DE19939823B4 - Method and device for detecting the position of an actuating element - Google Patents

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Stellung eines Stellelements vorgeschlagen, bei welchem der wenigstens eine Anschlagswert des Stellelements abhängig von vorgespeicherten temperaturabhängigen Korrekturwerten korrigiert wird.A method and a device for detecting the position of an adjusting element are proposed, in which the at least one stop value of the adjusting element is corrected as a function of previously stored temperature-dependent correction values.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Stellung eines Stellelements nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for detecting the position of an actuating element according to the preambles of the independent claims.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist am Beispiel der Stellungserfassung eines Stellelements aus der DE 40 41 505 A1 ( US 5 161 505 A ) bekannt. Zur Kompensation von Veränderungen und zum Ausgleich von Exemplarstreuungen insbesondere durch Alterung ist vorgesehen, den wenigstens einen Anschlag, vorzugsweise den unteren Anschlag, der den Wertebereich zu kleinen Stellungswerten hin begrenzt, zu erfassen. Der am Endanschlag erfaßte Stellungswert wird gespeichert und dient als Basis zur Berechnung des tatsächlichen Stellungswertes. Durch diese bekannte Vorgehensweise werden langfristige, auf die Stellungsmessung wirkende Einflüsse wie Alterung oder Langzeitdrifts kompensiert und die Berechnung eines von diesen Veränderungen unabhängigen Stellungssignals ermöglicht. Neben diesen Langzeiteinflüssen sind jedoch auch kurzzeitige Einflüsse zu beobachten, welche von der beim Betrieb der Antriebseinheit und des Fahrzeugs sich verändernden Temperatur des Stellungsgebers oder des Stellungssensors bzw. des gesamten Stellelements herrühren. Temperaturveränderungen im Bereich des Stellelements verändern den mechanischen Anschlag, während Temperaturveränderungen im Sensorbereich eine Beeinflussung der elektrischen Meßgröße nach sich zieht.Such a method and such a device is the example of the position detection of an actuating element of the DE 40 41 505 A1 ( US 5 161 505 A ) known. To compensate for changes and to compensate for specimen discrepancies, in particular by aging, it is provided to detect the at least one stop, preferably the lower stop, which limits the range of values to small position values. The position value detected at the end stop is stored and serves as the basis for calculating the actual position value. This known approach compensates for long-term influences on the position measurement, such as aging or long-term drifts, and enables the calculation of a position signal independent of these changes. In addition to these long-term influences, however, also brief influences are to be observed, which result from the temperature of the position transmitter or the position sensor or of the entire actuating element, which changes during operation of the drive unit and of the vehicle. Temperature changes in the range of the control element change the mechanical stop, while temperature changes in the sensor area affects an influence on the electrical measured variable.

Aus der DE 44 32 881 A1 ist bekannt, den Einfluß der sich verändernden Temperatur im Bereich des Stellungsgebers beim Anschlagslernen zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck wird im laufenden Betrieb immer dann, wenn ein Anschlagslernvorgang erfolgt, die Temperatur erfaßt. Aus dem gemessenen Temperaturwert und dem gemessenen Stellungswert im Anschlag wird eine Kennlinie abgeleitet, in der der Anschlagswert über der Temperatur aufgetragen ist. Durch diese Vorgehensweise wird die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Signals und des Anschlags berücksichtigt, allerdings muß zur Ermittlung der Kennlinie ein Lernvorgang durchgeführt werden. Da Lernvorgänge in der Regel während des Betriebs des Fahrzeugs nicht sehr häufig stattfinden, ist die bekannte Vorgehensweise nicht für alle Anwendungsfälle geeignet. Ferner ist das Temperaturverhalten der ermittelten Lernwerte nicht überprüfbar, so daß eine Über- oder Unterkompensation des Anschlagwertes stattfinden kann, wenn ein fehlerbehafteter Lernvorgang zur Kennlinienbestimmung herangezogen wird.From the DE 44 32 881 A1 It is known to take into account the influence of the changing temperature in the region of the position transmitter during stop learning. For this purpose, the temperature is detected during operation whenever a stop learning process takes place. From the measured temperature value and the measured position value at the end of a characteristic curve is derived, in which the stop value is plotted against the temperature. By this procedure, the temperature dependence of the electrical signal and the stop is taken into account, however, a learning process must be performed to determine the characteristic. Since learning usually does not take place very frequently during operation of the vehicle, the known procedure is not suitable for all applications. Furthermore, the temperature behavior of the determined learning values can not be checked, so that an overcompensation or undercompensation of the impact value can take place if a faulty learning process is used to determine the characteristic.

Aus der DE 43 41 245 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stellungserfassung eines beweglichen Elements im Bereich eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei das bewegliche Element durch wenigstens eine Endstellung gekennzeichnet ist und der dieser Endstellung zugeordnete, gespeicherte Endwert ermittelt und/oder angepasst wird. Dabei wird einer Steuereinheit ein Maß für die Stellung des Elements zugeführt, aus welchem, interpoliert und normiert, ein Stellungswert und aus diesem gegebenenfalls korrigiert durch Betriebsgrößen wie Motortemperatur, die über die ebenfalls zugeführt werden, ein Solleinstellwert für das Stellelement gebildet wird.From the DE 43 41 245 A1 For example, a method and a device for detecting the position of a movable element in the region of a motor vehicle are known, wherein the movable element is characterized by at least one end position and the stored end value assigned to this end position is determined and / or adapted. In this case, a control unit is supplied with a measure of the position of the element from which, interpolated and normalized, a position value and from this optionally corrected by operating variables such as engine temperature, which are also supplied via a Solleinstellwert for the actuator is formed.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Temperaturkompensation der Erfassung der Stellung eines Stellelements zu verbessern, wobei zuverlässige Korrekturwerte jederzeit zur Verfügung stehen. Dies wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.It is an object of the invention to improve the temperature compensation of the detection of the position of an actuating element, wherein reliable correction values are available at all times. This is achieved by the features of the independent claims. Further developments of the method are the subject of the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch die Vorgabe einer Korrekturkennlinie für den wenigstens einen Anschlagswert, die mittels Meßreihen an verschiedenen Stellelementen ermittelt ist und die Veränderung des Anschlagswerts über der Temperatur des Stellelements repräsentiert, wird allein die Temperaturabhängigkeit des Stellelements korrigiert. Diese Kennlinie ist statistisch abgesichert und beschreibt das Temperaturverhalten des wenigstens einen Anschlags des Stellelement. Da die Kennlinie vorab ermittelt und abgespeichert ist, stehen von Beginn an Korrekturwerte für die Temperaturabhängigkeit des wenigstens einen Anschlagswertes bereit, ohne daß ein Lernvorgang notwendig ist. Die Kennlinie wird im Rahmen eines Urlernens spätestens vor Einbau des Stellelements oder aber einmal für eine Gruppe von Stellelementen ermittelt.By specifying a correction characteristic for the at least one stop value, which is determined by means of series of measurements on different control elements and represents the change in the stop value over the temperature of the actuator, only the temperature dependence of the actuator is corrected. This characteristic is statistically verified and describes the temperature behavior of the at least one stop of the control element. Since the characteristic curve is determined and stored in advance, correction values for the temperature dependence of the at least one stop value are available from the beginning, without a learning process being necessary. The characteristic is determined as part of a Urlernens latest before installation of the control element or once for a group of control elements.

Besonders vorteilhaft ist, wenn zusätzlich zu dieser fest vorgegebenen Kennlinie das aus dem Stand der Technik bekannte Lernverfahren, welches zusätzlich den Einfluß der Temperatur auf die elektrische Signalbildung berücksichtigt, angewendet wird. Auf diese Weise wird eine optimale Temperaturkompensation des wenigstens eines Anschlagwertes und somit eine verbesserte Erfassung des Meßwertes für die Stellung des Stellelements erreicht.It is particularly advantageous if in addition to this fixed predetermined characteristic known from the prior art learning method, which also takes into account the influence of temperature on the electrical signal formation, is applied. In this way, an optimum temperature compensation of the at least one stop value and thus an improved detection of the measured value for the position of the actuating element is achieved.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.Further advantages will become apparent from the following description of exemplary embodiments or from the dependent claims.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. 1 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild zur Stellungserfassung bei einem Stellelement, während in 2 anhand von Diagrammen Wertebereiche von Stellungssignalen dargestellt sind. In 3 ist anhand eines Flußdiagramms ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Erfassung des Stellungssignals des Stellelements dargestellt, während in 4 ein Beispiel für eine Korrekturkennlinie in Abhängigkeit der Stellertemperatur dargestellt ist.The invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawing explained in more detail. 1 shows an overview block diagram for position detection in an actuator, while in 2 Diagrams of value ranges of position signals are shown. In 3 is a flowchart illustrating a preferred embodiment for detecting the position signal of the actuating element, while in 4 an example of a correction characteristic as a function of the controller temperature is shown.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

In 1 ist eine elektronische Steuereinheit 10 dargestellt, welche über eine Ausgangsleitung 12 ein Stellelement 14, im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine elektrisch betätigbare Drosselklappe einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, betätigt. Mittels eines Stellungssensors bzw. -gebers 16 wird über die Leitung 18 der elektronischen Steuereinheit 10 ein Maß für die Stellung des Stellelements 14 zugeführt. Ferner werden der elektronischen Steuereinheit 10 Leitungen 20 bis 22 zugeführt, welche sie mit Meßeinrichtungen 24 bis 26 zur Erfassung von nachstehend aufgeführten Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder der Antriebseinheit verbindet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel eines sogenannten ”drive-by-wire”-Systems ist ferner der elektronischen Steuereinheit 10 eine weitere Eingangsleitung 28 zugeführt, welche ein Maß für die Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements 30, vorzugsweise eines Fahrpedals, zuführt. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist ferner ein Sensor 32 zur Erfassung der Temperatur des Stellelements vorgesehen, welcher über eine Leitung 34 mit der elektronischen Steuereinheit 10 verbunden ist. Ein solcher Temperatursensor kann auch Teil des Istwertsensorelements sein, beispielsweise bei einem berührungslosen Sensor, dessen Elektronik ein Maß für die Temperatur ausgibt. Darüber hinaus kann die Temperatur auch mittels eines Schätzers nachgebildet werden, der beispielsweise abhängig von Umgebungstemperatur und Motortemperatur unter Berücksichtigung von ggf. experimentell ermittelten Aufheiz- und Abkühlkennlinien ein Maß für die Temperatur des Stellelements abschätzt.In 1 is an electronic control unit 10 represented, which via an output line 12 an actuator 14 , In the preferred embodiment, an electrically operable throttle valve of an internal combustion engine, not shown, actuated. By means of a position sensor or encoder 16 is over the line 18 the electronic control unit 10 a measure of the position of the control element 14 fed. Further, the electronic control unit 10 cables 20 to 22 supplied with measuring equipment 24 to 26 for detecting operating variables of the motor vehicle and / or the drive unit listed below. In the preferred embodiment of a so-called "drive-by-wire" system is also the electronic control unit 10 another input line 28 supplied, which is a measure of the position of a driver operable control element 30 , preferably an accelerator pedal feeds. In an advantageous embodiment, a sensor is further 32 provided for detecting the temperature of the adjusting element, which via a line 34 with the electronic control unit 10 connected is. Such a temperature sensor may also be part of the actual value sensor element, for example in the case of a contactless sensor whose electronics output a measure of the temperature. In addition, the temperature can also be simulated by means of an estimator, which estimates, for example, depending on the ambient temperature and engine temperature, taking into account possibly experimentally determined heating and cooling characteristics a measure of the temperature of the actuating element.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die elektronische Steuereinheit 10 einen Regler, der das Stellelement auf der Basis des vom Fahrer vorgegebenen Stellungswertes und der vom Stellungssensor bzw. -geber 16 erfaßten Stellung des Stellelements im Rahmen eines Stellungsregelkreises derart betätigt, daß der Stellungsistwert sich dem Stellungssollwert annähert. Der Bewegungsbereich des Stellelements ist durch wenigstens einen Anschlag begrenzt. Der der Regelung zugrundegelegte Stellungswert wird auf der Basis des Sensorsignals und des Stellungswertes gebildet, der die Stellung des Stellelements am wenigstens einen Anschlag repräsentiert (Anschlagswert). In einem Ausführungsbeispiel sind zwei Anschläge vorhanden (minimaler und maximaler Anschlag), deren Anschlagswerte erfaßt werden und die der Signalbildung zugrunde liegen. Das Stellelement ist während des Betriebs des Fahrzeugs Temperaturänderungen, beispielsweise durch die Temperatur der Brennkraftmaschine, unterworfen, welche Auswirkungen auf die Erfassung des Stellungssignals haben. Zum einen verändert sich temperaturabhängig die Lage des wenigstens einen Anschlags des Stellelements, andererseits treten temperaturabhängige Drifterscheinungen bei der elektrische Signalerzeugung auf. Diese beiden Effekte werden gemeinsam durch das bekannte temperaturabhängige Lernverfahren beseitigt.In the preferred embodiment, the electronic control unit comprises 10 a controller which controls the actuator based on the driver's preset position value and the position sensor or transmitter 16 detected position of the actuating element in the context of a position control loop operated such that the actual position value approaches the position setpoint. The range of movement of the actuating element is limited by at least one stop. The position value on which the control is based is formed on the basis of the sensor signal and the position value, which represents the position of the actuating element on the at least one stop (stop value). In one embodiment, there are two stops (minimum and maximum stop) whose stop values are detected and which underlie signal formation. The actuator is subjected to temperature changes during operation of the vehicle, for example due to the temperature of the internal combustion engine, which have an effect on the detection of the position signal. On the one hand, depending on the temperature, the position of the at least one stop of the actuating element changes, on the other hand, temperature-dependent drifting phenomena occur in the electrical signal generation. These two effects are eliminated together by the known temperature-dependent learning method.

Nachfolgend wird eine Vorgehensweise vorgestellt, mit deren Hilfe die Temperaturabhängigkeit der Mechanik und die der Elektrik getrennt wird und eine temperaturabhängige Kompensation des Stellungssignals, zumindest des wenigstens einen Anschlagswertes, ohne aufwendige Lernvorgänge während des Betriebs ermöglicht wird. Eine Verbesserung der Genauigkeit des ermittelten Signals ist die Folge.In the following, a procedure is presented with the aid of which the temperature dependence of the mechanics and the electrics is separated and a temperature-dependent compensation of the position signal, at least of the at least one stop value, is made possible without costly learning operations during operation. An improvement in the accuracy of the detected signal is the result.

In 2 sind Diagramme aufgezeichnet, welche Wertebereiche verschiedener Stellungssignale darstellen. In 2a ist die zwischen 0 Volt und 5 Volt sich bewegende Spannung des Stellungssensors aufgetragen. Der Sensor ist dem Stellelement dabei derart zugeordnet, daß sein Wertebereich über beide Enden des Bewegungsbereichs des Stellelements hinausragt. Dieser mechanische Stellbereich des Stellelements ist in der Regel durch zwei Anschläge, dem unteren mechanischen Anschlag (UMA) und dem oberen mechanischen Anschlag (OMA), begrenzt. Diese Anschläge verändern sich unter anderem temperaturabhängig. Alterungserscheinung, etc. werden durch die aus dem Stand der Technik bekannten Lernverfahren kompensiert. Um ein das Stellelement schädigendes Anfahren der mechanischen Endanschläge durch das Stellelement im normalen Betrieb (Ansteigen des Stellerstroms, Überhitzung der Endstufe) zu verhindern, ist ein um einen Offset-Wert größerer bzw. kleinerer elektrischer Anschlagswert (unterer elektrischer Anschlag USA und oberer elektrischer Anschlag OEA) vorgesehen. Diese Werte dienen als Basiswerte zur Bestimmung des eigentlichen Stellungssignals aus dem Sensorsignal. Die Nullstellung des Stellelements ist dabei dem USA zugeordnet, die Maximalstellung dem OEA.In 2 Diagrams are recorded which represent value ranges of different position signals. In 2a the voltage of the position sensor moving between 0 volt and 5 volt is plotted. The sensor is assigned to the actuating element in such a way that its value range protrudes beyond both ends of the movement range of the actuating element. This mechanical adjustment range of the actuating element is usually limited by two stops, the lower mechanical stop (UMA) and the upper mechanical stop (OMA). These attacks change, inter alia, temperature-dependent. Aging phenomenon, etc. are compensated by the learning method known from the prior art. In order to prevent an actuator damaging start of the mechanical end stops by the actuator in normal operation (increase in the actuator current, overheating of the output stage) is one by an offset value larger or smaller electrical stop value (lower electrical stop US and upper electrical stop OEA ) intended. These values serve as basic values for determining the actual position signal from the sensor signal. The zero position of the control element is assigned to the US, the maximum position of the OEA.

In 2b ist die tatsächliche Stellung des Stellelements dargestellt. Der untere mechanische Anschlag ist dabei im gezeigten Beispiel einem Absolutwinkel von 8°, der obere von 93° zugeordnet.In 2 B the actual position of the control element is shown. The lower mechanical stop is assigned in the example shown an absolute angle of 8 °, the upper of 93 °.

In 2c ist das Stellungssignal, welches aus dem Sensorsignal unter Berücksichtigung wenigstens des unteren elektrischen Anschlags dargestellt. Es bewegt sich von 0% bis 100% zwischen den beiden elektrischen Anschlägen UEA und OEA. In 2c is the position signal, which is represented by the sensor signal taking into account at least the lower electrical stop. It ranges from 0% to 100% between the two electrical stops UEA and OEA.

Durch die bekannten Lernverfahren wird zumindest der untere mechanische Anschlag gelernt. Auf diesen bzw. aus den daraus abgeleiteten elektrischen Anschlagswerten werden die Stellungswerte für das Stellelement bezogen. Der Stellungssensor des Stellelements muß deshalb nicht mehr abgeglichen werden. Der untere elektrische Anschlagswert dient dazu zu verhindern, daß der untere mechanische Anschlag während des Betriebs ständig angefahren wird. Der Offset-Wert, welcher zwischen dem unteren mechanischen und dem unteren elektrischen Anschlagswert liegt, ist so gewählt, daß die durch die Fehlstellung des Stellelements entstehende Ungenauigkeit bei der Anwendung nicht nennenswert ins Gewicht fällt. Am Beispiel einer Drosselklappensteuerung wird der Offsetwert derart gewählt, daß die dadurch entstehende Leckluft nicht nennenswert erhöht ist.At least the lower mechanical stop is learned by the known learning methods. The position values for the actuating element are referred to this or from the electrical stop values derived therefrom. The position sensor of the control element must therefore not be adjusted. The lower electrical stop value serves to prevent the lower mechanical stop being constantly approached during operation. The offset value, which lies between the lower mechanical and the lower electrical stop value, is chosen so that the resulting from the malposition of the control element inaccuracy in the application does not fall significantly significant. Using the example of a throttle valve control, the offset value is selected such that the resulting leakage air is not appreciably increased.

Das Stellelement ist während des Betriebs Temperaturänderungen unterworfen, die beispielsweise von Temperaturänderungen der Brennkraftmaschine herrühren. Da die Position des unteren mechanischen Anschlags von der Temperatur abhängig ist und unter Umständen stark driftet, so daß während des Betriebs der mechanische Anschlag unbeabsichtigt angefahren wird, weil der Offset-Wert kleiner als der Drift ist, sind Maßnahmen vorzusehen, die dies verhindern. Eine Erhöhung des Offset-Wertes ist mit Blick auf die Erhöhung der Leckluft und der damit verbundenen Verschlechterung der Steuereigenschaften nicht erwünscht.The actuator is subjected to temperature changes during operation, resulting for example from temperature changes of the internal combustion engine. Since the position of the lower mechanical stop depends on the temperature and under certain circumstances drifts strongly, so that the mechanical stop is inadvertently approached during operation because the offset value is smaller than the drift, measures must be taken to prevent this. An increase in the offset value is undesirable in view of the increase in the leakage air and the associated deterioration of the control characteristics.

Wünschenswert ist daher, die Temperatur des Stellelements zu berücksichtigen. Diese kann direkt durch ein entsprechendes Sensorelement gemessen oder mittels eines Modells aus Umgebungstemperatur und Motortemperatur bestimmt werden.It is therefore desirable to consider the temperature of the actuator. This can be measured directly by a corresponding sensor element or determined by means of a model of ambient temperature and engine temperature.

Es ist daher vorgesehen, vorab an verschiedenen Exemplaren von Stellelementen mittels Meßreihen eine Kompensationskennlinie oder -tabelle zu ermitteln, welche das Verhalten des Drift wenigstens eines, vorzugsweise des unteren mechanischen Anschlags über der Temperatur repräsentiert. Diese Kennlinie bzw. Tabelle ist statistisch abgesichert und repräsentiert nur den Temperatureinfluß auf die mechanische Komponente. Ein Beispiel für eine solche Korrekturkennlinie ist in 4 dargestellt. Dort ist der Korrekturwert KORR über der Temperatur T dargestellt, wobei ein vorbestimmter Temperaturwert, beispielsweise Raumtemperatur, als Bezugspunkt genommen wird (KORR = 0). Oberhalb der Raumtemperatur erfolgt eine vorzugsweise additive Korrektur des gespeicherten, gelernten Anschlagswertes, welche zu einer Erhöhung des Wertes führt, während unterhalb des Normwertes eine den Anschlagswert verringernde Korrektur stattfindet.It is therefore intended to determine beforehand on different copies of control elements by means of measurement series a compensation characteristic or table, which represents the behavior of the drift of at least one, preferably the lower mechanical stop above the temperature. This characteristic curve or table is statistically verified and represents only the temperature influence on the mechanical component. An example of such a correction characteristic is in 4 shown. There, the correction value KORR is shown above the temperature T, taking a predetermined temperature value, for example room temperature, as a reference point (KORR = 0). Above the room temperature, there is a preferably additive correction of the stored, learned stop value, which leads to an increase in the value, while below the standard value a correction which reduces the stop value takes place.

Der im laufenden Betrieb nach herkömmlichen Verfahren gelernte mechanische Anschlag wird über die Tabelle bzw. Kennlinie temperaturabhängig kompensiert. Während des Betriebs wird also der mit dem mechanischen Anschlag über den Offsetwert in einer festen Beziehung stehende elektrische Anschlag laufend über die Kompensationskennlinie bzw. -tabelle korrigiert. Der Bereich des in 2c dargestellten, gemessenen Stellungswertes bleibt unabhängig von der Temperatur immer gleich. Auf diese Weise wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel die Zuordnung der Drosselklappenöffnung zur Luftmasse genauer, da temperaturunabhängig, und die Steuerfunktionen werden verbessert.The mechanical stop, which is learned during operation by conventional methods, is compensated by the table or characteristic curve depending on the temperature. During operation, therefore, the electrical stop, which is in a fixed relationship with the mechanical stop via the offset value, is continuously corrected via the compensation characteristic curve or table. The area of in 2c shown, measured position value is always the same regardless of the temperature. In this way, in the preferred embodiment, the allocation of the throttle opening to the air mass is more accurate because temperature independent, and the control functions are improved.

Neben der vorgespeicherten Kompensationskennlinie findet während des Betriebs ein abhängig von der Sensortemperatur durchgeführtes Lernverfahren wie im eingangs Stand der Technik dargestellt statt, um auch die elektrischen Temperaturdrifts zu erfassen und zu kompensieren. Diese Kombination führt zu einer umfassenden Temperaturkompensation und zu einer wesentlichen Verbesserung der Stellungserfassung.In addition to the prestored compensation characteristic, a learning process carried out depending on the sensor temperature takes place during operation, as shown in the prior art, in order to detect and compensate for the electrical temperature drifts as well. This combination results in a comprehensive temperature compensation and a significant improvement in the position detection.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird nur einer der Anschlagswerte kompensiert, vorzugsweise der untere, der der geschlossenen Stellung einer Drosselklappe zugeordnet ist. In anderen Ausführungen wird auch der andere Anschlagswert kompensiert.In a preferred embodiment, only one of the stop values is compensated, preferably the lower, which is associated with the closed position of a throttle valve. In other embodiments, the other stop value is compensated.

In 3 ist ein Flußdiagramm dargestellt, welches die Vorgehensweise zur Korrektur des Stellungssignals einer Drosselklappe in Abhängigkeit der Temperatur des Stellers während des Betriebs darstellt. Nach Start des Programms zu vorgegebenen Zeitpunkten wird im ersten Schritt 100 die Stellertemperatur TSteller sowie der gemessene Drosselklappenwinkel WDK eingelesen. Daraufhin wird im Schritt 102 nach Maßgabe der vorbestimmten Kennlinie der Korrekturwert KORR abhängig von der Stellertemperatur ausgelesen. Im darauffolgenden Schritt 104 wird der mittels eines anderen Programms ständig gelernte untere mechanische Anschlag UMA mittels des Korrekturwerts KORR korrigiert. Daraufhin wird im Schritt 106 der untere elektrische Anschlag UEA auf der Basis des korrigierten Wertes für den unteren mechanischen Anschlags UMA und des vorgegebenen Offset-Wertes OFF bestimmt. Im nächsten Schritt 108 wird der zur Weiterverarbeitung vorgesehene Drosselklappenstellungswert WDKBA auf der Basis des gemessenen Wertes WDK und des Wertes für den unteren elektrischen Anschlag, ggf. des oberen elektrischen Anschlagswerts, beispielsweise mittels einer Interpolation, bestimmt.In 3 FIG. 3 is a flowchart illustrating the procedure for correcting the position signal of a throttle valve as a function of the temperature of the actuator during operation. After starting the program at predetermined times will be in the first step 100 read the controller temperature T actuator and the measured throttle angle WDK. Then in step 102 in accordance with the predetermined characteristic curve, the correction value KORR is read out depending on the setting temperature. In the following step 104 the lower mechanical stop UMA constantly learned by means of another program is corrected by means of the correction value KORR. Then in step 106 the lower electrical stop UEA is determined on the basis of the corrected value for the lower mechanical stop UMA and the predetermined offset value OFF. In the next step 108 the throttle valve position value WDKBA provided for further processing is determined on the basis of the measured value WDK and the value for the lower electrical stop, possibly the upper electrical stop value, for example by means of an interpolation.

Danach wird das Programm beendet und zum nächsten Zeitpunkt erneut durchlaufen.Thereafter, the program is terminated and run again at the next time.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das bekannte Lernverfahren zur Temperaturkompensation derart einbezogen, daß der temperaturabhängig korrigierte Anschlagswert mit dem temperaturabhängig gelernten korrigiert wird und soweit die Abweichung vorgegebene Grenzen nicht überschreitet, entsprechend der Abweichung zwischen diesen Größen korrigiert.In a preferred embodiment, the known learning method for temperature compensation is included such that the temperature-dependent corrected stop value is corrected with the temperature-dependent learned and as far as the deviation does not exceed predetermined limits, corrected according to the deviation between these variables.

Claims (6)

Verfahren zur Erfassung der Stellung eines Stellelements, wobei das Stellelement wenigstens einen mechanischen Anschlag aufweist, dessen Stellungswert erfaßt wird, wobei die Temperatur des Stellelements und ein temperaturabhängiger Korrekturwert ermittelt werden, mit dem der Anschlagswert korrigiert wird, wobei ein die Stellung des Stellelements repräsentierendes Signal erfaßt wird, welches unter Verwendung des wenigstens einen korrigierten Anschlagswerts in einen Stellungswert für das Stellelement umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Korrekturwert aus einem vorab vorgegebenen Zusammenhang zwischen dem Korrekturwert und der Temperatur abgeleitet wird, der ausschließlich das Temperaturverhalten des wenigstens einen mechanischen Anschlags repräsentiert und der im Speicher der das Stellelement steuernden Steuereinheit abgelegt ist.A method for detecting the position of an actuating element, wherein the actuating element has at least one mechanical stop whose position value is detected, wherein the temperature of the actuating element and a temperature-dependent correction value are determined, with which the stop value is corrected, wherein detects a position of the actuating element representative signal which is converted into a position value for the actuating element using the at least one corrected stop value, is characterized in that the temperature-dependent correction value is derived from a predetermined relationship between the correction value and the temperature which exclusively represents the temperature behavior of the at least one mechanical stop and stored in the memory of the control unit controlling the control unit. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur gemessen oder mittels eines Modells berechnet wird.Method according to claim 1, characterized in that the temperature is measured or calculated by means of a model. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement eine Drosselklappe einer Brennkraftmaschine ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating element is a throttle valve of an internal combustion engine. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgespeicherte Zusammenhang mittels eines Lernvorgangs adaptiert wird, wobei Lernwerte des Lernvorgangs ein Temperaturverhalten einer elektrischen Stellungssignalerzeugung repräsentieren.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the prestored relationship is adapted by means of a learning process, wherein learning values of the learning process represent a temperature behavior of an electrical position signal generation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dem wenigstens einen Anschlag zugeordnete Stellungswert abhängig von einem aus dem vorgegebenen Zusammenhang zwischen dem Korrekturwert und der Temperatur auf Basis der aktuellen Temperatur ausgelesenen Korrekturwertes korrigiert wird, und auf Basis des korrigierten Anschlagswertes ein elektrischer Anschlagswert gebildet wird, der bei der Bildung des Stellungswerts berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the position value assigned to the at least one stop is corrected as a function of a correction value read from the predetermined relationship between the correction value and the temperature on the basis of the current temperature, and an electrical stop value based on the corrected stop value formed in the formation of the position value. Vorrichtung zur Erfassung der Stellung eines Stellelements, welches wenigstens einen mechanischen Anschlag aufweist, mit einer Steuereinheit, welche das Stellelement steuert und welche den Stellungswert des Anschlags, die Temperatur des Stellelements und einen temperaturabhängigen Korrekturwert ermittelt, mit dem der Anschlagswert korrigiert wird, welche ferner ein die Stellung des Stellelements repräsentierendes Signal erfaßt und dieses unter Verwendung des wenigstens einen korrigierten Anschlagswerts in einen Stellungswert für das Stellelement umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit einen Speicher umfaßt, in dem ein vorab bestimmter Zusammenhang zwischen dem Korrekturwert und der Temperatur abgelegt ist, der ausschließlich das Temperaturverhalten des wenigstens einen mechanischen Anschlags repräsentiert.Device for detecting the position of an actuating element, which has at least one mechanical stop, with a control unit which controls the adjusting element and which determines the position value of the stop, the temperature of the adjusting element and a temperature-dependent correction value, with which the stop value is corrected, which further detects the position of the actuator representative signal and converts it using the at least one corrected stop value in a position value for the actuator, characterized in that the control unit comprises a memory in which a predetermined relationship between the correction value and the temperature is stored, the exclusively represents the temperature behavior of the at least one mechanical stop.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10330251A1 (en) 2003-07-04 2005-01-20 Robert Bosch Gmbh Method and device for ensuring the quality of the measured value recording of a pressure sensor
DE102005023809A1 (en) * 2005-05-24 2006-11-30 Robert Bosch Gmbh Method for compensating the temperature drift of sensors in the mounted state on site and device for compensating the temperature drift of a semiconductor acceleration sensor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4041505A1 (en) * 1990-12-22 1992-06-25 Bosch Gmbh Robert METHOD AND DEVICE FOR MEASURING VALUES IN MOTOR VEHICLES
DE4341245A1 (en) * 1993-12-03 1995-06-08 Bosch Gmbh Robert Ascertaining reference position of vehicle actuator units such as for accelerator pedal
DE4432881A1 (en) * 1994-09-15 1996-03-21 Bosch Gmbh Robert Determining position of adjusting unit in motor vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4041505A1 (en) * 1990-12-22 1992-06-25 Bosch Gmbh Robert METHOD AND DEVICE FOR MEASURING VALUES IN MOTOR VEHICLES
DE4341245A1 (en) * 1993-12-03 1995-06-08 Bosch Gmbh Robert Ascertaining reference position of vehicle actuator units such as for accelerator pedal
DE4432881A1 (en) * 1994-09-15 1996-03-21 Bosch Gmbh Robert Determining position of adjusting unit in motor vehicle

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