DE102012104155A1 - Method for adjusting mass flow of exhaust gas recirculation of internal combustion engine, involves pre-calculating optimum supplied exhaust gas mass flow to engine, in consideration of dead and control time of gas recirculation line - Google Patents

Abstract

The recirculation rate of the exhaust gas flow is controlled by using a predictive controller (10). The optimum supplied exhaust gas mass flow to the internal combustion engine is pre-calculated by the predictive controller in consideration of the dead and control time of the exhaust gas recirculation line. The controller relies on the statistical and/or dynamic exhaust gas recirculation models which reflect the driver's behavior profile. The controller further relies on the mathematical algorithms for extrapolating optimal exhaust gas mass flow. An independent claim is included for an internal combustion engine.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Massenstroms einer Abgasrückführung einer Verbrennungskraftmaschine, wobei eine Regelung einer Rückführungsrate des Abgasstroms vorgesehen ist, eine Anwendung des Verfahrens an einem Personenkraftwagenmotor, sowie eine Verbrennungskraftmaschine mit zumindest einer Abgasrückführung, einer Ladedruckaufladung und einer Regelung bezüglich einer Rückführungsrate eines Abgasstroms.The invention relates to a method for adjusting a mass flow of an exhaust gas recirculation of an internal combustion engine, wherein a regulation of a recirculation rate of the exhaust gas flow is provided, an application of the method to a passenger car engine, and an internal combustion engine with at least one exhaust gas recirculation, a boost pressure charging and a regulation with respect to a return rate of an exhaust gas flow ,

Zur Kraftstoffeinsparung werden kleinvolumige Motoren mit einer verringerten Anzahl an Zylindern und mit Ladedruckaufladung entwickelt. Um beim Ladungswechsel das erforderliche Spülgefälle sicherzustellen, ist die Stoßaufladung effektiver als die Stauaufladung. Eine externe Abgasführung wird eingesetzt, um beispielsweise die Grenzwerte für Stickoxide (NOx) im Abgas einzuhalten.To save fuel, small-volume engines are developed with a reduced number of cylinders and boost pressure charging. In order to ensure the required purging gradient when changing the charge, the impact charge is more effective than the accumulation charge. An external exhaust system is used, for example, to comply with the limit values for nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas.

DieDE 10 2006 054 043 A1 offenbart eine solche Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck-Abgasrückführung und einer Niederdruck-Abgasrückführung. Kombiniert man eine Stoßaufladung mit einer Hochdruck-Abgasrückführung, so steht der Turbine vor allem im Teillastbereich nicht genügend Abgas zur Verfügung, um ein positives Spülgefälle zu realisieren. In Kombination mit der Stoßaufladung bietet sich daher die Niederdruck-Abgasrückführung an. Nachteilig bei der Niederdruck-Abgasrückführung ist jedoch deren träges Verhalten im instationären Fahrbetrieb. Dadurch bleiben die tatsächlich zurückgeführten Abgasmengen deutlich hinter der Abgasrückführungs-Menge zurück, die eingehalten werden müsste, um einen sogenannten NOx-Partikel trade off zu erreichen.The DE 10 2006 054 043 A1 discloses such an internal combustion engine with high pressure exhaust gas recirculation and low pressure exhaust gas recirculation. Combining a bump charge with a high-pressure exhaust gas recirculation, the turbine is not enough exhaust gas available, especially in the partial load range, to realize a positive purge gradient. In combination with the surge charging, therefore, offers the low-pressure exhaust gas recirculation. A disadvantage of the low-pressure exhaust gas recirculation, however, is their sluggish behavior in transient driving. As a result, the actually recirculated exhaust gas quantities remain well behind the exhaust gas recirculation amount, which would have to be maintained in order to achieve a so-called NOx particulate trade off.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Stickoxidemissionen durch ein Verfahren der eingangs genannten Art im instationären Fahrbetrieb zu senken.An object of the invention is to reduce the nitrogen oxide emissions by a method of the type mentioned in transient driving.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche gelöst. In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen angegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Einstellen eines Massenstroms einer Abgasrückführung bei einer Verbrennungskraftmaschine, wobei eine Regelung einer Rückführungsrate des Abgasstroms vorgesehen ist und wobei die Regelung einen prädiktiven Regler nutzt. Der Regler berechnet den der Verbrennungskraftmaschine optimal zuführbaren Abgasmassenstrom unter Berücksichtigung einer Tot- und Regelungszeit einer Abgasrückführungsstrecke voraus. Unter dem optimal zuführbaren Abgasmassenstrom ist in der Regel die maximal mögliche Abgasmenge zu verstehen, die über die Abgasrückführung zurückgeführt werden kann. Durch die Vorausberechnung der voraussichtlich optimal zuführbaren Abgasmenge wird der Tot- und Regelungszeitraum einer vergleichsweise trägen Niederdruck-Abgasrückführungsstrecke ausgeglichen. Der prädiktive Regler trifft Aussagen über den zukünftig voraussichtlich optimal zuführbaren Abgasmassenstrom, die nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auch eintreten. Bei einer entsprechenden Qualität der Vorhersagen lässt sich hierdurch eine verbesserte Regelung im instationären Betrieb der Verbrennungskraftmaschine erreichen. Bei stationärem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ist dagegen eine herkömmliche Regelung anhand von Ist-Größen anzuwenden.The object is achieved by the subject matters of the independent claims. In the dependent claims preferred embodiments and advantageous developments are given. The inventive method is used for adjusting a mass flow of exhaust gas recirculation in an internal combustion engine, wherein a regulation of a return rate of the exhaust gas flow is provided and wherein the control uses a predictive controller. The controller calculates the internal combustion engine optimally be supplied exhaust gas mass flow, taking into account a dead and control time of an exhaust gas recirculation line ahead. Under the optimally supplied exhaust gas mass flow is usually the maximum possible amount of exhaust gas to understand, which can be attributed to the exhaust gas recirculation. By predicting the expected optimally deliverable amount of exhaust the dead and control period of a relatively sluggish low-pressure exhaust gas recirculation path is compensated. The predictive controller makes statements about the expected future optimally deliverable exhaust gas mass flow, which occur only with a certain probability. With a corresponding quality of the predictions, this allows an improved control in the transient operation of the internal combustion engine. In stationary operation of the internal combustion engine, however, a conventional control using actual sizes is applied.

Die zu einem bestimmten Zeitpunkt maximal rückführbare Abgasmenge ist insbesondere abhängig von Last- und Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, die bei Fahrzeugen auch als Fahrerwunsch bezeichnet werden, den der Fahrer durch Betätigen des Gashebels und gegebenenfalls durch Einlegen eines bestimmten Gangs vorgibt.The maximum traceable at a given time exhaust gas amount is particularly dependent on load and speed of the internal combustion engine, which are referred to in vehicles as driver's request, the driver pretends by pressing the throttle lever and possibly by inserting a specific gear.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Regler auf statistische und/oder dynamische Abgasrückführungsmodelle zurückgreift, wobei die Abgasrückführungsmodelle ein Fahrer Verhaltensprofil wiedergeben. Durch die Anwendung von Selbstlernverfahren kann das Fahrerverhaltensprofil stetig weiterentwickelt und angepasst werden.According to a preferred embodiment, it is provided that the controller relies on statistical and / or dynamic exhaust gas recirculation models, the exhaust gas recirculation models representing a driver behavioral profile. By applying self-learning methods, the driver behavior profile can be constantly further developed and adapted.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Regler auf mathematische Algorithmen zur Extrapolation des optimal zuführbarem Abgasmassenstroms über die Tot- und Regelungszeit der Abgasrückführungsstrecke zurückgreift. Die Extrapolation ist eine vorteilhaft einfach anzuwendende, mathematische Vorhersagemöglichkeit, die ihre Grenzen dann findet, wenn der Fahrerwunsch sich während des Vorhersagezeitraums verändert. Besonders bevorzugt ist daher eine Kombination der modellhaften Berechnung unter Berücksichtigung eines Fahrerverhaltensprofils und der mathematischen Extrapolation anzuwenden. Nachfolgend werden weitere Möglichkeiten zur Verbesserung der Vorhersage aufgezeigt die jeweils einzeln oder in Kombination in die Vorhersage des prädiktiven Reglers eingreifen.According to a further preferred embodiment, it is provided that the controller uses mathematical algorithms for extrapolating the optimally deliverable exhaust gas mass flow over the dead and control time of the exhaust gas recirculation path. The extrapolation is an advantageously easy-to-use mathematical prediction facility that finds its limits when the driver's desire changes during the forecasting period. It is therefore particularly preferable to use a combination of the model calculation taking into account a driver behavior profile and the mathematical extrapolation. In the following, further possibilities for improving the prediction are shown, which individually or in combination intervene in the prediction of the predictive controller.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass Informationen von Fahrerassistenzsystemen bei der Vorausberechnung des optimal zuführbaren Abgasmassenstroms berücksichtigt werden. Unter Fahrerassistenzsystemen im Sinne der Erfindung sind alle in das Fahrzeug eingreifenden Systeme zu verstehen, wie beispielsweise Systeme, die einen konstanten Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug automatisch einhalten, Systeme die eine Verkehrsbeschilderung, insbesondere Tempolimits erkennen und auswerten können oder automatische Bremsassistenzsysteme. Die von Fahrerassistenzsystemen erzeugten Fahrvorgaben ersetzen zumindest vorübergehend den Fahrerwunsch und sind somit für eine Vorhersage des zukünftigen Last- und Drehzahlverlaufs von großer Bedeutung.A further preferred embodiment is that information from driver assistance systems are taken into account in the prediction of the optimally deliverable exhaust gas mass flow. Driver assistance systems in the sense of the invention are to be understood as meaning all systems engaging in the vehicle, such as, for example, systems which automatically maintain a constant distance to a preceding vehicle, systems which provide traffic signage, in particular Detect and evaluate speed limits or automatic brake assist systems. The driving instructions generated by driver assistance systems at least temporarily replace the driver's request and are therefore of great importance for predicting the future load and speed characteristics.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass Informationen von Navigationssystemen bei der Vorausberechnung des optimal zuführbaren Abgasmassenstroms berücksichtigt werden. Dazu gehören beispielsweise die geplante Fahrstrecke und Route, sowie gegebenenfalls Informationen über die Geländetopologien insbesondere die Informationen über Anstiege, Gefälle und Kurven wirken sich unmittelbar auf die zu erwartende Last- und Drehzahlentwicklung aus.A further preferred embodiment is that information from navigation systems are taken into account in the prediction of the optimally deliverable exhaust gas mass flow. These include, for example, the planned route and route, as well as possibly information about the terrain topologies in particular the information on climbs, gradients and curves have a direct impact on the expected load and speed development.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass Informationen, die über die sogenannte Car-to-X-Technologie empfangen werden, bei der Vorausberechnung des optimal zuführbaren Abgasmassenstroms berücksichtigt werden. Unter der Car-to-X-Technologie ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Informationsaustausch über Netzwerke zu verstehen, der von Fahrzeug zu Fahrzeug (Car-to-Car) stattfindet, wodurch beispielsweise entgegenkommender Verkehr vor vorausliegenden Unfallstellen, Baustellen, Verkehrsstaus, Streckensperrungen oder Wetterphänomenen warnen soll. Neben der Kommunikation von Fahrzeugen untereinander ist auch ein Datenaustausch mit der Verkehrsinfrastruktur, wie zum Beispiel Lichtzeichenanlagen und Verkehrsleitzentralen denkbar. Dies wird als Car-to-infrastructure beziehungsweise als vehicle-to-roadside bezeichnet.A further preferred embodiment is that information received via the so-called car-to-X technology is taken into account in the prediction of the optimally deliverable exhaust gas mass flow. For the purposes of the invention, car-to-X technology means, in particular, an exchange of information about networks that takes place from vehicle to vehicle (car-to-car), whereby, for example, oncoming traffic in front of accident sites, construction sites, traffic jams, line closures or Warn weather phenomena. In addition to the communication of vehicles with each other, a data exchange with the traffic infrastructure, such as traffic lights and traffic control centers is conceivable. This is called car-to-infrastructure or vehicle-to-roadside.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Fahrervorgabe durch den Regler korrigiert wird, um einen optimal zuführbaren Abgasmassenstrom zu erreichen, wobei die Korrektur der Fahrervorgabe insbesondere unter Berücksichtigung von Randbedingungen erfolgt. Die Korrektur von Fahrervorgaben ist durch die Grenzen der Fahrbarkeit eines Fahrzeugs erheblich eingeschränkt.According to a further preferred embodiment, it is provided that a driver specification is corrected by the controller in order to achieve an optimally deliverable exhaust gas mass flow, wherein the correction of the driver specification takes place in particular taking into account boundary conditions. The correction of driver specifications is considerably limited by the limits of drivability of a vehicle.

Ein weiterer Gegenstand der Anmeldung, der die eingangs formulierte Aufgabe löst, besteht in der Anwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens an einem Personenkraftwagen Motor.Another object of the application, which solves the problem formulated above, consists in the application of the method described above to a passenger motor.

Ein weiterer Gegenstand, der die eingangs formulierte Aufgabe löst, ist eine Verbrennungskraftmaschine mit zumindest einer Abgasrückführung, einer Ladedruckaufladung und einer Regelung bezüglich einer Rückführungsrate eines Abgasstroms, wobei die Regelung einen prädiktiven Regler nutzt, wobei der Regler den der Verbrennungskraftmaschine optimal zuführbaren Abgasmassenstrom unter Verwendung eines Verfahrens, wie zuvor beschrieben, vorausberechnet. Bei der Verbrennungskraftmaschine ist vorzugsweise eine Niederdruck-Abgasrückführung vorgesehen, insbesondere als einzige Abgasrückführung.Another object that solves the problem formulated at the outset is an internal combustion engine with at least one exhaust gas recirculation, charge pressure charging and control with respect to a recirculation rate of an exhaust gas flow, wherein the controller uses a predictive controller, wherein the controller the exhaust gas mass flow optimally supplied to the internal combustion engine using a Method, as previously described, pre-calculated. In the internal combustion engine, a low-pressure exhaust gas recirculation is preferably provided, in particular as the only exhaust gas recirculation.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Ausführungen gelten für das erfindungsgemäße Verfahren ebenso wie für die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine. Die Ausführungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The statements apply to the method according to the invention as well as for the internal combustion engine according to the invention. The embodiments are merely exemplary and do not limit the general inventive concept.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine und 1 a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention and

2 ein Ablaufschema einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.

Die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine gemäß der schematischen Darstellung in1 sieht eine vorgesteuerte Regelung der Niederdruck-Abgasrückführung1 kombiniert mit einer Stoßaufladung im transienten Motorbetrieb vor, um das nachteilig träge, transiente Verhalten der Niederdruckabgasrückführung zu verbessern. Bei der Niederdruck-Abgasrückführung wird dem Abgasstrang3 hinter der Turbine2 Abgas entnommen und über einen Wärmetauscher4 und eine verstellbare Abgasrückführungs-Klappe5 der Frischluftzuführung7 beziehungsweise dem Verdichter6 zugeführt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einstellen eines Massenstroms der Abgasrückführung ist eine Regelung einer Rückführungsrate des Abgasstroms mittels der Abgasrückführungsklappe5 vorgesehen. Ein Steuergerät8, dass die Abgasrückführungsklappe5 steuert (Linie S) weist einen prädiktiven Regler10 auf, um den der Verbrennungskraftmaschine optimal zuführbaren Abgasmassenstrom unter Berücksichtigung einer Tot- und Regelungszeit der zuvor beschriebenen Abgasrückführungsstrecke vorauszuberechnen. Eine Änderung der Stellung eines Fahrpedals9 stellt einen geänderten Fahrerwunsch dar, welcher als Signal F, gemeinsam mit einer Information über die Stellung des Ganghebels G löst das Verfahren aus, da in der nun folgenden Phase ein transienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine erfolgt und die Regelung der Rückführungsrate des Abgasstroms nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzt. Der Steuerung8 stehen Signale mit aktuellen Messwerten und der Parameter Massendurchsatz Ansaugluft L, Massendurchsatz der Kraftstoffeinspritzung K, der Motordrehzahl N, sowie Sauerstoffsättigung, Druck und Temperatur der Lageluft (O, P, T) zur Verfügung. Die Vorausberechnung der Rückführungsrate erfolgt, indem der Regler10 auf statische und/oder dynamische Abgasrückführungsmodelle zurückgreift, wobei die Abgasrückführungsmodelle ein Fahrerverhaltensprofil wiedergeben. Die doppelseitige Pfeil P zwischen dem prädiktiven Regler10 und den Fahrerspezifischen Abgasrückführungsmodellen M zeigt an, dass die Modelle durch ein selbstlernendes System laufend aktualisiert werden, um das spezifische Fahrerverhalten zuverlässiger vorherzusagen. Darüber hinaus führt der prädiktive Regler10 eine mathematische Extrapolation zur Vorhersage der optimalen Abgasrückführungsrate durch, insbesondere unter Berücksichtigung der zuvor beschriebenen Messwerte Parameter. Weitere Informationen, die in die Berechnung der optimalen Abgasrückführungsrate einfließen stammen insbesondere von einem Fahrerassistenzsystem D, einem Navigationssystem E und einem Car-to-X Informationssystem C2x.The internal combustion engine according to the invention according to the schematic representation in 1 sees a pilot-controlled regulation of the low-pressure exhaust gas recirculation 1 combined with surge charging in transient engine operation to improve the disadvantageously inert, transient low pressure exhaust gas recirculation behavior. At the low-pressure exhaust gas recirculation is theexhaust system 3 behind theturbine 2 Removed exhaust gas and a heat exchanger 4 and an adjustable exhaust gas recirculation flap 5 the fresh air supply 7 or the compressor 6 fed. In the method according to the invention for adjusting a mass flow of the exhaust gas recirculation is a regulation of a recirculation rate of the exhaust gas flow by means of the exhaustgas recirculation flap 5 intended. A control unit 8th in that the exhaustgas recirculation flap 5 controls (line S) has apredictive controller 10 in order to predict the exhaust gas mass flow optimally deliverable to the internal combustion engine taking into account a dead time and control time of the exhaust gas recirculation path described above. A change in the position of an accelerator pedal 9 represents a modified driver's request, which as signal F, together with information about the position of the gear lever G triggers the process, since in the following phase, a transient operation of the internal combustion engine takes place and the regulation of the recirculation rate of the exhaust gas flow uses the inventive method , The controller 8th There are signals with current measured values and the parameters mass flow rate intake air L, mass flow rate of fuel injection K, engine speed N, as well as oxygen saturation, pressure and temperature of the stored air (O, P, T). The precalculation of the return rate is done by thecontroller 10 on static and / or dynamic exhaust gas recirculation models, wherein the exhaust gas recirculation models reflect a driver behavior profile. The double-sided arrow P between thepredictive controller 10 and the driver-specific exhaust gas recirculation models M indicate that the models are continuously updated by a self-learning system to predict the specific driver behavior more reliably. In addition, the predictive controller performs 10 a mathematical extrapolation for predicting the optimal exhaust gas recirculation rate, in particular taking into account the previously described measured value parameters. Further information, which is included in the calculation of the optimal exhaust gas recirculation rate, originates in particular from a driver assistance system D, a navigation system E and a car-to-X information system C2x.

In der2 ist ein beispielhaftes Ablaufschema gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Der Ablauf wird durch eine Fahrpedaländerung zum Zeitpunkt T = 0 im Block100 ausgelöst. Der Block100 stellt einen bestimmten Fahrerwunsch zum Zeitpunkt T = 0 dar, der einer bestimmten Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht. Mittels des prädiktiven Reglers soll eine optimale Abgasrückführungsrate zu einem Zeitpunkt T = T + X, nach Ablauf der Tot- und Regelungszeit x der Abgasrückführungsstrecke vorausberechnet werden. Der Block101 repräsentiert den Ist-Zustand der Verbrennungskraftmaschine zum Zeitpunkt T = 0, von dem ausgehend die Vorausberechnung erfolgen soll. In die Berechnung fließt ein Algorithmus M ein, der sowohl ein Fahrerverhaltensprofil berücksichtigt, als auch ein Extrapolationsrechnung auf den Zeitpunkt T = t + x nach Ablauf der Tot- und Regelzeit x durchführt. Die Blöcke D, E und C2x zeigen an, dass zusätzlich Informationen von Fahrerassistenzsystemen D, Navigationssystemen E und Car-to-x Informationssystemen C2x bei der Berechnung verarbeitet werden können. Block102 stellt das Berechnungsergebnis, also die optimale Abgasrückführungsrate zum Zeitpunkt T = t + x dar. Nach Ablauf der Tot- und Regelzeit x ergibt sich ein bestimmter Zustand103 des Motors zum Zeitpunkt T = t + x. Gleichzeitig besteht ein möglicherweise veränderter Fahrerwunsch110 zum Zeitpunkt T = t + x, dem die hier vorgeschlagene prädiktive Regelung so nah wie möglich zu kommen versucht. Es lässt sich nun ein Sauerstoffgehalt O’ zum Zeitpunkt t+x als Sollwert ermitteln, der auf dem berechneten Zustand gemäß Block103 beruht und der mit einem messbaren Sauerstoffgehalt O zum Zeitpunkt t + x in der Ladeluft verglichen werden kann, was in dem Entscheidungsglied111 bei Übereinstimmung der Werte dazu führt, dass der Verfahrensablauf beendet wird (Block130), die Verbrennungskraftmaschine also in einem stationären Betriebspunkt arbeitet oder aber bei Nichtübereinstimmung der Werte den Verfahrensablauf mit Block120 fortsetzt, in dem eine Fahrerwunschkorrektur durchgeführt wird. Mit dem korrigierten Fahrerwunsch beginnt der Ablauf ab Block100 erneut.In the 2 an exemplary flowchart according to the inventive method is shown. The process is performed by an accelerator pedal change at time T = 0 in theblock 100 triggered. Theblock 100 represents a specific driver request at the time T = 0, which corresponds to a specific load and speed of the internal combustion engine. By means of the predictive controller, an optimal exhaust gas recirculation rate at a time T = T + X, after expiration of the dead and control time x of the exhaust gas recirculation path to be calculated in advance. Theblock 101 represents the actual state of the internal combustion engine at the time T = 0, from which the prediction is to take place. An algorithm M is included in the calculation, which takes into account both a driver behavior profile and also performs an extrapolation calculation on the time T = t + x after the dead time and control time x have expired. The blocks D, E and C2x indicate that in addition information from driver assistance systems D, navigation systems E and car-to-x information systems C2x can be processed in the calculation.block 102 represents the calculation result, ie the optimal exhaust gas recirculation rate at the time T = t + x. After the dead time and control time x has elapsed, acertain state results 103 of the motor at time T = t + x. At the same time there is a possibly changeddriver request 110 at the time T = t + x, to which the proposed predictive control tries to come as close as possible. It is now possible to determine an oxygen content O 'at time t + x as a setpoint, which is based on the calculated state according to block 103 which can be compared with a measurable oxygen content O at time t + x in the charge air, which is in thedecision element 111 if the values match, the procedure is terminated (block 130 ), the internal combustion engine thus operates at a steady-state operating point or, if the values do not match, the process sequence withblock 120 continues, in which a driver's request correction is performed. With the corrected driver request, the sequence starts from theblock 100 again.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

AbgasrückführungExhaust gas recirculation

22

Turbineturbine

33

Abgasstrangexhaust gas line

44

Wärmetauscherheat exchangers

55

AbgasrückführungsklappeExhaust gas recirculation valve

66

Verdichtercompressor

77

FrischluftzuführungFresh air supply

88th

Steuerungcontrol

99

Fahrpedalaccelerator

1010

Prädiktiver ReglerPredictive controller

SS

Steuersignalcontrol signal

LL

Ansaugluftmengeintake

FF

FahrpedalsignalAccelerator pedal signal

GG

GanghebelsignalGear lever signal

KK

KraftstoffmengensignalFuel quantity signal

NN

MotordrehzahlsignalEngine speed signal

MM

Modelle für die AbgasrückführungExhaust gas recirculation models

OO

SauerstoffgehaltsignalOxygen content signal

PP

Drucksignalpressure signal

TT

Temperatursignaltemperature signal

DD

FahrerassistenzsysteminformationenDriver Assistance System Information

Ee

NavigationssysteminformationenNavigation System Information

C2xC2x

Car-to-x KommunikationssysteminformationenCar-to-x communication system information

XX

Tot- und Regelungszeit der AbgasrückführungsstreckeDead and control time of the exhaust gas recirculation line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102006054043 A1[0003]DE 102006054043 A1[0003]

Claims (11)

Translated fromGerman

Verfahren zum Einstellen eines Massenstroms einer Abgasrückführung einer Verbrennungskraftmaschine, wobei eine Regelung einer Rückführungsrate des Abgasstroms vorgesehen ist,dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung einen prädiktiven Regler nutzt, wobei der Regler den der Verbrennungskraftmaschine optimal zuführbaren Abgasmassenstrom unter Berücksichtigung einer Tot- und Regelungszeit einer Abgasrückführungsstrecke vorausberechnet.A method for adjusting a mass flow of an exhaust gas recirculation of an internal combustion engine, wherein a control of a return rate of the exhaust stream is provided,characterized in that the controller uses a predictive controller, wherein the controller precalculates the internal combustion engine optimally supplied exhaust gas mass flow taking into account a dead and control time of an exhaust gas recirculation path ,Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler auf statistische und/oder dynamische Abgasrückführungsmodelle zurückgreift, wobei die Abgasrückführungsmodelle ein Fahrer-Verhaltensprofil wiedergeben.A method according to claim 1, characterized in that the controller relies on statistical and / or dynamic exhaust gas recirculation models, wherein the exhaust gas recirculation models reflect a driver behavior profile.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler auf mathematische Algorithmen zur Extrapolation des optimal zuführbaren Abgasmassenstroms über die Tot- und Regelungszeit der Abgasrückführungsstrecke zurückgreift.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the controller relies on mathematical algorithms for extrapolation of the optimally supplied exhaust gas mass flow over the dead and control time of the exhaust gas recirculation path.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen von Fahrerassistenzsystemen bei der Vorausberechnung des optimal zuführbaren Abgasmassenstroms berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that information from driver assistance systems are taken into account in the prediction of the optimally deliverable exhaust gas mass flow.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen von Navigationssystemen bei der Vorausberechnung des optimal zuführbaren Abgasmassenstroms berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that information from navigation systems are taken into account in the prediction of the optimally deliverable exhaust gas mass flow.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über Car-to-X-Technologie empfangene Informationen bei der Vorausberechnung des optimal zuführbaren Abgasmassenstroms berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that information received via car-to-X technology is taken into account in the prediction of the optimally deliverable exhaust gas mass flow.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrervorgabe durch den Regler korrigiert wird, um einen optimal zuführbaren Abgasmassenstrom zu erreichen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a driver specification is corrected by the controller in order to achieve an optimally deliverable exhaust gas mass flow.Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der Fahrervorgabe unter Berücksichtigung von Randbedingungen erfolgt.A method according to claim 7, characterized in that the correction of the driver specification takes place taking into account boundary conditions.Anwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche an einem Personenkraftwagenmotor.Application of a method according to one of the preceding claims to a passenger car engine.Verbrennungskraftmaschine mit zumindest einer Abgasrückführung, einer Ladedruckaufladung und einer Regelung bezüglich einer Rückführungsrate eines Abgasstroms, wobei die Regelung einen prädiktiven Regler nutzt, wobei der Regler den der Verbrennungskraftmaschine optimal zuführbaren Abgasmassenstrom unter Anwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 vorausberechnet.Internal combustion engine with at least one exhaust gas recirculation, a boost pressure and a regulation with respect to a recirculation rate of exhaust gas flow, wherein the controller uses a predictive controller, wherein the controller precalculated the exhaust gas mass flow optimally supplied to the internal combustion engine using a method according to one of claims 1 to 8.Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Niederdruck-Abgasrückführung vorgesehen ist.Internal combustion engine according to claim 10, characterized in that a low-pressure exhaust gas recirculation is provided.

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