DE102006058297B4 - Verfahren zur Adaption eines Sensorsignals eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines verstellbaren Bauteils an eine Stellungsregelung - Google Patents

Verfahren zur Adaption eines Sensorsignals eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines verstellbaren Bauteils an eine Stellungsregelung Download PDF

Info

Publication number
DE102006058297B4
DE102006058297B4 DE102006058297.7A DE102006058297A DE102006058297B4 DE 102006058297 B4 DE102006058297 B4 DE 102006058297B4 DE 102006058297 A DE102006058297 A DE 102006058297A DE 102006058297 B4 DE102006058297 B4 DE 102006058297B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
signal
end position
adjustable component
gain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102006058297.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102006058297A1 (de
Inventor
Ralf Buehrle
Torsten Baumann
Mattias Hallor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102006058297.7A priority Critical patent/DE102006058297B4/de
Priority to IT002288A priority patent/ITMI20072288A1/it
Priority to KR1020070127276A priority patent/KR101131315B1/ko
Publication of DE102006058297A1 publication Critical patent/DE102006058297A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006058297B4 publication Critical patent/DE102006058297B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00—Control of position or direction
    • G05D3/12—Control of position or direction using feedback
    • G05D3/14—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/106—Detection of demand or actuation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00—Control of position or direction
    • G05D3/12—Control of position or direction using feedback
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/281—Interface circuits between sensors and control unit
    • F02D2041/285—Interface circuits between sensors and control unit the sensor having a signal processing unit external to the engine control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0404—Throttle position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/16—End position calibration, i.e. calculation or measurement of actuator end positions, e.g. for throttle or its driving actuator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Fire Alarms (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Verfahren zur Adaption eines Sensorsignals eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines verstellbaren Bauteils an einer ein Sollsignal mit einem Sensorsignal als Istsignal vergleichende Stellungsregelung, wobei das verstellbare Bauteil in einer Endstellung entlang eines Verstellwegs verstellt werden kann und eine Sensorverstärkung des Sensors das Verhältnis einer Signaländerung des Sensorsignals zu einer entsprechenden Stellungsänderung des verstellbaren Bauteils angibt, umfassend die folgenden Schritte:- Verstellen des verstellbaren Bauteils entlang des Verstellwegs aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung entsprechend der Signaländerung des Sensorsignals mit einer vorgegebenen Verstärkung,- Verändern des Sollsignals der Stellungsregelung zum weiteren Verstellen des verstellbaren Bauteils aus der zweiten Stellung in die Endstellung durch Nachregeln, wobei die Endstellung durch Erfassen einen bleibenden Regelabweichung aufgefunden wird und- zur Adaption des tatsächlichen Sensorsignals erfolgende Berechnung der Sensorverstärkung aus der ersten Stellung mit zugehörigem ersten Sensorsignal und der Endstellung mit zugehörigem zweiten Sensorsignal, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Verstärkung größer ist als eine Verstärkung, bei der die zweite Stellung die Endstellung wäre.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adaption eines Sensorsignals eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines verstellbaren Bauteils an eine ein Sollsignal mit einem Sensorsignal als Istsignal vergleichende Stellungsregelung, wobei das verstellbare Bauteil in eine Endstellung entlang eines Verstellwegs verstellt werden kann und eine Sensorverstärkung des Sensors das Verhältnis einer Signaländerung des Sensorsignals zu einer entsprechenden Stellungsänderung des verstellbaren Bauteils angibt.
  • Stand der Technik
  • Ein derartiges Verfahren ist bekannt. Es wird zum Beispiel bei der Adaption des Sensorsignals eines elektrischen Stellers mit Lagerückmeldung durch Anfahren mindestens einer als mechanischer Endanschlag ausgebildeten Endstellung als definierte Stellung des elektrischen Stellers. Der elektrische Steller besitzt dabei zwei als mechanische Endanschläge ausgebildete Endstellungen, zwischen denen der elektrische Steller entlang des Verstellwegs verstellt werden kann. Die mechanischen Endanschläge sind der untere mechanische Anschlag, sowie der obere mechanische Anschlag. Ohne Bestromung befindet sich der elektrische Steller am unteren mechanischen Anschlag. Die Stellung des elektrischen Stellers wird üblicherweise in Prozent (%) der Gesamtverstellweglänge angegeben, wobei 0 % dem unteren mechanischen Anschlag und 100 % dem oberen mechanischen Anschlag entspricht. Der als Lagesensor ausgebildete Sensor liefert ein Spannungssignal, das im Idealfall linear in eine prozentuale Öffnung umgerechnet werden kann. Die Umrechnung erfolgt über den reziproken Wert der Sensorverstärkung des Lagesensors, der als Faktor VPSTG angegeben wird. Dabei wird das Sensorsignal des oberen mechanischen Anschlags wie folgt adaptiert: Um mechanische Beschädigungen durch zu schnelles Anfahren des oberen mechanischen Anschlags während der Adaption zu vermeiden, wird zunächst aus einer mittleren Sensorverstärkung und einer Verstärkungstoleranz des Herstellers des elektrischen Stellers ein Worst Case-Faktor bestimmt, der größer ist als der zur tatsächlichen Sensorverstärkung reziproke Faktor VPSTG. Anschließend wird der Steller durch die Stellungsregelung auf die volle Gesamtverstellweglänge (100 % Öffnung) geregelt. Da der Worst Case-Faktor benutzt wird, ist dies ein kleinerer Öffnungsgrad als der real mögliche. Zur Adaption des Sensorsignals des tatsächlichen oberen mechanischen Anschlags wird der Worst Case-Faktor langsam reduziert. Im Normalfall gibt der Hersteller des elektrischen Stellers vor, mit welcher maximalen Geschwindigkeit in Prozent Öffnung pro Sekunde der obere mechanische Anschlag angefahren werden darf. Daraus wird die maximal zulässige Verkleinerung des Worst Case-Faktors berechnet. Durch diesen Verfahrensschritt wird der elektrische Steller bei konstant berechneter Öffnung real weiter geöffnet. Ist der tatsächliche obere mechanische Anschlag erreicht, so lässt sich der elektrische Steller nicht weiter verstellen, sodass das Sensorsignal konstant bleibt. Da der Worst Case-Faktor weiter verringert wird, geht der berechnete Wert für die Öffnung des elektrischen Stellers nach unten. Dadurch entsteht eine virtuelle Regelabweichung und die Ansteuerung des elektrischen Stellers wird verstärkt. Wenn die Stellungsregelung eine bestimmte Schwelle erreicht hat, wird das Verfahren beendet und aus den adaptierten Sensorsignalen bei einem unteren mechanischen Anschlag und einem oberen mechanischen Anschlag der stellerindividuelle, tatsächliche Faktor VPSTG berechnet, dessen reziproker Wert der tatsächlichen Sensorverstärkung entspricht. Durch die Wahl der Sensorverstärkung am äußersten Rand des Toleranzbandes als Worst Case-Sensorverstärkung und anschließender Änderung der Sensorverstärkung, die einer Regelverstärkung einer Regelstrecke eines Regelkreises entspricht, kann es zu einem instabilen Regelverhalten der Stellungsregelung kommen.
  • Aus der DE 601 12 757 T2 ist ein Steck- und Sitzpositioniersystem für Steuerungsanwendungen bekannt. Dort sind eine Regelventilkonstruktion mit einem Regelventil, einem ersten Positionssensor zur Überwachung der Stellung des Regelventils und zur Erzeugung eines ersten Positionssignals sowie ein Komparator für den Vergleich des ersten Positionssignals mit einem ersten Sollwert offenbart. Außerdem sind eine Stopfen- und Sitzventilkonstruktion, die dem Regelventil funktional zugeordnet ist, ein zweiter Positionssensor zur Überwachung der Stellung der Stopfen- und Sitzventilkronstruktion und zur Erzeugung eines zweiten Positionssignals offenbart, wobei der Komparator angepasst ist, einen zweiten Sollwert zu erzeugen und das zweite Positionssignal mit dem zweiten Sollwert zu vergleichen und ein Korrektursignal zu erzeugen, das an die Stopfen- und Sitzventilkonstruktion zur Positionierung des Regelventils übergeben wird. Die Regelventilkonstruktion umfasst außerdem einen Regelventilsteller der funktional mit dem Regelventil verbunden ist. Es wird außerdem vorgeschlagen, die Regelventilkonstruktion mit einer abstimmbaren Verstärkungseinstellungsschaltung auszustatten.
  • Aus der DE 3931455 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung der Luftzufuhr einer Brennkraftmaschine bekannt. Zur Vermeidung von Schäden an einem Luftzufuhrstellelement mit einem mechanischen Anschlag ist vorgesehen die Bewegung des Stellelemets in Richtung des Anschlags verzögert vorzunehmen. Außerdem kann vorgesehen sein, einen Minimalwert für die Position des Stellelements festzulegen, der oberhalb des mechanischen Anschlags liegt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Zur Vermeidung eines instabilen Regelverhaltens bei der Adaption sind erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen:
    • - Verstellen des verstellbaren Bauteils entlang des Verstellwegs aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung entsprechend der Signaländerung des Sensorsignals, mit einer vorgegebenen Verstärkung,
    • - Verändern des Sollsignals der Stellungsregelung zum weiteren Verstellen des verstellbaren Bauteils aus der zweiten Stellung in die Endstellung durch Nachregeln, wobei die Endstellung durch Erfassen einen bleibenden Regelabweichung aufgefunden wird und
    • - zur Adaption des tatsächlichen Sensorsignals erfolgende Berechnung der Sensorverstärkung aus der ersten Stellung mit zugehörigem ersten Sensorsignal und der Endstellung mit zugehörigem zweiten Sensorsignal.
  • Bei dem Verfahren ist die erste Stellung eine fest definierte (bekannte) Stellung des Bauteils. Aus dieser ersten Stellung wird das Bauteil zunächst in eine zweite Stellung verstellt. Dazu wird erfindungsgemäß eine vorgegebene Verstärkung verwendet. Aus dieser vorgegebenen Verstärkung und die Angabe einer mittleren Sensorverstärkung und entsprechender Toleranzen, die zum Beispiel vom Hersteller des Sensors angegeben werden, wird eine maximale Verstellweglänge bestimmt, die den Abstand der ersten Stellung zur zweiten Stellung bestimmt. Die verwendete Verstellweglänge zwischen der ersten und der zweiten Stellung liegt insbesondere zwischen 50% und 80% der gesamten Verstellweglänge zwischen der ersten Stellung und der Endstellung. Zum weiteren Verstellen in die Endstellung wird insbesondere ebenfalls die vorgegebene Verstärkung verwendet. Durch die Verwendung der konstanten vorgegebenen Verstärkung wird ein instabiles Regelverhalten beim Verstellen des verstellbaren Bauteils in die zweiten Stellung und die Endstellung weitgehend vermieden. Die Sensorverstärkung kann unter Annahme eines linearen Zusammenhangs zwischen Signaländerung des Sensorsignals und Stellungsänderung durch Verfahren des verstellbaren Bauteils in die Endstellung und das Erfassen des zugehörigen ersten Sensorsignals zur ersten Stellung und des zweiten Sensorsignals zur Endstellung ermittelt werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die vorgegebene Verstärkung größer ist als eine Verstärkung, bei der die zweite Stellung die Endstellung wäre. Die vorgegebene Verstärkung ist somit größer als eine „Worst Case“-Verstärkung. Da nicht die gesamte Verstellweglänge zwischen der ersten Stellung und der Endstellung genutzt wird, muss die vorgegebene Verstärkung keine „Worst-Case“-Verstärkung sein. Somit erreicht das Bauteil durch das Verstellen in die zweite Stellung die Endstellung nicht.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass die vorgegebene Verstärkung die mittlere Sensorverstärkung ist. Die Wahrscheinlichkeit eines Schwingens ist dabei besonders gering.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verstellen des verstellbaren Bauteils aus der ersten Stellung in die zweite Stellung durch Verändern des Sollsignals und Nachregeln durch die Stellungsregelung erfolgt.
  • Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Bauteil aus der zweiten Stellung in die Endstellung langsamer verstellt wird als aus der ersten Stellung in die zweite Stellung. Durch die Verwendung der vorgegebenen Verstärkung und die entsprechende verwendete Verstellweglänge zum Verstellen des verstellbaren Bauteils aus der ersten Stellung in die zweite Stellung wird sichergestellt, dass keine Endstellung des verstellbaren Bauteils angefahren wird. Daher kann das Bauteil schnell in die zweite Stellung verstellt werden. Bevorzugt wird das verstellbare Bauteil mit größtmöglicher Geschwindigkeit von der ersten in die zweite Stellung gestellt.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass das Verstellen des Bauteils aus der zweiten Stellung in die Endstellung mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die so gering ist, dass das verstellbare Bauteil bei Erreichen der Endstellung keinen Schaden nimmt. Nachdem das Bauteil im ersten Verfahrensschritt vorzugsweise mit maximal möglicher Geschwindigkeit von der ersten Stellung in die zweite Stellung verstellt wurde, erfolgt das Verstellen in die Endstellung im zweiten Verfahrensschritt durch Verändern des Sollsignals und Nachregeln durch die Stellungsregelung so langsam, dass das verstellbare Bauteil keinen Schaden nimmt. Dazu wird das Sollsignal mit einer entsprechenden Verstellrate zum weiteren Verstellen verändert, die maximal die Größe einer vorzugsweise vom Hersteller des verstellbaren Bauteils vorgegebenen maximalen Verstellrate aufweist.
  • Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die erste Stellung eine erste Endstellung und die Endstellung eine zweite Endstellung des verstellbaren Bauteils ist. Das verstellbare Bauteil befindet sich zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens in der ersten Endstellung. Diese erste Endstellung ist somit eine fest definierte Stellung mit zugehörigem ersten Sensorsignal. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das verstellbare Bauteil von der ersten Endstellung in die zweite Endstellung gestellt. Somit wird zur Berechnung der Sensorverstärkung die Gesamtverstellweglänge des verstellbaren Bauteils ausgenutzt. Da die Sensorsignale mit einem Messfehler behaftet sind, wird das tatsächliche Sensorsignal durch Nutzung der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung mit größtmöglicher Genauigkeit ermittelt.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass die erste Endstellung durch Verändern des Sollsignals zum Verstellen des feststellbaren Bauteils aus einer Anfangsstellung in die erste Endstellung durch Nachregeln und Erfassen einer bleibenden Regelabweichung aufgefunden wird. Ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Anfangsstellung keine fest definierte Stellung, muss zunächst eine fest definierte Stellung angefahren werden. Diese fest definierte Stellung ist die erste Endstellung. Um diese zu finden, wird dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Verfahrensschritt zum Verstellen des verstellbaren Bauteils in die erste Endstellung vorangestellt, der in seiner Verfahrensweise dem zweiten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens (Verändern des Sollsignals der Stellungsregelung zum weiteren Verstellen des verstellbaren Bauteils) entspricht. Insbesondere wird das Bauteil aus der Anfangsstellung in die erste Endstellung mit einer Geschwindigkeit verstellt, die so gering ist, dass das verstellbare Bauteil bei Erreichen der ersten Endstellung keinen Schaden nimmt.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass das Sensorsignal eine Sensorspannung ist.
  • Mit Vorteil ist ein elektrischer Steller vorgesehen, der das verstellbare Bauteil und den Sensor aufweist. Beim elektrischen Steller wird ein mechanisches Element (zum Beispiel eine Klappe) von einem elektrischen Element (zum Beispiel einem Elektromotor) elektrisch angesteuert. Die Ansteuerung erfolgt dabei mit einer Stellungsrückmeldung über den Sensor.
  • Schließlich ist vorgesehen, dass der elektrische Steller eine elektrische Drosselklappe (DV-E), ein Abgasrückführventil (AGR), eine Ladungsbewegungsklappe (LBK), eine Kompressorregelklappe, eine Waste-Gate-Klappe, eine Saugrohrumschaltung oder ein General Purpose Aktuator ist. Elektrische Drosselklappe, Abgasrückführventil, Ladungsbewegungsklappe, Kompressorregelklappe, Waste-Gate-Klappe, Saugrohrumschaltung und General Purpose Aktuator sind elektrische Steller, die zum Beispiel in der Fahrzeugtechnik verwendet werden.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 ein Blockschaltbild eines aus einem verstellbaren Bauteil, einem Sensor und einer Stellungsregelung gebildeten Regelkreises,
    • 2 ein Verfahren zur Adaption einer Sensorspannung eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines elektrischen Stellers gemäß Stand der Technik und
    • 3 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Adaption einer Sensorspannung eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines elektrischen Stellers.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • Die 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Regelkreises 1, der aus einem als elektrischen Steller 2, der ein verstellbares Bauteil 3 und einen Sensor 4 aufweist, und einer Stellungsregelung 5 aufgebaut ist. Das verstellbare Bauteil 3 gibt als Ausgangsgröße seine Stellung S aus, die Eingangsgröße des Sensors 4 ist. Der Sensor 4 gibt eine der Stellung S entsprechende Sensorspannung UIst aus. Das Verhältnis der Signale (Stellung S und Sensorspannung UIst) wird dabei von einer Sensorverstärkung des Sensors 4 vorgegeben. Die Stellungsregelung 5 vergleicht die Sensorspannung UIst mit einer Sollspannung USoll und gibt einen entsprechenden Stellwert W an eine nicht dargestellte Bewegungseinheit (zum Beispiel einen Motor) des verstellbaren Bauteils 3 aus.
  • Die 2 zeigt ein Diagramm zur Illustration eines herkömmlichen Adaptionsverfahrens der Sensorspannung UIst des Sensors 4 zur Stellungsrückmeldung der Stellung des verstellbaren Bauteils 3 an die Stellungsregelung 5. Die Stellung S des elektrischen Stellers 2 wird dabei in Prozent (%) der Gesamtverstellweglänge OEF angegeben, wobei 0 % einer ersten Endstellung, dem unteren mechanischen Anschlag (UMA) und 100 % einer zweiten Endstellung, dem oberen mechanischen Anschlag (OMA) entspricht. Der Sensor 4 des elektrischen Stellers 2 liefert eine Sensorspannung UIst, die in eine prozentuale Verstellung (Öffnung) umgerechnet werden kann. Üblicherweise wird dazu ein Faktor VPSTG verwendet, der der reziproken Sensorverstärkung entspricht. Der Faktor VPSTG sagt aus, um wie viel Prozent sich die Stellung S bei einem Volt (V) Spannungsunterschied des Sensors 4 ändert. Die Stellung S wird mit folgender Formel berechnet: S = VPSTG × ( U ist − U UMA )
    Figure DE102006058297B4_0001
  • Die Spannung UUMA ist die Sensorspannung des Sensors 4 in der ersten Endstellung (unterer mechanischer Anschlag UMA).
  • Beim Verfahren zur Adaption des Sensorsignals gemäß Stand der Technik sind folgende Schritte vorgesehen:
    1. 1. Um mechanische Beschädigungen durch zu schnelles Anfahren der zweiten Endstellung (oberer mechanischer Anschlag OMA) während der Adaption zu vermeiden, wird zunächst aus den Toleranzdaten des Stellerherstellers des elektrischen Stellers 2 ein Faktor VPSTGWC (VPSTG im Worst Case-Fall) mit VPSTGWC > VPSTG bestimmt. Damit wird sichergestellt, dass der elektrische Steller 2 auch bei einer mit dem Faktor VGSTGWC berechneten zweiten Endstellung nicht in den mechanischen Anschlag der zweiten Endstellung (oberer mechanischer Anschlag OMA) gefahren wird (erster Schritt ist nicht dargestellt).
    2. 2. Anschließend wird der elektrische Steller 2 mit aktiver Stellungsregelung 5 auf eine angenommene zweite Endstellung (100 % Öffnung) geregelt. Da immer noch mit VPSTGWC gerechnet wird, ist dies eine Stellung des elektrischen Stellers 2 auf dem Verstellweg, die noch nicht der zweiten Endstellung entspricht (zweiter Schritt B).
    3. 3. Zum Anfahren der zweiten Endstellung (oberer mechanischer Anschlag OMA) wird der Faktor VPSTGWC bei konstantem Sollwert von 100 % langsam reduziert. Dies entspricht einer Erhöhung der angenommenen Sensorverstärkung. Im Normalfall gibt der Hersteller des elektrischen Stellers 2 vor, mit welcher maximalen Geschwindigkeit in Prozent Verstellung pro Sekunde (Prozent Öffnung pro Sekunde) die zweite Endstellung (der obere mechanische Anschlag OMA) angefahren werden darf (maximale Verstellrate). Daraus lässt sich die maximal zulässige Verkleinerung des Faktors VPSTGWC berechnen. Durch diesen Verfahrensschritt wird der Steller 2 bei konstant berechneter Verstellung (Öffnung) real weiter verstellt. Wenn die zweite Endstellung (oberer mechanischer Anschlag OMA) erreicht ist, lässt sich der elektrische Steller 2 nicht weiter verstellen; die Sensorspannung UIst bleibt konstant bei UOMA. Da der Faktor VPSTGWC weiter verringert wird, geht der berechnete Wert für die Stellung S nach unten. Dadurch entsteht eine virtuelle Regelabweichung (die Sollöffnung ist weiterhin bei 100 %) und die Ansteuerung des elektrischen Stellers 2 wird verstärkt (dritter Schritt C).
    4. 4. Wenn die Ansteuerung eine bestimmte Schwelle erreicht hat, wird das Verfahren beendet und zur Adaption des tatsächlichen Sensorsignals die Sensorverstärkung aus der ersten Endstellung (unterer mechanischer Anschlag UMA) mit zugehöriger Sensorspannung UUMA und der zweiten Endstellung (oberer mechanischer Anschlag OMA) mit zugehörigem Sensorsignal UOMA berechnet (vierter Schritt D).
  • Die 3 zeigt ein Diagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Adaption des Sensorsignals, das im Wesentlichen dem Diagramm der 2 entspricht, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Im Gegensatz zum in 2 dargestellten Verfahren wird beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Adaption des Sensorsignals eine konstante Verstärkung vorgegeben (vorgegebene Verstärkung), deren reziproker Wert als Steigung VPSTG* in der 3 gezeigt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren in der gezeigten Ausführungsform weist folgende Schritte auf:
    1. I. Der Faktor VPSTG wird zu Beginn der Adaption auf den mittleren Nominalwert der Toleranzangaben (VPSTGWC , VPSTGWC’), den Faktor VPSTG* gesetzt. Der elektrische Steller 2 befindet sich in der ersten Stellung (unterer mechanischer Anschlag UMA). Aufgrund der Herstellerangaben wird daraus eine zweite Stellung berechnet, die einen minimalen Wert für die Stelleröffnung S* (üblicherweise 50 bis 80 %, je nach Toleranz) ergibt, der sicherstellt, dass unter Verwendung des Faktors VPSTG* - der reziprok zur mittleren Sensorverstärkung ist - die tatsächliche zweite Endstellung (der reale obere mechanische Anschlag OMA) noch nicht erreicht wird. Diese zweite Stellung des elektrischen Stellers wird als Sollwert für die Stellungsregelung vorgegeben und durch diese nachgeregelt (Schritt I).
    2. II. Der Sollwert SSoll für die Stellungsregelung wird in Richtung der zweiten Endstellung (oberer mechanischer Anschlag OMA) gestellt. Dabei kann der Sollwert SSoll auch größer als 100 % werden, da der Faktor VPSTG* größer als der durch die Adaption zu ermittelnde Faktor VPSTG (reziproker Wert der tatsächlichen Sensorverstärkung) sein kann. Die maximale Verstellrate (entspricht einer maximalen Anfahrgeschwindigkeit an die zweite Endstellung OMA) wird dabei einfach aus der vom Hersteller vorgegebenen maximalen Verstellrate an den oberen mechanischer Anschlag OMA des Faktors VPSTG*, sowie der adaptierten Spannung an der ersten Endstellung (unterer mechanischer Anschlag UMA) UUMA berechnet (Schritt II).
    3. III. Bei Erreichen der zweiten Endstellung (oberer mechanischer Anschlag OMA) wird die Ist-Position SIst des elektrischen Stellers 2 dem Sollwert SSoll nicht mehr folgen können. Es gilt UOMA = UIst. In Folge der entstehenden Regelabweichung wird sich der Ausgang der Stellungsregelung und damit die Stelleransteuerung erhöhen. Wenn die Regelabweichung eine bestimmte Schwelle erreicht hat, ist die zweite Endstellung (der obere mechanische Anschlag OMA) erreicht und aus den Sensorspannungen UUMA und UOMA der ersten Endstellung (unterer mechanischer Anschlag UMA) und der zweiten Endstellung (oberer mechanischer Anschlag OMA) wird der stellerindividuelle Faktor VPSTG und somit die tatsächliche Sensorverstärkung berechnet (Schritt III).
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Adaption des Sensorsignals werden folgende Mängel behoben:
  • Durch die Definition von VPSTGWC wird ein Wert am äußeren Rand des Toleranzbandes des Faktors VPSTG als Startwert für die Adaption gemäß dem Stand der Technik verwendet. Dadurch kann es zu instabilem Regelverhalten kommen. Ein Sollwertsprung von 0 % auf 100 % verstellt den elektrischen Steller unter Umständen nur um einen sehr viel kleineren Wert als bei der Reglerapplikation bestimmt wurde. Wenn zum Beispiel VPSTGWC gleich zwei Mal dem Faktor VPSTG gilt und der elektrische Steller 2 normalerweise einen Hub von 10 mm besitzt, wird er nur 5 mm anstelle von 10 mm bewegt. Die Ansteuerung (Stellungsregelung) ist jedoch für einen Sprung von 10 mm Hub appliziert, sodass es zu einem Überschwingen kommen kann. Der Faktor VPSTG* befindet sich in der Mitte des Toleranzbandes und eignet sich daher wesentlich besser zur Berechnung einer Iststellung des elektrischen Stellers als der Faktor VPSTGWC. Dadurch ist ein instabiles Regelverhalten des Regelkreises 1 unwahrscheinlicher als bei Verwendung des Faktor VPSTGWC zur Adaption. Durch Veränderung des Faktors VPSTG während der Adaption ist die Iststellung des elektrischen Stellers im herkömmlichen Verfahren schlagartig (unstetig) verändert. Ein solches unphysikalisches Verhalten kann ebenfalls zu negativen Auswirkungen beim Nachregeln führen. Auch bei einer Stellungsregelungen 5 mit nicht dargestellten Sollwertfiltern kann es zu instabilem Regelverhalten kommen, da bei der Veränderung des Faktors VPSTG des herkömmlichen Verfahrens sprungförmige und unter Umständen große Änderungen in der Regelabweichung auftreten, da sich bei konstantem Sollwert, der normalerweise gefiltert wird, der Istwert, der normalerweise aufgrund von Massenträgheit nicht springt, sehr schnell verändert. Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Faktor VPSTG* als Startwert verwendet wird, muss nur einmal am Ende der Adaption der Faktor VPSTG neu definiert werden. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Steller in der als zweiter Endstellung (oberer mechanischer Anschlag OMA) ausgebildeten Endstellung. Die Endstellung ist eine definierte Position, an der das verstellbare Bauteil 3 in einen mechanischen Anschlag gedrückt wird. Ein Schwingen in dieser Stellung ist sehr unwahrscheinlich. Daher ist die Adaption der Sensorverstärkung beziehungsweise des Faktors VPSTG in dieser Stellung besonders vorteilhaft.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Adaption eines Sensorsignals eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines verstellbaren Bauteils an einer ein Sollsignal mit einem Sensorsignal als Istsignal vergleichende Stellungsregelung, wobei das verstellbare Bauteil in einer Endstellung entlang eines Verstellwegs verstellt werden kann und eine Sensorverstärkung des Sensors das Verhältnis einer Signaländerung des Sensorsignals zu einer entsprechenden Stellungsänderung des verstellbaren Bauteils angibt, umfassend die folgenden Schritte: - Verstellen des verstellbaren Bauteils entlang des Verstellwegs aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung entsprechend der Signaländerung des Sensorsignals mit einer vorgegebenen Verstärkung, - Verändern des Sollsignals der Stellungsregelung zum weiteren Verstellen des verstellbaren Bauteils aus der zweiten Stellung in die Endstellung durch Nachregeln, wobei die Endstellung durch Erfassen einen bleibenden Regelabweichung aufgefunden wird und - zur Adaption des tatsächlichen Sensorsignals erfolgende Berechnung der Sensorverstärkung aus der ersten Stellung mit zugehörigem ersten Sensorsignal und der Endstellung mit zugehörigem zweiten Sensorsignal, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Verstärkung größer ist als eine Verstärkung, bei der die zweite Stellung die Endstellung wäre.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Verstärkung die mittlere Sensorverstärkung ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellen des verstellbaren Bauteils aus der ersten Stellung in die zweite Stellung durch Verändern des Sollsignals und Nachregeln durch die Stellungsregelung erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil aus der zweiten Stellung in die Endstellung langsamer verstellt wird als aus der ersten Stellung in die zweite Stellung.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellen des Bauteils aus der zweiten Stellung in die Endstellung mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die so gering ist, dass das verstellbare Bauteil bei Erreichen der Endstellung keinen Schaden nimmt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stellung eine erste Endstellung und die Endstellung eine zweite Endstellung des verstellbaren Bauteils ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endstellung durch Verändern des Sollsignals zum Verstellen des verstellbaren Bauteils aus einer Anfangsstellung in die erste Endstellung durch Nachregeln und Erfassen einer bleibenden Regelabweichung aufgefunden wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsignal eine Sensorspannung ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen elektrischen Steller, der das verstellbare Bauteil und den Sensor aufweist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Steller eine elektrische Drosselklappe, ein Abgasrückführventil, eine Ladungsbewegungsklappe, eine Kompressorregelklappe, eine Waste-Gate-Klappe, eine Saugrohrumschaltung oder ein General Purpose Aktuator ist.
DE102006058297.7A 2006-12-11 2006-12-11 Verfahren zur Adaption eines Sensorsignals eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines verstellbaren Bauteils an eine Stellungsregelung Expired - Fee Related DE102006058297B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006058297.7A DE102006058297B4 (de) 2006-12-11 2006-12-11 Verfahren zur Adaption eines Sensorsignals eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines verstellbaren Bauteils an eine Stellungsregelung
IT002288A ITMI20072288A1 (it) 2006-12-11 2007-12-06 Procedimento per adattare un segnale di un sensore che serve a confermare la posizione di un componente regolabile ad un modulo di regolazione della posizione
KR1020070127276A KR101131315B1 (ko) 2006-12-11 2007-12-10 이동 가능한 부품의 위치를 위치 제어부에 알리기 위한센서의 센서 신호의 적응 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006058297.7A DE102006058297B4 (de) 2006-12-11 2006-12-11 Verfahren zur Adaption eines Sensorsignals eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines verstellbaren Bauteils an eine Stellungsregelung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006058297A1 DE102006058297A1 (de) 2008-06-12
DE102006058297B4 true DE102006058297B4 (de) 2018-05-03

Family

ID=39363238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006058297.7A Expired - Fee Related DE102006058297B4 (de) 2006-12-11 2006-12-11 Verfahren zur Adaption eines Sensorsignals eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines verstellbaren Bauteils an eine Stellungsregelung

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101131315B1 (de)
DE (1) DE102006058297B4 (de)
IT (1) ITMI20072288A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5847030B2 (ja) * 2012-06-29 2016-01-20 愛三工業株式会社 排気絞り弁の制御装置および排気絞り弁の制御方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3931455A1 (de) 1989-09-21 1991-04-04 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur steuerung der luftzufuhr einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs
DE60112757T2 (de) 2000-06-09 2006-03-30 Fisher Controls International Llc Steck- und sitzpositionierungssystem für steuerungsanwendungen

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006275791A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Taiheiyo Cement Corp 位置決め装置および位置決めステージの制御方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3931455A1 (de) 1989-09-21 1991-04-04 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur steuerung der luftzufuhr einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs
DE60112757T2 (de) 2000-06-09 2006-03-30 Fisher Controls International Llc Steck- und sitzpositionierungssystem für steuerungsanwendungen

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080053889A (ko) 2008-06-16
DE102006058297A1 (de) 2008-06-12
ITMI20072288A1 (it) 2008-06-12
KR101131315B1 (ko) 2012-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1427929A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben wenigstens eines laders eines verbrennungsmotors
DE102006000136A1 (de) Steuerungsgerät für eine Brennkraftmaschine und zugehöriges Steuerungsverfahren
DE102007057452A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine
DE19913477B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE112015006588T5 (de) Steuervorrichtung für Verbrennungsmotor
DE102014118125B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge, insbesondere eines Dieselmotors
DE10243268A1 (de) Verfahren zum Regeln der Aufladung einer Brennkraftmaschine
DE19812843B4 (de) Verfahren zur Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine
EP1540431B1 (de) Verfahren zum regeln des stroms durch ein elektromagnetisches stellglied
EP3543514A1 (de) Verfahren und regelkreis zum bestimmen einer stellgrösse zum einstellen eines saugrohrdrucks
DE102006058297B4 (de) Verfahren zur Adaption eines Sensorsignals eines Sensors zur Stellungsrückmeldung der Stellung eines verstellbaren Bauteils an eine Stellungsregelung
WO2011048071A1 (de) Vorrichtung zur ansteuerung des aktuators eines einspritzventils einer verbrennungskraftmaschine
DE19610210A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Stellelements einer Brennkraftmaschine
EP1817487B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ansteuern eines stellgliedes
DE19735938B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
EP0178485B1 (de) Einrichtung zur Regelung des Ladedrucks einer Brennkraftmaschine
DE102004053265A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Adaption eines Anschlags eines elektrisch angesteuerten Stellgliedes
DE102010021448A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Polarisation eines piezoelektrischen Aktuators
DE102010016417A1 (de) Vorrichtung zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE10229238B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Stellung eines Stellelementes
EP1672203B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Motorsteuerung bei einem Kraftfahrzeug
DE102013220419A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit Hochdruckeinspritzung
WO2012119625A1 (de) Verfahren zur regelung eines verbrennungsmotors
DE3931455A1 (de) Verfahren zur steuerung der luftzufuhr einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs
DE102005048048B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20131016

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee