänderung an der Pumpzelle unmittelbar proportional und integrierend an eine Referenzelektrode weitergibt. Das stabilisiert die Pumpstromregelung, ohne dass dafür eine zusätzliche Beschaltung oder ein D-Anteil erforderlich ist. Eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens, wie es zuvor in seinen Varianten beschrieben wurde, sieht den Einsatz zur Regelstreckenmodifikation bei einem  Pumping current change at the pump cell immediately proportional and integrating on a reference electrode passes. This stabilizes the pumping current control without the need for additional wiring or a D-component. A preferred application of the method, as described above in its variants, provides for the use of controlled system modification in one
Lambda-Auswerte-ASIC vor, der als digitaler PID-Regler als Bestandteil einer Lambda evaluation ASIC, as a digital PID controller as part of a
Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Ein derartiger Lambda- Auswerte-ASIC ist beispielsweise als„CJ 135 Lambda Probe Interface IC" von der Anmelderin bekannt, an dem unterschiedliche Abgassonden angeschlossen werden können und im Allgemeinen Bestandteil einer übergeordneten Motorsteuerung sein kann. Zusätzliche Beschattungen sind bei Anwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens nicht nötig, falls bei der Herstellung des Fahrzeugs unterschiedliche Abgassonden von verschiedenen Herstellern verbaut werden. Lambda control of an internal combustion engine is formed. Such a lambda evaluation ASIC is known, for example, as the "CJ 135 Lambda Probe Interface IC" by the applicant, to which different exhaust gas probes are connected can and can generally be part of a higher-level engine control. Additional shading is not necessary when using the method described above, if in the production of the vehicle different exhaust gas sensors are installed by different manufacturers.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the figure. It shows:
Figur 1 in schematischer Darstellung eine digitale Regelstrecke mit einem Figure 1 shows a schematic representation of a digital controlled system with a
rückgekoppelten Anteil. feedback share.
Figur 1 zeigt ausschnittsweise einen Lambdaregler 1 , an dem eine Abgassonde angeschlossen werden kann. Derartige Lambdaregler 1 sind beispielsweise als„CJ 135 Lambda Probe Interface IC" bekannt. Dieser beinhaltet einen PI D-Regler 10, der einen P-Reglerstrang 14 für einen proportionalen Anteil, einen I-Reglerstrang 15 für einen Integral-Anteil und einen D-Reglerstrang 16 für einen Differential-Anteil in seiner Regelstrecke aufweist, welche ausgangsseitig mittels eines Addierers 17 FIG. 1 shows a detail of a lambda controller 1 to which an exhaust gas probe can be connected. Such lambda controllers 1 are known, for example, as "CJ 135 Lambda Probe Interface IC." This includes a PI D controller 10, which has a proportional-action P-controller train 14, an integral-action I-controller train 15, and a D-controller. Regulator line 16 for a differential component in its controlled system, which on the output side by means of an adder 17th
zusammengefasst werden und als Ausgangssignal 18 zur Verfügung stehen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, wie dies das Beispiel in Figur 1 zeigt, dass einesummarized and are available as an output signal 18. According to the invention is provided, as the example in Figure 1 shows that a
Rückkopplung 19 des P-Anteils des PI D-Reglers 10 auf eine Eingangsgröße 1 1 aufgeschaltet wird, wobei der P-Anteil des PI D-Reglers 10 in einer Verstärkungseinheit 20 mit einem applizierbaren Faktor, üblicherweise kleiner 1 , multipliziert, mittels eines Integrierers 21 integriert und von der Eingangsgröße 1 1 mittels eines Subtrahierers 13 abgezogen wird. Feedback of the P component of the PI D controller 10 is switched to an input variable 1 1, wherein the P component of the PI D controller 10 multiplied in an amplification unit 20 with an applicable factor, usually less than 1, by means of an integrator 21st integrated and subtracted from the input 1 1 by means of a subtractor 13.
Die o.g. Funktionalität ist besonders vorteilhaft als reine Softwarelösung im The o.g. Functionality is particularly advantageous as a pure software solution in the
Lambdaregler 1 implementiert. Eine typische Applikation beschreibt das folgende Anwendungsbeispiel. Abgassonden von bestimmten Anbietern können üblicherweise an einem PI D-Digitalregler, wie z.B. den bereits oben erwähnte CJ 135 Baustein, nur mit zusätzlicher RC-Beschaltung stabil betrieben werden. Andere Abgassonden, u.a. auch solche der Anmelderin, benötigen dagegen diesen Hochpass nicht. Andererseits können diese Sonden nicht mit diesem Hochpass betrieben werden, weil dadurch die Innenwiderstandsmessung unzulässig beeinträchtigt wird. Da von den Fahrzeugherstellern eine einheitliche Steuergerätehardware für alle Sonden gefordert wird, muss der Hochpass mit einer Abschalteinrichtung versehen werden. Dies ist mit weiteren, bereits oben erwähnten Nachteilen verbunden. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, bei der eine stabilisierende Wirkung der Regelstrecke nachgebildet wird, können auch ohne zusätzliche elektrische Beschaltungen o.g. Abgassonden an dem CJ 135 Baustein betrieben werden. Die Anpassung des Steuergerätes an den Sondentyp ist nun durch eine reine Softwareanpassung möglich. Lambda controller 1 implemented. A typical application describes the following application example. Flue gas probes from certain suppliers can usually be operated stably on a PI D digital controller, such as the CJ 135 module already mentioned above, only with additional RC circuitry. Other exhaust gas sensors, including those of the applicant, however, do not need this high pass. On the other hand, these probes can not be operated with this high-pass filter, because thereby the internal resistance measurement is unduly impaired. Since the vehicle manufacturers require a uniform ECU hardware for all probes, the high pass must be provided with a shutdown device. This is associated with other, already mentioned above disadvantages. The measure according to the invention, in which a stabilizing effect of the controlled system is modeled, can also be operated on the CJ 135 module without additional electrical connections and gas probes. The adaptation of the control unit to the probe type is now possible by a pure software adaptation.

Claims

Ansprüche claims
1 . Verfahren zur Regelstreckenmodifikation eines Lambdareglers (1 ), welcher 1 . Method for controlled-system modification of a lambda controller (1), which
eingangsseitig mit einer Abgassonde in Verbindung steht und wobei sich ein in Folge der Sondenkonstruktion, einer Exemplarstreuung, einer variablen  On the input side is connected to an exhaust gas probe and in which a result of the probe construction, a specimen scattering, a variable
Sondentemperatur oder einer Alterung änderndes Dynamikverhalten und/ oder Totzeitverhalten berücksichtigt und das Regelverhalten des Lambdareglers (1 ) entsprechend angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer reinen Softwareanpassung das Regelverhalten des Lambdareglers (1 ) an den Aufbau unterschiedlicher Abgassonden und deren Dynamikcharakteristik adaptiert wird.  Probe temperature or aging dynamic behavior and / or deadtime behavior taken into account and the control behavior of the lambda controller (1) is adjusted accordingly, characterized in that by means of a pure software adaptation, the control behavior of the lambda controller (1) is adapted to the structure of different exhaust probes and their dynamic characteristics.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Lambdaregler (1 ) ein digitaler PID-Regler (10) verwendet und ein Ausgangssignal (18) des Reglers zurückgekoppelt und zum Eingangsdifferenzsignal addiert wird, wobei der gesamte Reglerausgang oder Teile der Reglercharakteristik des Reglers mit einem vorbestimmbaren Verstärkungsfaktor multipliziert und zurückgekoppelt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that as a lambda controller (1) uses a digital PID controller (10) and an output signal (18) of the controller is fed back and added to the input differential signal, wherein the entire controller output or parts of the controller characteristic of the controller multiplied by a predeterminable gain factor and fed back.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Teil der 3. The method according to claim 2, characterized in that as part of
Reglercharakteristik ein PI-, PD-, DI-, P-, I- oder D-Anteil zurück gekoppelt wird.  Controller characteristic, a PI, PD, DI, P, I or D component is coupled back.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des digitalen PID-Reglers (10) mit einem applizierbaren Faktor kleiner 1 zurückgekoppelt wird und die Rückkopplung (19) in einem nächsten Zeitschritt des digitalen PID-Reglers (10) berücksichtigt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the output signal of the digital PID controller (10) is fed back with an applicable factor less than 1 and the feedback (19) in a next time step of the digital PID controller (10 ) is taken into account.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Abgassonde eine Breitband-Lambdasonde mit einer Nernst-Zelle und einer Pumpzelle verwendet wird, wobei eine Totzeit infolge einer Gaslaufzeit mittels einer direkten elektrischen Rückkopplung (19) kompensiert wird, welche eine Pumpstromänderung an der Pumpzelle unmittelbar proportional und integrierend an eine Referenzelektrode weitergibt. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur 5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a broadband lambda probe with a Nernst cell and a pumping cell is used as the exhaust gas probe, wherein a dead time due to a gas running time by means of a direct electrical feedback (19) is compensated, which a pumping current change to the pumping cell immediately proportional and integrating on a reference electrode passes. Application of the method according to one of claims 1 to 5 to
Regelstreckenmodifikation bei einem Lambda-Auswerte-ASIC, der als digitaler PID-Regler (10) als Bestandteil einer Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Control path modification in a lambda evaluation ASIC, which is designed as a digital PID controller (10) as part of a lambda control of an internal combustion engine.
Vorrichtung zur Regelstreckenmodifikation eines Lambdareglers (1 ), welcher eingangsseitig mit einer Abgassonde in Verbindung steht und wobei sich ein in Folge der Sondenkonstruktion, einer Exemplarstreuung, einer variablen Device for controlled-system modification of a lambda controller (1), which is connected on the input side to an exhaust gas probe and in which, as a consequence of the probe design, a specimen scattering, a variable
Sondentemperatur oder einer Alterung änderndes Dynamikverhalten und/ oder Totzeitverhalten berücksichtigt und das Regelverhalten des Lambdareglers (1 ) entsprechend angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Lambdaregler (1 ) als digitaler PID-Regler (10) ausgebildet ist und mittels einer reinen Probe temperature or aging dynamic behavior and / or deadtime response taken into account and the control behavior of the lambda controller (1) is adjusted accordingly, characterized in that the lambda controller (1) as a digital PID controller (10) is formed and by means of a pure
Softwareanpassung das Regelverhalten des Lambdareglers (1 ) an den Aufbau unterschiedlicher Abgassonden und deren Dynamikcharakteristik adaptierbar ist, wobei dieser Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Verfahrensansprüchen 1 bis 5 aufweist. Software adaptation, the control behavior of the lambda controller (1) to the structure of different exhaust gas probes and their dynamic characteristics can be adapted, this means for performing the method according to the method claims 1 to 5.
EP12745806.5A 2011-09-14 2012-07-23 Method and device for control path modification Active EP2756180B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

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