DE102010031323A1 - Technical system i.e. internal-combustion engine, controlling/regulating method for motor vehicle, involves dividing gross error for components e.g. actuators and/or models, of technical system - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Sehr viele technische Systeme werden von Steuer- und Regelgeräten gesteuert und/oder geregelt. Diese Steuer- und Regelgeräte, nachfolgend als Steuergerät bezeichnet, haben in aller Regel einen oder mehrere Sensoren, welche für den Betrieb des Systems relevante Größen erfassen und mindestens einen, in aller Regel jedoch mehrere Aktoren. Mittels der Aktoren kann das System so gesteuert werden, dass es einen vorgegebenen Betriebszustand erreicht beziehungsweise behält. Dabei sind in vielen Steuergeräten, zum Beispiel in den Steuergeräten von Brennkraftmaschinen, Funktionen implementiert, die dazu dienen, Fehler des technischen Systems zu erkennen und in geeigneter Weise zu korrigieren. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, einen Fehler des Systems zu erkennen. Zum einen kann dies durch die Diskrepanz zwischen einem Messwert (Ausgangssignal eines Sensors) und einem festgelegten Sollwert erfolgen. Alternativ ist es auch möglich, einen im System auftretenden Fehler durch den Vergleich mehrerer (diversitär) redundanter Messungen oder durch den Vergleich einer oder mehrerer Messungen mit einer oder mehreren modellbasierten Größen zu erfassen.Many technical systems are controlled and / or regulated by control and regulating devices. These control and regulating devices, hereinafter referred to as control unit, usually have one or more sensors which detect relevant variables for the operation of the system and at least one, but as a rule more than one actuator. By means of the actuators, the system can be controlled so that it reaches or retains a predetermined operating state. In this case, functions are implemented in many control units, for example in the control units of internal combustion engines, which serve to detect faults in the technical system and to correct them in a suitable manner. There are various ways to detect a fault in the system. On the one hand, this can be due to the discrepancy between a measured value (output signal of a sensor) and a specified setpoint. Alternatively, it is also possible to detect an error occurring in the system by comparing a plurality of (diversified) redundant measurements or by comparing one or more measurements with one or more model-based variables.
Wenn ein solcher Gesamtfehler vorliegt, kann der Gesamtfehler von einer einzelnen Komponente des technischen Systems verursacht werden. Dieser Fall ist jedoch vor allem bei komplexen technischen Systemen eher die Ausnahme als die Regel. In aller Regel setzt sich ein Gesamtfehler aus den Fehlern mehrerer Systemkomponenten oder -modelle zusammen.If there is such a total error, the total error can be caused by a single component of the technical system. However, this case is the exception rather than the rule, especially for complex technical systems. As a rule, a total error is made up of the errors of several system components or models.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff ”Fehler” die Abweichung eines Sensorwertes oder Modellwertes vom tatsächlichen, physikalischen Wert der Systemgröße verstanden. Bei Aktoren wird als Fehler die Abweichung der durch einen Aktor tatsächlich eingestellten Systemgröße von einem vorgegebenen Sollwert verstanden.In the context of the present invention, the term "error" is understood to mean the deviation of a sensor value or model value from the actual, physical value of the system variable. In the case of actuators, the deviation of the system variable actually set by an actuator is understood to be a predefined setpoint value as an error.
Unter dem Begriff ”Toleranz” wird im Folgenden die Streuung verschiedener Exemplare baugleicher Sensoren oder Aktoren verstanden. Im Zusammenhang mit einem Modell des technischen Systems wird unter Toleranz die mittlere Genauigkeit des Modells verstanden.In the following, the term "tolerance" is understood to mean the scattering of different copies of identically constructed sensors or actuators. In the context of a model of the technical system, tolerance means the average accuracy of the model.
Dies vorausgeschickt wird beim Stand der Technik der Gesamtfehler des Systems meist nur einer einzelnen der möglichen Ursachen, zum Beispiel der statistisch wahrscheinlichsten, zugeordnet und gegebenenfalls korrigiert.This is preceded in the prior art, the total error of the system usually only one of the possible causes, for example, the statistically most likely, assigned and possibly corrected.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Steuerung eines technischen Systems, umfassend mindestens einen Aktor und mindestens einen Sensor zur Erfassung einer physikalischen Systemgröße und Mittel zur redundanten Ermittlung der Systemgröße vorgeschlagen, wobei aus einem Vergleich des Ausgangssignals des Sensors mit den redundant ermittelten Systemgrößen ein Gesamtfehler des Systems ermittelt wird und der Gesamtfehler immer auf mindestens zwei Komponenten, bevorzugt auf alle Komponenten des Systems aufgeteilt wird.According to the invention, a method for controlling a technical system comprising at least one actuator and at least one sensor for detecting a physical system size and means for redundantly determining the system size is proposed, wherein a total error of the system is determined from a comparison of the output signal of the sensor with the redundantly determined system variables and the total error is always divided into at least two components, preferably all components of the system.
Dadurch, dass erfindungsgemäß immer eine Aufteilung des Gesamtfehlers auf alle in Frage kommenden Fehlerursachen beziehungsweise die den Fehler verursachenden Komponenten (Aktoren, Sensoren und/oder Modelle) erfolgt, wird eine bessere Abschätzung des tatsächlichen Zustands des technischen Systems ermöglicht. Infolgedessen ist es möglich, die vorzunehmende Korrektur optimal auf alle fehlerbehafteten Komponenten des Systems zu verteilen. Da durch das erfindungsgemäße Verfahren qualitativ bessere Informationen über den tatsächlichen Zustand des Systems vorliegen, können alle nachfolgenden Regel- und Steuervorgänge mit größerer Genauigkeit beziehungsweise geringeren Fehlern durchgeführt werden. Infolgedessen wird das erfindungsgemäß optimierte System wirtschaftlicher, effizienter und leistungsfähiger.Due to the fact that, according to the invention, the total error is always allocated to all possible causes of the error or the components causing the error (actuators, sensors and / or models), a better estimation of the actual state of the technical system is made possible. As a result, it is possible to optimally distribute the correction to be made to all the faulty components of the system. Since the process according to the invention provides qualitatively better information about the actual state of the system, all subsequent control processes can be carried out with greater accuracy or fewer errors. As a result, the inventively optimized system becomes more economical, efficient and efficient.
Um die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Aufteilung eines Gesamtfehlers zu minimieren, ist bevorzugt vorgesehen, dass mindestens zwei diversitäre Mittel zur redundanten Ermittlung der Systemgröße vorhanden sind. So ist es beispielsweise möglich, einen Sensorwert mit Hilfe eines Modells zu überprüfen. Dabei kann das Modell parametrisierbar oder nicht-parametrisierbar sein. Unter einem parametrisierbaren Modell versteht man im Folgenden ein Modell, das Parameter enthält, die gebildet werden, so dass letztere Eingangsgrößen des Modells darstellen.In order to minimize the probability of an incorrect breakdown of a total error, it is preferably provided that at least two diverse means for redundant determination of the system size are present. For example, it is possible to check a sensor value using a model. The model can be parametrizable or non-parametrizable. In the following, a parameterizable model is understood to mean a model that contains parameters that are formed such that the latter represent input variables of the model.
Ein Modell stellt einen diversitären Ansatz zur Beschreibung der Systemgröße dar, die von dem Sensor erfasst wird. Alternativ können auch andere Sensoren, die bevorzugt nach einem anderen Messprinzip arbeiten als der erste Sensor, zur Evaluierung des von dem ersten Sensor ermittelten Werts der Systemgröße dienen. Des Weiteren können auch andere Modelle, insbesondere parametrisierbare Modelle, die wiederum Eingangsgrößen von anderen Systemgrößen erhalten, um das Modell zu parametrisieren, zur Evaluierung des Ausgangssignals eines Sensors herangezogen werden. Zwei verschiedene Messprinzipien sind von Vorteil, weil dann die Wahrscheinlichkeit niedriger ist, dass beide Sensoren denselben oder ähnlichen systematischen Fehler aufweisen.A model represents a diverse approach to describing the system size captured by the sensor. Alternatively, other sensors, which preferably operate on a different measuring principle than the first sensor, for Evaluation of the determined by the first sensor value of the system size. Furthermore, other models, in particular parameterizable models, which in turn receive input variables of other system variables in order to parameterize the model, can also be used to evaluate the output signal of a sensor. Two different measuring principles are advantageous, because then the probability is lower that both sensors have the same or similar systematic error.
Wenn einer oder mehrere Sensoren komplett ausfallen, muss dies in aller Regel über eine geeignete Diagnostik abgefangen werden.If one or more sensors fail completely, this usually has to be intercepted by means of suitable diagnostics.
Des Weiteren ist es aus dem gleichen Grund vorteilhaft, wenn mindestens zwei diversitäre Mittel, beispielsweise ein weiterer Sensor, der auf einem anderen physikalischen Messprinzip basiert, oder ein zweites Modell, wobei eines der Modelle parametrisierbar ist und das andere Modell nicht parametrisierbar ist, vorhanden sind.Furthermore, it is advantageous for the same reason, if at least two diverse means, such as another sensor based on a different physical measuring principle, or a second model, one of the models is parametrisierbar and the other model is not parametrisierbar exist ,
Es versteht sich von selbst, dass der Aufwand zur Ermittlung des Gesamtfehlers einer Systemgröße von der Bedeutung der Systemgröße abhängt, so dass bei besonders wichtigen Systemgrößen möglicherweise drei- oder mehrfach redundante Mittel vorhanden sind, während bei weniger kritischen Systemgrößen die Überprüfung mit einem diversitär redundanten Mittel ausreichend ist.It goes without saying that the effort for determining the overall error of a system size depends on the importance of the system size, so that in particularly important system sizes may have three or more redundant means, while at less critical system sizes, the review with a diverse redundant means is sufficient.
Wenn das erste Mittel zur redundanten Ermittlung der Systemgröße als Modell eines Teilbereichs des Systems ausgebildet ist, dann ist es möglich, beispielsweise dieses Modell durch die Ausgangswerte anderer Sensoren anzupassen und dadurch eine auf den momentanen Betriebspunkt des Teilsystems angepasste Modellierung zu erreichen. Dadurch steigt die Genauigkeit der Modellbildung. Andererseits steigt auch die Zahl der möglichen Fehlerquellen, da auch die Eingangsgrößen des Modells fehlerbehaftet sind. Alternativ ist daher auch möglich, Modelle einzusetzen, die nicht angepasst werden können. Die Abbildungsqualität dieser Modelle ist in manchen Betriebspunkten etwas weniger gut. Allerdings sind die Zahl der möglichen Fehlerquellen und der Implementierungsaufwand geringer.If the first means for redundant determination of the system size is designed as a model of a subarea of the system, then it is possible, for example, to adapt this model by the output values of other sensors and thereby to achieve a modeling adapted to the current operating point of the subsystem. This increases the accuracy of modeling. On the other hand, the number of possible error sources increases, since the input variables of the model are also subject to errors. Alternatively, it is therefore also possible to use models that can not be adapted. The imaging quality of these models is a bit less good in some operating points. However, the number of possible sources of error and the implementation effort are lower.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gesamtfehler auf alle zur Ermittlung des Gesamtfehlers herangezogenen Modelle, Sensoren und Aktoren aufgeteilt wird. Dadurch sind an den einzelnen Sensoren, Modellen und Aktoren nur jeweils verhältnismäßig kleine Korrekturen vorzunehmen, so dass die Stabilität des Systems gewährleistet bleibt.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the total error is divided among all models, sensors and actuators used to determine the total error. As a result, only relatively small corrections are made at the individual sensors, models and actuators, so that the stability of the system remains ensured.
Die Aufteilung des Gesamtfehlers auf die verschiedenen Systemkomponenten oder Modelle ist so vorzunehmen, dass der tatsächliche Zustand des Systems möglichst gut abgebildet wird. Dazu kann beispielsweise der Gesamtfehler durch ein per Applikation festgelegtes Kennfeld abhängig vom Betriebspunkt oder von anderen Größen auf mehrere Systemkomponenten verteilt werden.The breakdown of the total error on the various system components or models must be carried out so that the actual state of the system is displayed as well as possible. For this purpose, for example, the total error can be distributed by an application defined map depending on the operating point or other sizes on several system components.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, aus der Toleranz der Komponenten des Systems nach statistischen Kriterien die wahrscheinlichste Verteilung für die Systemfehler zu ermitteln. Dabei kann die Toleranz der Teilkomponenten wiederum fest vorgegeben sein oder wiederum durch ein Modell dynamisch ermittelt werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, wie auch aus dem Stand der Technik schon bekannt, Begrenzungen für die erkannten Fehler der Teilkomponenten festzulegen. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass die erkannten Teilfehler zu einer unerwünscht großen Systemreaktion in Folge der vorgenommenen Korrektur führen. Die Fehleranteile, die die entsprechende Begrenzung überschreiten, können dann wahlweise den anderen Komponenten zugeordnet oder ignoriert werden.Another possibility is to determine from the tolerance of the components of the system according to statistical criteria the most probable distribution for the system errors. In this case, the tolerance of the subcomponents can in turn be predefined or in turn dynamically determined by a model. In addition, it is possible, as already known from the prior art, to set limits for the detected errors of the subcomponents. As a result, it can be prevented, for example, that the detected partial errors lead to an undesirably large system reaction as a result of the correction made. The error portions that exceed the corresponding limit can then optionally be assigned to the other components or ignored.
Die erfindungsgemäße Funktionalität kann ebenfalls dazu dienen, einzelne Systemkomponenten zu überwachen. Übersteigt der zugeordnete Fehler einer Komponente eine festgelegte Schwelle, kann ein Fehlerzustand ausgelöst werden.The functionality according to the invention can also serve to monitor individual system components. If the assigned error of a component exceeds a defined threshold, an error condition can be triggered.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass die aufgeteilten und ins System wirkenden Korrekturen den tatsächlichen Systemfehler beziehungsweise die tatsächlichen Teilfehler der Teilsysteme besser korrigieren können als eine Korrektur, die sich auf eine einzelne oder zwei Komponenten des Systems beschränkt. Insbesondere sind die tatsächlichen Fehler in den Komponenten in aller Regel statistisch verteilt. Dadurch ist der zu einem gegebenen Gesamtfehler wahrscheinlichste Systemzustand einer, bei dem die Fehler auf mehrere Systemkomponenten verteilt sind.A great advantage of the method according to the invention is the fact that the split and system corrections can better correct the actual system error or the actual partial errors of the subsystems than a correction that is limited to a single or two components of the system. In particular, the actual errors in the components are usually statistically distributed. Thus, the most likely system state for a given total error is one in which the errors are distributed among several system components.
Wenn man als beispielhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs nimmt, beziehungsweise als technisches System die Brennkraftmaschine heranzieht, dann weicht bei einer Vielzahl baugleicher in Serie gefertigter Fahrzeuge, eine erfindungsgemäße Korrektur des Gesamtfehlers auf verschiedene Einzel-Fehler daher weniger stark von den tatsächlichen Gegebenheiten der einzelnen Fahrzeuge ab als die Zuordnung des Gesamtfehlers zu nur einer Komponente der Brennkraftmaschine. Außerdem ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, Fehler zu korrigieren, bei denen sich die Aufteilung des Gesamtfehlers auf mehrere Teilfehler dynamisch, das heißt beispielsweise abhängig vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, ändert. So können sich in verschiedenen Betriebspunkten bei gleichem Gesamtfehler die Beträge der Einzelfehler verändern.If one takes as an exemplary application of the method according to the invention, the control of an internal combustion engine of a motor vehicle, or as the technical system, the internal combustion engine, then deviates in a variety of identical manufactured in series vehicles, a correction according to the invention of the total error on various individual errors therefore less of the Actual conditions of the individual vehicles than the assignment of the total error to only one component of the internal combustion engine. Moreover, it is possible with the inventive method to correct errors in which the distribution of the total error on several Partial error dynamically, that is, for example, depending on the operating point of the internal combustion engine changes. Thus, the amounts of individual errors can change at different operating points with the same total error.
Ein anderer Vorteil besteht darin, dass die durch das erfindungsgemäße Verfahren gewonnene Zustands-Beschreibung des Systems, also aller Messgrößen inklusiver deren Fehler, in sich konsistent ist, wenn man den Gesamtfehler komplett auf die Teilkomponenten des Systems verteilt. Wird beispielsweise sowohl durch Messung mit einem Sensor A als auch durch Messung mit einem Sensor B unabhängig voneinander auf dieselbe physikalische Systemgröße C geschlossen, kann aus der Diskrepanz ein Fehler bestimmt werden und dieser auf beide Sensoren aufgeteilt werden. Wird das jeweilige Ausgangssignal dieser Sensoren mit dem auf diese Weise bestimmten Teilfehler korrigiert, bevor es in weiteren Anwenderfunktionen eingesetzt wird, so ist das resultierende Systemverhalten in sich konsistent unabhängig davon, welchen Sensorwert oder welche Kombination von Sensorwerten weitere Anwenderfunktionen für ihre Berechnungen heranziehen.Another advantage is that the state description of the system obtained by the method according to the invention, ie of all measured variables including their errors, is inherently consistent if the total error is completely distributed among the subcomponents of the system. If, for example, both by measurement with a sensor A and by measurement with a sensor B independently of one another on the same physical system size C closed, an error can be determined from the discrepancy and this can be divided between the two sensors. If the respective output signal of these sensors is corrected with the thus determined partial error before it is used in other user functions, the resulting system behavior is consistent in itself, regardless of which sensor value or which combination of sensor values use further user functions for their calculations.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich für Funktionen des Systems, welche einen Systemfehler überwachen. Setzt sich dieser Fehler aus mehreren Einzelfehlern oder Teilfehlern zusammen, so kann bei einem erkannten Fehler nicht direkt auf die Ursache geschlossen werden. Durch die erfindungsgemäße Funktion zur Verteilung des Fehlers kann die daraus resultierende Verteilung bei der Fehlersuche genutzt werden. Dadurch kann unter Umständen im Einzelfall auch der unberechtigte Tausch von Komponenten des Systems verhindert werden. Auf jeden Fall ist es jedoch möglich, einen verbesserten Fehlersuchplan zu erzeugen.Another advantage arises for functions of the system which monitor system failure. If this error is composed of several individual errors or partial errors, it is not possible to deduce the cause of a detected error directly. Due to the function according to the invention for distributing the error, the resulting distribution can be used in troubleshooting. As a result, under certain circumstances, the unauthorized exchange of components of the system can be prevented in individual cases. In any case, it is possible to create an improved troubleshooting plan.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand der
In
Dabei ist zu unterscheiden zwischen zwei Gruppen von Modellen M1 und M2. Bei der ersten Gruppe von Modellen M2, hängen die Modelle nur von Eingangsgrößen ab, die keinen Fehler aufweisen oder deren Fehler vernachlässigbar sind. Bei der zweiten Gruppe von Modellen M1, hängen die Modelle von fehlerbehafteten Eingangsgrößen ab.A distinction must be made between two groups of models M1 and M2. In the first group of models M2, the models only depend on input quantities which have no errors or whose errors are negligible. In the second group of models M1, the models depend on error-prone inputs.
Da jedes Modell M eine vereinfachte Abbildung der tatsächlichen physikalischen Gegebenheiten darstellt, hat auch dieses Modell M2 einen Fehler FM2.Since each model M represents a simplified representation of the actual physical conditions, this model M2 also has an error FM2.
Schließlich wird die physikalische Systemgröße P noch auf eine dritte diversitär redundante Weise mit Hilfe des Modells M1 ermittelt. Dieses Modell M1 gehört zur ersten Gruppe von Modellen, die von Eingangsgrößen abhängt, die fehlerbehaftet sind.Finally, the physical system size P is still determined in a third diverse redundant manner with the aid of the model M1. This model M1 belongs to the first group of models that depends on input quantities that are subject to errors.
Im Ergebnis ist also bei diesem Beispiel die Systemgröße P auf drei diversitär redundante Weisen ermittelt worden: Erstens durch den Sensor S3, zweitens durch das nicht parametrisierbare Modell M2 und drittens durch das parametrisierbare Modell M1.As a result, in this example, the system size P has been determined in three diversely redundant ways: firstly by the sensor S3, secondly by the non-parametrizable model M2 and thirdly by the parameterizable model M1.
Auf Grund der Fehler FS1, FS2 und FS3 der Sensoren S1, S2 und S3 sowie der Fehler FM1 und FM2 der Modelle M1 und M2 werden die auf die drei verschiedenen Arten und Weisen ermittelten Werte für die physikalische Systemgröße P voneinander abweichen.Due to the errors FS1, FS2 and FS3 of the sensors S1, S2 and S3 and the errors FM1 and FM2 of the models M1 and M2, the values for the physical system variable P determined in the three different ways will differ from one another.
Aus der Diskrepanz dieser drei unabhängig voneinander ermittelten Werte der Systemgröße P kann auf einen Gesamt-Fehler im System geschlossen werden. Dieser wird nun erfindungsgemäß mit Hilfe geeigneter Kriterien Ki auf die Fehler der Teilkomponenten, die bei der Ermittlung der Systemgröße P beteiligt waren, aufgeteilt werden. So erhält man eine Schätzung für die momentanen Fehler der Sensoren S1, S2 und S3 sowie der Modelle M1 und M2.From the discrepancy of these three independently determined values of the system size P, one can conclude that there is a total error in the system. This will now according to the invention with the help of suitable criteria K i on the errors of the sub-components, which were involved in the determination of the system size P, be divided. Thus one obtains an estimate for the instantaneous errors of the sensors S1, S2 and S3 as well as the models M1 and M2.
Die Schätzung der Sensorfehler FS1, FS2 und FS3 kann dazu verwendet werden, die Sensorwerte der Sensoren S1, S2 und S3 zu korrigieren, um sie dann anderen Anwenderfunktionen zur Verfügung zu stellen.The estimation of the sensor errors FS1, FS2 and FS3 can be used to correct the sensor values of the sensors S1, S2 and S3 in order to then make them available to other user functions.
Dabei ist es möglich, das Kriterium oder die Kriterien Ki, anhand derer die Aufteilung des Gesamtfehlers auf die verschiedenen Komponenten und Modelle erfolgt, entweder nach fest vorgegebenen Regeln oder online, beispielsweise mit Hilfe eines betriebspunktabhängigen Kennfelds, aufzuteilen.It is possible, the criterion or the criteria K i , on the basis of which the breakdown of the total error is carried out on the various components and models, either according to fixed rules or online, for example, with the help of an operating point-dependent map split.
Es ist einfacher, den Gesamtfehler nach fest vorgegebenen Regeln oder Bedingungen (offline) aufzuteilen, da diese Aufteilung dann betriebspunktunabhängig ist. Allerdings ist als Konsequenz dieser Vereinfachung auch damit zu rechnen, dass nicht in jedem Betriebspunkt eine optimale Aufteilung des Gesamtfehlers auf die verschiedenen Komponenten und Modelle stattfindet. It is easier to split the total error according to fixed rules or conditions (offline), since this division is then operating point independent. However, as a consequence of this simplification, it is also to be expected that an optimal distribution of the total error among the various components and models will not take place at every operating point.
Alternativ ist es daher auch möglich, die Kriterien anhand derer der Gesamtfehler auf die Komponenten und Modelle aufgeteilt wird, betriebspunktabhängig (online), beispielsweise unter Zuhilfenahme eines geeigneten Kennfelds aufzuteilen. Dadurch ist der Aufwand entsprechend höher. Allerdings kann dadurch sichergestellt werden, dass in allen Betriebspunkten eine sehr realistische Aufteilung des Gesamtfehlers auf die verschiedenen Komponenten und Modelle erfolgt und daher der Systemzustand bestmöglich abgebildet wird.Alternatively, it is therefore also possible to split the criteria by means of which the total error is divided between the components and models, depending on operating point (online), for example, with the aid of a suitable characteristic map. As a result, the effort is correspondingly higher. However, this can ensure that a very realistic distribution of the total error on the various components and models takes place in all operating points and therefore the system state is mapped as best as possible.
Anhand der
Eine Eingangsgröße der Funktion FMO ist Ausgangssignal λs eines Lambdasensors LS. Als diversitär redundantes Mittel zur Ermittlung des Lambdawertes λ ist ein Lambdamodell LM implementiert. Dieses Lambdamodell LM ist ein im Sinne der Erfindung parametrisierbares Modell und hat als Eingangsgrößen die Ausgangsgrößen MLuft eines Luftmassensensors LMS und eine Solleinspritzmenge an Kraftstoff QK, die vom Motorsteuergerät (nicht dargestellt) ermittelt wird. Somit basiert das modellierte Lambdasignal λM auf dem Ausgangssignal MLuft des Luftmassensensors LMS und der Solleinspritzmenge QK des Kraftstoffs. Die tatsächliche eingespritzte Kraftstoffmenge QKist weicht wegen eines eventuell vorhandenen Einspritzmengenfehlers der Injektoren von dem Sollwert QK ab und auch die gemessene Luftmasse ist fehlerbehaftet. Weitere Teilfehler ergeben sich durch einen Fehler FLM im Lambdamodell LM und einen Fehler FLS des Lambdasensors LS selbst.An input variable of the function FMO is output signal λ s of a lambda sensor LS. As a diverse redundant means for determining the lambda value λ Lambdamodell LM is implemented. This lambda model LM is a model that can be parameterized in the sense of the invention and has as input variables the output variables M air of an air mass sensor LMS and a desired injection quantity of fuel QK, which is determined by the engine control unit (not shown). Thus, the modeled lambda signal λ M is based on the output M air of the air mass sensor LMS and the target injection amount QK of the fuel. The actual injected fuel quantity QK is softened because of a possibly existing injection quantity error of the injectors from the target value QC, and the measured air mass is faulty. Further partial errors result from an error FLM in the lambda model LM and an error FLS of the lambda sensor LS itself.
In einem Funktionsblock V wird die Abweichung zwischen dem mit dem Lambdasensor LS gemessenen Lambdawert λs und dem durch das Lambdamodell LM ermittelten Lambdawert λM ermittelt und daraus ein Gesamtfehler FGes gebildet.In a functional block V, the deviation between the lambda value λ s measured by the lambda sensor LS and the lambda value λ M determined by the lambda model LM is determined and from this a total error F Ges is formed.
Bei einer herkömmlichen Behandlung dieses Fehlers wird die Abweichung zwischen dem gemessenen Lambdawert λs und dem durch das Lambdamodell ermittelten Lambdawert λM vollständig der Einspritzmenge QK zugeordnet.In a conventional treatment of this error, the deviation between the measured lambda value λ s and the lambda value λ M determined by the lambda model is completely assigned to the injection quantity QK.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jedoch der auftretende Gesamtfehler FGes in die Anteile Luftmassensensorfehler FLMS, Einspritzmengenfehler FQK, Lambdasensorfehler FLS und Lambdamodellfehler FLM aufgeteilt.In the method according to the invention, however, the occurring total error F Ges is divided into the proportions air mass sensor error FLMS, injection quantity error FQK, lambda sensor error FLS and lambda model error FLM.
Bei dem Beispiel gemäß
Das erfindungsgemäße Verfahren führt also in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dazu, dass bei niedriger Last (kleine Einspritzmenge und Luftmasse) die Einspritzmenge stärker als die Luftmasse korrigiert wird. Bei hoher Last (große Einspritzmenge und Luftmasse) kehrt sich die Verteilung der Korrekturen um.The inventive method thus leads in the illustrated embodiment to the fact that at low load (small injection quantity and air mass), the injection quantity is corrected more than the air mass. At high load (large injection quantity and air mass), the distribution of corrections reverses.
Für den Anteil des Lambdasensorfehlers FLS kann ebenfalls die bekannte Toleranz von zum Beispiel ±5% herangezogen werden und analog zur oben beschriebenen Methodik über den aktuellen Lambdawert bestimmt werden. Für den Anteil des Lambdamodells LM kann in dem Kennfeld KF der Restfehler FLM des Lambdamodells LM ermittelt werden und in Abhängigkeit des Betriebspunkts hinterlegt werden. Hierbei können optional noch spezielle dynamische Fehler und anderes mehr berücksichtigt werden.The known tolerance of, for example, ± 5% can also be used for the proportion of lambda sensor error FLS and can be determined analogously to the methodology described above via the current lambda value. For the proportion of the lambda model LM, the residual error FLM of the lambdam model LM can be determined in the characteristic diagram KF and be stored as a function of the operating point. Optionally, special dynamic errors and more can be considered here.
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- DE 10331159 A1 [0006] DE 10331159 A1 [0006]
Claims (13)
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Applications Claiming Priority (3)
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2010
- 2010-07-14 DE DE102010031323A patent/DE102010031323A1/en not_active Withdrawn
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