Patent DE-102017124495-B4 (DE)
Title: Multivariables motordrehmoment- und emissionssteuerungssystem für verbrennungsmotoren
Inventor: WANG YUE-YUN
IPC: F01N9/00
Filed: 2017-10-19
Granted: 2023-03-30
Abstract: Motordrehmoment- und Emissionssteuerungssystem für eine Verbrennungsmotoranordnung (12), wobei die Verbrennungsmotoranordnung (12) eine oder mehrere Brennkammern (17) umfasst, die mit einem Abgasnachbehandlungssystem (55) in Fluidverbindung stehen, wobei das Motordrehmoment- und Emissionssteuerungssystem umfasst:
 einen Motorsensor (108), der konfiguriert ist, um ein aktuelles Motordrehmoment der Verbrennungsmotoranordnung (12) zu erfassen und ein dafür indikatives Signal auszugeben;
 einen Abgassensor (40), der konfiguriert ist, um einen aktuellen Stickoxid (NOx)-Ausstoß der Verbrennungsmotoranordnung (12) zu erfassen und ein dafür indikatives Signal auszugeben; und
 eine programmierbare Motorsteuereinheit (5), die kommunikativ mit dem Motorsensor (108), dem Abgassensor (40) und der Verbrennungsmotoranordnung (12) verbunden ist, wobei die Motorsteuereinheit (5) konfiguriert ist zum:
 Empfangen von Indikationen eines Soll-Motordrehmoments und eines Soll-NOx-Ausstoßes;
 Bestimmen einer Soll-Motorbetriebsreferenz und einer SollAbgasbetriebsreferenz aus dem aktuellen Motordrehmoment, dem aktuellen NOx-Ausstoß, einem Soll-Motordrehmoment und einem Soll-NOx-Ausstoß;
 Bestimmen eines Motorbetriebssteuerbefehls und eines Abgasbetriebssteuerbefehls aus der Soll-Motorbetriebsreferenz und der Soll-Abgasbetriebsreferenz; und
 Ausgeben der Motorbetriebs- und Abgasbetriebssteuerbefehle an die Verbrennungsmotoranordnung (12);
 wobei die programmierbare Motorsteuereinheit (5) ferner konfiguriert ist, um einen optimalen Steuerparameter U für gewünschte Sollwerte für Luftladung und Verbrennung zu bestimmen, wobei der Steuerparameter (U) definiert ist als:
       U   =     [               p     i   ,   d   e   s                   m   ˙       e   g   r   ,   d   e   s               S   O     I     d   e   s       ,   V   V     A     d   e   s                 ]           
 wobei der Steuerparameter U so eingestellt wird, dass der Drehmoment- und NOx-Verfolgungsfehler minimiert wird, der durch eine Kostenfunktion (J) definiert ist, wobei die Kostenfunktion (J) definiert ist als:
           J   =       ∫       R   1           (       T     q   ,   d   e   s       −     T   q       )       2           +     R   2         (     N     O     x   ,   d   e   s       −   N     O   x       )     2     +   …           +     S   1         (       p     i   ,   r   e   f       −     p     i   ,   d   e   s         )     2     +     S   2         (         m   ˙       e   g   r   ,   r   e   f       −       m   ˙       e   g   r   ,   d   e   s         )     2     +     S   3         (     S   O     I     r   e   f       −   S   O     I     d   e   s         )     2             +     S   4         (     V   V     A     r   e   f       −   V   V     A     d   e   s         )     2               
 wobei p i,des  eine Soll-Ansaugkrümmerdruck, ṁ egr,des  eine Soll-EGR-Luftmassenstrom, SOl des  ein Soll-Einspritzbeginn, VVA des  eine variable Soll-Ventilstellgliedposition, p i,ref  eine Ansaugkrümmerdruckreferenz, ṁ egr,red  eine EGR-Luftmassenstromreferenz, SOI ref  eine Einspritzbeginnreferenz, VVA ref  eine variable Ventilstellgliedpositionsreferenz, NO x , ein aktueller NOx, NO x,des  ein Soll-NOx, R1, R2, S1, S2, S3 und S4 jeweils eine entsprechende Gewichtung für die Kostenfunktion J, T q  ein aktuelles Motordrehmoment und T q,des  ein Soll-Motordrehmoment ist.