DE4029537A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung und/oder regelung einer betriebsgroesse einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steue­ rung und/oder Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Bei Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung und/oder Regelung ei­ ner Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine werden vielfach Übertra­ gungsglieder, wie beispielsweise elektrisch betätigbare Stellglieder eingesetzt, die auf die zu steuernde bzw. zu regelnde Betriebsgröße mittelbar oder unmittelbar einwirken. Der durch ein solches Übertra­ gungsglied festgelegte Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangs­ größe bzw. bei einem Stellglied zwischen elektrischer Ansteuergröße und der Betriebsgröße bzw. einer diese Betriebsgröße beeinflussenden Größe ist als Kennfeld oder Kennlinie darstellbar. Dieses Kennfeld bzw. diese Kennlinie ist dabei Einflüssen ausgesetzt, die verändernd auf Kennfeld bzw. Kennlinie einwirken, so daß die Steuerung und/oder Regelung der Betriebsgröße außerhalb ihres im Normalbetrieb vorge­ sehenen Arbeitspunktes, unter Umständen am Rande ihres Signalbe­ reichs, arbeitet. Dies kann letztendlich zu einem fehlerhaften Ar­ beiten der Steuerung und/oder Regelung führen, welches insbesondere negative Auswirkungen auf Stabilität, Genauigkeit und/oder Dynamik der Steuerung und/oder Regelung hat.

Derartige Einflüsse zeigen sich beispielsweise bei einem Stellglied in einer Abhängigkeit der Stellgliedkennlinie bzw. des -kennfeldes von der Temperatur der Stellgliedwicklung. Bei kaltem Stellglied nimmt die Wicklung des Stellgliedes bei gleicher Ansteuersignalgröße größeren Strom als bei erwärmtem Stellglied auf, so daß sich bei gleicher Ansteuersignalgröße jeweils ein anderer Wert der Betriebs­ größe bzw. der diese beeinflussenden Größe einstellt.

Ähnliche Auswirkungen haben Batteriespannungsschwankungen und bei einem die Luftzufuhr steuerndem Stellglied Änderungen in der nicht vom Stellglied beeinflußbaren Leckluftmengen oder Veränderungen des Umgebungsluftdruckes.

In der DE-OS 34 15 183 sind daher ausgehend von einem elektromagne­ tischen Stellglied mit vorgegebener Kennlinie, welches bei einer Leerlaufdrehzahlregelung über die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine eingesetzt wird, Maßnahmen zur Adaption des Stellgliedkennlinienver­ laufs angegeben.

Diese Adaption nimmt einen Vergleich zwischen dem vom Regler berech­ neten Soll- und dem gemessenen Istwert einer durch das Stellglied beeinflußten Größe vor und stellt in Abhängigkeit des Vergleichser­ gebnisses im Arbeitsast der Kennlinie, der weitestgehend linear aus­ gebildet ist, unabhängig voneinander Fußpunkt (Offset-Adaption) und Steigung (Steigungs-Adaption) ein. Zur Vermeidung von Fehladaptionen und zur Beschleunigung des Adaptionsvorgangs sind in der DE-OS 34 15 183 Freigabebedingungen für die Offset- und Steigungsadap­ tion, die zueinander in Beziehung stehen, definiert.

Die dort beschriebene Offsetadaption ist jedoch lediglich in der La­ ge, eine Korrektur der Kennlinie in einem einzelnen Arbeitspunkt auszuführen. In Betriebszuständen, in denen sich die Einflüsse auf die Stellgliedkennlinie schnell ändern, ist der Verlauf der Adaption daher nicht zufriedenstellend. In einem derartigen Betriebszustand arbeitet die zur schnellen Korrektur ausgelegte Offsetadaption stän­ dig. Dies kann zu einer unbefriedigenden Laufruhe der Brennkraft­ maschine in diesem Betriebszustand führen. Erst ein Eingreifen der Steigungsadaption, die, weil eine wiederholte Adaption der Steigung ohne Adaption des Fußpunktes zu Fehlfunktionen des Steuer- bzw. Re­ gelsystems führen kann, aus Funktionsgründen erweiterten Freigabebe­ dingungen unterliegt, paßt die Kennlinie den veränderten Umständen an und beruhigt somit den Adaptionsvorgang und das Laufverhalten der Brennkraftmaschine.

Eine Übertragung der bekannten Stellgliedkennlinienadaption auf druckgesteuerte Systeme, d. h. Systeme die auf der Basis eines den Druck im Ansaugrohr repräsentierenden Signals die zur Bestimmung der zuzumessenden Einspritzmenge benötigte Lastinformation gewinnen, ist nicht möglich. Insbesondere beim Übergang aus dem Teillastbereich in den Leerlaufzustand wird aus dem Drucksignal ein zu hoher Lastwert bestimmt, da das Drucksignal erst nach mehreren Arbeitstakten ein korrektes Lastsignal liefert. Eine in diesem Übergangsbereich durch­ geführte Adaption würde fehlerhaft sein und möglicherweise zu unge­ wollten Betriebszuständen führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, welche die Anpassung einer Steuer- bzw. Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine an sich verändernde Betriebsumstände ver­ bessern.

Dies wird durch eine Adaption des Kennfeldes bzw. der Kennlinie des Übertragungsgliedes bzw. des Stellgliedes erreicht, wobei wenigstens ein Bereich des Kennfeldes bzw. der Kennlinie um einen vorgegebenen, brennkraftmaschinenspezifischen, außerhalb des Kennfelds bzw. der Kennlinie liegenden Drehpunkt (A) gedreht wird. Dabei werden die aus dem Stand der Technik für Stellglieder bekannte Fußpunkt- und Stei­ gungsadaption gleichzeitig durchgeführt.

Aus der DE-OS 36 31 283 ist ein derartiges Stellglied zur Steuerung der Drosselklappe einer Brennkraftmaschine im Zusammenhang mit einem elektronischen Gaspedal bekannt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise führt zu einer Adaption des Kennfeldes bzw. der Kennlinie des Übertragungsgliedes bzw. des Stellgliedes, die bei schneller Anpassung an sich verändernde Be­ triebsumstände das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine nicht verschlechternd beeinflußt, da die aus dem Stand der Technik für Stellgliedkennlinien bekannte getrennte Adaption von Offset und Steigung entfällt und lediglich ein Parameter der Kennlinie bzw. des Kennfeldes an die sich verändernde Betriebsumstände angepaßt wird.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise auf das Stellglied einer Leerlaufdrehzahlregelung wird ein befriedigendes Betriebsverhalten auch in kritischen Betriebsbereichen wie der Nach­ startphase erreicht.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung ausge­ führten Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein allge­ meines Übersichtsblockschaltbild eines Regelsystems am Beispiel ei­ ner Leerlaufdrehzahlregelung mit Stellgliedkennlinienadaption, wäh­ rend in Fig. 2 beispielhaft Kennlinie sowie die Auswirkungen der Kennlinienadaption dargestellt sind. Fig. 3 zeigt ein detaillierte­ res Blockschaltbild für die Kennlinienadaption, während in Fig. 4 ein Flußdiagramm gezeigt ist, welches die Adaption der Kennlinie als Skizze einer Rechnerrealisierung verdeutlicht.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt am Beispiel einer Leerlaufdrehzahlregelung in Form ei­ nes Übersichtsblockschaltbildes ein Steuer- und/oder Regelsystem für eine Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine, welches über Mittel zur Adaption der Stellgliedkennlinie verfügt. Dabei ist eine Rechenein­ heit 10 vorgesehen, die unter anderem eine Reglereinheit 12, eine Adaptionseinheit 14 und eine Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 umfaßt.

Der Reglereinheit 12 werden dabei über die Eingangsleitung 18 bis 20 Betriebsparameter der nicht dargestellten Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs übermittelt, die von entsprechenden Meßeinrich­ tungen 22 bis 24 ermittelt werden. Bei diesen Betriebsparametern handelt es sich um die aus dem Stand der Technik geläufigen, zur Steuerung und/oder Regelung der Betriebsgröße notwendigen Parameter. Im Falle einer Leerlaufdrehzahlregelung sind das insbesondere Dreh­ zahl, Motortemperatur, Batteriespannung, ein Lasterkennungssignal, Leerlaufzustandssignal, etc.

Die Reglereinheit 12 ermittelt aus den ihr zugeführten Betriebspara­ meterwerten einen Sollwert für die Drehzahl, den sie mit der aktuell gemessenen Ist-Drehzahl vergleicht und aus der Differenz einen Vor­ gabewert V für eine den Luftdurchsatz durch die Brennkraftmaschine charakterisierende Größe, wie beispielsweise Luftmenge, Luftmasse, Druck im Ansaugrohr oder Drosselklappenstellung ermittelt, der über die Ausgangsleitung 26 der Reglereinheit 12 sowohl an die Adaptions­ einheit 14 als auch an die Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 ab­ gegeben wird.

In Abhängigkeit dieser ermittelten Größe wird aus der Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 gemäß einer, die inverse Kennlinie entspre­ chend Fig. 2b darstellenden Berechnungsvorschrift die Ansteuersig­ nalgröße τ berechnet bzw. mittels der dort in Tabellenform abgeleg­ ten inversen Stellgliedkennlinie ein Ansteuersignalwert τ für das Stellglied ermittelt und über die Ausgangsleitung 28 der Rechenein­ heit 10 an eine Endstufenschaltung 30 für ein die Betriebsgröße mit­ telbar oder unmittelbar beeinflussendes Stellglied 32 abgegeben.

Im Falle des Ausführungsbeispieles einer Leerlaufdrehzahlregelung handelt es sich bei dem Stellglied 32 um ein die Luftzufuhr zur Brennkraftmachine oder die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflussendes Stellglied, wie Drosselklappe oder Bypass-Steller oder im Falle einer Diesel-Brennkraftmaschine um eine Regelstange. Die Stellgliedkennlinie des Stellglieds 32, die die Zuordnung von Ansteuersignal τ zur Größe der zu steuernden und/oder zu regelnden Betriebsgröße bzw. eines diese repräsentierenden Signals bildet, ist im Falle eines sogenannten Einwicklungsdrehstellers zur Beeinflus­ sung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine wie in Fig. 2a darge­ stellt, ausgeführt. Daraus abgeleitet ist die in Fig. 2b gezeigte inverse Stellgliedkennlinie. Diese ist in der Speicher- und Berech­ nungseinheit 16 beispielsweise als Berechnungsvorschrift oder in Ta­ bellenform abgelegt.

In einer Meßeinrichtung 34, die mit dem Stellglied 32 verbunden ist, wird die Ist-Größe der vom Stellglied 32 beeinflußten Betriebsgröße gemessen und über die Leitung 36 der Recheneinheit 10 bzw. der Adaptionseinheit 14 zugeführt. Im Falle eines die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflussenden Stellgliedes 32 ist die mittels der Meßeinrichtung 34 ermittelte Größe Q für den Luftzufluß zur Brennkraftmaschine die momentan der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge, Luftmasse, Ansaugdruck und/oder Drosselklappensstellung, während die Meßeinrichtung 34 selbst entsprechend ein Luftmengen-, Luftmassenmesser, Druckfühler oder Drosselklappenstellungsgeber ist.

Neben dem von der Reglereinheit 12 ermittelten Soll- oder Vorgabe­ wert V für die Betriebsgröße und der mittels der Meßeinrichtung 34 ermittelten Ist-Größe Q dieser Betriebsgröße, wird der Adaptionsein­ heit 14 über weitere Eingangsleitungen 38 bis 40 von entsprechenden Meßeinrichtungen 42 bis 44 Informationen über den Betriebszustand der Brennkraftmaschine zugeführt. Der Sollwert V wird der Adaptions­ einheit 14 über die Leitung 27 zugeleitet, die Adaptionseinheit 14 und Leitung 26 miteinander verbindet. Dabei handelt es sich insbe­ sondere um Informationen betreffend den Start- und den Leerlaufzu­ stand der Brennkraftmaschine, ein Lastsignal und die Batteriespan­ nung. Dabei können die Meßeinrichtungen 42 bis 44 mit den entspre­ chenden Meßeinrichtungen 22 bis 24, die im Zusammenhang mit der Re­ geleinheit 12 beschrieben worden sind, identisch sein. Die in Abhän­ gigkeit ihrer Eingangssignale von der Adaptionseinheit 14 ermittel­ ten Kennlinienparameter werden über die Adaptionseinheit und Spei­ cher- bzw. Berechnungseinheit 16 verbindende Leitung bzw. Busverbin­ dung 46 von der Adaptionseinheit 14 an die Speicher- bzw. Berech­ nungseinheit 16 abgegeben, wobei die inverse Kennlinie, die in der Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 als Berechnungsvorschrift oder in Tabellenform dargestellt ist, entsprechend den von der Adaptions­ einheit 14 über die Leitung 46 abgegebenen Werte verändert bzw. an­ gepaßt werden.

Die Anordnung nach Fig. 1 ist prinzipiell für alle Steuer- und/oder Regelsysteme der Brennkraftmaschine denkbar, die über ein Stellglied mit durch äußere Einflüsse veränderbaren Kennlinien verfügen. Insbe­ sondere läßt sich die erfindungsgemäße Vorgehensweise auch auf ein Stellglied eines elektronischen Motorleistungssystems, d. h. eines elektronischen Gaspedals, anwenden.

In vorteilhafter Weise ist die Anordnung auf ein Drehzahlregelsystem übertragbar, wobei Sollwert V und Istwert Q in diesem Fall die Drehzahl der Brennkraftmaschine repräsentierende Größe darstellen.

Ferner ist diese Anordnung und die nachfolgend beschriebene Vor­ gehensweise in vorteilhafter Weiterbildung auch auf Übertragungs­ glieder mit Kennfeldern anwendbar.

In Fig. 2a und 2b ist beispielhaft eine Stellgliedkennlinie aufge­ tragen, wie sie für einen mit einem Ein-Phasen-Motor ausgestatteten Einwicklungsdrehsteller oder für ein mit einem Zwei-Phasen-Motor ausgerüsteten Zweiwicklungsdrehsteller gegeben ist. Diese werden insbesondere als Bypasssteller für Leerlaufregelungen verwendet. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist jedoch in vorteilhafter Weise auch auf andere Kennlinienformen anwendbar.

In Fig. 2a ist die mittels des Öffnungsquerschnitts des Stellgliedes zugeführte Ist-Luftzufuhr Q über der Ansteuersignalgröße τ aufge­ tragen. Die durchgezogene Linie 100 repräsentiert dabei die Kenn­ linie des Stellgliedes 32. Im rechten Teil findet sich ein Bereich mit geradenförmigem Verlauf der Kennlinie, bei dem es sich um den Arbeitsast des Stellgliedes handelt. Dieser Arbeitsast wird im Zu­ sammenhang mit der Darstellung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise bevorzugt betrachtet. Er läßt sich mathematisch durch eine Geraden­ gleichung mit positiver Steigung S und negativem Achsenabschnitt A beschreiben (s. strichliert dargestellte Gerade 101).

Dieser Achsenabschnitt A repräsentiert dabei einen Wert, um den die durch den Steller fließende Luftmenge für eine bestimmte Ansteuer­ signalgröße geringer ist als diese Luftmenge wäre, wenn die Kenn­ linie durch den Nullpunkt des τ/Q-Systems gehen würde. Dieser Ach­ senabschnitt stellt somit einem konstruktiven Punkt des jeweiligen Stellgliedes dar.

Mit anderen Worten ist der Achsenabschnitt A der Schnittpunkt der vertikalen Achse des τ/Q-Systems mit der Verlängerung 101 des Ar­ beitsastes der Kennlinie 100, d. h. der fiktive Wert für die zuge­ führte Luftmenge für die Ansteuergröße τ = null, wenn der vorgege­ bene Bereich der Kennlinie (in diesem Fall der geradenförmige Ab­ schnitt) zugrunde gelegt wird, d. h. auf der Basis des jeweilig aus­ gewählten Bereichs der Kennlinie bzw. des Kennfeldes.

Der Achsenabschnitt A unterliegt dabei noch Veränderungen, die von der brennkraftmaschinenspezifischen Leckluft, d. h. der zugeführten Luftmenge, die nicht durch das Stellglied beeinflußbar ist, herrüh­ ren. Diese bewirken eine Verschiebung des Kennlinien-Achsenab­ schnitts A nach oben.

Für den Bereich kleiner werdender Ansteuergrößen steigt die Luft­ menge nach einem waagrechten Ast wieder an, bis ein fester Wert, der sogenannte Notlaufquerschnitt erreicht ist, der einen Betrieb der Brennkraftmaschine bei ausgefallenem Steuersignal bzw. Stellmotor erlaubt.

Ein Stellglied mit entsprechender Kennlinie im Zusammenhang mit ei­ nem E-Gas-System ist aus der DE-OS 36 31 283 bekannt.

Fig. 2b zeigt die aus der Kennlinie nach Fig. 2a abgeleitete inverse Kennlinie 100′, bei der die Ansteuersignalgröße τ über den von der Regeleinheit 12 ermittelten Vorgabewert V aufgetragen ist. Der inverse Arbeitsast ist dabei ebenfalls durch Steigung S und Achsenabschnitt A (s. strichliert dargestellte Gerade 101 ) charak­ terisiert. Im Idealfall stimmen die die Kennlinien charakterisieren­ den Größen bzw. Parameter betragsmäßig überein. Diese Übereinstim­ mung wird durch die eingangs beschriebenen Einflüsse zerstört.

Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel der Adaptionseinheit 14 dar. Die strichliert dargestellte Einheit 14 hat als Eingangsleitungen die bereits anhand von Fig. 1 beschriebenen Leitungen 27 und 36, auf denen die von der Reglereinheit 12 ermittelten Vorgabewerte V und die ermittelten Ist-Werte Q zugeführt werden.

In einer Vergleichsstelle 150 wird die Differenz zwischen Vor­ gabe- und Istwert gebildet und auf einer Leitung 152 der Differenz­ wert über einen Schalter 154 an eine Integrationseinheit 156 weiter­ geführt. Die Schalteinheit 154 wird durch ein über die Leitung 158 zugeführtes, in einer Auswerteeinheit 160 ermitteltes Signal akti­ viert. Der Auswerteeinheit 160 sind zur Bildung des aktivierenden Signals folgende Eingangsgrößen zugeführt. Von einer Leerlauferken­ nungsschaltung 162 wird über die Verbindungsleitung 164 ein den Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine repräsentierendes Signal zu­ geführt, während von der Meßeinheit 166 ein die Last der Brennkraft­ maschine repräsentierendes Signal ermittelt und über die Verbin­ dungsleitung 168, den Schwellwertschalter 170 sowie die Verbindungs­ leitung 172 an die Auswerteeinheit 160 weitergeleitet wird. Ferner ist eine Ermittlungseinheit 174 für den Startzustand der Brennkraft­ maschine vorhanden, die über eine Leitung 176 mit der Auswerteein­ heit 160 als auch mit einer weiteren Schalteinheit 178 verbunden ist. Das von der Ermittlungseinheit 174 erzeugte Signal wird in der Auswerteeinheit 160 negiert verarbeitet.

Ein zweiter Eingang der Integriereinrichtung 156 bildet die Verbin­ dungsleitung 180, welche die Integrationseinheit 156 mit der Schalt­ einheit 178 verbindet. Die Schalteinheit 178 ist ferner über eine Verbindungsleitung 182 mit einem Speicherelement 184 verknüpft, in dem ein Initialisierungswert der Integrationseinheit 156 abgelegt ist. Die Ausgangsleitung 186 der Integrationseinheit 156 ist über einen Begrenzer 188 und eine Einheit zur Batteriespannungskorrektur 190 geführt, die andererseits über eine Leitung 192 mit einer Meß­ einrichtung 194 zur Erfassung eines Batteriespannungswertes verbun­ den ist. Die Ausgangsleitung 196 der Einheit 190 verbindet die Adap­ tionseinheit 14 mit der Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 der inversen Stellgliedkennlinie.

Die Adaptionseinheit 14 wird bei schließender Schalteinheit 154 ak­ tiviert. Die Bedingungen, die zur Aktivierung der Adaption vorliegen müssen, geben die Betriebszustände der Brennkraftmaschine an, wäh­ rend denen die Adaption durchführbar ist. Die Funktion der Auswerte­ einheit 160 entspricht daher einer logischen UND-Funktion. Zur Akti­ vierung der Adaption muß sich die Brennkraftmaschine im stabilen Leerlaufzustand befinden. Dies wird durch die Meßeinheit 162, bei­ spielsweise durch Erkennen des Schließens des Leerlaufschalters der Drosselklappe und Ablauf einer darauffolgenden, vorgegebenen Zeit­ dauer, ermittelt.

Ferner wird über die negierte Auswertung des von der Einheit 174 er­ mittelten Startsignals der Startfall der Brennkraftmaschine ausge­ schlossen. Während des Starts ist das Signal der den Luftdurchsatz repräsentierenden Größe Q zur Adaption nicht brauchbar.

Eine weitere Bedingung wird durch den Schwellschalter 170 vorgege­ ben, wobei das in der Meßeinheit 166 ermittelte Lastsignal unterhalb einer durch den Schwellwertschalter 170 vorgegebenen Lastschwelle liegen muß. Durch diese Maßnahme wird die Adaption auf Betriebsbe­ reiche mit überkritischen Druckverhältnissen im Ansaugsystem be­ schränkt. Bei überkritischen Verhältnissen ist die Kennlinie des Stellgliedes unabhängig von der Druckdifferenz zwischen Ansaugdruck und Außendruck. Überkritische Verhältnisse liegen dann vor, wenn das Verhältnis aus Saugrohrdruck und Außendruck kleiner als ein vorgege­ bener Wert ist.

Bei gleichzeitigem Vorliegen aller drei oben genannter Bedingungen aktiviert die Auswerteeinheit 160 über ihre Ausgangsleitung 158 die Adaption durch Schließen der Schalteinheit 154. Damit wird eine An­ wendung der nachfolgend beschriebenen Vorgehensweise auch für druck­ gesteuerte Systeme möglich.

Während des Startvorgangs, was durch die Meßeinrichtung 174 festge­ stellt wird, ist die Schalteinheit 178 geschlossen, so daß die Inte­ grationseinheit 156 auf ihren, in dem Speicherelement 184 abgelegten Initialisierungswert gesetzt wird.

Bei aktivierter Adaption wird die aus Vorgabe- und Istwert gebildete Differenz über die Leitung 152 der Integrationseinheit 156 zuge­ führt. Diese integriert die Differenz, so daß ihr Ausgangssignal auf Leitung 186 ein Maß für die Abweichung zwischen Vorgabe- und Istwert ist. Das Ausgangssignal wird durch die Begrenzungseinheit 188 auf physikalisch sinnvolle Werte begrenzt.

In der Einheit 190 wird eine Korrektur des Ausgangssignals der Inte­ grationseinheit 156 als Funktion der Batteriespannung über eine bat­ teriespannungsabhängige Kennlinie bzw. einer Verknüpfung mit einem batteriespannungsabhängigen Wert vorgenommen.

Der auf der Ausgangsleitung der Adaptionseinheit 14 anstehende Adap­ tionswert wird dann, wie nachstehend erläutert, zur Korrektur der inverse Stellerkennlinie in der Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 verarbeitet.

Wie oben erwähnt, besteht die Kennlinie 100 in Fig. 2a aus mehreren Bereichen, wobei ein Bereich geradenförmigen Verlaufs oberhalb einer Ansteuersignalgröße τ₀ vorliegt.

Der Strom, der in Abhängigkeit des Ansteuersignals τ die Position des Stellglieds und damit die Größe der zu steuernden Betriebsgröße der Brennkraftmaschine festlegt, ist über den Wicklungswiderstand des Stellgliedantriebs temperaturabhängig. Ferner zeigt er eine Bat­ teriespannungsabhängigkeit.

Temperatur- und Batteriespannungsänderungen führen somit zu einer Veränderung der Zuordnung Ansteuersignal/Betriebsgröße. Dies bedeu­ tet, daß der Arbeitsast der Kennlinie 100 bezüglich seiner Steigung wenigstens temperatur- und/oder batteriespannungabhängig ist.

Demgegenüber ist der Achsenabschnitt A der Kennlinie 100 von den oben skizzierten Einflüssen unabhängig. Die Anpassung der Kennlinie an die auf sie infolge der oben beschriebenen Einflüsse wirkenden Veränderungen wird daher durch eine Anpassung der Steigung S des ge­ radenförmigen Teils der Kennlinie mittels Drehung dieses Teils der Kennlinie um den festen, motorspezifischen Achsenabschnitt A (s. Fig. 2a. strichpunktierte Kennlinie 102 bzw, Fig. 2b Kennlinie 102 ) vorgenommen.

Der Integrator 156 bzw. sein Ausgangssignal stellen ein Maß für die Veränderung der Kennlinie dar, da sie in Abhängigkeit der aktuellen Veränderung, die aus der Abweichung zwischen Vorgabe- V und Istwert Q abzuleiten sind, im Leerlaufzustand gebildet wurden.

Das gegebenenfalls batteriespannungsabhängig korrigierte, die Infor­ mation über die auf die Kennlinie einwirkenden Veränderungen tragen­ de Intergratorausgangssignal entspricht somit der notwendigen Verän­ derung der Kennliniensteigung zur Anpassung der Kennlinie an die oben beschriebenen Einflüsse.

Die Kennliniensteigung der inversen Stellgliedkennlinie wird somit in Abhängigkeit des Integratorausgangssignals korrigiert und die Kennlinie um den festen, motorspezifischen Achsenabschnitt A gedreht.

Fig. 4 verdeutlicht die erfindungsgemäße Vorgehensweise, die anhand des Blockschaltbilds von Fig. 3 dargestellt wurde.

Nach Start des Programmteils wird im Schritt 200 überprüft, ob ein Startzustand der Brennkraftmaschine vorliegt. Ist dies der Fall, wird das System gemäß Schritt 202 initialisiert. Die Initialisierung besteht vorzugsweise darin, den Integrator auf seinen Startwert festzulegen. Danach wird der Programmteil beendet und neu gestartet.

Ist in Schritt 200 entschieden worden, daß die Startphase abgelaufen ist, d. h. die Brennkraftmaschine sich außerhalb ihres Startzustandes befindet, wird in Schritt 204 überprüft, ob die Brennkraftmaschine sich in einem stabilen Leerlaufzustand befindet. Ist dies nicht der Fall, so werden die Schritte 200 und 204 so lange wiederholt, bis der stabile Leerlaufzustand eingetreten ist.

Im erkannten, stabilen Leerlauffall berechnet die Regeleinheit 12 aus ihren Eingangssignalen den Vorgabewert V für die zu steuernde Betriebsgröße gemäß Schritt 206. In Schritt 208 wird abgefragt, ob die oben genannten Bedingungen zur Durchführung der Kennlinienadap­ tion vorliegen. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 210 ge­ mäß der oben erwähnten Gleichung der inversen Kennlinie die An­ steuersignalgröße τ berechnet bzw. bei einer gespeicherten Kenn­ linie ausgelesen und der Programmteil beendet und neu gestartet.

Sind die Adaptionsbedingungen im Schritt 208 als erfüllt erkannt worden, so wird in Schritt 212 die Differenz aus dem Vorgabe- V und dem gemessenen Istwert Q der zu steuernden Betriebsgröße berechnet.

Danach kann sich eine Abfrage anschließen, mit deren Hilfe überprüft wird, ob sich die Differenz dieser Werte innerhalb eines vorgegebe­ nen Wertebereichs befindet (Schritt 213). Ist dies der Fall, so wird keine Adaption vorgenommen und mit Schritt 210 fortgesetzt. Diese Maßnahme soll ein Ansprechen der Adaption auf kleine Abweichung und somit ein ständiges Arbeiten der Adaption verhindern.

Schritt 213 kann auch noch eine Abfrage umfassen, die eine zeitliche Konstanz des Differenzwertes überprüft. Um ein fehlerhaftes Anspre­ chen der Adaption bei kurzfristigen Änderungseinflüssen auf die Stellgliedkennlinie zu vermeiden, kann der Adaption die Bedingung vorausgeschaltet werden, daß die Differenz zwischen Vorgabe- V und Istwert Q eine gewisse Zeit lang konstant sein muß. Im anderen Fall wird dann mit Schritt 210 fortgefahren.

Nach dem nicht notwendigerweise vorhandenen, jedoch vorteilhaften Schritt 213 wird in Schritt 214 die Differenz integriert. Das Inte­ grationsergebnis wird schließlich in Schritt 216 einer Begrenzung unterworfen, die eine Maximal- bzw. für negative Intergratorwerte Minimalbegrenzung des Interationsergebnisses vornimmt.

Das begrenzte Integrationsergebnis wird gemäß Schritt 218 durch bei­ spielsweise Multiplikation mit einem batteriespannungsabhängigen Wert korrigiert, so daß nach Schritt 218 der Integratorwert ein Maß für die oben beschriebenen, verändernd wirkenden Einflüsse darstellt. Der nach Schritt 218 vorliegende Integratorwert wird dann als neue Steigung der inversen Kennlinie gemäß Schritt 220 betrachtet.

Danach wird im Schritt 222 die Ausgangssignalgröße τ entsprechend der oben skizzierten Gleichung der inversen Kennlinie aus festem Achsenabschnitt A , d. h. Drehpunkt, und der neu ermittelten Steigung S′, die dem mittels der Schritte 214 bis 218 bestimmten Integra­ tionswert entspricht, berechnet. Bei einer in Tabellenform gespei­ cherten Kennlinie werden in Schritt 222 die Kennlinienwerte gemäß den neuen Parametern angepaßt und die Ansteuersignalgröße τ in Ab­ hängigkeit des Reglerausgangssignals ausgelesen.

Danach wird der Programmteil beendet und neu gestartet.

Eine weitere vorteilhafte Anwendung findet der erfindungsgemäße Ge­ danke bei einer Anpassung des motorspezifischen Achsenabschnitts bzw. Drehpunkt an sich ändernde Leckluftverhältnisse.

Claims (14)

1. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Betriebsgröße ei­ ner Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, über wenigstens ein Übertragungsglied, das den Zusammenhang zwischen Ein- und Ausgangs­ größe in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes festlegt, wie über ein elektrisch betätigbares, diese Betriebsgröße mittel- oder unmittelbar beeinflussendes und von der Steuerung und/oder Regelung angesteuerten Stellelements, das den Zusammenhang zwischen Ansteuer­ größe und Betriebsgröße oder einer diese Betriebsgröße beeinflus­ sende Größe in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes festlegt und eine Anpassung der Steuerung und/oder Regelung an sich verän­ dernde Betriebsumstände durchgeführt wird, indem die Kennlinie oder das Kennfeld durch Adaption an die sich verändernde Betriebsumstände angepaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption derart vorgenommen wird, daß wenigtens ein Bereich der Kennlinie oder des Kennfeldes um einen vorgegebenen, brennkraft­ maschinenspezifischen, außerhalb der Kennlinie oder des Kennfeldes liegenden Punkt gedreht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt (A) durch den fiktiven Wert der Betriebsgröße für die Eingangs- bzw. Ansteuergröße Null bestimmt wird, auf der Basis des wenigstens einen Bereichs der Kennlinie bzw. des Kennfeldes.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Übertragungsglied ein Stellelement ist, wel­ ches die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflußt und vorzugs­ weise bei einer Leerlaufdrehzahlregelung eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kennlinie bzw. die sie repräsentierende Be­ rechnungsvorschrift durch wenigstens einen Parameter, insbesondere durch Steigung und/oder Achsenabschnitt, charakterisiert ist und daß diese in wenigstens einem Bereich geradenförmigen Verlauf aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Adap­ tion der Kennlinie durch Veränderung des wenigstens einen, die Kenn­ linie charakterisierenden Parameters in Abhängigkeit von der gemes­ senen, von dem Stellelement beeinflußten Größe und einem von der Steuerung und/oder Regelung vorgegebenen, diese Größe repräsen­ tierenden Wert vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieser Parameter die Steigung der Kennlinie in wenigstens einem Bereich der Kennlinie ist und diese abhängig von der Differenz zwischen gemessenem und vorgegebenem Wert eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Adaption nur außerhalb des Startfalls der Brennkraftmaschine in der Leerlaufbetriebsphase der Brennkraft­ maschine vorgenommen wird, wenn die Last der Brennkraftmaschine ei­ nen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der wenigstens eine, die Kennlinie charakterisie­ render Parameter abhängig von der Batteriespannung korrigiert wird.

9. Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem Übertra­ gungsglied, welches den Zusammenhang zwischen seiner Ein- und Aus­ gangsgröße in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes festlegt, wie ein elektrisch betätigbares, die Betriebsgröße mittel- oder un­ mittelbar beeinflussendes und von der Steuerung und/oder Regelung angesteuertes Stellelement, das den Zusammenhang zwischen Ansteuer­ größe und Betriebsgröße oder einer diese Betriebsgröße beeinflus­ sende Größe in Form einer Kennlinie oder Kennfeld festlegt und einer Adaptionseinheit, die eine Anpassung der Steuerung und/oder Regelung an sich verändernde Betriebsumstände vornimmt, indem die Kennlinie oder das Kennfeld durch Adaption an die sich verändernde Betriebsum­ stände angepaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, die die Adaption derart vornehmen, daß wenig­ stens ein Bereich der Kennlinie oder des Kennfeldes um einen vorge­ gebenen, brennkraftmaschinenspezifischen, außerhalb der Kennlinie liegenden Punkt gedreht wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt (A) durch den fiktiven Wert der Betriebsgröße für die An­ steuergröße Null bestimmt wird, auf der Basis des wenigstens einen Bereichs der Kennlinie bzw. des Kennfeldes.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Adaptionseinheit Mittel umfaßt, die abhängig von der Abweichung der gemessenen, von dem Stellelement beeinflußten Be­ triebsgröße der Brennkraftmaschine und der von der Steuerung und/oder Regelung vorgegebenem Wert der Betriebsgröße ein die Kenn­ linie charakterisierenden Parameter, insbesondere die Steigung, ver­ ändert.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die Adaptionseinheit in vorgegebenen Betriebszuständen aktivieren.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Adaptionseinheit Mittel umfaßt, die die Steigung in Abhängigkeit der Batteriespannung korrigieren.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Adaptionseinheit intergrierende Elemente umfaßt, die die Abweichung zwischen gemessenem und vorgegebenem Wert verar­ beiten und wenigstens einen Parameter abhängig von dieser Abweichung beeinflussen.