WO2023160858A1 - Verfahren zur abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes kraftfahrzeug sowie motorsteuerung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein Kraftfahrzeug mit einer in einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs eingebetteten Regelung (2), die einen inneren Regelkreis (4) zur Regelung einer modellierten IST-Abgastemperatur eines Abgases eines Verbrennungsmotors und die einen äußeren Regelkreis (6) zum Regeln einer modellierten und realen IST-Bauteiltemperatur eines durch das Abgaswärme aufnehmenden oder abgebenden Bauteils umfasst, wobei bei Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens der modellierten und/oder realen IST-Bauteiltemperatur über eine hinterlegte maximale Bauteiltemperatur, a) die erfasste modellierte IST-Abgastemperatur durch den inneren Regelkreis (4) auf eine modellierte SOLL-Abgastemperatur abgesenkt wird, bei der die modellierte IST-Bauteiltemperatur unterhalb der hinterlegten maximalen Bauteiltemperatur liegt, mittels Reduzieren einer modellierten IST-Motorlast des Motors auf eine modellierte SOLL-Motorlast des Motors und/oder mittels Erhöhen eines modellierten IST-Verbrennungsluftverhältnisses auf ein modelliertes SOLL-Verbrennungsluftverhältnis; und b) eine reale IST-Motorlast des Motors auf die modellierte SOLL-Motorlast des Motors und ein reales IST-Verbrennungsluftverhältnis des Motors auf das modellierte SOLL-Verbrennungsluftverhältnis des Motors durch die Motorsteuerung mittels Ansteuern des Motors und/oder einer dem Motor funktional zugeordneten Aufbereitungskomponente eingestellt wird.

Description

VERFAHREN ZUR ABGASTEMPERATURREGELUNG FÜR EIN
VERBRENNUNGSMOTORISCH
ANGETRIEBENES KRAFTFAHRZEUG SOWIE MOTORSTEUERUNG EINES
KRAFTFAHRZEUGS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug sowie eine Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs, auf der ein derartiges Verfahren ausführbar ist.
Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug sowie Motorsteuerungen, die nach einem derartigen Verfahren betreibbar sind, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese dienen dazu, eine Temperaturregelung von Bauteilen in einem Abgastrakt eines beispielsweise turboaufgeladenen, direkt einspritzenden Benzinmotors, um die nachgeschalteten Bauteile, wie Abgaskrümmer, Turbolader oder Katalysator vor thermischen Schäden zu schützen. Insbesondere der Katalysator ist vor thermischer Beschädigung oder Zerstörung zu schützen.
Das Abgas von Motoren kann bei hoher Last eine derart hohe Temperatur erreichen, dass der Abgaskrümmer und, bei aufgeladenen Motoren, die Abgasturbine, der Turbolader oder der Katalysator beschädigt werden können.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Abgastemperaturregelung Temperatursensoren an den Bauteilen zu verbauen.
Sobald von den Temperatursensoren erfasst wird, dass die Abgastemperatur einen kritischen Bereich erreicht, wird bei den bekannten Verfahren zur Abgastemperaturregelung das Gemisch im Zylinder des Motors angefettet, also das stöchiometrische Verhältnis aus Kraftstoff und Luft über den Wert von eins erhöht. Dieses so genannte Anfetten hat eine kühlende Wirkung auf das Abgas. Die Möglichkeit des Kühlen mittels Anfettung ist allerdings begrenzt. So können beispielsweise bei zu starkem Anfetten des Gemisches Verbrennungsaussetzer auftreten, was zu einer deutlichen Beeinträchtigung des Rundlaufs führen kann.
Wenn trotz Erhöhen des Verbrennungsluftverhältnisses bis auf das maximal mögliche Verbrennungsluftverhältnis die Abgastemperatur immer noch im kritischen Bereich liegt, erfolgt bei aufgeladenen Motoren ein Umschalten auf einen kleineren Ladedruck. Nachteilig ist hierbei, dass beim Umschalten auf den niedrigen Ladedruck, eine für den Fahrzeugführer spürbare Leistungseinbuße der Brennkraftmaschine auftreten kann.
Durch das Verbauen von Temperatursensoren und durch das Regeln des verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs auf Grundlage der gemessenen Abgastemperatur, wird der Motor dann mit einer spürbaren Leistungseinbuße betrieben, wenn die Bauteiltemperatur des Bauteils trotz erhöhter Abgastemperatur noch unterhalb einer kritischen Bauteiltemperatur liegt.
Ein Kühlen mittels Anfetten, also das Erhöhen des stöchiometrischen Verhältnises aus Kraftstoff und Luft, wird zunehmend durch stets strenger werdende Emissionsvorschriften eingeschränkt.
Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug sowie eine Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs, auf der ein derartiges Verfahren ausführbar ist, vorzuschlagen, bei der das Regeln der IST-Abgastemperatur verbessert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer in einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs eingebetteten kaskadierten, entkoppelten Regelung, die einen inneren Regelkreis zur Regelung einer modellierten IST-Abgastemperatur eines Abgases eines Verbrennungsmotors und die einen äußeren Regelkreis zum Regeln einer modellierten und realen IST-Bauteiltemperatur eines durch das Abgaswärme aufnehmenden oder abgebenden Bauteils umfasst, wobei zumindest bei Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens der modellierten und/oder realen IST-Bauteiltemperatur des Bauteils über eine in der Motorsteuerung hinterlegte ma- ximale Bauteiltemperatur durch den äußeren Regelkreis bzw. durch einen realen Temperatursensor, a. die erfasste modellierte IST-Abgastemperatur durch den inneren Regelkreis auf eine modellierte SOLL-Abgastemperatur abgesenkt wird, bei der die modellierte IST-Bauteiltemperatur unterhalb der hinterlegten maximalen Bauteiltemperatur liegt, mittels Reduzieren einer modellierten IST-Motorlast des Motors auf eine modellierte SOLL- Motorlast des Motors und/oder mittels Erhöhen eines modellierten IST-Verbrennungsluftverhältnisses auf ein modelliertes SOLL- Verbrennungsluftverhältnis; und b. eine reale IST-Motorlast des Motors auf die modellierte SOLL- Motorlast des Motors und ein reales IST-Verbrennungsluftverhältnis des Motors auf das modellierte SOLL-Verbrennungsluftverhältnis des Motors durch die Motorsteuerung mittels Ansteuern des Motors und/oder einer dem Motor funktional zugeordneten Aufbereitungskomponente eingestellt wird.
Dadurch, dass das Verfahren zumindest bei Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens der modellierten und/oder realen Bauteiltemperatur des Bauteils, die IST- Abgastemperatur absenkt, kann der Motor des Kraftfahrzeugs effizienter genutzt werden. Hierbei ist eine Nutzung des Motors des Kraftfahrzeugs nämlich derart regelbar, dass das Bauteil auf seinem Temperaturlimit regelbar ist.
Das Erfassen des Erreichens oder Überschreitens der modellierten und/oder realen IST-Bauteiltemperatur kann mittels eines realen Temperatursensors erfolgen, der am oder im Bauteil angeordnet ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren bildet der äußere Regelkreis jedoch einen virtuellen Temperatursensor, durch den die IST- Bauteiltemperatur des Bauteils ohne realen Sensor ermittelbar ist. Hierdurch ist das Verfahren durch das Verwenden von Berechnungen, Tabellen und/oder Kennfeldern als parallel laufendes Simulations- oder Berechnungsprogramm verwendbar, wodurch auf zusätzliche Komponenten, die im Kraftfahrzeug verbaut werden müssten, verzichtet werden kann. Durch das Einstellen der realen IST-Motorlast des Motors auf die modellierte SOLL- Motorlast des Motors und das Einstellen des realen IST-Verbrennungsluftverhältnis des Motors auf das modellierte SOLL-Verbrennungsluftverhältnis des Motors hat das modellierte Verfahren seine Schnittstelle zu den realen Werten der Motorsteuerung, die nach ihrer Anpassung an die modellierten SOLL-Werte als neue IST-Werte des Motors an die Modellation, insbesondere die Simulation, zurückgegeben werden.
Das Einstellen der realen IST-Motorbetriebsbedingungen auf die SOLL- Motorbetriebsbedingungen kann durch Betätigung der zugehörigen Aktuatoren, wie z.B. Zünd- und Einspritzanlage, Wastegate-Aktuator des Turboladers, erfolgen
Dadurch, dass die Abgastemperatur durch Reduzieren der Motorlast des Motors und/oder mittels Erhöhen des Verbrennungsluftverhältnisses reduziert wird, stehen mehrere Möglichkeiten der Senkung der Abgastemperatur zur Verfügung, die parallel oder nacheinander durchgeführt werden können.
Das Wort „beziehungsweise“ wird im ursprünglichen Wortsinn verstanden. Das heißt, dass das Erfassen der modellierten IST-Bauteiltemperatur des Bauteils durch den äußeren Regelkreis erfolgt und dass das Erfassen der realen IST- Bauteiltemperatur des Bauteils durch den realen Temperatursensor erfolgt.
Solchenfalls erfolgt das Erfassen des Erreichens oder Überschreitens der modellierten IST-Bauteiltemperatur des Bauteils über eine in der Motorsteuerung hinterlegte maximale Bauteiltemperatur durch den äußeren Regelkreis und/oder das Erfassen des Erreichens oder Überschreitens der realen IST-Bauteiltemperatur des Bauteils über eine in der Motorsteuerung hinterlegte maximale Bauteiltemperatur durch den realen Temperatursensor.
Unter dem Begriff „Modellieren“ ist zu verstehen, dass der jeweilige Wert oder Parameter oder das jeweilige Modell rein virtuell existiert.
Unter dem Begriff „Ermitteln“ kann ein Berechnen oder ein Abgleich mit einem in der Motorsteuerung hinterlegten Tabellenwerk verstanden werden. Das Ansteuern des Motors und/oder einer dem Motor funktional zugeordneten Aufbereitungskomponente durch die Motorsteuerung kann ein Verändern des Motorbetriebszustands, der Motordrehzahl, der Drehmomentanforderung, der relativen Motorlast, der Einspritzung von Luft und Treibstoff, des Ladedrucks, des Zündwinkels und/oder der Positionen der variablen Ein-/Auslassventile umfassen. Hierzu werden die entsprechenden Motorkomponenten im Motor sowie der Aufbereitungskomponente angesteuert.
Die dem Motor funktional zugeordnete Aufbereitungskomponente kann eine dem Motor vorgelagerte oder eine im oder am Motor verbaute Komponente umfassen, mit der die reale IST-Motorlast des Motors und/oder das reale IST- Verbrennungsluftverhältnis einstellbar ist. Solchenfalls kann die Aufbereitungskomponente eine die Luftzuführung, die Treibstoffzuführung und/oder den Ladedruck des Motors beeinflussende Komponente umfassen.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass das zuvor genannte Verfahren ausschließlich durch den äußeren Regelkreis die modellierte IST-Bauteiltemperatur des Bauteils erfasst und solchenfalls ein Erreichen oder Überschreiten der in der Motorsteuerung hinterlegten maximalen Bauteiltemperatur. Zum Verbessern des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die reale IST-Bauteiltemperatur über einen realen Temperatursensor erfasst wird und mit der modellierten IST-Bauteiltemperatur verglichen wird. Wird eine Abweichung zwischen realer IST-Bauteiltemperatur und modellierter IST-Bauteiltemperatur erfasst, können die verwendeten Modelle, insbesondere das Inversionsmodell, bezüglich der Abweichung adaptiert werden.
Der verwendete Begriff „Motorlast“ ist synonym mit den in der Literatur auch unter den Begriffen „Luftfüllung“, „Luftlast“ und „Zylinderfüllung“ gleichzusetzen.
Bei dem Bauteil kann es sich um jegliche Art von Bauteil handeln, an der das Abgas vorbeiströmt und Wärme abgibt oder aufnimmt. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um einen Abgaskrümmer, um einen Turbolader oder um einen Katalysator handeln.
Der verwendete Begriff „Verbrennungsluftverhältnis“ bezeichnet das Verhältnis des Verbrennungsluft-Kraftstoff-Gemisches im Zylinder des Motors. Hierbei spricht man bei einem Verbrennungsluftverhältnis > 1 von einer Anfettung, bei einem Verbren- nungsl uftverhältnis von = 1 von stöchiometrisch und bei einem Verbrennungsluftverhältnis von < 1 von Abmagerung.
Das Reduzieren der modellierten IST-Motorlast ist limitiert auf ein maximales Reduzieren der Motorlast, bei der Fahrkomfort, Performance und Sicherheitsanforderungen nicht oder nur unwesentlich eingeschränkt sind.
Das Erhöhen des modellierten IST-Verbrennungsluftverhältnisses ist limitiert auf ein maximales IST-Verbrennungsluftverhältnis, bei dem eine ausreichend hohe Verbrennungsstabilität noch gewährleistet ist, bei dem der durch Anfettung erhöhte Kraftstoffverbrauch unter einem definierten maximalen Mehrverbrauch liegt sowie bei dem gesetzliche Emissionsvorschriften erfüllt sind.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der innere Regelkreis zum Anpassen der modellierten Motorlast des Motors ein Motorlast-Inversionsmodell mit Zustandsrückführung, wenn der innere Regelkreis zum Anpassen des modellierten Verbrennungsluftverhältnisses ein Anreicherungs-Inversionsmodell mit Zustandsrückführung und/oder wenn der innere Regelkreis ein Motormodell umfasst, in welchem modellierte IST-Motorbetriebsbedingungen, insbesondere Motorbetriebszustand, Motordrehzahl, Drehmomentanforderung, relative Motorlast, Zündwinkel, Positionen der variablen Ein-/Auslassventile und/oder Umgebungs-/Kühlmitteltemperaturen, modelliert sind.
Der Motorbetriebszustand kann beispielsweise einen regulären Betrieb des Motors, den Motor unter Volllast, ein Betreiben des Motors zur Katalysatorenheizung oder einen so genannten Scavenging Betriebszustand erfassen. Beim Scavenging Betriebszustand wird der Abgasdurchsatz im Turbolader durch Anpassen der Ventilsteuerzeiten erhöht.
Die Aufgabe des Motormodells liegt im Bereich der IST-Drehmoment- /Lastberechnung, während die anderen Größen mehrheitlich als Eingang konsumiert werden. So kann die Motordrehzahl über einen Kurbelwellensensor ermittelt werden, und die Zündwinkel und Steuerzeiten über separate Softwarealgorithmen in der Motorsteuerung berechnet werden. Das Motormodell berechnet daraus, welches Drehmoment sich ergibt. Aus den Positionen der variablen Ein-/Auslassventile können die variablen Verstellungen der Ein- und Auslassventilöffnungen ermittelt werden.
Dadurch, dass der innere Regelkreis ein Motorlast-Inversionsmodell mit Zustandsrückführung umfasst, kann aufgrund der erfassten modellierten IST- Abgastemperatur die modellierte SOLL-Motorlast des Motors ermittelt werden. Dadurch, dass der innere Regelkreis ein Anreicherungs-Inversionsmodell mit Zustandsrückführung umfasst, kann auf Grundlage der modellierten IST- Abgastemperatur das modellierte SOLL-Verbrennungsluftverhältnis ermittelt werden.
Dadurch, dass der innere Regelkreis ein Motormodell umfasst, können anhand von modellierter SOLL-Motorlast und modelliertem SOLL-Verbrennungsluftverhältnis die modellierten IST-Motorbetriebsbedingungen auf ihre SOLL- Motorbetriebsbedingungen eingestellt werden und als neue IST- Motorbetriebsbedingungen rückgeführt oder weitergereicht werden.
Unter einem Ermitteln wird nachfolgend verstanden, dass der Ausgangswert anhand der Eingangswerte berechnet oder Kennfeldbasiert, bzw. tabellarisch hinterlegt aus einem entsprechenden Datensatz ermittelt wird. In dem Datensatz können jeder Kombination aus Eingangswerten die entsprechenden Ausgangswerte zugeordnet und hinterlegt sein.
Bei einer Weiterbildung letztgenannten Verfahrens erweist es sich als vorteilhaft, wenn dem Motorlast-Inversionsmodell die modellierte SOLL-Abgastemperatur, die modellierten IST-Motorbetriebsbedingungen und das IST- Verbrennungsluftverhältnis als Eingangswerte zugeführt werden und als Ausgangswert die modellierte SOLL-Motorlast ermittelt wird, wenn dem Anreicherungs- Inversionsmodell mit Zustandsrückführung die modellierte SOLL-Abgastemperatur, die modellierte IST-Abgastemperatur bei einem IST-Verbrennungsluftverhältnis von eins, die modellierte IST-Motordrehzahl und die relative IST-Motorlast als Eingangswerte zugeführt werden und als Ausgangswert ein modelliertes SOLL- Verbrennungsluftverhältnis ermittelt wird und/oder wenn dem Motormodell die modellierte SOLL-Motorlast und das modellierte SOLL- Verbrennungsluftverhältnis als Eingangswerte zugeführt werden, die realen und modellierten IST- Motorbetriebsbedingungen an die Eingangswerte, insbesondere aus die hieraus ermittelten SOLL-Motorbetriebsbedingungen, angepasst werden und als Ausgangswerte die angepassten modellierten IST-Motorbetriebsbedingungen zumindest an das Motorlast-Inversionsmodell und das Anreicherungs-Inversionsmodell rückgeführt werden.
Bei einer Variante des Verfahrens erweist es sich als vorteilhaft, wenn der innere Regelkreis nach einer Motorlast-Strategie betreibbar ist, bei der die modellierte IST- Abgastemperatur zunächst durch Reduzieren der modellierten IST-Motorlast auf eine modellierte SOLL-Motorlast reduziert wird, wobei das modellierte IST- Verbrennungsluftverhältnis unabhängig vom erfassten Wert gleich eins gesetzt wird.
Wenn zunächst die modellierte IST-Abgastemperatur durch Reduzieren der modellierten IST-Motorlast auf eine modellierte SOLL-Motorlast reduziert wird, kann gegebenenfalls auf ein Erhöhen des IST-Luftverbrennungsverhältnisses verzichtet werden, wenn hierdurch bereits die SOLL-Abgastemperatur erreicht wird.
Im Zuge der Motorlast-Strategie wird ein erfasstes IST-Verbrennungsluftverhältnis mit einem Wert von 1 (stöchiometrisches Gemisch) übersteuert.
Wenn nicht alle Regelabweichungen durch Reduzieren der IST-Motorlast ausgeglichen werden können, kann solchenfalls in einem weiteren Schritt das IST- Verbrennungsluftverhältnis reduziert werden.
Unter dem Verbrennungsluftverhältnis wird das Verhältnis Brennstoff zu Luft verstanden (Fuel/Air Ratio). Unter dem Lambda-Wert wird der Kehrwert davon verstanden, also das Verhältnis von Luft zu Brennstoff.
Das Reduzieren der modellierten IST-Motorlast ist beschränkt auf eine maximale Reduzierung der modellierten IST-Motorlast bis zu der Sicherheits- und Fahrbarkeitsanforderungen gewährleistet werden können.
Diese maximale Reduktion der IST-Motorlast ist kalibrierbar.
Alternativ oder ergänzend zu vor genannten Ausführungsbeispielen kann der innere Regelkreis nach einer Anreicherungs-Strategie betreibbar sein, bei der die SOLL- Abgastemperatur zunächst durch Erhöhen des modellierten IST- Verbrennungsluftverhältnisses reduziert wird, wobei die maximale Anreicherung des modellierten Verbrennungsluftverhältnisses von der modellierten IST- Motorlast unbeeinflusst ist..
Solchenfalls wird die Anreicherung zuerst angewendet und die verbleibende Regelabweichung wird durch die Reduzierung des Luftmoments, also durch die Reduzierung der IST-Motorlast ausgeglichen.
In diesem Fall wird das Verbrennungsluftverhältnis, der dem Motorlast- Inversionsmodell zur Verfügung gestellt wird, mit einem Wert überschrieben, der dem Maximalwert des modellierten IST-Verbrennungsluftverhältnisses entspricht. Auf diese Weise kann das Motorlast-Inversionsmodell den Temperatursenkungseffekt, der durch das Erhöhen des IST-Verbrennungsluftverhältnisses verursacht wird, erkennen und kompensiert dann lediglich die verbleibende Regelabweichung.
Das Erhöhen des modellierten IST-Verbrennungsluftverhältnisses ist kalibrierbar, aber aufgrund von Emissions- und Kraftstoffverbrauchaspekten sowie Effekten auf die Verbrennungsstabilität limitiert.
Durch das pauschale Überschreiben des Verbrennungsluftverhältnis-Eingangs in im Motorlast-Inversionsmodell mit dem Maximalwert kann eine SOLL-Motorlast resultieren, die größer als die IST-Motorlast ist, zumindest solange die Anfettung unterhalb des kalibrierten Limits ist, da das Motorlast-Inversionsmodell mehr Anfettung „sieht“ als tatsächlich gestellt wird.
Dieses führt bei einem Verbrennungsluftverhältnis, das kleiner ist als das maximale Verbrennungsluftverhältnis nicht zu einer Erhöhung der Motorlast, da das Motormodel oder ein Drehmomentmodell eine Minimalauswahl der Lasten vornimmt. Aufgrund dieser Signalarbitrierung entsteht das gewünschte Verhalten, dass die Motorlast erst bei Erreichen des maximalen Verbrennungsluftverhältnis reduziert wird.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn bei einem Verbrennungsluftverhältnis von eins das Motorlast-Inversionsmodell mit Zustandsrückführung alleinig die modellierte SOLL-Abgastemperatur durch ein Reduzieren der modellierten SOLL- Motorlast des Motors senkt und wenn bei einem maximalen Verbrennungsluftverhältnis das Motorlast-Inversionsmodell mit Zustandsrückführung zusätzlich die mo- dellierte SOLL-Abgastemperatur durch ein Reduzieren einer modellierten SOLL- Motorlast des Motors senkt.
Hierdurch ist es ermöglicht, die IST-Abgastemperatur maximal abzusenken.
Um die Genauigkeit des Verfahrens weiter zu erhöhen, ist bei einer Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass der innere Regelkreis ein Abgastemperaturmodell zum Ermitteln der IST-Abgastemperatur aufgrund der aktualisierten IST- Motorbetriebsbedingungen umfasst, das dem Motormodell nachgeschaltet ist und dem vom Motormodell als Eingangswerte die der modellierten SOLL-Motorlast angepasste modellierte IST-Motorlast und das dem modellierten SOLL- Verbrennungsluftverhältnis angepasste modellierte IST-Verbrennungsluftverhältnis zugeführt werden und das als Ausgangswerte die modellierte statische IST- Abgastemperatur und die modellierte dynamische IST-Abgastemperatur ermittelt.
Dadurch, dass durch das Abgastemperaturmodell auf Grundlage der aktualisierten IST-Motorbetriebsbedingungen sowie die angepasste modellierte IST-Motorlast und das modellierte IST-Verbrennungsluftverhältnis zugeführt werden, fungiert das Abgastemperaturmodell als virtueller Temperatursensor für die Abgastemperatur.
Hierdurch kann auf einen realen Temperatursensor, die die Temperatur des Abgases misst, verzichtet werden und die Genauigkeit des Verfahrens ist weiter erhöht.
Bei einer Weiterbildung des Motormodells ist vorgesehen, dass zum Ermitteln der modellierten statischen IST-Abgastemperatur zunächst zeitunabhängige Ermittlungen durchgeführt werden, bei denen der Einfluss des modellierten IST- Verbrennungsluftverhältnis zunächst unberücksichtigt bleibt, und anschließend das Ergebnis der zeitunabhängigen Ermittlungen der modellierten statischen IST- Abgastemperatur mit einen vom IST-Verbrennungsluftverhältnis abhängigen Korrekturfaktor korrigiert wird.
Hierdurch kann das Ergebnis der IST-Abgastemperatur weiter verbessert werden.
Die modellierte IST-Temperatur ohne Anreicherungseinfluss wird als Rückführgröße für das Anreicherungs-Inversionsmodell benötigt. Durch das Abbilden des Einfluss' der Anreicherung im inneren Regelkreis, ist der entsprechende Effekt in der Bauteiltemperatur im äußeren Regelkreis darstellbar, wodurch eine aussagekräftige Berechnung der Regeldifferenz möglich ist.
Um die Berechnung der modellierten statischen IST-Abgastemperatur so genau als möglich ermitteln zu können, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das zeitunabhängige Ermitteln der modellierte statischen IST-Abgastemperatur des Abgastemperaturmodells folgende parallel oder in Reihe erfolgende Vorberechnungen umfasst, in die als Eingangswerte jeweils zumindest die IST- Motorlast und die IST- Motordrehzahl des Motormodells einfließen und deren jeweils berechneter Parameter, insbesondere Temperaturen und/oder Korrekturfaktoren, in das Ermitteln der modellierte statischen IST-Abgastemperatur als Eingangswerte eingehen: a. Ermitteln einer zusätzlich vom IST-Motorbetriebszustand abhängigen Offset-T emperatur; b. Ermitteln einer zusätzlich von den Positionen der variablen Ein- /Auslassventil-Steuerzeiten der variablen Ventilsteuerung abhängigen Grund-Temperatur; c. Ermitteln eines zusätzlich vom Zündwinkel und Gemisch abhängigen Zündwinkel- und Gemisch-Korrekturfaktors; und d. Ermitteln eines zusätzlich von den Umgebungs- /Kühlmitteltemperaturen abhängigen Umgebungs- /Kühlmitteltemperaturen-Korrekturfaktors.
Darüber hinaus ist bei einer Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass die modellierte statische IST-Abgastemperatur, die durch die zeitunabhängige Ermittlung ermittelt und durch den vom IST-Verbrennungsluftverhältnis abhängigen Korrekturfaktor korrigiert ist, als Eingangswert an eine nachgelagerte Ermittlung der modellierten dynamischen IST-Abgastemperatur übergeben wird.
Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Ermitteln der modellierten dynamischen IST-Abgastemperatur des Abgastemperaturmodells zusätzlich der modellierte IST-Abgasdurchsatz als Eingangswert übergeben wird und die Berechnung ein Post-Oxidationsmodell zum Ermitteln der durch die Scavenging-Betriebsart Nachoxidationseffekte mit potenziell temperaturerhöhender Wirkung sowie ein Wärmekapazitätsmodell der Auslass-Ventile umfasst.
Dadurch, dass nicht nur der dynamische Anteil der IST-Abgastemperatur des Abgastemperaturmodells berechnet wird, sondern auch Post-Oxidationseffekte mit temperaturerhöhender Wirkung sowie Wärmekapazitätsmodelle der Ventile umfasst werden, kann die Genauigkeit des ermittelten IST-Abgastemperaturwerts erhöht werden.
In dem Abgastemperaturmodell wird die IST-Abgastemperatur ermittelt. Der innere Regelkreis, insbesondere das Abgastemperaturmodell, hat dabei die Funktion eines virtuellen Abgastemperatursensors. Die finale IST-Abgastemperatur entspricht der dynamischen IST-Abgastemperatur.
Um aus der ermittelten IST-Abgastemperatur eine IST-Bauteiltemperatur zu ermitteln, erweist es sich als vorteilhaft, wenn der äußere Regelkreis ein Bauteiltemperaturmodell umfasst, dem als Eingangswerte die modellierte IST-Abgastemperatur des inneren Regelkreises zugeführt wird, insbesondere die modellierte dynamische IST- Abgastemperatur des Abgastemperaturmodells, und ein modellierter IST- Abgasmassenstrom, wobei das Bauteiltemperaturmodell das Aufheiz- /Abkühlverhalten des Bauteils durch die modellierte IST-Abgastemperatur über einen Tiefpassfilter (PT1) annähert und die Dynamik des Tiefpassfilters vom modellierten IST-Abgasmassenstrom abhängig ist, und wobei als Ausgangswert die modellierte IST-Bauteiltemperatur ermittelt wird.
Über den äußeren Regelkreis ist solchenfalls die IST-Bauteiltemperatur ermittelbar. Durch Zuführen der modellierten IST-Abgastemperatur sowie eines IST- Abgasmassestroms, kann im Tiefpassfilter eine Erwärmung oder Abkühlung des Bauteils ermittelt werden.
Um den Regelkreis zu schließen, ist bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform vorgesehen, dass der äußere Regelkreis einen Closed-Loop-Regler, insbesondere einen Proportional-Integral-Regler, umfasst, der als Eingangswerte die modellierte IST-Bauteiltemperatur des Tiefpassfilter, die hinterlegte SOLL- Bauteiltemperatur, insbesondere die kritische Bauteiltemperatur, oder eine Regeldif- ferenz aus SOLL-Bauteiltemperatur subtrahiert um die IST-Bauteiltemperatur umfasst, und als Ausgangswert die SOLL-Abgastemperatur ermittelt wird.
Der Regler kann solchenfalls ein Erhöhen oder Absenken der IST-Bauteiltemperatur durch Vorgeben einer neuen SOLL-Abgastemperatur regeln.
Auf den Stellwert des Closed-Loop-Reglers wird parallel ein Vorsteueranteil in Höhe des jeweiligen Bauteiltemperaturlimits aufgeschaltet, sodass die nachgelagerten Inversionsmodelle eine Berechnung auf Basis der absoluten Temperatur-Sollwerte durchführen können.
Um die an den inneren Regelkreis zu übergebende SOLL-Abgastemperatur weiter zu präzisieren, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die durch den Closed-Loop- Regler ermittelte modellierte SOLL-Abgastemperatur additiv einen durch das Post- Oxidationsmodell des Abgastemperaturmodells, durch das Nachoxidationseffekte mit temperaturerhöhender Wirkung berechnet werden, ermittelte Temperaturoffset erhält und als korrigierte modellierte SOLL-Abgastemperatur an den inneren Regelkreis übergeben wird.
Solchenfalls wird der Reglerausgang des Closed-Loop-Reglers durch ein Nachoxi- dations-Offset manipuliert. Der Nachoxidations-Offset ist ein direkter Rückführungswert, der aus dem Abgastemperaturmodell rückkoppelbar ist. Dieser deckt insbesondere Nachoxidationseffekte im Scavenging-Motorbetrieb ab.
Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch eine Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs, auf der ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung mit den zuvor genannten Merkmalen ausführbar ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Abgastemperaturregelung.
In der Zeichnung zeigt: Figur 1 Ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zur Abgastemperaturregelung;
Figur 2 Eine in die Motorsteuerung eingebettete kaskadierte entkoppelte Regelung mit einem inneren Regelkreis und einem äußeren Regelkreis.
Figur 1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer in einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs eingebetteten, kaskadierten, entkoppelten Regelung 2.
Die Regelung 2 umfasst einen inneren Regelkreis 4, zur Regelung einer modellierten IST-Abgastemperatur eines Abgases eines Verbrennungsmotors und einen äußeren Regelkreis 6 zum Regeln einer modellierten IST-Bauteiltemperatur eines durch das abgaswärmeaufnehmende oder abgebende Bauteil.
In einem ersten Schritt 100 wird das Erreichen und Überschreiten einer modellierten und/oder realen IST-Bauteiltemperatur des Bauteils über eine in der Motorsteuerung hinterlegte maximale Bauteiltemperatur durch den äußeren Regelkreis 6 oder durch einen realen Temperatursensor erfasst. In einem hieran anschließenden Schritt 101 wird die erfasste modellierte IST-Abgastemperatur durch den inneren Regelkreis 4 auf eine modellierte SOLL-Abgastemperatur abgesenkt, bei der die modellierte IST- Bauteiltemperatur unterhalb der hinterlegten maximalen Bauteiltemperatur liegt und zwar mittels Reduzieren einer modellierten IST-Motorlast des Motors auf eine modellierte SOLL-Last des Motors und/oder mittels Erhöhen eines modellierten IST- Verbrennungsluftverhältnisses auf ein modelliertes SOLL- Verbrennungsluftverhältnis. In einem hieran anschließenden Schritt 102 wird die reale IST-Motorlast des Motors auf die modellierte SOLL-Last des Motors und ein reales IST-Verbrennungsluftverhältnis des Motors auf das modellierte SOLL- Verbrennungsluftverhältnis des Motors durch die Motorsteuerung mittels einer dem Motor funktional zugeordneten Aufbereitungskomponente eingestellt.
Mit Blick in Figur 2 umfasst der innere Regelkreis 4 zum Anpassen der modellierten Motorlast des Motors ein Motorlast-Inversionsmodell 8 mit Zustandsrückführung, ein Anreicherungs-Inversionsmodell 10 mit Zustandsrückführung zum Anpassen des modellierten Verbrennungsluftverhältnisses sowie ein Motormodell 12, in welchem modellierte IST-Motorbetriebsbedingungen, wie Motorbetriebszustand, Motordrehzahl, Drehmomentanforderung, relative Motorlast, Zündwinkel, Positionen der variablen Ein-/Auslassventileund/oder Umgebungs-/Kühlmitteltemperaturen modelliert sind. Dem Motorlast-Inversionsmodell sind als Eingangswerte die IST- Motorbetriebsbedingungen des Motormodells 12, aus dem äußeren Regelkreis 6 die SOLL-Bauteiltemperatur sowie das aktuelle IST-Verbrennungsluftverhältnis zuführbar.
Dem Anreicherungs-Inversionsmodell 10 ist eine reale IST-Motordrehzahl und die relative IST-Motorlast, die modellierte SOLL-Abgastemperatur und die modellierte IST-Abgastemperatur bei einem Verbrennungsluftverhältnis von 1 als Eingangswert zugeführt.
Das Motorlast-Inversionsmodell 8 liefert als Ausgangswert die modellierte SOLL- Motorlast und das Anreicherungs-Inversionsmodell 10 das modellierte SOLL- Verbrennungsluftverhältnis. Modellierte SOLL-Motorlast und modelliertes SOLL- Verbrennungsluftverhältnis gehen in das Motormodell 12 als Eingangswerte ein. Hiernach wird im Motormodell die realen Motorbetriebsbedingungen und die modellierten IST-Motorbetriebsbedingungen an die Eingangswerte, insbesondere an die hieraus ermittelten SOLL-Motorbetriebsbedingungen, angepasst, durch Betätigung der zugehörigen Aktuatoren, wie z.B. Zünd- und Einspritzanlage, Wastegate- Aktuator des Turboladers, und als Ausgangswert zumindest die angepassten modellierten IST-Motorbetriebsbedingungen an das Motorlast-Inversionsmodell 8 und das Anreicherungs-Inversionsmodell 10 rückgeführt.
Der innere Regelkreis 4 der Regelung 2 kann mit unterschiedlichen Strategien betrieben werden.
Mit Blick in Figur 1 kann der innere Regelkreis 4 nach einer so genannten Motorlast- Strategie 10T betreibbar sein, bei der die modellierte IST-Abgastemperatur zunächst durch Reduzieren der modellierten IST-Motorlast in einem Schritt 101‘a auf eine modellierte SOLL-Motorlast reduziert wird und hieran anschließend gegebenenfalls das modellierte IST-Verbrennungsluftverhältnis in einem nachgelagerten Schritt 101‘b erhöht wird. Darüber hinaus kann der innere Regelkreis 4 nach einer Anreicherungs-Strategie 101 betrieben werden, bei der zunächst das modellierte IST- Verbrennungsluftverhältnis in einem Schritt 101“‘b erhöht wird und hieran anschließend in einem Schritt 101“‘a die IST-Motorlast reduziert wird.
Darüber hinaus ist in einer Parallelstrategie 101“ in zwei parallel zueinander stattfindenden Schritten die modellierte IST-Motorlast reduzierbar und parallel dazu das modellierte IST-Verbrennungsluftverhältnis steigerbar.
Zurück zu Figur 2 ist ersichtlich, dass im inneren Regelkreis 4 dem Motormodell 12 nachgeschaltet ein Abgastemperaturmodell 14 vorgesehen ist. In das Abgastemperaturmodell 14 gehen die modellierten IST-Motorbetriebsbedingungen ein sowie die modelliertes IST-Motorlast und das modellierte IST-Verbrennungsluftverhältnis. Das Abgastemperaturmodell 14 fungiert als virtueller IST-Abgastemperatursensor.
In dem Abgastemperaturmodell 14 werden zunächst zeitunabhängige Ermittlungen durchgeführt, bei denen der Einfluss des IST-Verbrennungsluftverhältnisses zunächst unberücksichtigt bleibt.
Hieran anschließend wird eine modellierte statische IST-Abgastemperatur aus den zeitunabhängigen Ermittlungen und unter Berücksichtigung des modellierten IST- Verbrennungsluftverhältnisses die modellierte statische IST-Abgastemperatur ermittelt. Diese setzt sich zusammen aus einer Offset-Temperatur, einer Grund- Temperatur sowie von Zündwinkel- und Gemisch-Korrekturfaktoren sowie Urnge- bungs-Kühlmitteltemperaturen-Korrekturfaktoren.
Der hieraus resultierende Ausgangswert wird im Nachfolgenden an eine nachgelagerte Ermittlung übergeben, in der die modellierte dynamische IST- Abgastemperatur unter Berücksichtigung von Nachoxidationseffekten durch ein Post-Oxidationsmodell sowie durch ein Wärmekapazitätsmodell der Ventile einfließt.
Die Ausgangswerte des Abgastemperaturmodells 14 werden an einen Tiefpassfilter 16 des äußeren Regelkreises 6 übergeben, in den als Eingangswerte die modellierte IST-Abgastemperatur des inneren Regelkreises 4, ein modellierter IST- Abgasmassestrom eingeht und als Ausgangswert die modellierte IST- Bauteiltemperatur ermittelt wird. Diese fließt zurück an einen Closed-Loop-Regler 18, insbesondere einem Proportional-Integral-Regler (PI-Regler) umfasst, der als Eingangswerte die modellierte IST-Bauteiltemperatur des Tiefpassfilters 16, die hinterlegte SOLL-Bauteiltemperatur, insbesondere die kritische Bauteiltemperatur und/oder eine Regeldifferenz aus Soll-/Bauteiltemperatur subtrahiert um die IST- Bauteiltemperatur umfasst. Der Closed-Loop-Regler 18 hat als Ausgangswert die neue SOLL-Abgastemperatur, auf die ein Vorsteueranteil in Höhe des jeweiligen Bauteiltemperaturlimits aufgeschaltet wird.
An den Closed-Loop-Regler 18 kann sich ein Post-Oxidationsmodell 20 anschließen, das seine Werte bereits aus der Berechnung der modellierten dynamischen IST-Abgastemperatur bezieht und die SOLL-Abgastemperatur diesbezüglich korrigiert. Hiernach fließt die SOLL-Abgastemperatur von dem äußeren Regelkreis 6 in den inneren Regelkreis 4 ein und die kaskadierte, entkoppelte Regelung 2 ist geschlossen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
2 Regelung 4 innerer Regelkreis
6 äußerer Regelkreis
8 Motorlast-Inversionsmodell
10 Anreicherungs-Inversionsmodell
12 Motormodell 14 Abgastemperaturmodell
16 Tiefpassfilter
18 Closed-Loop-Regler
20 Post-Oxidationsmodell

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Abgastemperaturregelung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer in einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs eingebetteten kaskadierten, entkoppelten Regelung (2), die einen inneren Regelkreis (4) zur Regelung einer modellierten IST-Abgastemperatur eines Abgases eines Verbrennungsmotors und die einen äußeren Regelkreis (6) zum Regeln einer modellierten und realen IST-Bauteiltemperatur eines durch das Abgas Wärme aufnehmenden oder abgebenden Bauteils umfasst, wobei zumindest bei Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens der modellierten und/oder realen IST-Bauteiltemperatur des Bauteils über eine in der Motorsteuerung hinterlegte maximale Bauteiltemperatur durch den äußeren Regelkreis (6) bzw. durch einen realen Temperatursensor, a. die erfasste modellierte IST-Abgastemperatur durch den inneren Regelkreis (4) auf eine modellierte SOLL-Abgastemperatur abgesenkt wird, bei der die modellierte IST-Bauteiltemperatur unterhalb der hinterlegten maximalen Bauteiltemperatur liegt, mittels Reduzieren einer modellierten IST-Motorlast des Motors auf eine modellierte SOLL-Motorlast des Motors und/oder mittels Erhöhen eines modellierten IST- Verbrennungsluftverhältnisses auf ein modelliertes SOLL- Verbrennungsluftverhältnis; und b. eine reale IST-Motorlast des Motors auf die modellierte SOLL-Motorlast des Motors und ein reales IST-Verbrennungsluftverhältnis des Motors auf das modellierte SOLL-Verbrennungsluftverhältnis des Motors durch die Motorsteuerung mittels Ansteuern des Motors und/oder einer dem Motor funktional zugeordneten Aufbereitungskomponente eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der innere Regelkreis (4) zum Anpassen der modellierten Motorlast des Motors ein Motorlast- Inversionsmodell (8) mit Zustandsrückführung, dass der innere Regelkreis (4) zum Anpassen des modellierten Verbrennungsluftverhältnisses ein Anreiche- rungs-lnversionsmodell (10) mit Zustandsrückführung und/oder dass der innere Regelkreis (4) ein Motormodell (12) umfasst, in welchem modellierte IST- Motorbetriebsbedingungen, insbesondere Motorbetriebszustand, Motordrehzahl, Drehmomentanforderung, relative Motorlast, Zündwinkel, Positionen der variablen Ein-/Auslassventile und/oder Umgebungs-/Kühlmitteltemperaturen, modelliert sind. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Motorlast- Inversionsmodell (8) die modellierte SOLL-Abgastemperatur, die modellierten IST-Motorbetriebsbedingungen und das IST-Verbrennungsluftverhältnis als Eingangswerte zugeführt werden und als Ausgangswert die modellierte SOLL- Motorlast ermittelt wird, dass dem Anreicherungs-Inversionsmodell (10) mit Zustandsrückführung die modellierte SOLL-Abgastemperatur, die modellierte IST- Abgastemperatur bei einem IST-Verbrennungsluftverhältnis von eins, die modellierte IST-Motordrehzahl und die relative IST-Motorlast als Eingangswerte zugeführt werden und als Ausgangswert ein modelliertes SOLL- Verbrennungsluftverhältnis ermittelt wird und/oder dass dem Motormodell (12) die modellierte SOLL-Motorlast und das modellierte SOLL- Verbrennungsluftverhältnis als Eingangswerte zugeführt werden, die realen und modellierten IST- Motorbetriebsbedingungen an die Eingangswerte, insbesondere aus die hieraus ermittelten SOLL-Motorbetriebsbedingungen, angepasst werden und als Ausgangswerte die angepassten modellierten IST-Motorbetriebsbedingungen zumindest an das Motorlast-Inversionsmodell (8) und das Anreicherungs- Inversionsmodell (10) rückgeführt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Regelkreis (4) nach einer Motorlast-Strategie betreibbar ist, bei der die modellierte IST-Abgastemperatur zunächst durch Reduzieren der modellierten IST-Motorlast auf eine modellierte SOLL-Motorlast reduziert wird, wobei das modellierte IST-Verbrennungsluftverhältnis unabhängig vom erfassten Wert gleich eins gesetzt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Regelkreis (4) nach einer Anreicherungs-Strategie betreibbar ist, bei der die SOLL-Abgastemperatur zunächst durch Erhöhen des modellierten IST-Verbrennungsluftverhältnisses reduziert wird, wobei die maximale Anreicherung des modellierten Verbrennungsluftverhältnisses von der modellierten IST-Motorlast unbeeinflusst ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Verbrennungsluftverhältnis von eins das Motorlast-Inversionsmodell (8) mit Zustandsrückführung alleinig die modellierte SOLL-Abgastemperatur durch ein Reduzieren der modellierten SOLL-Motorlast des Motors senkt und dass bei einem maximalen Verbrennungsluftverhältnis das Motorlast-Inversionsmodell (8) mit Zustandsrückführung zusätzlich die modellierte SOLL-Abgastemperatur durch ein Reduzieren einer modellierten SOLL-Motorlast des Motors senkt. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Regelkreis (4) ein Abgastemperaturmodell (14) zum Ermitteln der IST- Abgastemperatur aufgrund der aktualisierten IST-Motorbetriebsbedingungen umfasst, das dem Motormodell (12) nachgeschaltet ist und dem vom Motormodell (12) als Eingangswerte die der modellierten SOLL-Motorlast angepasste modellierte IST-Motorlast und das dem modellierten SOLL- Verbrennungsluftverhältnis angepasste modellierte IST- Verbrennungsluftverhältnis zugeführt werden und das als Ausgangswerte die modellierte statische IST- Abgastemperatur und die modellierte dynamische IST-Abgastemperatur ermittelt. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der modellierten statischen IST-Abgastemperatur zunächst zeitunabhängige Ermittlungen durchgeführt werden, bei denen der Einfluss des modellierten IST- Verbrennungsluftverhältnis zunächst unberücksichtigt bleibt, und anschließend das Ergebnis der zeitunabhängigen Ermittlungen der modellierten statischen IST-Abgastemperatur mit einen vom IST-Verbrennungsluftverhältnis abhängigen Korrekturfaktor korrigiert wird. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitunabhängige Ermitteln der modellierte statischen IST-Abgastemperatur des Abgastemperaturmodells (14) folgende parallel oder in Reihe erfolgende Vorberechnungen umfasst, in die als Eingangswerte jeweils zumindest die IST- Motorlast und die IST-Motordrehzahl des Motormodells (12) einfließen und deren jeweils berechneter Parameter, insbesondere Temperaturen und/oder Korrekturfaktoren, in das Ermitteln der modellierte statischen IST-Abgastemperatur als Eingangswerte eingehen: a. Ermitteln einer zusätzlich vom IST-Motorbetriebszustand abhängigen Offset-T emperatur; b. Ermitteln einer zusätzlich von den Positionen der variablen Ein- /Auslassventil-Steuerzeiten der variablen Ventilsteuerung abhängigen Grund-Temperatur; c. Ermitteln eines zusätzlich vom Zündwinkel und Gemisch abhängigen Zündwinkel- und Gemisch-Korrekturfaktors; und d. Ermitteln eines zusätzlich von den Umgebungs-/Kühlmitteltemperaturen abhängigen Umgebungs-/Kühlmitteltemperaturen-Korrekturfaktors. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dass die modellierte statische IST- Abgastemperatur, die durch die zeitunabhängige Ermittlung ermittelt und durch den vom IST-Verbrennungsluftverhältnis abhängigen Korrekturfaktor korrigiert ist, als Eingangswert an eine nachgelagerte Ermittlung der modellierten dynamischen IST-Abgastemperatur übergeben wird. Verfahren nach Anspruch 10, dass zum Ermitteln der modellierten dynamischen IST-Abgastemperatur des Abgastemperaturmodells (14) zusätzlich der modellierte IST-Abgasdurchsatz als Eingangswert übergeben wird und die Berechnung ein Post-Oxidationsmodell (20) zum Ermitteln der Nachoxidationseffekte mit temperaturerhöhender Wirkung sowie ein Wärmekapazitätsmodell der Ventile umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Regelkreis (6) ein Bauteiltemperaturmodell umfasst, dem als Eingangswerte die modellierte IST-Abgastemperatur des inneren Regelkreises (4) zugeführt wird, insbesondere die modellierte dynamische IST- Abgastemperatur des Abgastemperaturmodells (14), und ein modellierter IST- Abgasmassenstrom, wobei das Bauteiltemperaturmodell das Aufheiz- /Abkühlverhalten des Bauteils durch die modellierte IST-Abgastemperatur über einen Tiefpassfilter (PT1) (16) annähert und die Dynamik des Tiefpassfilters (16) vom modellierten IST-Abgasmassenstrom abhängig ist, und wobei als Ausgangswert die modellierte IST-Bauteiltemperatur ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Regelkreis (6) einen Closed-Loop-Regler (18), insbesondere einen Proportional- Integral-Regler, umfasst, der als Eingangswerte die modellierte IST- Bauteiltemperatur des Tiefpassfilters (16), die hinterlegte SOLL- Bauteiltemperatur, insbesondere die kritische Bauteiltemperatur, oder eine Regeldifferenz aus SOLL-Bauteiltemperatur subtrahiert um die IST- Bauteiltemperatur umfasst, und als Ausgangswert die SOLL-Abgastemperatur ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Closed-Loop-Regler (18) ermittelte modellierte SOLL-Abgastemperatur additiv einen durch das Post-Oxidationsmodell (20) des Abgastemperaturmodells (14), durch das Nachoxidationseffekte mit temperaturerhöhender Wirkung berechnet werden, ermittelte Temperaturoffset erhält und als korrigierte modellierte SOLL- Abgastemperatur an den inneren Regelkreis (4) übergeben wird. Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs, auf der ein Verfahren zur Abgastemperaturregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausführbar ist und in die eine kaskadierte, entkoppelte Regelung (2) eingebettet ist, die einen inneren Regelkreis (4) zur Regelung einer modellierten IST-Abgastemperatur eines Abgases eines Verbrennungsmotors und die einen äußeren Regelkreis (6) zum Regeln einer modellierten und realen IST-Bauteiltemperatur eines durch das Abgaswärme aufnehmenden oder abgebenden Bauteils umfasst.
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