DE19848473A1

DE19848473A1 - Operating parameter control in motor vehicle

Info

Publication number: DE19848473A1
Application number: DE19848473A
Authority: DE
Inventors: Henning Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 1999-06-17

Abstract

The method involves controlling an operating parameter which is adjusted over a frictional adjustment element, effected by at least one resetting force. The adjustment element is controlled through a drive signal which is formed as a function of a nominal point, whereby the drive signal is additionally increased, if the adjustment element moves against the resetting force. An Independent claim is provided for a corresponding control arrangement implementing the method.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Betriebsgröße bei einem Kraftfahrzeug gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method and a device for controlling an operating variable in a motor vehicle according to the preambles of the independent claims.

Im Bereich der Kraftfahrzeugsteuerung werden Betriebsgrößen über reibungsbehaftete Stellglieder eingestellt. Ein Bei spiel hierfür ist die Einstellung eines reibungsbehafteten Stellglieds, zum Beispiel einer Drosselklappe, im Rahmen ei ner Leistungssteuerung, einer Drehzahlregelung oder einer Antriebsschlupfregelung. Ein entsprechendes Regelsystem ist in der EP 656 778 B1 (US-Patent 5 144 915) dargestellt. Schwierigkeiten bei der Durchführung der Regelung, die sich aus der Reibungsbehaftung des Stellgliedes, insbesondere aus der Haftreibung, ergeben, werden dort durch eine Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit der Regelgröße durch Eingriff in wenigstens eine Konstante des Reglers überwunden. Ein solcher Regler ist jedoch nicht für alle Anwendungsfälle ge eignet. So können sich in einigen Fällen Probleme bezüglich der Dynamik der Regelung bei gleichzeitiger Stabilität des Regelkreises ergeben. In the area of motor vehicle control, company variables adjusted via actuators with friction. A case game for this is the hiring of a fraught Actuator, for example a throttle valve, in the frame ner power control, speed control or one Drive slip control. A corresponding control system is in EP 656 778 B1 (U.S. Patent 5,144,915). Difficulty in implementing the scheme, which is from the friction of the actuator, in particular from of static friction, are revealed there by a limitation the rate of change of the controlled variable through intervention overcome in at least one constant of the controller. A however, such a controller is not suitable for all applications is suitable. So in some cases problems can arise regarding the dynamics of the regulation with simultaneous stability of the Control loop result.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, mit deren Hilfe Reibungseffekte im Bereich des Stellgliedes zur Steue rung einer Betriebsgröße bei einem Kraftfahrzeug kompensiert werden.It is an object of the invention to provide measures with which Help friction effects in the area of the actuator to control tion of a company size in a motor vehicle compensated become.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängi gen Patentansprüche erreicht.This is due to the characteristic features of the indep gene claims reached.

Advantages of the invention

In vorteilhafter Weise werden Reibungseffekte im Bereich des Stellgliedes zur Steuerung der Betriebsgröße wirksam kompen siert. Dabei treten keine Instabilitäten des Regelkreises auf.Friction effects in the region of the Actively compensate actuator for controlling the operating variable siert. There are no instabilities in the control loop on.

Besondere Vorteile ergeben sich bei der Verwendung eines Stellgliedes, welches selbsthemmend ist und in eine Ruhepo sition durch wenigstens eine rückstellende Kraft vorgespannt ist (z. B. durch eine Rückstellfeder).There are special advantages when using a Actuator, which is self-locking and in a resting position sition biased by at least one restoring force (e.g. by a return spring).

Besonders vorteilhaft ist, daß ein zusätzliches Offsetsignal auf das Ansteuersignal für das Stellglied nur in einer Rich tung, in der der wenigstens einen rückstellenden Kraft ent gegengesetzten Richtung, aktiv ist. Dadurch werden Instabi litäten wirksam vermieden.It is particularly advantageous that an additional offset signal on the control signal for the actuator only in one direction tion in which the at least one restoring force ent opposite direction, is active. This will make Instabi effectively avoided.

Besonders vorteilhaft ist, daß zur Signalbildung ein sehr langsamer Integralanteil verwendet wird, welcher infolge seiner großen Zeitkonstante das dynamische Verhalten des Re gelkreises kaum beeinflußt. Auch dadurch werden Instabilitä ten bei gleichzeitiger guter Kompensation der Reibungseffek te vermieden.It is particularly advantageous that a very slow integral part is used, which as a result the dynamic behavior of the Re hardly affected. This also causes instability with good compensation of the friction effect avoided.

Von besonderem Vorteil hat sich beim Aktivieren des zusätz lichen Signals ein Gewichtungsfaktor herausgestellt, so daß das beim Aktivieren vorliegende Offsetsignal geringfügig kleiner als das Offsetsignal am Ende der vorherigen Aktivie rung ist. Dadurch werden Überschwinger der Istgröße des Re gelkreises über die Sollgröße hinaus vermieden.Has a particular advantage when activating the additional Lichen signal highlighted a weighting factor, so that the offset signal present when activated is slight less than the offset signal at the end of the previous activation tion is. This will overshoot the actual size of the Re circuit beyond the target size avoided.

Ferner hat es sich zumindest in einigen Ausführungsbeispie len als vorteilhaft erwiesen, das Offsetsignal auch bei Be wegungen in schließender Richtung, d. h. in Richtung der rückstellenden Kraft, aufzuschalten. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung der Stabilität des Regelkreises sowie zur Vermeidung bleibender Regelabweichungen, die bei höheren Ansteuerfrequenzen bei fallendem Sollwert infolge der erhöh ten Reibung auftreten. Besonders vorteilhaft ist, daß für die öffnende Richtung ein positiver, für die schließende Richtung ein negativer Offset gebildet wird.Furthermore, it has been at least in some exemplary embodiments len proved to be advantageous, the offset signal even with Be movements in the closing direction, d. H. towards the restoring force to intrude. This leads to a further improve the stability of the control loop as well to avoid permanent control deviations that occur at higher Control frequencies with falling setpoint due to the increased friction occurs. It is particularly advantageous that for the opening direction is positive, for the closing one Direction a negative offset is formed.

Besonders vorteilhaft ist, daß für beide Offsetsignale ein Integrator, bevorzugt derselbe Integrator, benutzt wird, der zu Beginn der entsprechenden Betriebssituation mit dem letz ten Wert der vergangenen Betriebssituation geladen wird. Entsprechende Vorteile ergeben sich bei der Gewichtung des zu ladenden Wertes auch für den negativen Offset.It is particularly advantageous that one for both offset signals Integrator, preferably the same integrator, is used that at the beginning of the corresponding operating situation with the last value of the past operating situation is loaded. Corresponding advantages result from the weighting of the value to be loaded also for the negative offset.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.Further advantages result from the following Be writing of exemplary embodiments or from the dependent ones Claims.

drawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Regelkreises, welcher über ein reibungsbehaftetes Stellglied eine Betriebsgröße bei ei nem Kraftfahrzeug einregelt und bei welchem Maßnahmen zur Kompensation von Reibungseffekten getroffen sind. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel als Flußdiagramm dargestellt, welches die Realisierung der Reibungskompensationsmaßnahmen als Programm eines Mikrocomputers darstellt. In Fig. 3 schließlich sind Zeitdiagramme dargestellt, welche die Wir kung der Kompensationsmaßnahmen verdeutlicht. In Fig. 4 ist ein auf Fig. 1 aufgebautes Ausführungsbeispiel dargestellt, welches die Verwendung eines positiven Offsetsignals für die öffnende Richtung, eines negativen Offsetsignals für die schließende Richtung zeigt.The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing. Fig. 1 shows a flowchart of a control circuit which regulates an operating variable in a motor vehicle via a frictional actuator and in which measures are taken to compensate for friction effects. In Fig. 2, an embodiment is shown as a flow chart, which represents the implementation of the friction compensation measures as a program of a microcomputer. In Fig. 3, finally, time diagrams are shown, which clarifies the effect of the compensation measures. FIG. 4 shows an exemplary embodiment based on FIG. 1, which shows the use of a positive offset signal for the opening direction and a negative offset signal for the closing direction.

Description of exemplary embodiments

In Fig. 1 ist ein Mikrocomputer 10 skizziert, in dem u. a. ein Regler zur Regelung einer Betriebsgröße bei einem Kraft fahrzeug implementiert ist. Dieser Regler, der als Programm des Mikrocomputers ausgeführt ist, ist in Fig. 1 als Ab laufdiagramm dargestellt. Beispiele für derartige Regler sind Lageregler zur Einstellung der Position einer Drossel klappe in Abhängigkeit eines zum Beispiel vom Fahrer vorge gebenen Sollwertes, Drehzahlregelkreise, über die die Dreh zahl der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs abhängig von vorgegebenen Sollwerten, zum Beispiel einer Leer laufsolldrehzahl, durch Steuern eines die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflussenden Stellgliedes eingeregelt wird, Drehmomentenregelkreise, die entsprechend das Drehmo ment der Antriebseinheit über wenigstens ein Stellglied re geln, Lastregelkreise, etc. Im Mikrocomputer ist im wesent lichen ein Sollwertbilder 12 implementiert, der in Abhängig keit von über Eingangsleitungen 14 bis 16 zugeführten Be triebsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder seiner Antriebsein heit nach Maßgabe vorbestimmter Kennlinien, Kennfelder, Ta bellen oder Berechnungsschritten, einen Sollwert für die zu regelnde Betriebsgröße bildet. Beispiele von Größen, die zur Sollwertbildung herangezogen werden, sind die Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements, der Status von Ver brauchern, die Motortemperatur, etc. Der Sollwert SOLL wird einer Vergleichsstelle 18 zugeführt, in der er mit dem Ist wert IST der Betriebsgröße verglichen wird. Das Vergleich sergebnis Δ wird einem Regler 20 zugeführt. Der Regler bil det abhängig von der Regelabweichung Δ ein Ausgangssignal τ_R. Dieses wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Verknüpfungsstelle 22 zugeführt. Von letzterer führt die Ausgangsleitung 24 des Mikrocomputers 10 auf eine Endstufe 26, die einen elektrischen Motor 28 mit einem Ansteuersignal T betätigt. Dieser stellt zusammen mit dem von ihm betätig ten Stellglied der Antriebseinheit 34, zum Beispiel einer Drosselklappe, das reibungsbehaftete Stellglied dar. Das Stellglied ist mit einer Kraft, z. B. mit wenigstens einer Rückstellfeder 28a, in eine Ruheposition vorgespannt. Das Stellglied 28 beeinflußt die zu regelnde Betriebsgröße, die über eine Meßeinrichtung 30 erfaßt und über die Eingangslei tung 32 als Istgröße dem Mikrocomputer 10 zugeführt wird. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Lageregelkreises er faßt die Meßeinrichtung 30 die Position der Drosselklappe einer Brennkraftmaschine 34. In anderen vorteilhaften Aus führungsbeispielen wird die Drehzahl, die Motorleistung, die Motorlast, das Drehmoment, etc. durch die Meßeinrichtung 30 ermittelt. Zur Kompensation der Reibungseffekte ist im Mi krocomputer 10 ferner ein Kompensator 36 vorgesehen. Diesem wird die Regelabweichung Δ zugeführt. Abhängig von der Re gelabweichung bildet der Kompensator 36 ein Ausgangssignal I, welches zur Kompensation der Reibungseffekte in der Ver knüpfungsstelle 22 dem Reglerausgangssignal aufgeschaltet wird. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Kompensator 36 ein sehr langsamer Integralanteil, d. h. ein Integralan teil mit sehr großer Zeitkonstante. Dieser integriert die zugehörige Regelabweichung zum Steuerwert I, wobei er nur dann aktiv ist, wenn eine Bewegung des Stellglieds entgegen der Vorspannkraft, das heißt von der Ruheposition weg, er wünscht wird. Daher sind die Schaltelemente 38 und 40 vorge sehen, welche bei einer derartigen Bewegung des Stellglieds geschlossen, ansonsten geöffnet sind. Das Öffnen und Schlie ßen der Schaltelemente 38 bzw. 40 erfolgt in Abhängigkeit der Regelabweichung Δ, die in 42 zur Erkennung einer Bewe gung entgegen der Vorspannkraft mit einem Schwellenwert ver glichen wird. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird bei Aktivieren des Kompensators 36 der aus der letzten Aktivie rungsphase vorhandene Wert fortgeführt bzw. mit diesem Wert geladen (wenn bei einer Deaktivierung I auf Null gesetzt wird). Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, einen in einem Speicherelement 44 gespeicherten Wichtungsfaktor F beim Aktivieren einzusetzen, mit dem der gespeicherte Inte gralwert aus der letzten Aktivierungsphase gewichtet wird. Dieser Wichtungsfaktor F ist fest vorgegeben und liegt in der Regel zwischen 0,95 und 1.In Fig. 1, a microcomputer 10 is outlined, in which, among other things, a controller for controlling an operating variable in a motor vehicle is implemented. This controller, which is designed as a program of the microcomputer, is shown in Fig. 1 as a flow diagram. Examples of such controllers are position controllers for adjusting the position of a throttle valve depending on, for example, a setpoint given by the driver, speed control loops via which the speed of the drive unit of the motor vehicle is dependent on specified setpoints, for example an idling setpoint speed, by controlling one of the Air supply to the actuator influencing the actuator is adjusted, torque control loops which regulate the torque of the drive unit via at least one actuator, load control loops, etc. In the microcomputer, a setpoint image 12 is essentially implemented, which is supplied as a function of input lines 14 to 16 Operating quantities of the motor vehicle and / or its drive unit in accordance with predetermined characteristic curves, characteristic diagrams, tables or calculation steps forms a target value for the operating variable to be controlled. Examples of quantities that are used to generate the setpoint are the position of a control element that can be actuated by the driver, the status of consumers, the engine temperature, etc. The setpoint TARGET is fed to a comparison point 18 , in which it is compared with the actual value ACTUAL operating variable becomes. The comparison result Δ is fed to a controller 20 . Depending on the control deviation Δ, the controller forms an output signal τ _R. In the preferred exemplary embodiment, this is fed to a connection point 22 . From the latter, the output line 24 of the microcomputer 10 leads to an output stage 26 , which actuates an electric motor 28 with a control signal T. Together with the actuator of the drive unit 34 actuated by him, for example a throttle valve, this represents the actuator with friction. The actuator is actuated by a force, e.g. B. with at least one return spring 28 a, biased into a rest position. The actuator 28 affects the operation to be controlled size detected by a measuring device 30 and processing on the Eingangslei 32 as an actual value to the microcomputer is supplied to 10th In the preferred embodiment of a position control loop, he measures the measuring device 30, the position of the throttle valve of an internal combustion engine 34. In other advantageous exemplary embodiments, the speed, the engine power, the engine load, the torque, etc. are determined by the measuring device 30 . To compensate for the friction effects, a compensator 36 is also provided in the microcomputer 10 . The control deviation Δ is fed to this. Depending on the re gel deviation, the compensator 36 forms an output signal I, which is used to compensate for the friction effects in the linkage 22 in the controller output signal. In the preferred embodiment, the compensator 36 is a very slow integral part, ie an integral part with a very large time constant. This integrates the associated control deviation from the control value I, it is only active if a movement of the actuator against the biasing force, that is, away from the rest position, is desired. Therefore, the switching elements 38 and 40 are easily seen, which are closed with such a movement of the actuator, otherwise are open. The switching elements 38 and 40 are opened and closed as a function of the control deviation Δ, which is compared with a threshold value 42 in order to detect a movement against the pretensioning force. In the preferred exemplary embodiment, when the compensator 36 is activated, the value from the last activation phase is continued or loaded with this value (if I is set to zero during a deactivation). It has proven to be particularly advantageous to use a weighting factor F stored in a memory element 44 during activation, with which the stored integral value from the last activation phase is weighted. This weighting factor F is fixed and is usually between 0.95 and 1.

Die folgenden Ausführungsbeispiele werden ohne Einschränkung der Allgemeinheit am bevorzugten Beispiel der Lageregelung einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine beschrieben. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird in vorteilhafter Weise überall dort eingesetzt, wo eine Betriebsgröße über ein reibungsbehaftetes Stellglied eingestellt wird. Daher wird im folgenden unter Sollposition und Istposition der Sollwert und der Istwert der jeweiligen zu regelnden Be triebsgröße verstanden.The following embodiments are used without limitation the general public on the preferred example of the position control described a throttle valve of an internal combustion engine. The procedure according to the invention becomes more advantageous Way used wherever a company size over a frictional actuator is set. Therefore is the following under the target position and actual position Setpoint and the actual value of the respective Be understood drive size.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Stellglied mit einem selbsthemmenden Getriebe verwendet. Dadurch zeigt die Regelstrecke integrierende Eigenschaften. Die Vorspannkraft wird von einer Rückstellfeder aufgebracht, welche das Stell glied in Richtung einer geschlossenen Drosselklappe vor stellt. Aufgrund der integrierenden Eigenschaften der Strec ke wird im Regler selbst kein Integralanteil benötigt. Statt dessen wird ein Offsetwert auf das Tastverhältnis aufge schaltet, mit dessen Hilfe die Reibungseffekte im Stellglied kompensiert werden. Diese Reibungseffekte sind temperatur- und sehr stark alterungsabhängig. Sie variieren ferner von Exemplar zu Exemplar. Da die rückstellende Feder den Bewe gungsvorgang des Stellglieds in einer Richtung unterstützt, wirken die Reibungseffekte daher in dieser Bewegungsrichtung kaum. Es muß also nur für öffnende Richtungen, entgegen der rückstellenden Kraft ein Offsetwert auf das Ansteuersignal bestimmt werden. Zu diesem Zweck wird im bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel ein sehr langsam laufender Integrator verwen det, der nur in öffnender Richtung wirkt. In schließender Richtung wird der Integrator angehalten bzw. auf Null zu rückgesetzt. Bei jedem Aktivwerden des Integralanteils wird der Integrator auf seinen letzten Wert gesetzt, d. h. auf den letzten Wert des letzten Aktivierungszyklus. Dadurch wird für öffnende Richtungen ein Offsetwert bereitgestellt, der mit der Temperatur und dem Grad der Schwergängigkeit des Stellglieds variiert. Um Überschwinger des Istwertes über den Sollwert zu verhindern, wird ein Gewichtungsfaktor zwi schen 0,95 und 1,0 vorgesehen, der bei dem Setzen des Inte gralanteils berücksichtigt wird.In the preferred embodiment, an actuator is included used a self-locking gear. This shows the Control system integrating properties. The preload is applied by a return spring, which the Stell member in the direction of a closed throttle valve poses. Due to the integrating properties of the Strec ke no integral part is required in the controller itself. Instead of an offset value is added to the duty cycle switches, with the help of the friction effects in the actuator be compensated. These friction effects are temperature and very dependent on age. They also vary from Copy to copy. Since the return spring supporting operation of the actuator in one direction, the friction effects therefore work in this direction of movement barely. So it only has to be for opening directions, against the resetting force an offset value on the control signal be determined. For this purpose, the preferred embodiment example, use a very slow-running integrator det, which only works in the opening direction. In closing The integrator is stopped in the direction or closed to zero reset. Each time the integral part becomes active the integrator is set to its last value, d. H. on the last value of the last activation cycle. This will an offset value is provided for opening directions which with the temperature and degree of stiffness of the Actuator varies. To overshoot the actual value over to prevent the setpoint, a weighting factor between between 0.95 and 1.0 provided when setting the inte Grail share is taken into account.

In anderen Ausführungen des Stellglieds wird durch mehrere Federn bei Nichtansteuerung eine von der vollständig ge schlossenen Stellung abweichende Ruheposition eingenommen. In diesem Fall existieren je nach Betriebsbereich des Stell gliedes Vorspannkräfte bzw. rückstellende Kräfte in entge gengesetzter Richtung. Der Offsetwert wird in diesem Fall immer dann gebildet, wenn eine Bewegung gegen wenigstens ei ne dieser Vorspannkraft (rückstellende Kraft) erfolgt (ober halb der Ruheposition in öffnender Richtung und/oder unter halb in schließender Richtung).In other versions of the actuator is by several Springs when not activated one of the completely ge closed position in a different rest position. In this case, depending on the operating range of the actuator link pretensioning or restoring forces in opposite opposite direction. The offset value is in this case always formed when a movement against at least one ne this pretensioning force (restoring force) takes place (upper half of the rest position in the opening direction and / or below half in the closing direction).

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm, bei welchem die geschilderte Lösung als Computerprogramm realisiert ist. Das dargestellte Programm wird in vorgegebenen Zeitintervallen durchlaufen. FIG. 2 shows a flow diagram in which the solution described is implemented as a computer program. The program shown is run through at predetermined time intervals.

Im ersten Schritt 100 werden Soll- und Istwert (SOLL, IST) eingelesen und die Regelabweichung Δ auf der Basis der Ab weichung zwischen Soll- und Istwert gebildet. Daraufhin wer den im Schritt 102 nach Maßgabe der Regelfunktion abhängig von der Regelabweichung Δ das Regleransteuersignal τ_R gebil det. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich da bei um einen Regler mit wenigstens proportionalem Anteil, der die Regelabweichung durch Verstärkung in ein Ansteuersi gnal umsetzt. Nach Bildung des Reglerausgangssignals wird im Schritt 104 überprüft, ob sich das Stellglied in öffnender Richtung, d. h. entgegen der rückstellenden Kraft, bewegt. Dies ist dann der Fall, wenn eine positive Regelabweichung vorliegt, d. h. wenn der Sollwert größer als der Istwert ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt 106 eine Marke FLAG über prüft, ob sie den Wert 1 aufweist. Ist dies nicht der Fall wird gemäß Schritt 108 der Integratorwert I_k auf einen Startwert gesetzt. Dieser wird aus dem letzten Integrator wert I_start beim letzten Aktivierungszyklus gebildet, im be vorzugten Ausführungsbeispiel multipliziert mit dem Gewich tungsfaktor F, der beispielsweise zwischen 0,95 und 1,0 ist. Daraufhin wird im Schritt 110 die Marke FLAG auf 1 gesetzt. Hat Schritt 106 ergeben, daß die Marke den Wert 1 aufweist, d. h. die Bewegung in öffnender Richtung nicht erstmalig er kannt wurde, so wird im Schritt 112 der Integralanteil I_k auf der Basis des im vorhergehenden Programmdurchlauf be rechneten Integralanteils I_k-1 und der Regelabweichung Δ be stimmt. Nach Schritt 112 bzw. 110 wird im Schritt 114 das Ansteuersignal τ auf der Basis des Reglerausgangssignals τ_R und des berechneten bzw. im Schritt 108 gesetzten Inte gralanteils berechnet. Das auf diese Weise ermittelte An steuersignal wird gemäß Schritt 116 ausgegeben, das Programm beendet und zum nächsten Zeitpunkt erneut durchlaufen.In the first step 100 , the setpoint and actual value (TARGET, ACTUAL) are read in and the control deviation Δ is formed on the basis of the deviation between the setpoint and actual value. Thereupon, the controller activation signal τ _{R is} formed in step 102 in accordance with the control function depending on the control deviation Δ. In the preferred exemplary embodiment, it is a controller with an at least proportional component which converts the control deviation into a control signal by amplification. After formation of the controller output signal, it is checked in step 104 whether the actuator moves in the opening direction, ie against the restoring force. This is the case if there is a positive control deviation, ie if the setpoint is greater than the actual value. If this is the case, a flag FLAG is checked in step 106 whether it has the value 1. If this is not the case, the integrator value I _{k is set} to a start value according to step 108 . This is formed from the last integrator value I _start in the last activation cycle, multiplied by the weighting factor F in the preferred exemplary embodiment, which is, for example, between 0.95 and 1.0. The FLAG flag is then set to 1 in step 110 . If step 106 has shown that the mark has the value 1, ie the movement in the opening direction was not recognized for the first time, then in step 112 the integral component I _{k is} calculated on the basis of the integral component I _k-1 calculated in the previous program run and the Control deviation Δ be true. After step 112 or 110 , the control signal τ is calculated in step 114 on the basis of the controller output signal τ _R and the integral part calculated or set in step 108 . The control signal determined in this way is output in accordance with step 116 , the program is ended and run through again at the next point in time.

Hat Schritt 104 ergeben, daß keine Bewegung entgegen der rückstellenden Kraft erfolgt, d. h. daß entweder überhaupt keine Bewegung oder eine Bewegung in Richtung dieser Kraft vorgesehen ist, wird gemäß Schritt 117 die Marke dahingehend überprüft, ob sie den Wert Null aufweist. Ist dies nicht der Fall, d. h. wurde in Schritt 104 die Nein-Antwort erstmalig nach einer Bewegung in anderer Richtung erkannt, wird gemäß Schritt 118 die Marke auf den Wert Null gesetzt und im Schritt 120 der aktuell vorliegende Integralwert I_k-1 als Startwert I_start gespeichert. Ist die Marke Null, wird wie nach Schritt 120 im Schritt 122 die Ansteuersignalgröße auf den Wert der Reglerausgangssignalgröße τ_R gesetzt und gemäß Schritt 116 ausgegeben.If step 104 has shown that there is no movement counter to the restoring force, ie that there is either no movement at all or a movement in the direction of this force, the mark is checked in accordance with step 117 to determine whether it has the value zero. If this is not the case, ie if the no answer was recognized for the first time after a movement in another direction in step 104 , the mark is set to the value zero in step 118 and the currently available integral value I _k-1 as start value I in step 120 _start saved. If the flag is zero, is set as the drive signal variable to the value of the controller output signal magnitude τ _R to step 120 in step 122 and output in step 116th

Es ist festzustellen, daß der Integralanteil I_k nur dann zur Erhöhung der Ansteuersignalgröße beiträgt, wenn eine Bewe gung entgegen der rückstellenden Kraft des Stellgliedes er folgt. Bei anderen Bewegungen oder bei Stillstand findet keine derartige Maßnahme statt, der Integralanteil ist Null bzw. die Offsetgröße wird nicht aufgeschaltet.It should be noted that the integral component I _k only contributes to increasing the control signal size if a movement against the restoring force of the actuator follows. No measure of this type takes place in the case of other movements or at a standstill, the integral component is zero or the offset size is not applied.

Die Wirkungsweise dieser Vorgehensweise ist in Fig. 3 an hand von Zeitdiagrammen dargestellt. Dabei wird der Verlauf des Soll-, des Ist-Wertes und des Integralanteils über der Zeit aufgetragen, wobei Fig. 3a einen leichtgängigen, Fig. 3b einen schwergängigen Steller repräsentiert. Man sieht, daß eine Aktivierung des Integralanteils nur dann erfolgt, wenn die Bewegung entgegen der rückstellenden Kraft erfolgt, d. h. wenn der Sollwert größer als der Istwert ist. Wird der Sollwert durch den Istwert erreicht bzw. unterschreitet der Sollwert den Istwert, wird der Integralanteil auf den Wert Null gesetzt. Bei erneutem Überschreiten des Istwertes wird er und auf den alten Wert gewichtet mit einem vorbestimmten Wichtungsfaktor gesetzt. Das Regelverhalten ist trotz unter schiedlicher Reibungseffekte bei schnellen Sollwertänderun gen in beiden Bewegungsrichtungen stabil und von der Dynamik her zufriedenstellend. The mode of operation of this procedure is shown in FIG. 3 on the basis of time diagrams. The course of the setpoint, the actual value and the integral component is plotted over time, with FIG. 3a representing a smooth-running actuator and FIG. 3b a stiff actuator. It can be seen that the integral component is only activated if the movement takes place against the restoring force, ie if the setpoint is greater than the actual value. If the setpoint is reached by the actual value or if the setpoint falls below the actual value, the integral component is set to zero. If the actual value is exceeded again, it is set and weighted to the old value with a predetermined weighting factor. The control behavior is stable in spite of different friction effects with rapid setpoint changes in both directions of movement and the dynamics are satisfactory.

In Fig. 4 ist ein auf Fig. 1 aufgebautes Ausführungsbei spiel dargestellt, welches die Verwendung eines positiven Offsetsignals für die öffnende Richtung und eines negativen Offsetsignals für die schließende Richtung zeigt. Die in Fig. 1 dargestellten Elemente, die das positive Offsetsi gnal Ipos bilden, sind daher in Fig. 4 mit denselben Be zugszeichen versehen und werden im folgenden nicht mehr nä her beschrieben. Sie führen die anhand den Fig. 1 bis 3 dargestellten Funktionen aus.In Fig. 4 is an exemplary embodiment based on Fig. 1 is shown, which shows the use of a positive offset signal for the opening direction and a negative offset signal for the closing direction. The elements shown in Fig. 1, which form the positive offset signal Ipos, are therefore provided in Fig. 4 with the same reference numerals and will not be described in more detail below. They perform the functions shown in FIGS. 1 to 3.

Zusätzlich zum Kompensator 36 ist im Mikrocomputer 10 ein Kompensator 36A für die schließende Bewegung der Drossel klappe vorgesehen. Auch diesem wird die Regelabweichung A zugeführt. Abhängig von der Regelabweichung bildet der Kom pensator 36A ein Ausgangssignal Ineg, welches zur Kompensa tion der Reibungseffekte in der Verknüpfungsstelle 22 dem Reglerausgangssignal aufgeschaltet wird. Im bevorzugten Aus führungsbeispiel ist auch der Kompensator 36A ein sehr lang samer Integralanteil, d. h. ein Integralanteil mit sehr gro ßer Zeitkonstante. Dieser integriert die zugehörige Regelab weichung zum Steuerwert Ineg, wobei er nur dann aktiv ist, wenn eine Bewegung des Stellglieds in Richtung der Vorspann kraft, das heißt in Richtung der Ruheposition, erwünscht wird. Daher sind die Schaltelemente 38A und 40A vorgesehen, welche bei einer derartigen Bewegung des Stellglieds ge schlossen, ansonsten geöffnet sind. Das Öffnen und Schließen der Schaltelemente 38A bzw. 40A erfolgt in Abhängigkeit der Regelabweichung Δ, die in 42A zur Erkennung einer Bewegung in Richtung der Vorspannkraft mit einem Schwellenwert ver glichen wird. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird bei Aktivieren des Kompensators 36A der aus der letzten Aktivie rungsphase vorhandene Wert fortgeführt bzw. mit diesem Wert geladen (wenn bei einer Deaktivierung Ineg auf Null gesetzt wird). Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, einen in einem Speicherelement 44A gespeicherten Wichtungsfaktor Fneg beim Aktivieren einzusetzen, mit dem der gespeicherte Integralwert aus der letzten Aktivierungsphase gewichtet wird. Dieser Wichtungsfaktor ist fest vorgegeben und liegt in der Regel zwischen 0,9 und 1. Die Schaltelemente 38, 38A, 40 und 40A öffnen und schließen wechselweise, d. h. die Schaltelemente einer Bewegungsrichtung schließen erst, wenn die der anderen öffnen.In addition to the compensator 36 , a compensator 36 A for the closing movement of the throttle valve is provided in the microcomputer 10 . The control deviation A is also supplied to this. Depending on the system deviation, the compensator 36 A forms an output signal Ineg, which is applied to compensate for the friction effects in the connection point 22 to the controller output signal. In the preferred exemplary embodiment, the compensator 36 A is also a very slow integral component, ie an integral component with a very large time constant. This integrates the associated control deviation to the control value Ineg, wherein it is only active when a movement of the actuator in the direction of the preload force, that is, in the direction of the rest position, is desired. Therefore, the switching elements 38 A and 40 A are provided, which ge closed with such a movement of the actuator, are otherwise open. The switching elements 38 A and 40 A are opened and closed depending on the control deviation Δ, which is compared in 42 A to detect a movement in the direction of the pretensioning force with a threshold value. In the preferred embodiment, when the compensator 36 A is activated, the value from the last activation phase is continued or loaded with this value (if Ineg is set to zero when deactivated). It has proven to be particularly advantageous to use a weighting factor Fneg stored in a memory element 44 A during activation, with which the stored integral value from the last activation phase is weighted. This weighting factor is fixed and is generally between 0.9 and 1. The switching elements 38 , 38 A, 40 and 40 A open and close alternately, ie the switching elements of one direction of movement only close when those of the other open.

Anstelle der Überwachung der Regelabweichung zur Aktivierung eines der Integratoren wird der Sollwert direkt verwendet, wobei eine öffnende Bewegung erkannt wird, wenn sich der Sollwert in diese Richtung, eine schließende, wenn sich der Sollwert in die entgegengesetzte Richtung verändert.Instead of monitoring the control deviation for activation one of the integrators uses the setpoint directly, an opening movement is recognized when the Setpoint in this direction, a closing if the Setpoint changed in the opposite direction.

Durch diese Vorgehensweise werden auch bei hohen Ansteuer steuersignalfrequenzen bleibende Regelabweichungen bei fal lendem Sollwert vermieden.By doing this, even with high control control signal frequencies permanent control deviations at fal Avoiding setpoint.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein einziger Inte grator für beide Offsetwerte verwendet. Bei positiver Soll wertänderung (öffnende Richtung) wird dieser mit dem vorhe rigen Wert für diese Richtung I_alt_pos vorgeladen und läuft normal weiter. Bei negativer Sollwertänderung wird der aktu ell adaptierte I-Anteil für positive Änderungen zwischenge speichert und der vorherige für negative I_alt_neg geladen. Der Integrator läuft dann gegebenenfalls mit anderen Kon stanten weiter, bis wieder eine positive Änderung kommt.In the preferred embodiment, a single inte grator used for both offset values. If the target is positive Value change (opening direction) will be with the previous one value for this direction I_alt_pos preloaded and running normal continue. If the setpoint change is negative, the current ell adapted I component for positive changes intermediate saves and the previous one is loaded for negative I_alt_neg. The integrator may then run with other con keep going until there is a positive change again.

Die beschriebene Vorgehensweise findet auch Anwendung bei reinen Steuersystemen ohne Rückführung, bei denen ein Soll wert vorgegeben ist und eine Betriebsgröße nach Maßgabe die ses Sollwerts in einem offenen Kreis über ein reibungsbehaf tetes Stellglied eingestellt wird.The procedure described also applies to pure control systems without feedback, in which a target value is specified and a company size according to the this setpoint in an open circle via a friction tetes actuator is set.

Claims

1. A method for controlling an operating variable in a motor vehicle, which is set via a frictional actuator, on which at least one restoring force acts, the actuator being controlled with a control signal size (τ) which is formed at least as a function of a setpoint (TARGET) is characterized in that the drive signal size is additionally increased when the actuator moves against the restoring force.

2. The method according to claim 1, characterized in that the control signal quantity is formed by a controller, which depends on the deviation of the setpoint and a controller output signal of the actual value of the operating variable size forms.

3. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the additional increase in An Control signal size when the actuator moves restoring force depending on the deviation between the target and an actual value of the company size ge is forming.

4. The method according to any one of the preceding claims characterized in that to form the additional increases a very slow integrator is provided.

5. The method according to any one of the preceding claims characterized in that upon movement of the actuator with the resetting force or none at standstill additional increase of the control signal takes place.

6. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that to form the additional increases an integrator is used for the control signal size, which is activated when a movement against the restoring force.

7. The method according to claim 6, characterized in that the activation value corresponds to the value in the last Activation phase was last available.

8. The method according to claim 7, characterized in that the activation value is weighted with a predetermined factor is.

9. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that a movement against the back force when the setpoint is greater than the actual value is.

10. Method for controlling a company size at a Motor vehicle, which has a frictional actuator is set to the at least one resetting Force acts, the actuator with a control signal size (T) is controlled, at least depending a setpoint (TARGET) is formed, characterized net that the control signal size is further increased, if the actuator moves in the direction of the resetting Power moves.

11. The method according to claim 1 and 10, characterized in net that a single integrator ver for both directions is applied at the beginning of a movement in one direction with corresponding values for the additional increase is preloaded.

12. The method according to any one of the preceding claims, since characterized by that the additional increase is dependent is activated by the change direction of the setpoint.

13. Device for controlling an operating variable at a Motor vehicle with an actuator subject to friction that acts at least one restoring force with one Control unit, which a control signal for actuating the Actuator according to at least one setpoint for the Company size forms, characterized in that the tax Unit has means which determine the control signal size additionally increase if movement of the actuator ent against the restoring force.

14. Device for controlling an operating variable at a Motor vehicle with an actuator subject to friction that acts at least one restoring force with one Control unit, which a control signal for actuating the Actuator according to at least one setpoint for the Company size forms, characterized in that the tax Unit has means which determine the control signal size additionally increase if the actuator moves in Direction of the restoring force.