DE102006032836B4

DE102006032836B4 - Verfahren zur Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge und eine entsprechende Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE102006032836B4
Application number: DE102006032836.1A
Authority: DE
Inventors: Jörg Ballauf; Dr. Lampe Siegmar; Daniel Beese; Dr. Braun Holger
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2026-07-15
Also published as: GB2440236A; DE102006032836A1; FR2904369B1; FR2904369A1; ITMI20071378A1; GB0713473D0; CN101105151A; GB2440236B; CN101105151B

Abstract

Verfahren zur Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine, mit einer Ladedruckregeleinrichtung, mittels der der Ladedruck einer Brennkraftmaschine geregelt wird, wobei die Ladedruckregeleinrichtung eine Bypasseinrichtung aufweist, und wobei die Bypasseinrichtung eine Stelleinrichtung aufweist, die die Bypasseinrichtung bei Erreichen eines vorgegebenen Stelleinrichtungs-Sollwertes freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von vorgegebenen und/oder erfassten Brennkraftmaschinenparametern (rlsol, nmot) ein Adaptionsbetrag als Korrekturwert (pwgad) ermittelt wird, mittels dem der betriebspunktabhängig vorgegebene Sollwert der Stelleinrichtung für eine vorgegebene Regelabweichung (dpvdk) zwischen einem Ladedruck-Istwert und einem Ladedruck-Sollwert adaptiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 23.
Eine solche Ladedruckregelung ist beispielsweise aus der DE 195 02 150 C1 bekannt. Eine Ladedruckregeleinrichtung umfasst hier einen Integralregler, dessen Integration der Regelabweichung auf einen vorgegebenen Grenzwert begrenzt wird, um starke Überschwinger zu vermeiden. Dazu werden verschiedene Grenzwerte für stationäre und für dynamische Betriebszustände vorgegeben, wobei der dynamische Grenzwert mit betriebskenngrößenabhängigen Korrekturen und mit einer adaptiven Korrektur versehen sowie zusätzlich um einen Sicherheitsabstand erhöht wird. Dadurch soll auch bei Verschmutzung oder Verschleiß der an der Regelung beteiligten Komponenten eine dauerhaft gute Regelqualität sichergestellt werden. Eine ähnliche Ladedruckregelung ist auch aus der DE 198 12 843 A1 bekannt, bei der für einen Betrieb der Ladedruckregelung über einen weiten Arbeitsbereich, ohne dass der Regelvorgang zu langsam wird oder es zu Überschwingungen bei der Regelung kommt, eine Stellgröße für ein Stellglied auf solche Werte transformiert wird, dass nach der Transformation der Werte zwischen der Stellgröße und der Regelgröße ein linearer Zusammenhang besteht. Ein Korrekturwert für einen Grenzwert, der für einen Integralanteil eines Integralreglers vorgegeben ist, ist in Verbindung mit einer Ladedruckregelung ferner aus der DE 197 12 861 A1 bekannt.
Aus der DE 199 35 901 A1 sind ein Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine bekannt. Ausgehend von Betriebskenngrößen wird ein Sollwert für einen Ladedruck vorgegeben. Ein Istwert des Ladedrucks wird erfasst. Ausgehend von dem Vergleich zwischen dem Ist und dem Sollwert gibt ein Regler ein Ansteuersignal zur Beaufschlagung eines Stellgliedes zur Beeinflussung des Ladedrucks vor. Das Übertragungsverhalten des Reglers ist abhängig von Betriebskenngrößen vorgebbar.
Ferner ist aus der DE 199 05 420 A1 ein Ladedruck-Regelverfahren für einen Abgasturbolader mit verstellbaren Turbinenschaufeln bekannt, bei dem der Ladedruck mittels zumindest eines auf eine Verstelleinrichtung wirkenden Regler auf einen Ladedrucksollwert geregelt wird, wobei die Reglerparameter über Kennlinien bzw. Kennfelder abhängig von Betriebsparameter eingestellt werden. Zur Erreichung einer besseren Verstelldynamik des Regelkreises und zur Anpassung des Reglers an die sich ändernden Regelstrecken-Charakteristiken wird vorgeschlagen, dass der Regelparameter zumindest eines Reglers zusätzlich in Abhängigkeit der Regelabweichung zwischen Ladedruck-Istwert und Ladedruck-Sollwert kontinuierlich angepasst wird.
Schließlich ist in der DE 102 43 268 A1 ein Verfahren zum Regeln der Aufladung einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, das ohne Adaptionsoffset auskommt. Dabei wird aus der Regelabweichung zwischen einem Sollwert einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine und einem Istwert dieser Betriebskenngröße eine Stellgröße erzeugt, die mindestens einen von einem Integralregler gelieferten Anteil aufweist. Für den Integral-Anteil wird ein Grenzwert vorgegeben, der aus mehreren Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Der Grenzwert wird adaptiert, indem eine erste der zur Ermittlung des Grenzwertes verwendeten Betriebskenngrößen adaptiv in Abhängigkeit von einer zweiten Betriebskenngröße bestimmt wird.
Aufgrund einer herstellungsbedingten Serienstreuung, z. B. bei der Federvorspannung im Wastegatebereich, z. B. konkret im Bereich einer federbelasteten Druckdose, welche auf ein Bypassventil einwirkt, kann sich für unterschiedliche Fahrzeuge ein unterschiedliches Regelverhalten ergeben, was unerwünscht ist. Das gleiche trifft auch zu bei Alterungserscheinungen der Bauteile einer Regelstrecke, die ebenfalls von Fahrzeug zu Fahrzeug variieren können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, mittels der, insbesondere bei einer Serienstreuung und Alterungserscheinungen der Bauteile der Regelstrecke, eine hohe und reproduzierbare Regelgüte mit möglichst geringer Regelabweichung zwischen dem Soll-Ladedruck und dem Ist-Ladedruck zur Verfügung gestellt werden soll.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 wird in Abhängigkeit von vorgegebenen und/oder erfassten Brennkraftmaschinenparametern ein Adaptionsbetrag als Korrekturwert ermittelt, mittels dem der betriebspunktabhängig vorgegebene Soll- bzw. Schwellwert der Stelleinrichtung einer Bypasseinrichtung für eine vorgegebene Regelabweichung zwischen einem Ladedruck-Istwert und einem Ladedruck-Sollwert betriebspunktabhängig adaptiert wird.
Mit einer derartigen Verfahrensführung kann ein über die Serie gleich bleibendes Systemverhalten im Hinblick auf die Regelgüte und die Reproduzierbarkeit gewährleistet werden, da durch die Ermittlung des Korrekturwertes für den betriebspunktabhängig vorgegebenen Sollwert der Stelleinrichtung auch bei auftretender Serienstreuung und Alterungserscheinungen der Bauteile der Regelstrecke der Ladedruckregelung eine solche Adaption möglich ist, die diese Erscheinungen berücksichtigen. D. h., dass mit einer derartigen betriebspunktabhängigen Adaptionsroutine für eine Ladedruckregelung, die auf den Sollwert einer Stelleinrichtung der Bypasseinrichtung einwirkt, ein Einregeln des Ladedrucks mit möglichst geringer Regelabweichung erfolgen kann.
Bevorzugt wird hierbei der Korrekturwert in Abhängigkeit einer Sollmotorfüllung und/oder einer Motordrehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt. Konkret ist hierbei der Stelleinrichtungs-Sollwert ein Solldruck einer federbelasteten Druckdose, die wiederum Bestandteil eines ein Ladedruckregelventil bildenden Bypassventils ist, das vorzugsweise über ein von einem Steuergerät der Ladedruckregelung gesteuertes Taktventil druckbeaufschlagbar ist. Der Korrekturwert ist dabei ein Druckwert, der von. dem Stelleinrichtungs-Sollwert vorzugsweise subtrahiert wird.
Der Korrekturwert wird vorzugsweise mittels einer Adaptionseinrichtung in einer Adaptionsroutine ermittelt, die sich in eine Adaptionsfreigabe, eine Indexerstellung in Motordrehzahlrichtung, eine Indexerstellung in Sollmotorfüllungsrichtung, eine Interpolation eines Adaptionskennfeldes, eine Zwischenspeicherung der Adaptionswerte, eine Freigabe des Beschreibens des Adaptionskennfeldes, ein Beschreiben des Adaptionskennfeldes, eine Stetigkeitsüberprüfung des Adaptionskennfeldes, eine Güteprüfung der gelernten Werte sowie ein Kopieren der gelernten Werte in ein Speicherarray unterteilt. Der Korrekturwert wird dabei in einem nicht flüchtigen Speicherarray (Adaptionsarray) abgelegt, dessen Adressierungsvariablen bevorzugt die Motordrehzahl und die Sollmotorfüllung sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
1 schematisch eine Prinzipskizze einer elektronischen Ladedruckregelung,
2 schematisch ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Sollwertadaption einer Druckdose der Ladedruckregelungseinrichtung,
3 das Beschreiben eines Zwischenspeichers,
4 das Beschreiben eines Arbeitsadaptionsarrays, und
5 beispielhaft die Manipulation des Arbeitsadaptionsarrays in eine Richtung.
In der 1 ist schematisch eine Prinzipskizze einer elektronischen bzw. elektropneumatischen Ladedruckregelung für eine Brennkraftmaschine 1 gezeigt, deren optimaler Ladedruck über ein Ladedrucksteuergerät 2 der Ladedruckregelung geregelt wird. Ein hier nicht dargestellter Drucksensor erfasst den Ladedruck und gibt diese Information an das Ladedrucksteuergerät 2 weiter, welches wiederum ein Taktventil 3 ansteuert, dessen Tastverhältnis in an sich bekannter Weise den Öffnungsquerschnitt des Taktventils steuert.
Wie das der 1 weiter entnommen werden kann, befindet sich im Ansaugrohr 4 ein Verdichterrad 5 eines Abgasturboladers 6, dessen Turbinenrad 7 sich im Abgasrohr 8 befindet. Vom Abgasrohr 8 zweigt als Wastegate eine Bypassleitung 9 ab, mittels der wenigstens ein Teil des Abgasstroms unter Umgehung des Turbinenrades 7 in den Abgaskanal eingeleitet werden kann. Zur Freigabe der Bypassleitung 9 ist ein Ladedruckregelventil bzw. Bypassventil 10 vorgesehen, das eine federbelastete Druckdose 11 aufweist, die in Abhängigkeit von dem vorzugsweise elektrischen bzw. elektropneumatischen Taktventil 3 mit einem vorgegebenen Druckwert als Stelleinrichtungs-Sollwert betriebspunktabhängig vorgegeben beaufschlagt wird.
Die grundsätzliche Funktionsweise ist dabei folgende: Das Motorsteuergerät berechnet aus dem Fahrerwunsch zu jedem Zeitpunkt einen Sollladedruck. Auf Grundlage dieses Sollladedrucks und des nach dem Verdichter 5 gemessenen Ladedruckes wird ein Stellsignal für das Taktventil 3, dass sich zwischen der Steuerleitung 12 zur Wastegatedruckdose 11 und dem Ansaugrohr 4 sowie der Druckleitung nach Verdichter (siehe 1) befindet, berechnet. Soll der Ladedruck entsprechend dem Sollladedruck erhöht werden, wird über die Ansteuerung des Taktventils 3 stetig der Ventilquerschnitt zwischen der Steuerleitung 12 und dem Ansaugrohr 4 vergrößert. Damit sinkt der Druck in der Wastegatedose 11 und das Bypassventil 10 beginnt sich auf Grund der Federvorspannung der Wastegatedruckdose 11 zu schließen. Damit vergrößern sich zunehmend der Turbinenmassenstrom, die umgesetzte Leistung die dem Verdichter zur Verfügung gestellt wird und der Ladedruck.
Soll der Ladedruck entsprechend dem Sollladedruck verringert werden, wird über die Ansteuerung des Taktventils 3 stetig der Ventilquerschnitt zwischen der Steuerleitung 12 und dem Ansaugrohr 4 verkleinert. Damit steigt der Druck in der Wastegatedose 11 bis maximal auf den Wert des Ladedrucks und das Bypassventil 10 beginnt sich gegen die Federvorspannung der Wastegatedruckdose 11 zu öffnen. Damit verkleinern sich zunehmend der Turbinenmassenstrom, die umgesetzte Leistung die dem Verdichter zur Verfügung gestellt wird und der Ladedruck.
In der 2 ist schematisch die erfindungsgemäße Verfahrensführung zur Ladedruckregelung der Brennkraftmaschine 1 gezeigt, bei der in die modellbasierte Vorsteuereinrichtung 13, die erfindungsgemäße Adaptionseinrichtung 14 eingebunden ist. Im einzelnen besteht die Vorsteuereinrichtung 13 aus einer ersten Steuereinrichtung 13a, in der in Abhängigkeit vom Sollmassenstrom durch die Bypassleitung 9, d. h. dem sog. Wastegate-Durchfluss, und einer wastegate- bzw. bypassseitigen Hub-Druck-Kennlinie ein Solldruck an der Druckdose 11 vorgegeben wird, der wiederum in einer zweiten Steuereinrichtung 13b in Verbindung mit einem Ladedruck über ein Ladedruck-Taktventil-Kennfeld zu einem Solltastverhältnis im Bypassbereich führt. Um den Solldruck an der Druckdose 11 im Hinblick auf die ggf. auftretenden Serienstreuungen und Alterungserscheinungen der Bauteile der Regelstrecke der Ladedruckregelung anzupassen, wird mittels der Adaptionseinrichtung 14 in Abhängigkeit von der Motorsollfüllung, der Motordrehzahl und einer betriebspunktabhängig vorgegebenen Regelabweichung (dpvdk) zwischen einem Ladedruck-Istwert und einem Ladedruck-Sollwert ein Adaptionsbetrag als Korrekturwert (pwgad) ermittelt, der einen Druckwert darstellt, der von dem berechneten Dosensolldruckwert subtrahiert wird.
Im Einzelnen wird mit der Adaptionseinrichtung 14 dabei eine Adaptionsroutine durchlaufen, die sich in eine Vielzahl von Hierarchien unterteilt, deren erste eine Adaptionsfreigabe ist. Hier erfolgt eine Freigabe der Datenaufnahme in einen noch näher zu erläuternden Zwischenspeicher der Adaptionseinrichtung 14, wenn der Ladedruckaufbau abgeschlossen und ein D-Anteil der Ladedruckregelung während des Einschwingvorgangs abgeklungen ist. Die Lesefreigabe eines Speicherarrays erfolgt dagegen in einer Interpolationsroutine, die ebenfalls nachfolgend noch näher erläutert wird.
Als zusätzliche Bedingung erfolgt die Freigabe der Datenaufnahme erst dann, wenn die Wastegate-Regelung aktiv ist und die Motortemperatur eine applizierbare Schwelle überschritten hat. Außerdem muss das Tastverhältnis für das Taktventil 3 zwischen applizierbaren minimalen und maximalen Grenzen liegen. Denn für den Fall, dass sich das Tastverhältnis an der unteren oder oberen Grenze befindet, ist ein Weiterführen der Adaption nicht sinnvoll, da der Stellbereich des Stellgliedes bzw. Taktventils 3 voll ausgeschöpft ist.
Ferner soll die Solllastanforderung, die durch den Quotienten aus der Sollmotorfüllung (rlsol) und der maximalen Motorfüllung (rlmax) beschrieben wird, die Adaptionsfreigabe – applizierbar für Voll- und Teillastbetriebsphasen – auslösen. In der Teillast soll für den Auswertebereich der Adaptionsroutine zusätzlich der Gradient des Sollladedrucks innerhalb eines applizierbaren Bandes liegen, womit eine Adaptionsfreigabe während des dynamischen Druckaufbaus verhindert werden soll.
Sofern alle Einzelbedingungen vorliegen, erfolgt die Schreibfreigabe des Korrekturwertes nach einer zusätzlichen Entprellzeit. Grundsätzlich ist auch eine Auswahl von weniger Bedingungen möglich.
Eine weitere Adaptionsroutine der Adaptionseinrichtung 14 stellt die Indexerstellung in Richtung der Motordrehzahl (nmot) und in Richtung der Sollmotorfüllung (rlsol) dar. Für das Zuweisen und das Auslesen von Werten des Speicherarrays werden für die Adressierung der einzelnen Arrayelemente ganzzahlige Indizes benötigt. Es werden hier beispielhaft zwei Indizes in nmot-Richtung und zwei Indizes in rlsol-Richtung gebildet. Zusammen beschreiben sie die benachbarten Arrayelemente des aktuellen Arbeits- bzw. Betriebspunktes.
Die Indizes für die Arrayachsen werden ständig aus den aktuellen Werten der Motordrehzahl (nmot) und der Sollmotorfüllung (rlsol) bestimmt. Welchen Wertebereichen der Motordrehzahl bzw. der Sollmotorfüllung dabei welche Indizes zugeordnet werden, ist über die in 3 dargestellte Tabelle dargestellt.
Innerhalb der Indexberechnung werden Bits gebildet, die den Moment eines Indexwechsels anzeigen. Um ein „Toggeln” dieser Größen bei einem stationären Arbeitspunkt zu verhindern, wird ein Indexwechsel erst dann angezeigt, wenn er zweimal in die gleiche Richtung aufgetreten ist. Die Indexwechselbits werden für den Zeitpunkt der Auswertung des Systemzustandes und das darauffolgende Beschreiben des Zwischenspeichers benötigt.
Als nächstes findet dann die Interpolation des Adaptionskennfeldes statt, wobei für die Generierung des Korrekturwertes (pwgad) für den aktuellen Arbeitspunkt das Speicherarray (PWGADAP) ausgelesen wird. Nach erfolgter Interpolationsfreigabe kann das Array linear oder bilinear interpoliert bzw. ausgelesen werden. Liegt der aktuelle Arbeitspunkt innerhalb der Grenzen des Speicherarrays, wird die bilineare Interpolation gestartet. Liegt der Arbeitspunkt außerhalb der Grenzen, wird linear interpoliert. Für die lineare Interpolation werden feste Motordrehzahl- und Sollmotorfüllungs-Werte herangezogen, die ebenfalls während der Indexberechnung entsprechend der aktuellen Indizes berechnet worden sind.
Die bilineare Interpolation erfolgt nach der Gleichung: g(x_i, y_i) = u₀₀ × [((x_i – x₁)(y_i – y₁)/(x₀ – x₁)(y₀ – y₁))] + u₀₁ × [((x_i – x₁)(y_i – y₀)/(x₀ – x₁)(y₁ – y₀))] + u₁₀ × [((x_i – x₀)(y_i – y₁)/(x₁ – x₀)(y₀ – y₁))] + u₁₁ × [((x_i – x₀)(y_i – y₀)/(x₁ – x₀)(y₁ – y0))]
Die Faktoren u₀₀, u₀₁, u₁₀ und u₁₁ sind die Nachbarpunkte des aktuellen Arbeitspunktes, die aus dem Speicherarray generiert werden. Die Größe x steht für die Motordrehzahl nmot und die Größe y für die Sollmotorfüllung rlsol. Der Index i stellt den aktuellen Arbeitspunkt, der Index 0 die davon ausgehende linke oder untere Stützstelle beziehungsweise der Index 1 die rechte oder obere Stützstelle dar.
Die lineare Interpolation wird ausgeführt, wenn einer der beiden Arrayeingänge (Motordrehzahl nmot oder Sollmotorfüllung rlsol) die minimale oder maximale Stützstelle unter- bzw. überschreitet. In dem Fall wird in die jeweils andere Richtung interpoliert.
Wie dies der 3 weiter entnommen werden kann, werden die Stützstellen-Indizes und der jeweils dazugehörige Änderungsbetrag (pwgreg) in einen Zwischenspeicher übertragen, wobei die Größe (pwgreg) der Änderungsbetrag der Ladedruckregelungs-Adaption ist, der aus der Regelabweichung (die um den Betrag der Systemzeitkonstante nach einem Indexwechsel ausgelesen wird) über eine applizierbare Verstärkungskennlinie berechnet wird. Dazu wird der zeitliche Verlauf des Indexwechselbits über einen Ringspeicher verzögert. Die Verzögerungszeit ist applizierbar. Der Änderungsbetrag (pwgreg) wird später auf den aktuellen Adaptionswert im jeweiligen Arbeitspunkt des Speicherarrays addiert, um den endgültigen Korrekturwert (pwgadp) festzulegen.
Weiterhin kann der Adaptionswert des ersten Arbeitspunktes direkt nach dem Einschwingvorgang des Ladedrucks anteilig bestimmt werden. Dies ist notwendig, da zum Einschwingzeitpunkt nicht sichergestellt ist, dass ein Indexwechsel stattfindet. Dieser anteilige Adaptionswert wird dann dem Element des Speicherarrays zugewiesen, das vor der Zeitpunkt der Adaptionsfreigabe durch den Index bestimmt wurde.
Zusätzlich kann auch das mehrfache Eintragen von gleichen Arbeitspunkten in den Zwischenspeicher verhindert werden. Dazu wird jeder neue Arbeitspunkt während eines Befüllzykluses des Zwischenspeichers in einem Bitarray gekennzeichnet. Tritt dieser Arbeitspunkt im selben Zyklus nochmals auf, wird der Eintrag dieses Arbeitspunktes in den Zwischenspeicher verhindert.
Nach dem Ende einer Betriebsphase der Ladedruckregelung wird die Freigabe für die Übertragung der im Zwischenspeicher enthaltenen Werte erteilt. Die im Zwischenspeicher abgelegten Werte werden in ein Arbeitsadaptionsarray übertragen, wie dies schematisch in der 4 dargestellt ist.
Der Änderungsbetrag (pwgreg) wird zu dem zugehörigen Wert eines Arbeitsadaptionsarrays addiert. Jeder im Zwischenspeicher enthaltene Arbeitspunkt wird hierfür zunächst in einem Arbeitsbitarray gekennzeichnet, damit dieser durch die anschließende Stetigkeitsüberprüfung, auf die nachfolgend noch näher eingegangen werden wird, nicht manipuliert werden kann. Die Werte des Zwischenspeichers können nicht direkt in das Speicherarray und in das Bitarray übertragen werden, da während der nachfolgenden Manipulation der Matrixelemente erneut die Ladedruckregelung aktiv werden könnte und damit beim Auslesen des aktuellen Korrekturwertes (pwgad) ggf. Unstetigkeiten auftreten könnten. Mit dem Übertrag in ein Arbeitsadaptionsarray und dem Kopieren der Arraywerte (bei nicht aktiver Ladedruckregelung) in das Adaptionsarray nach Beendigung der Stetigkeitsprüfung kann zu jeder Zeit ein konsistentes Auslesen des Korrekturwertes (pwgad) abgesichert werden.
Nach dem Übertrag des Zwischenspeicherinhalts in das Arbeitsadaptionsarray erfolgt in einer nächsten Hierarchiestufe die Stetigkeitsmanipulation des Arrays. Dazu wird einzeln für jeden aus dem Zwischenspeicher übertragenen Arbeitspunkt zunächst die Zeile (nmot-Richtung) im Arbeitsadaptionsarray manipuliert. D. h., dass benachbarte Arbeitspunkte, die nicht im aktuellen Lernzyklus angefahren bzw. nicht als ausreichend adaptiert im Bitarray gekennzeichnet wurden, in Bezug zum aktuellen Arbeitspunkt angehoben oder abgesenkt werden, um Unstetigkeiten zu vermeiden. Ist ein benachbarter Arbeitspunkt im Lernzyklus vertreten, der bereits adaptiert (Eintrag im Bitarray) ist, wird die Manipulation für diesen und alle nachfolgenden Arbeitspunkte in der betreffenden Zeile des Arbeitsadaptionsarrays gestoppt. Nach der Manipulation der Zeile für den aktuellen Arbeitspunkt des Lernzykluses wird anschließend die Spalte auf die gleiche Weise manipuliert.
Im einzelnen wird für eine Freigabe der Manipulation der Zeilenrichtung überprüft, ob die Elemente links vom aktuell betrachteten Element, der aus dem Zwischenspeicher in das Array übertragen wurde, gekennzeichnet sind oder nicht. Für das linke Element, das Element links unten und das Element links oben wird jeweils überprüft, ob eine Markierung gesetzt wurde. Die gleiche Überprüfung erfolgt auch in der rechten Richtung. Wurde keine Markierung gefunden, erfolgt die Freigabe der Manipulation für die linke, die rechte oder beide Seiten.
Ist eine Freigabe zur Matrixmanipulation in Zeilenrichtung erfolgt, wird ein Mittelwert aus dem linken und rechten Wert des zu manipulierenden Arbeitspunktes gebildet (p_n = (p_n-1 + p_n+1)/2). Dies wird entweder bis zum linken bzw. rechten Rand des Arbeitsadaptionsarrays nacheinander ausgeführt oder nur bis zu einem schon als „gelernt” markierten Punkt. Dieses Vorgehen ist für eine Richtung beispielhaft in 5 dargestellt. Dabei ist der neue Wert für den Index 1 ein aus dem Zwischenspeicher übertragener, gelernter Wert.
Nachdem zuerst die Zeile des aktuellen Arbeitspunktes überprüft und ggf. manipuliert wurde, erfolgt nun die Überprüfung der Spalten. Das betrifft die Spalte des aktuellen Arbeitspunktes und die Spalten der ggf. manipulierten Elemente der Zeile. Es wird jeweils für das obere und das untere Element des Arbeitsbitarrays überprüft, ob eine Manipulation zulässig ist und eine Freigabe in die obere Richtung, untere Richtung oder in beide erteilt ist.
Ist eine Freigabe zur Matrixmanipulation in Spaltenrichtung erfolgt, dann wird analog zur Manipulation in Zeilenrichtung ein Mittelwert aus dem oberen und unteren Wert vom zu manipulierenden Arbeitspunkt gebildet. Dies wird entweder bis zum oberen bzw. unteren Rand des Arbeitsadaptionsarrays nacheinander ausgeführt oder nur bis zu einem schon als „gelernt” markierten Punkt.
Da alle aus dem Zwischenspeicher in das Arbeitsadaptionsarray übertragenen Werte zunächst im Arbeitsbitarray markiert wurden, erfolgt nach Beendigung der Stetigkeitsüberprüfung eine Überprüfung dieser Werte auf ihre Güte. Nur ein als „gelernt” zu markierender Wert wird im Arbeitsbitarray gekennzeichnet.
Nachdem die Stetigkeitsmanipulation für alle Werte des Zwischenspeichers erfolgt ist, werden die Werte des Arbeitsbitarrays und des Arbeitsadaptionsarrays in das Bitarray bzw. das Speicherarray übertragen, aus dem die aktuellen Korrekturwerte (pwgad) betriebspunktabhängig ausgelesen werden und von dem berechneten Dosensolldruck subtrahiert werden. Bei dem Speicherarray handelt es sich um ein nicht flüchtiges Adaptionsarray (PWGADAP), dessen Adressierungsvariablen hier im Beispielfall und höchst bevorzugt die Motordrehzahl (nmot) sowie die Sollmotorfüllung (rlsol) sind.

Claims

Verfahren zur Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine, mit einer Ladedruckregeleinrichtung, mittels der der Ladedruck einer Brennkraftmaschine geregelt wird, wobei die Ladedruckregeleinrichtung eine Bypasseinrichtung aufweist, und wobei die Bypasseinrichtung eine Stelleinrichtung aufweist, die die Bypasseinrichtung bei Erreichen eines vorgegebenen Stelleinrichtungs-Sollwertes freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von vorgegebenen und/oder erfassten Brennkraftmaschinenparametern (rlsol, nmot) ein Adaptionsbetrag als Korrekturwert (pwgad) ermittelt wird, mittels dem der betriebspunktabhängig vorgegebene Sollwert der Stelleinrichtung für eine vorgegebene Regelabweichung (dpvdk) zwischen einem Ladedruck-Istwert und einem Ladedruck-Sollwert adaptiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert (pwgad) in Abhängigkeit einer Sollmotorfüllung (rlsol) und/oder einer Motordrehzahl (nmot) der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stelleinrichtungs-Sollwert ein Solldruck einer federbelasteten Druckdose ist, die Bestandteil eines ein Ladedruckregelventil bildenden Bypassventils ist, das über ein von einem Steuergerät der Ladedruckregelung gesteuertes Taktventil druckbeaufschlagt ist, und dass der Korrekturwert ein Druckwert ist, der von dem Stelleinrichtungs-Sollwert subtrahiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert mittels einer Adaptionseinrichtung ermittelt wird, in der der ermittelte Korrekturwert in einem nichtflüchtigen Speicherarray (PWGADAP) abgelegt wird, dessen Adressierungsvariablen die vorgegebenen und/oder erfassten Brennkraftmaschinenparameter sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionseinrichtung eine Datenaufnahme-Freigabeeinrichtung aufweist, mittels der die Datenaufnahme freigegeben wird, wenn wenigstens eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt wird: a) der Ladedruckaufbau ist abgeschlossen, b) der D-Anteil der Ladedruckregeleinrichtung ist abgeklungen, c) die Bypasseinrichtung ist freigegeben, d) die Motortemperatur entspricht einer oder hat eine vorgegebene Mindesttemperatur überschritten, e) das Tastverhältnis für ein Ladedruck-Taktventil der Ladedruckregeleinrichtung befindet sich innerhalb einer vorgegebenen unteren und oberen Tastverhältnisgrenze, die in Abhängigkeit von einem Tastverhältnis-Minimalwert und/oder einem Tastverhältnis-Maximalwert vorgegeben wird, f) die Solllastanforderung erreicht oder überschreitet einen vorgegebenen Solllastwert, wobei die Solllastanforderung durch den Quotienten aus der Sollmotorfüllung (rlsol) und der maximalen Motorfüllung (rlmax) ermittelt wird, g) im Falle eines Teillastbetriebes liegt der Gradient des Sollladedrucks innerhalb eines vorgegebenen Bereichs.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenaufnahme bei Vorliegen der wenigstens einen Bedingung nach einer zusätzlichen Entprellzeit freigegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für das Zuweisen und das Auslesen von Werten des Speicherarrays (PWGADAP) wenigstens ein Index in Richtung wenigstens eines Brennkraftmaschinenparameters gebildet wird, der im Speicherarray einen aktuellen Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Index in Motordrehzahlrichtung und wenigstens ein Index in Sollmotorfüllungsrichtung gebildet werden, die zusammen die benachbarten Arrayelemente eines aktuellen Arbeitspunktes beschreiben.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Index ständig aus den aktuell erfassten oder berechneten Werten der vorgegebenen Brennkraftmaschinenparameter ermittelt wird, denen in einem Kennfeld konkrete Indexwerte zugeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass während der Indexberechnung Bits gebildet werden, die den Zeitpunkt eines Indexwechsels anzeigen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Indexwechsel erst dann angezeigt wird, wenn er wenigstens zweimal in die gleiche Richtung aufgetreten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung des Korrekturwertes (pwgad) für den aktuellen Arbeitspunkt das Speicherarray (PWGADAP) ausgelesen und interpoliert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall eines innerhalb der Grenzen des Speicherarrays (PWGADAP) liegenden aktuellen Arbeitspunktes eine Interpolation nach folgender Gleichung durchgeführt wird: g(x_i, y_i) = u₀₀ × [((x_i – x₁)(y_i – y₁)/(x₀ – x₁)(y₀ – y₁))] + u₀₁ × [((x_i – x₁)(y_i – y₀)/(x₀ – x₁)(y₁ – y₀))] + u₁₀ × [((x_i – x₀)(y_i – y₁)/(x₁ – x₀)(y₀ – y₁))] + u₁₁ × [((x_i – x₀)(y_i – y₀)/(x₁ – x₀)(y₁ – y0))] wobei u₀₀, u₀₁, u₁₀ und u₁₁ die aus dem Speicherarray generierten Nachbarpunkte des aktuellen Arbeitspunktes sind, wobei x für einen ersten Brennkraftmaschinenparameter und y für einen zweiten Brennkraftmaschinenparameter steht, wobei der Index i den aktuellen Arbeitspunkt, der Index 0 die davon ausgehend linke oder untere Stützstelle beziehungsweise der Index 1 die davon ausgehende rechte oder obere Stützstelle darstellt.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall eines außerhalb der Grenzen des Speicherarrays (PWGADAP) liegenden aktuellen Arbeitspunktes eine lineare Interpolation unter Heranziehung vorgegebener Brennkraftmaschinenparameter erfolgt für die während einer Indexberechnung für das Speicherarray (PWGADAP) jeweils ein fester Wert entsprechend der aktuellen Indizes ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Indizes und ein Änderungsbetrag (pwgreg), der in den Korrekturwert (pwgad) eingeht, in einen Zwischenspeicher übertragen werden, wobei der Änderungsbetrag (pwgreg) eine Größe ist, die in Abhängigkeit von einer Regelabweichung, die um den Betrag der Systemzeitkonstante nach einem Indexwechsel ausgelesen wird, über eine applizierbare Verstärkungskennlinie ermittelt wird, wozu der zeitliche Verlauf des den Zeitpunkt eines Indexwechsel anzeigenden Indexwechselbits verzögert wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Änderungsbetrag (pwgreg) zu einem vorgegebenen späteren Zeitpunkt auf einen aktuellen, in den Korrekturwert (pwgad) eingehenden Adaptionswert im jeweiligen Arbeitspunkt des Speicherarrays (PWGADAP) addiert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Adaptionswert eines ersten Arbeitspunktes direkt nach einem Einschwingvorgang des Ladedrucks anteilig bestimmt wird, wobei dieser anteilige Adaptionswert demjenigen Element des Speicherarrays (PWGADAP) zugewiesen wird, das vor dem Zeitpunkt der Freigabe der Datentaufnahme der Adaptionseinrichtung durch den Index bestimmt wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung einer mehrfachen Eintragung von gleichen Arbeitspunkten in den Zwischenspeicher jeder neue Arbeitspunkt während eines Befüllzykluses des Zwischenspeichers in einem Bitarray gekennzeichnet wird, so dass beim nochmaligen Auftreten eines Arbeitspunktes im selben Zyklus der Eintrag dieses Arbeitspunktes in den Zwischenspeicher verhindert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ende einer Betriebsphase der Ladedruckregelung eine Übertragung der im Zwischenspeicher gespeicherten Werte in ein Arbeitsadaptionsarray vorgenommen wird, wobei der Änderungsbetrag (pwgreg) zu dem dazugehörigen Wert des Arbeitsadaptionsarrays addiert wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass jeder im Zwischenspeicher enthaltene Arbeitspunkt zunächst in einem Arbeitsbitarray gekennzeichnet wird.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Arraywerte des Arbeitsadaptionsarrays bei nicht aktiver Ladedruckregelung und/oder nach Beendigung einer Stetigkeitsprüfung der Arraywerte in das Speicherarray (PWGADAP) übertragen werden, aus dem die aktuellen Korrekturwerte (pwgad) ausgelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Stetigkeitsprüfung der Arraywerte des Arbeitsadaptionsarrays eine Manipulation in Zeilen- und Spaltenrichtung unter Einbeziehung der aus dem Zwischenspeicher übertragenen Arbeitspunkte durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22.