KR20140092773A

KR20140092773A - 시스템 변수를 제어하기 위한 방법과 장치

Info

Publication number: KR20140092773A
Application number: KR1020140004119A
Authority: KR
Inventors: 토마스 키르슈텟터
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2014-01-13
Publication date: 2014-07-24
Also published as: DE102013200538A1; FR3001057A1; KR102100836B1

Abstract

본 발명은 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 제어 시스템은 시스템 변수의 값들이 다른 경우 하나 이상의 제1 작동 상태와 제2 작동 상태로 작동되고, 시스템 변수는 실제값으로서 센서로 검출되고, 이의 다이나믹은 일정하거나 예측할 수 없는 방식으로 변하며, 시스템 변수의 실제값과 목표값에 근거해 제어 편차가 결정되어 제어 시스템의 컨트롤러에 제공되고, 컨트롤러는 제어 편차에 따라서 제어 변수를 출력한다. 이때, 사전 설정 시간 구간을 위한 작동 상태의 변경 시에 제어 변수가 상기 시간 구간의 경과 후보다 더 강하게 제한된다.
또한, 본 발명은 상기 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.
센서가 적어도 일시적으로 느려진 경우 상기 방법과 장치에 의해 제어 회로의 오버슈팅이 억제된다.

Description

시스템 변수를 제어하기 위한 방법과 장치{METHOD AND DEVICE FOR REGULATING A SYSTEM VARIABLE}

본 발명은 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 제어 시스템은 시스템 변수의 값들이 다른 경우 하나 이상의 제1 작동 상태와 제2 작동 상태로 작동되고, 이때 시스템 변수는 실제값으로서 센서로 검출되며, 이의 다이나믹은 일정하거나 예측할 수 없는 방식으로 변하고, 이러한 시스템 변수의 실제값과 목표값에 근거해 제어 편차가 결정되어 제어 시스템의 컨트롤러에 제공되며, 컨트롤러는 제어 편차에 따라서 제어 변수를 출력한다.

또한, 본 발명은 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 장치에 관한 것으로서, 제어 시스템은 시스템 변수의 값들이 다른 하나 이상의 제1 작동 상태 및 제2 작동 상태를 포함하며, 제어 시스템은 시스템 변수의 실제값을 결정하기 위한 센서 및 제어 변수(34)의 출력을 위한 컨트롤러를 포함한다.

차량용 내연기관에서, 특히 디젤 엔진에서, 질소 산화물 배출 저감을 목적으로 NO_x 저장 촉매 컨버터(NSC)가 이용된다. 이와 같은 촉매 컨버터가 질소 산화물을 저장하는 동안, 엔진은 과잉 공기(희박)로 작동한다. NO_x 저장 촉매 컨버터의 저장 능력을 유지하기 위해서는, 이미 저장되어 있는 질소 산화물이 자주 제거되어야 한다. NO_x 저장 촉매 컨버터의 그와 같은 재생을 실시하기 위해, 저장되어 있는 질소 산화물을 질소로 변환하는 환원되는 배기 가스 대기를 조정하는 것이 공지되어 있다. 이를 위해 내연기관은 농후 모드로, 즉 람다 < 1의 저화학양론 공연비로 작동한다.

디젤 엔진들은 일반적으로 지속적인 희박 모드를 위해 설계되어 있다. 그 결과, 제공된 NO_x 저장 촉매 컨버터를 재생하기 위해, 디젤 엔진을 농후 모드로 작동하는 특수한 재생 단계들이 제공되어 있다. 이와 같은 재생 단계 동안 람다의 제어는 람다 제어 회로에 의해 이루어진다. 이때, NO_x 저장 촉매 컨버터 이전의 람다가 제어 변수이다. NO_x 저장 촉매 컨버터의 상류에 배치된 람다 센서의 출력 신호가 실제값으로서 대개 엔진 제어 장치 안에 통합되어 있는 람다 컨트롤러에 제공된다.

NO_x 저장 촉매 컨버터의 재생을 실시하기 위해, 람다 대신에, 상기 재생에 대해 또는 상기 재생의 흐름에 대해 특징적인 다른 배기 가스 성분들 또는 배기 가스 특성들 역시 대응하는 배기 가스 센서로 측정되고 적절한 제어 회로로 제어될 수 있다.

측정 요소로서 제공되어 있는 배기 가스 센서, 예컨대 람다 제어 회로에서 사용되는 람다 센서가 배기 가스 속에서 함께 이동되는 매연 입자(sooty particle)에 의해 오염될 수 있다. 그러므로 배기 가스 센서의 응답 시간이 연장된다. 배기 가스 센서가 일정한 규모를 넘어 느려지면, 이는 재생 초기에 람다 제어를 스위칭온할 때 희망하는 람다값에의 현저한 미달을 초래한다. 배기 가스 센서의 더 높은 신호 다이나믹을 위해 설계되어 있는 컨트롤러를 제어 변수의 상승을 통해 목표값을 제어하려고 시도한다. 그러나 이런 제어 편차에 대한 원인은 배기 가스 센서의 지연 반응에 있다. 컨트롤러는 과잉 제어하여 그 결과 배기 가스의 실제 람다가 목표값에 현저히 미달하게 된다. 이는 배기 가스 배출의 현저한 악화 내지 개별 실린더의 중간까지 야기할 수 있다.

매연 입자로 인한 배기 가스 센서의 오염은 반드시 지속적이지는 않다. 이것은 기계적 영향들에 의해, 예컨대 진동에 의해 또는 열적 영향들에 의해 줄어들거나 완전히 제거될 수 있다.

컨트롤러의 과잉 제어를 막기 위해, 컨트롤러 안으로 입력되는 제어 편차가 램프 함수에 의해 재생 초기에 0부터 설정값으로 연속적으로 상승하는 것은 공지되어 있다.

또한, 실제값으로 재생 초기에 제어의 목표값을 초기화하고 그 후 적절한 필터링이나 램핑에 의해 고유 목표값으로 유도하는 것도 공지되어 있다.

또한, 예컨대 제어 편차와 같은 제한의 다양한 형태들이 이용된다.

만약 컨트롤러가 적분기를 가지면, 제어 편차에 따라서 적분기의 증폭을 줄이는 것이 공지되어 있다.

제어 회로의 언더슈팅을 피하기 위한 전술한 조치들에서는, 배기 가스 센서에 수팅(sooting)이 없는 경우에도, 이들 조치는 제어의 스위칭온 거동 및 그 후 거동에 대해 영향을 준다는 단점이 있다.

조정하려는 작동 상태로서 NO_x 저장 촉매 컨버터의 재생 지속 시간은 수 초의 범위에 있다. 그러므로 제어 편차 또는 목표값을 하나의 램프에 의해 목적값으로 유도하는 방법들이 제한적으로만 이용될 수 있는데, 그렇지 않으면 희망하는 목표값에의 도달이 너무 오랫동안 지속될 것이기 때문이다. 그러므로 이러한 방법으로는 목표값에의 미달이 재생 초기에 충분하게 억제될 수 없다.

제어 편차에 따라서 적분기 증폭의 수정 시 단점으로서, 규정된 제어 편차 문턱값을 초과할 때마다 제어가 느려지며, 이는 목표값으로의 재제어를 지연시킨다. 또한, 이러한 방법은 별도의 그리고 독립적으로 데이터를 제공받을 수 있는 적분기에 의해 표현되는 적분 거동을 가지는 컨트롤러에 한정된다. 따라서, 만약 이러한 적분 거동이 제어 시스템의 다른 전송 부재들과 상호 작용하여 발생하면 부적절하다.

본 발명의 과제는 실제값을 결정하기 위한 센서가 느려질 때 제어 회로의 오버슈팅을 억제하는 방법을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 과제는 대응하는 장치를 제공하는 데 있다.

상기 방법과 관련한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 사전 설정 시간 구간에 대한 작동 상태를 변경할 때 제어 변수가 상기 시간 구간의 경과 후보다 더 강하게 제한된다. 작동 상태의 변경 시, 예컨대 시스템 변수로서 배기 가스 람다를 결정하기 위한 람다 센서를 포함하는 NO_x 저장 촉매 컨버터를 재생하기 위한 제어 초기에, 작은 다이나믹을 갖는 센서 때문에 설정 목표값과 실제값의 현저한 편차로 제어 회로가 과잉 제어된다. 제어 변수를 제한하면 이와 같은 과잉 제어가 억제될 수 있다. 작동 상태의 변경 후 사전 설정 시간 구간에 대해서만 제어 변수의 상당한 제한이 이루어지고 그 후 다시 제어 변수의 전체 범위 또는 그보다 덜 강하게 제한된 범위가 제공되기 때문에, 장애가 많은 제어 시스템도 희망하는 목표값으로 제어하기 위해서는 후속 제어에 대해 충분히 제어 변수와 밴드폭이 이용될 수 있다. 실제값을 측정하기 위해 이용되는 센서가 이의 수명 동안 적어도 종종 가변적인, 진단 불가능한 다이나믹 악화를 가질 수 있으면, 상기 방법은 특히 유리하게 적용될 수 있다. 이것은 독립적인 적분기의 형태인 전송 부재를 포함하지 않는 제어 구조에도 적합하다.

바람직하게는, 제어 변수의 더 강한 제한을 위한 사전 설정 시간 구간은 제어 시스템의 오버슈팅 특성의 지속 시간에 따라서 사전 설정될 수 있다. 그러므로 제어 시스템의 초기 과잉 반응이 억제되어, 고정 오류 보정의 가능성이 지속적으로 제한되지는 않는다.

또한, 제어 변수의 더 강한 제한을 위한 사전 설정 시간 구간이 각 작동 상태의 지속 시간에 따라 사전 설정될 수 있다. 이를 위해, 예컨대 컨트롤러가 작동 상태의 변경 후 활성되어 있는 시간이 측정되고 사전 설정 시간 구간 후 제어 변수 제한이 제거될 수 있다.

상기 방법의 적용에 따라서, 시스템 변수는 제1 작동 상태에서 개루프 제어되고 제2 작동 상태에서 폐루프 제어될 수 있으며, 제1 작동 상태로부터 제2 작동 상태로 변경 시에 제어 변수가 더 강하게 제한된다.

본 발명의 바람직한 변형예들에 상응하게, 사전 설정 시간 구간 내에서 제어 변수는 고정된 제1 한계값으로 제한되거나 제어 변수는 특성맵 또는 특성 곡선에 근거하여 결정된 제1 한계값에 제한된다. 특성맵 또는 특성 곡선에 의한 제어 변수의 사전 설정이 제어 시스템의 시스템 거동에의 최적 적응을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 변형예에 상응하게, 제어 변수의 더 강한 제한을 위한 상한 및/또는 하한이 고정된 제1 계수와 곱해지거나 상한 및/또는 하한이 특성맵 또는 특성 곡선에 근거하여 결정된 제1 계수와 곱해질 수 있다. 이러한 경우 유리하게는 이와 같은 제한이 언제나 연속 함수로서 선택될 수 있고 컨트롤러의 제어 변수의 점프들이 억제될 수 있지만 추가로 램프가 이용되지는 않는다.

센서의 느림이 한 제어 방향으로만 제어 회로의 오버슈팅을 야기하면, 이러한 제어 변수(34)는 제어 변수(34)의 한 제어 방향으로만 더 강하게 제한된다. 그런 경우, 반대 방향의 제어 편차들은 전체 제어 변수에서 제어될 수 있다.

제어 회로의 초기 과잉 반응 후에 다시 전체 제어 범위에서 빠른 제어를 가능하게 하기 위해, 제어 변수는 사전 설정 시간 구간 다음에 제2 한계값에 제한되거나 제어 변수가 제2 계수와 곱해질 수 있다. 이때 제2 한계값 또는 제2 계수는, 제1 한계값에서 또는 제1 계수에서보다 더 큰 제어 변수가 될 수 있도록 설계되어 있다.

본 발명의 변형예에 대응하게 한계값이 제1 한계값으로부터 제2 한계값으로 전이 시에 램프를 따라서 변경될 수 있다. 이때 램프는 일정한 기울기 또는 가변적인 기울기를 가질 수 있다.

상기 조치들은 하나 이상의 리셋-와인드업-방지 조치와 결합됨으로써, 제어 회로의 오버슈팅이 감소될 수 있다.

상기 장치와 관련한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 제어 시스템은 작동 상태의 변경 후 사전 설정 시간 구간 동안 제어 변수를 더 강하게 제한하기 위한 리미터를 포함한다. 이러한 리미터는 사전 설정 시간 구간에 대해 작동 상태의 변경 후 그리고 제어 변수의 목표값에서 큰 점프 후 조정 가능 제어 변수를 감소하므로, 시스템 변수를 측정하는 센서의 지연된 다이나믹에 근거해 제어 회로의 과잉 반응이 억제될 수 있다. 이러한 장치에 의해 전술한 방법의 실시가 가능하다.

본 발명의 바람직한 변형예에 상응하게, 제어 시스템이 내연기관의 람다 제어 장치로서 그리고 센서가 람다 센서로서 실시될 수 있다. 람다 센서들은 수팅될 수 있으며 일시적으로 감소된 다이나믹을 가질 수 있다. 람다 센서의 감소된 다이나믹 때문에 제어 회로의 과잉 반응이 제어 변수의 일시적 제한에 의해 억제될 수 있다.

상기 방법과 장치는 디젤 엔진 또는 가솔린 엔진의 배기 가스 덕트 내 NO_x 저장 촉매 컨버터를 재생할 때 바람직하게는 공연비 람다의 제어에 적용될 수 있다.

하기에서 도면들에 도시되어 있는 실시예를 참고하여 본 발명을 상술한다.

도 1은 온전한 람다 센서를 포함하는 NO_x 저장 촉매 컨버터의 재생 시 람다 제어 회로의 제어 신호 및 센서 신호를 도시한 도면이다.
도 2는 느려진 람다 센서를 포함하는 NO_x 저장 촉매 컨버터의 재생 시 람다 제어 회로의 제어 신호 및 센서 신호를 도시한 도면이다.
도 3은 느려진 람다 센서 및 제어 변수의 동적 제한을 포함하는 NO_x 저장 촉매 컨버터의 재생 시 람다 제어 회로의 제어 신호 및 센서 신호를 도시한 도면이다.
도 4는 제어 변수 제한의 일반적인 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 제1 실시예에서 블록 수정 제한을 도시한 도면이다.
도 6은 제2 실시예에서 블록 수정 제한을 도시한 도면이다.

도 1에는 온전한 람다 센서를 포함하는 NO_x 저장 촉매 컨버터의 재생 시 람다 제어 회로의 제어 신호 및 센서 신호가 도시되어 있다. 이를 위해 람다 센서값(12), 컨트롤러 출력(13), 람다 목표값(14) 및 컨트롤러 상태(15)가 신호축(10)과 시간축(11)에 대하여 표시되어 있다.

NO_x 저장 촉매 컨버터와 람다 센서는 내연기관의 배기 가스 시스템에 배치되어 있다. 람다 제어 회로는 내연기관의 배기 가스 내에서 시스템 변수로서 람다값을 제어하는 데 이용된다.

도시되어 있지 않은 제어 회로는 다음과 같이 구성되어 있다. 람다값은 람다 센서에 의해 검출되고 람다 센서값(12)으로서 비교기에 제공된다. 이러한 비교기에서 람다 센서값(12)과 람다 목표값(14)에 근거하여 제어 편차가 형성되고 도 4에 도시되어 있는 람다 컨트롤러(20)에 제공된다. 컨트롤러 출력(13)으로서 제어 변수는 제어 영역의 입력 신호를 형성한다. 제어 변수에 출력 신호를 가산하는, 경우에 따라서 제공되는 예비 제어 장치가 제공될 수도 있지만 본 발명을 설명하는 데 필요하지 않으며 따라서 고려되지 않는다. 상기 제어 영역은 공기 및 연료 공급 장치와 배기 가스 시스템을 가지는 내연기관을 포함한다.

도시되어 있는 실시예에서 람다 제어 회로는 내연기관으로서 제1 작동 상태에서 희박 모드로 작동되는 디젤 엔진에 할당되어 있다.

NO_x 저장 촉매 컨버터는 질소 산화물 배출을 줄이기 위해 내연기관의 배기 가스 덕트 안에 배치되어 있다. 디젤 엔진의 희박 작동 모드에서 제1 작동 상태 동안 상기 촉매 컨버터는 배기 가스 내 질소 산화물을 흡수한다. 만약 NO_x 저장 촉매 컨버터의 저장 용량이 고갈되면, 안에 저장되어 있는 질소 산화물은 재생 단계 동안 NO_x 저장 촉매 컨버터로부터 제거된다. 이를 위해 내연기관은 제2 작동 상태에서 농후 모드로, 즉 과소 공기로 작동된다.

농후 모드 작동의 조정은 대응하는 람다 목표값(14)으로 람다를 제어하여 이루어진다. 이를 위해 람다 컨트롤러(20)는 컨트롤러 상태(15)에 상응하게 활성화된다. 람다 컨트롤러(20)는 재생 단계의 지속 시간 동안 제어 영역을 제어하므로, 배기 가스 덕트에서 람다는 < 1이다.

도시된 실시예에서, 온전한 람다 센서의 경우에 람다 센서값(12)은 람다 컨트롤러(20)의 활성화 후 빠르게 람다 목표값(14)으로 조정된다. 컨트롤러 출력(13)은 필요한 제어값으로 진행된다. 재생 후에는 람다 컨트롤러(20)가 컨트롤러 상태(15)에 상응하게 비활성화된다. 컨트롤러 출력(13)은 초기 값으로 떨어지고 람다 센서값(12)은 다시 희박 공연비로 상승한다.

도 2에는 느려진 람다 센서를 포함하는 NO_x 저장 촉매 컨버터의 재생 시 도 1과 관련하여 이미 소개한 것처럼 람다 제어 회로의 제어 신호 및 센서 신호가 도시되어 있다. 여기서, 도 1에서와 동일한 도면 부호가 사용된다.

도 1에 도시되어 있는 온전한 람다 센서의 거동과 반대로, 느려진 람다 센서는 과잉 컨트롤러 간섭을 야기한다. 그 결과, 람다 컨트롤러(20)의 과잉 반응에 의한 람다 목표값(14)의 현저한 미달이 나타난다.

람다 센서들은 배기 가스 내 매연 입자에 의해 오염될 수 있으므로, 람다 센서의 반응 시간이 저해된다. 그러나 이와 같은 수팅은 반드시 지속적이지 않고 오히려 기계적 (진동) 또는 열적 (고온 배기 가스) 영향들에 의해 줄어들 수 있거나 완전히 사라질 수 있다. 또한, 모든 람다 센서들이 수팅을 당하는 것은 아니다.

람다 센서가 수팅 때문에 일정한 규모를 넘어 느려지면, 그 결과, 도 2에 도시되어 있는 것처럼, 재생 초기에 람다 제어를 시작할 때 희망하는 람다값이 현저히 미달한다. 람다 센서의 신호 다이나믹을 더 크게 설계한 람다 컨트롤러(20)는 제어값(컨트롤러 출력(13))의 상승에 의해 람다 목표값(14)을 제어하려고 시도한다. 그러나 측정된 람다 센서값(12)은 람다 목표값(14)에 미치치 못하는 데, 측정된 람다 센서값(12)이 수팅 때문에 배기 가스의 실제 상태를 매우 더디게 표시하기 때문이다. 그 결과, 람다 컨트롤러(20)는 과잉 제어하고, 이는 전술한 것처럼 배기 가스 내 실제로 존재하는 람다의 미달을 야기한다. 희망하는 목표값의 미달은 배기 가스 배출의 현저한 저해를 초래하거나 최악의 경우에는 내연기관의 개별 실린더에서 중단을 초래할 수도 있다.

도 3에는 느려진 람다 센서 및 제어 변수의 본 발명에 따른 동적 제한을 포함하는 NO_x 저장 촉매 컨버터의 재생시 람다 제어 회로의 제어 신호 및 센서 신호가 도시되어 있다. 람다 센서가 느려진 경우 도 2와 관련하여 이미 소개한, 람다 센서값(12)과 컨트롤러 출력(13)에 대한 신호 파형들 외에도, 마찬가지로 람다 센서가 느려진 경우에도 불구하고 동적으로 제한된 본 발명에 따른 컨트롤러 출력(13.1) 및 관련 동적 람다 센서값(12.1)의 파형들이 도시되어 있다. 또한, 사전 설정 시간 구간(36)이 이중 화살표로 표시되어 있다.

본 발명에 따라, 사전 설정 시간 구간(36)에 대해 작동 상태를 변경할 때 동적으로 제한된 컨트롤러 출력(13.1)에 상응하게 제어 변수와 컨트롤러 출력(13)이 제한될 수 있다. 도시된 실시예에서, 사전 설정 시간 구간(36)은 컨트롤러 상태(15)에 걸쳐 표시된 것처럼 람다 컨트롤러(20)의 활성화를 시작한다. 대안으로서, 람다 컨트롤러(20)의 과잉 반응 특성의 시점을 도출할 수 있는 다른 변수 역시 제어 변수의 제한 시작을 위해 사용될 수 있다. 사전 설정 시간 구간(36)의 지속 시간은 제어 시스템의 오버슈팅 특성의 지속 시간에 적응한다.

제어 변수 제한은 작동 상태의 변경 후 변경되므로, 실제로 존재하는 람다 때문에 람다 목표값(14)의 미달이 재생 초기에 억제되지만, 재생하는 동안 제어 변수와 밴드폭이 충분하게 이용될 수 있으므로, 장애가 많은 시스템들 역시 희망하는 람다 목표값(14)으로 제어될 수 있다. 이를 위해 상기 제어 변수 제한은 사전 설정 시간 구간(36) 이후에 제거되거나 더 높은 값이 제어 변수에 허용된다. 람다 컨트롤러(20)의 과잉 반응 위험은 희박 작동 모드로부터 농후 작동 모드로 작동 상태의 변경 시 한 제어 방향으로만 존재하기 때문에, 도시된 실시예에서 제어 변수는 한 제어 방향으로만 희박에서 농후로 제한된다. 그러므로 제어 거동의 최소 영향이 보장된다.

도 4에는 전술한 람다 제어 회로의 예에서 제어 변수 제한의 일반적인 구조가 모듈식으로 도시되어 있다. 람다 컨트롤러(20)의 하류에 리미터(22)가 연결되어 있다. 람다 컨트롤러(20)에 의해 출력된, 비제한된 제어 변수(30), 수정된 상한(32) 및 하한(33)이 입력 신호로서 리미터(22)에 제공된다. 수정된 상한(32)은 상한(31)이 제공되는 블록 수정 제한(21)에 의해 형성된다. 리미터(22)와 블록 수정 제한(21)은 람다 컨트롤러(20)의 일체 요소가 될 수 있다. 도시되어 있지 않은 제어 영역의 입력 신호로서 출력 제어 변수(34)가 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 컨트롤러 출력(13)에 상응한다.

람다 컨트롤러(20)에 의해 출력된 비제한된 제어 변수(30)는 정규 작동 동안 리미터에 의해 상한(31)과 하한(33)에서 제한된다. 상한(31)과 하한(33)을 적절하게 선택하면 제어 범위가 리미터(22) 후 비제한된 제어 변수(30)에 상응한다.

NO_x 저장 촉매 컨버터를 재생하기 위해 작동 상태를 변경할 때 블록 수정 제한(21)은 사전 설정 시간 구간에 대한 상한(31)을 수정된 상한(32)으로 줄인다. 리미터(22)는 출력된 제어 변수(34)를 수정된 상한(32)으로 줄인다. 그 결과, 람다 센서의 지연 반응으로 인한 람다 컨트롤러의 과잉 반응이 억제될 수 있다. 사전 설정 시간 구간(36) 후 블록 수정 제한(21)이 다시 최대 상한(31)을 리미터(22)에 출력하고, 다시 전체 제어 범위가 상기 출력된 제어 변수(34)에 대해 제공된다.

도 5에는 도 4에서 소개한 블록 수정 제한(21)의 제1 실시예가 도시되어 있다. 블록 수정 제한(21)에 비교기(23)와 전환스위치(24)가 할당되어 있다. 입력 신호로서 활성 시간 컨트롤러(35)와 도 4에 도시되어 있는 사전 설정 시간 구간(36)이 비교기(23)에 제공된다. 스위칭 신호(37)가 비교기(23)에 의해 출력되고 전환스위치(24)에 제공된다. 또한, 스타트 한계(38)와 상한(31)이 전환 스위치(24)에 제공된다.

NO_x 저장 촉매 컨버터의 재생 시작 및 이와 연관된 람다 컨트롤러(20)의 활성화 시작으로 활성 시간 컨트롤러(35)가 결정된다. 활성 시간 컨트롤러(35)는 람다 컨트롤러(20)가 활성되어 있는 시간이다. 만약 활성 시간 컨트롤러(35)가 사전 설정 시간 구간(36)보다 더 짧으면, 전환스위치(24)는, 수정된 상한(32)이 스타트 한계(38)에 상응하도록, 스위칭 신호(37)에 의해 제어된다. 이러한 시간에 도 4에 도시되어 있는 출력된 제어 변수(34)는 스타트 한계(38)에 제한된다. 활성 시간 컨트롤러(35)가 사전 설정 시간 구간(36)을 초과하면, 전환스위치(24)가 전환되고 출력된 수정된 상한(32)을, 스타트 한계(38)보다 더 큰, 제공된 상한(31)으로 조정한다. 이제, 리미터(22)는 남은 재생 시간 동안 출력된 제어 변수(34)에 대한 제어 범위를 확대할 수 있다.

상기 실시예에서 사전 설정 시간 구간(36)과 스타트 한계(38)가 고정값으로서 설정되어 있다. 그러나 어느 함수가 시스템 거동에의 최적 적응을 가능하게 하느냐에 따라 특성 곡선에 의해 또는 특성맵에 의해 이를 설정하는 것도 가능하다.

도 6에는 블록 수정 제한(21)의 제2 실시예가 도시되어 있다. 특성 곡선(25)과 곱셈기(26)가 블록 수정 제한(21)에 할당되어 있다. 활성 시간 컨트롤러(35)에 따라서 계수(39)가 특성 곡선(25)에 의해 형성되고, 이러한 계수는 상한(31)과 함께 곱셈기(26)에 제공된다. 상한(31)과 계수(39)에 근거하여 곱셈기(26)는 제어 변수를 위해 수정된 상한(32)을 형성한다.

이 계수는 특성 곡선(25)에 근거하여 람다 컨트롤러(20)의 활성화 시간에 따라 작동 상태의 변경 후, 즉 전술한 실시예에 상응하게 NO_x 저장 촉매 컨버터의 재생 시작 후 결정된다. 제어 변수(34) 출력을 위해 수정된 상한(32)이 계수(39)와 상한(31)의 곱에 의해 얻어진다. 이때 계수(39)는 재생 초기에는 작아지고 그 후 1의 최대값까지 상승한다. 이러한 경우 유리하게는 이런 제한은 언제나 연속 함수이고 컨트롤러의 제어 변수의 점프가 추가적 램프의 이용 없이 억제될 수 있다. 제한의 형태가 용이하게 적응될 수 있다. 그러므로 제한의 복수의 단계들 또는 기울기가 가변적인 제한의 연속적 상승이 가능할 수 있다.

Claims

제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법으로서, 제어 시스템은 시스템 변수의 값들이 다른 경우 하나 이상의 제1 작동 상태와 제2 작동 상태로 작동되고, 시스템 변수는 실제값으로서 센서로 검출되고, 이의 다이나믹은 일정하거나 예측할 수 없는 방식으로 변하며, 시스템 변수의 실제값과 목표값에 근거해 제어 편차가 결정되어 제어 시스템의 컨트롤러에 제공되고, 컨트롤러는 제어 편차에 따라서 제어 변수(34)를 출력하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법에 있어서,
사전 설정 시간 구간(36)을 위한 작동 상태의 변경 시에 제어 변수(34)는 상기 시간 구간의 경과 후보다 더 강하게 제한되는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 제어 변수(34)의 더 강한 제한을 위해 사전 설정 시간 구간(36)은 제어 시스템의 오버슈팅 특성의 지속 시간에 따라서 사전 설정되는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제어 변수(34)의 더 강한 제한을 위해 사전 설정 시간 구간(36)은 각 작동 상태의 지속 시간에 따라서 사전 설정되는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 시스템 변수는 제1 작동 상태에서 개루프 제어되고 제2 작동 상태에서 폐루프 제어되며, 제1 작동 상태로부터 제2 작동 상태로 변경 시에 제어 변수는 더 강하게 제한되는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 사전 설정 시간 구간에서 제어 변수(34)는 고정된 제1 한계값에 제한되거나 특성맵 또는 특성 곡선에 근거하여 결정된 제1 한계값에 제한되는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제어 변수(34)를 더 강하게 제한하기 위해 상한(31)과 하한(33) 중 어느 하나 또는 이 둘 모두가 고정된 제1 계수(39)와 곱해지거나 상한(31)과 하한(33) 중 어느 하나 또는 이 둘 모두가 특성맵 또는 특성 곡선(25)에 근거하여 결정된 제1 계수(39)와 곱해지는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제어 변수(34)는 제어 변수(34)의 한 제어 방향으로만 더 강하게 제한되는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제어 변수(34)는 사전 설정 시간 구간(36) 다음에 제2 한계값에 제한되거나, 제어 변수(34)는 제2 계수(39)와 곱해지는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법.
제5항에 있어서, 제1 한계값으로부터 제2 한계값으로 전이 시에 한계값은 램프를 따라서 변하는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 조치들은 하나 이상의 리셋-와인드업-방지 조치와 결합되는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수를 제어하기 위한 방법.
제어 시스템의 시스템 변수의 제어 장치로서, 제어 시스템은 시스템 변수의 값이 다른 하나 이상의 제1 작동 상태와 제2 작동 상태를 가지며, 제어 시스템은 시스템 변수의 실제값을 결정하기 위한 센서 및 제어 변수(34)의 출력을 위한 컨트롤러를 가지는, 제어 시스템의 시스템 변수의 제어 장치에 있어서,
제어 시스템은 작동 상태의 변경 후 사전 설정 시간 구간(36) 동안 제어 변수(34)를 더 강하게 제한하기 위한 리미터(22)를 가지는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수의 제어 장치.
제11항에 있어서, 제어 시스템은 내연기관의 람다 제어 장치로서, 센서는 람다 센서로서 실시되어 있는 것을 특징으로 하는, 제어 시스템의 시스템 변수의 제어 장치.
디젤 엔진 또는 가솔린 엔진의 배기 가스 덕트 내 NO_x 저장 촉매 컨버터를 재생할 때 공연비 람다의 제어를 위한 장치의 적용 방법.