DE4020654A1 - Steuer- bzw. regelsystem in verbindung mit einer brennkraftmaschine und/oder einem kraftfahrzeug - Google Patents

Steuer- bzw. regelsystem in verbindung mit einer brennkraftmaschine und/oder einem kraftfahrzeug

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DE4020654A1 DE19904020654 DE4020654A DE4020654A1 DE 4020654 A1 DE4020654 A1 DE 4020654A1 DE 19904020654 DE19904020654 DE 19904020654 DE 4020654 A DE4020654 A DE 4020654A DE 4020654 A1 DE4020654 A1 DE 4020654A1
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Steuer- bzw. Regelsystem in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine und/oder einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der Kraftfahrzeugtechnik ist es vielfach bekannt, zu Steue­ rungs- bzw. Regelungszwecken über ein elektrisch betätigbares Ele­ ment, welches mit impulsförmigen Signalen angesteuert wird, auf eine Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs einzuwirken.
Ein derartiges System wird in der DE-OS 36 21 937 am Beispiel einer elektronischen Motorleistungssteuerung vorgestellt. Dort wird von einer Recheneinheit in Abhängigkeit von Meßwerten, insbesondere der Position des Leistungsstellgliedes der Brennkraftmaschine und eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements, ein impulsförmiges Ansteuer­ signal für ein die Leistung der Brennkraftmaschine beeinflussendes Stellelement erzeugt, wobei wenigstens ein Parameter des Ansteuer­ signals, beispielsweise die Impulslänge bei feststehender Ansteuer­ periode des Ansteuersignals, veränderbar ist. Das dort beschriebene System führt dabei zur Steuerung der Motorleistung eine Regelung der Position des Leistungsstellgliedes durch. Bei der Realisierung der­ artiger Regelsysteme in digitaler Form tritt jedoch die Schwierig­ keit auf, daß die Regelung nicht die gewünschten Eigenschaften hin­ sichtlich Dynamik, Stabilität und/oder Genauigkeit aufweist, da zur Bestimmung des impulsförmigen Ansteuersignals die Meßwerte verwendet werden, die unmittelbar vor Beginn der Ansteuerperiode des Ansteuer­ signals, beziehungsweise während einer vorhergehenden Ansteuerperio­ de, erfaßt wurden. Das auf der Basis dieser Meßwerte gebildete An­ steuersignal berücksichtigt demnach nicht die während der aktuellen Ansteuerperiode auftretenden Änderungen bezüglich der Regelstrecke beziehungsweise ihrer Randbedingungen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, welche die Eigenschaften der Regelung bezüglich Dynamik, Stabilität und Genau­ igkeit verbessern. Dies wird dadurch erreicht, daß die wenigstens eine veränderbare Größe des impulsförmigen Signals in Abhängigkeit von aktuellen Meßwerten verändert wird, während die Regeleinheit ein auf der Basis einer zu einem früheren Zeitpunkt festgelegten Größe gebildetes impulsförmiges Signal zu Ansteuerungszwecken abgibt.
Vorteile der Erfindung
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen verbessert sich das dynamische Verhalten des Steuer- bzw. Regelsystems sowie seine Genauigkeit er­ heblich, da das Ansteuersignal entsprechend dem aktuellsten Meßwert modifiziert wird.
Die dadurch erzielten Verbesserungen zeigen sich insbesondere bei Soll-Wert-Sprüngen, auf die dank der erfindungsgemäßen Vorgehens­ weise das Regelsystem entsprechend schnell reagiert. Derartige Soll-Wert-Sprünge treten insbesondere in Kraftfahrzeugen im Zusam­ menhang mit Antriebs-Schlupf-Regelungs-(ASR)-Systemen auf. Dort wird durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise eine schnelle Reaktion des Regelsystems und somit eine schnelle Reduzierung der Motorleistung bei zum Durchdrehen neigenden Antriebsrädern und somit eine verbes­ serte Funktionsweise des Systems erreicht.
Weitere Anwendung finden die erfindungsgemäßen Maßnahmen aufgrund der oben skizzierten Vorteile im Zusammenhang mit weiteren, die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine steuernden Systemen, wie bei­ spielsweise Leerlaufdrehzahlregelungen, elektronische Motorlei­ stungssteuerungen, etc.
Ein weiterer vorteilhafter Anwendungsfall ergibt sich im Zusammen­ hang mit der Kraftstoffzumessung.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist darin zu sehen, daß bei digitaler Realisierung des Regelsystems bzw. des Reglers von einem quasikontinuierlichen System im Hinblick auf die Entwurfskriterien und Stabilitätsbetrachtungen des Regelkreises ausgegangen werden kann.
Aus den Unteransprüchen ergeben sich in Verbindung mit den nachfol­ gend beschriebenen Ausführungsbeispielen weitere Vorteile.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein sche­ matisches Blockschaltbild eines Steuer- bzw. Regelsystems mit einem mittels eines impulsförmigen Signals angesteuerten Stellglied. Fig. 2 stellt am Beispiel eines impulsförmigen Ansteuersignals, bei dem die Impulslänge und somit das Tastverhältnis veränderbar ist, die Auswirkungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise auf den Signalver­ lauf dar, während in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines in der Steuer- bzw. Regeleinheit ablaufenden Flußdiagramms zur Bestimmung des impulsförmigen Ansteuersignals abgebildet ist.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In Fig. 1 ist ein Steuer- bzw. Regelsystem für eine Betriebsgröße einer in Fig. 1 nicht dargestellten Brennkraftmaschine und/oder eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Dieses System besteht im wesent­ lichen aus einer Steuer- bzw. Regeleinheit 10, der über die Ein­ gangsleitungen 12 bis 14 und 16 meßbare Betriebsparameter der Brenn­ kraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs von entsprechenden Meßein­ richtungen 18 bis 20 und 22 zugeführt sind. Die Ausgangsleitung 24 der Steuer- bzw. Regeleinheit 10 verbindet diese mit einem elek­ trisch betätigbaren Element 26, insbesondere einem Stellglied, wel­ ches auf die zu steuernde bzw. zu regelnde Betriebsgröße einwirkt.
In der Kraftfahrzeugtechnik sind viele Steuer- bzw. Regelsysteme be­ kannt, die mit einer der Fig. 1 entsprechenden Anordnung arbeiten. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zeigt besondere Vorteile im Zu­ sammenhang mit ASR/MSR-Systeme, elektronische Motorleistungssteue­ rungen oder Leerlaufdrehzahlregelungen. Diese umfassen im allgemei­ nen Lageregelungen des die Betriebsmittelzufuhr zur Brennkraftma­ schine steuernden Leistungsstellgliedes der Brennkraftmaschine. Da­ her kann im Rahmen eines Ausführungsbeispiels unter dem Stellelement 26 eine elektrisch betätigbare Drosselklappe verstanden werden, während die Meßeinrichtung 22 einen Stellungsgeber darstellt, der mit der Drosselklappe verbunden ist und der Steuer- bzw. Regelein­ heit 10 ein die Stellung der Drosselklappe repräsentierendes Signal zuführt.
Eine Anwendung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise auf andere impulsgesteuerte Stellglieder kann ebenfalls vorgenommen werden.
Die Eingangsleitungen 12 bis 14 versorgen das Steuer- bzw. Regelsy­ stem mit Signalen, die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs repräsentieren und zur Soll-Wert-Bildung des Regelsystems dienen. Bei einem ASR/MSR-System handelt es sich dabei u. a. um Signale, die die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kraft­ fahrzeugräder repräsentieren, sowie um ein Fahrgeschwindigkeitssig­ nal und/oder ein Drehzahlsignal. Aus diesen Signalen wird ein La­ ge-Soll-Wert des Leistungsstellelements für die Reduzierung der Mo­ torleistung ermittelt, was eine Stabilisierung des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Eine elektronische Motorleistungs­ steuerung verfügt darüber hinaus über das Signal eines Stellungsge­ bers eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements, in dessen Abhän­ gigkeit im wesentlichen der Soll-Wert für die Lageregelung des Lei­ stungsstellelements ermittelt wird. Bei Leerlaufdrehzahlregelungen werden ferner Meßwerte für die Batteriespannung, die Motortemperatur und/oder Signale, welche den Betrieb einer Klimaanlage oder einer Servolenkung anzeigen, etc. verarbeitet.
In analoger Weise kann es sich bei dem Steuer- bzw. Regelsystem um eine Drehzahlregelung handeln, wobei das Ist-Wert-Signal, welches über die Eingangsleitung 16 von der Meßeinrichtung 22 der Steu­ er- bzw. Regeleinheit zugeführt wird, ein Drehzahlsignal darstellt.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 10 umfaßt im wesentlichen die den Ein­ gangsleitungen 12 bis 14 bzw. der Eingangsleitung 16 zugeordneten Eingangstufen 30 bzw. 32, eine Recheneinheit 34 sowie eine der Aus­ gangsleitung 24 zugeordnete Ausgangsstufe 36. Die Eingangsstufe 30 ist dabei auf der einen Seite mit den Eingangsleitungen 12 bis 14 verbunden, auf der anderen Seite mit den Verbindungsleitungen 38 bis 40, welche die Eingangsstufe 30 mit der Recheneinheit 34 verbinden.
Die Verbindungsleitungen 38 bis 40 sind dabei jeweils den entspre­ chenden Eingangsleitungen 12 bis 14 zugeordnet und übermitteln die von den Eingangsleitungen 12 bis 14 geführten Signalgrößen zu der Recheneinheit 34.
Die der Eingangsleitung 16 zugeordnete Eingangsstufe 32 verfügt über eine Ausgangsleitung 42, welche die Eingangsstufe 32 mit der Rechen­ einheit 34 verbindet. Die Recheneinheit 34 weist eine Ausgangslei­ tung 44 auf, die die Recheneinheit 34 mit der Ausgangsstufe 36 ver­ bindet, deren Ausgangsleitung die Ausgangsleitung 24 des Steu­ er- bzw. Regelsystems darstellt.
Die von den Meßeinrichtungen 18 bis 20 erfaßten, die obengenannten Betriebsparameter repräsentierende Signale, werden über die Ein­ gangsleitungen 12 bis 14 auf die Eingangsstufe 30 geführt, wo sie zur Weiterverarbeitung durch die Recheneinheit 34 aufbereitet wer­ den. Diese Aufbereitung kann beispielsweise eine Anpassung der Sig­ nalpegel, eine Glättung des Signals oder ähnliche Maßnahmen zur Er­ zeugung eines definierten Meßsignales umfassen. Ferner kann in der Eingangsstufe 30 auch eine Analog/Digital-Wandlung vorgenommen wer­ den. Die aufbereiteten Signalwerte werden über die Verbindungslei­ tungen 38 bis 40 an die Recheneinheit 34 zur Berechnung des Soll-Wertes des Steuer- bzw. Regelsystems und zur entsprechenden Weiterverarbeitung übermittelt.
In analoger Weise wird mit dem von der Meßeinrichtung 22 erfaßten und über die Eingangsleitung 16 an die Eingangsstufe 32 geführten Ist-Wert-Signal verfahren. Die in der Eingangsstufe 32 aufbereiteten Signalwerte werden über die Verbindungsleitung 42 an die Rechenein­ heit 34 zur Weiterverarbeitung abgegeben.
Die Recheneinheit 34 führt die zur Steuerung bzw. Regelung der Be­ triebsgröße notwendigen Berechnungen durch und erzeugt ein den ent­ sprechenden Steuerungs- bzw. Regelungszwecken entsprechendes Signal, welches zur Ansteuerung des Stellelements 26 dient. Bei einer Lage­ regelung des Leistungsstellgliedes berechnet dabei die Recheneinheit 34 aus den über die Verbindungsleitungen 38 bis 40 zugeführten Sig­ nalgrößen den Soll-Wert für die Position des Leistungsstellgliedes, vergleicht diesen Soll-Wert mit dem über die Verbindungsleitung 42 zugeführten Ist-Signalwert und bestimmt aus einem Vergleich von Soll- und Ist-Wert gemäß einem vorgegebenen Regelalgorithmus den veränderbaren Parameter des Ansteuersignals des Stellelements, so daß die Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert verringert wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Ansteuer­ signal, wie in Fig. 1 skizziert, um ein impulsförmiges Signal, bei dem der veränderbare Parameter die Impulslänge y bzw. das Tastver­ hältnis des Signals ist. In dieser speziellen Ausführung verfügt das Ansteuersignal über eine feste Ansteuerperiode T bzw. Ansteuerfre­ quenz.
Neben dieser Ausführungsform ist die im folgenden beschriebene er­ findungsgemäße Vorgehensweise vorteilhaft auch auf Systeme anwend­ bar, die die Periode, die Signalhöhe oder den Bereich niedriger Spannung des impulsförmigen Signals beeinflussen.
Ferner sind auch Systeme bekannt, die über mehrere impulsförmige An­ steuersignale verfügen und einen Mehr-Phasen-Motor betreiben, wobei zwischen den Ansteuersignalen eine vorgegebene Beziehung bestehen kann. Auch hier findet die erfindungsgemäße Vorgehensweise Anwendung.
In bekannter Weise kann das Steuer- bzw. Regelsystem 10 weitere Funktionen umfassen, die aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dar­ gestellt sind.
Zur Berechnung der Impulslänge des impulsförmigen Ansteuersignals ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zu vorgegebenen Abtastzeitpunk­ ten, ti, die während einer Ansteuerperiode T des Ansteuersignals in vorgegebenen Zeitabständen auftreten, die den Soll-Wert und den Ist-Wert bildenden Signalgrößen erfaßt werden. Dies ist in Fig. 1 symbolisch durch die Leitungen 46 bis 48 und 50 dargestellt. Diese Darstellungsweise soll verdeutlichen, daß zu den vorgegebenen Ab­ tastzeitpunkten ti die Recheneinheit 34 zur Neuberechnung der Im­ pulslänge des Ansteuersignals die entsprechenden Signalwerte erfaßt. Dabei wird ein aus den Signalgrößen auf den Leitungen 38 bis 40 ge­ bildeter Soll-Wert mit dem Ist-Wert verglichen und die Impulslänge entsprechend der Differenz berechnet.
Mit Beginn einer Ansteuerperiode T des Ansteuersignals, der mit dem ersten Abtastzeitpunkt ti der jeweiligen Ansteuerperiode T iden­ tisch ist, wird die positive Flanke des jeweiligen Impulses des An­ steuersignals erzeugt, indem das Ausgangssignal des Steuer- bzw. Regelsystems auf einen höheren Pegel gesetzt wird. Als Impulslänge wird dabei ein in Abhängigkeit der zu diesem Zeitpunkt erfaßten oder berechneten Soll- und Ist-Werte berechneter Wert vorgegeben. Zu je­ dem Abtastzeitpunkt ti berechnet die Recheneinheit 34 die Impuls­ länge neu, so lange bis das berechnete Impulsende erreicht ist. Da­ durch wird das die Impulslänge bestimmende Impulsende zu jedem Ab­ tastzeitpunkt in Abhängigkeit der aktuellen Soll-Ist-Differenz neu bestimmt und berücksichtigt somit die aktuellen Verhältnisse des Steuer- bzw. Regelsystems.
Fig. 2 stellt die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Berechnung der Impulslänge des Ansteuersignals am Beispiel von Zeitdiagrammen dar. Dabei zeigt Fig. 2a eine Zeitskala, welche vorgegebene, vom Typ des anzusteuernden Stellgliedes abhängige Zeitpunkte T aufweist, deren Abstand die feste Ansteuerperiode bzw. Ansteuerfrequenz des Ansteuersignals bestimmen. In Fig. 2a sind die Zeitpunkte nT bis (n + 3) T gezeigt. Innerhalb einer Ansteuerperiode sind in vorgegebenen Abständen Abtastzeitpunkte zur Erfassung oder Bestimmung der Soll- und Ist-Werte vorgesehen, die in Fig. 2a mit ti bezeichnet sind.
In Fig. 2b schließlich ist der zeitliche Signalverlauf des impuls­ förmigen Ansteuersignals aufgezeichnet. Die vertikale Achse stellt dabei den Signalpegel des Ansteuersignales dar, während die horizon­ tale Achse eine Zeitachse repräsentiert.
Die Beschreibung der Impulslängenberechnung und deren Auswirkungen auf den Signalverlauf des Ansteuersignals wird im folgenden am Bei­ spiel der Ansteuerperiode nT dargestellt.
Grundlegend für die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist, daß zu je­ dem Abtastzeitpunkt, zu denen auch der den Beginn einer Ansteuerpe­ riode kennzeichnende Zeitpunkt nT gehört, ein Soll- und Ist-Wert be­ stimmt bzw. erfaßt wird und auf der Basis dieser Soll- und Ist-Werte zum jeweiligen Abtastzeitpunkt die zur Ansteuerung des Stellgliedes unter den jeweiligen Bedingungen benötigte Impulslänge berechnet wird.
Zum Zeitpunkt nT, der den Beginn einer Ansteuerperiode kennzeichnet, wird durch Ausgabe eines hohen Signalpegels die positive Flanke ei­ nes Impulses des impulsförmigen Ansteuersignals gemäß Fig. 2b er­ zeugt. Gleichzeitig wird aus den gemessenen bzw. bestimmten Soll- und Ist-Wert zu diesem Zeitpunkt eine Impulslänge y(n) be­ stimmt, welche als Grundlage für die zu den nachfolgenden Abtast­ zeitpunkten stattfindende Korrektur dient.
Zum darauffolgenden Abtastzeitpunkt ti(n) erfolgt eine erneute Er­ fassung bzw. Bestimmung des Soll- und Ist-Wertes des Regelsystems durch Abtastung der entsprechenden Signale und eine erneute Berech­ nung der Impulslänge. Ergibt sich zwischen den beiden nacheinander bestimmten Impulslängen ein Unterschied, so wird die zum Beginn der Ansteuerperiode bestimmte Impulslänge y(n) auf der Basis der zum ersten Abtastzeitpunkt bestimmten Impulslänge yi(n) korrigiert. Im Beispiel der Fig. 2 führt dies zu einer in Fig. 2b strichliert ausgeführten Verringerung der Impulslänge. Dies bedeutet, daß die negative Flanke und somit das Impulsende zu einem früheren Zeitpunkt hin verschoben wird. Zum darauf folgenden Abtastzeitpunkt ti+1(n) wird entsprechend verfahren. In Fig. 2b ist die aus­ gehend von der berechneten Impulslänge yi+1(n) zum Zeitpunkt ti+1(n) vorgenommene Korrektur des Impulsendes anhand der zu einem späteren Zeitpunkt hin verschobenen, strichliert dargestellten negativen Flanke des Impulses verdeutlicht. Bei den auf den Abtast­ zeitpunkt ti+1(n) folgenden Abtastzeitpunkten wird entsprechend verfahren.
In Fig. 2 wird davon ausgegangen, daß eine weitere Korrektur der Impulslänge bei den nachfolgenden Abtastzeitpunkten nicht mehr not­ wendig ist, da die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Be­ rechnungen einen vorgegebenen Toleranzwert nicht überschreitet. Der Impuls wird beendet, d. h. ein niedrigerer Signalpegel ausgegeben, sobald das berechnete und möglicherweise korrigierte Impulsende er­ reicht wurde. Zum darauffolgenden Abtastzeitpunkt, der in Fig. 2a mit ti+m(n) bezeichnet wird, wird die auf der Basis der dann vorliegenden Soll- bzw. Ist-Werte vorgenommene Berechnung der Im­ pulslänge nicht weiter verarbeitet.
Zum nächsten Ansteuerbeginn (n+1)T beginnt die Berechnung und Kor­ rektur von neuem. Die Impulslänge für die nächste Ansteuerperiode kann dabei zum Zeitpunkt (n+1)T entweder neu bestimmt oder auf der Basis der korrigierten Impulslänge aus der vorhergehenden Ansteuer­ periode nT, bzw. deren letztem Abtastzeitpunkt gemäß obiger Be­ schreibung der Korrektur, ermittelt werden.
Alternativ zu einer Korrektur des jeweiligen Impulsendes kann auch eine Neuberechnung des Impulses unter Berücksichtigung des jeweili­ gen Abtastzeitpunktes vorgenommen werden.
Eine Realisierungsmöglichkeit der oben skizzierten Vorgehensweise zur Bestimmung der Impulslänge bzw. des Tastverhältnisses des An­ steuersignals wird in Fig. 3 anhand eines Flußdiagramms für die Recheneinheit 34 skizziert. Mit Beginn eines Betriebszyklus des Kraftfahrzeugs nach Ablauf des Anlaß- bzw. Startvorganges des Kraftfahrzeugs, wird der in Fig. 3 skizzierte Programmteil ge­ startet und initialisiert. Dieser Programmteil läuft zu jedem der vorgegebenen Abtastzeitpunkte ti ab, was durch den Schalter 99 symbolisiert ist. In einem ersten Schritt 100 wird dann der Soll-Wert des Regelsystems erfaßt bzw. die zur Bildung des Soll-Wer­ tes heranzuziehenden Betriebsparameter der Brennkraftmaschine oder des Kraftfahrzeugs gemessen und daraus der Soll-Wert berechnet. Im nächsten Schritt 102 wird der Ist-Wert des Regelsystems eingelesen. Schließlich wird im Schritt 104 auf der Basis der Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert sowie dem bekannten Regleralgorithmus beispiels­ weise für einen Regler mit P-, I-, und/oder D-Anteil, die zur Ver­ ringerung der Soll-Ist-Differenz benötigte Impulslänge yi(n) des Ansteuersignals für das Stellglied berechnet.
Im Schritt 106 wird abgefragt, ob der momentane Abtastzeitpunkt dem fest vorgegebenen Zeitpunkt des Beginns einer Ansteuerperiode ent­ spricht. Ist dies der Fall, so wird mit Schritt 108 fortgefahren, indem auf der Basis des in Schritt 104 berechneten Impulslänge des Ansteuersignals eine Zeit berechnet wird, die dem Zeitpunkt des Im­ pulsendes der jeweiligen Ansteuerperiode entspricht. Diese Zeit te ist dabei ein Maß für die zeitliche Länge des Impulses. Im Schritt 110 erfolgt die Ausgabe des Impulsbeginns, durch Ausgabe eines höhe­ ren Signalpegels. Darauffolgend wird die Programmsequenz zum näch­ sten Abtastzeitpunkt erneut gestartet.
Zum nächsten Abtastzeitpunkt wird die Erfassung bzw. Berechnung von Soll-, Ist-Wert und daraus folgender Impulslänge gemäß den Schritten 100 bis 104 erneut durchgeführt und im Abfrageschritt 106 festge­ stellt, daß der momentane Abtastzeitpunkt nicht dem Beginn der An­ steuerperiode entspricht. Dann wird mit dem Abfrageschritt 112 fort­ gefahren, mit dessen Hilfe ermittelt wird, ob die im Schritt 108 berechnete Zeit bzw. der dort berechnete Zeitpunkt bereits abge­ laufen bzw. erreicht worden ist. Diese Abfrage entspricht der Fest­ stellung, ob das Impulsende erreicht wurde.
Befindet sich der momentane Abtastzeitpunkt zeitlich gesehen zwi­ schen dem Beginn einer Ansteuerperiode und dem berechneten Ende des Ansteuerimpulses (Abfrageschritt 106, 112), so wird mit dem Abfrage­ schritt 114 fortgefahren. Dieser dient zur Überprüfung zweier auf­ einanderfolgender, im Schritt 104 berechneten Impulslängen. Sind die beiden, aufeinanderfolgend berechneten Impulslängen gleich bzw. liegt der Betrag ihrer Differenz unterhalb bzw. innerhalb einer vor­ gegebenen Toleranz- bzw. Genauigkeitsschwelle, so wird die Programm­ sequenz beendet und zum nächsten Abtastzeitpunkt ti erneut ausge­ führt.
Ist im Schritt 114 eine Differenz zwischen den beiden, in aufeinan­ derfolgenden Abtastzeitpunkten bestimmten Impulslängen festgestellt worden, so wird mit Schritt 116 und der dort ausgeführten Abfrage, ob die zum gegenwärtigen Abtastzeitpunkt ermittelte Impulslänge yi(n) größer oder kleiner als die zum vorherigen Abtastzeitpunkt ermittelte Impulslänge yi-1(n) ist, fortgefahren. Wird im Schritt 116 eine Vergrößerung der Impulslänge festgestellt, d. h. ist die zum gegenwärtigen Zeitpunkt ermittelte Impulslänge yi(n) größer als die zum vorherigen Zeitpunkt ermittelte Impulslänge yi-1(n), so wird im Schritt 118 mit der Korrektur der im Schritt 108 berechneten Zeit te fortgefahren. Aus der Differenz zwischen beiden, aufeinanderfolgend ermittelten Impulslängen, wird eine Kor­ rekturzeit ermittelt, welche zur berechneten Impulsendezeit addiert wird und somit eine neue, korrigierte Zeit te ermittelt. Diese neu bestimmte, bzw. korrigierte Zeit bezeichnet das Impulsende, wie es auf der Basis der aktuellen Soll- und Ist-Werte bestimmt worden ist. Nach Schritt 118 wird die Programmsequenz zum nächsten Abtastzeit­ punkt erneut durchlaufen.
Unter der Annahme, daß zu einem späteren Abtastzeitpunkt die Pro­ grammsequenz entsprechend der obigen Darstellung über die Schritte 100 bis 106 und 112 bis 116 durchlaufen wurde und im Schritt 116 eine Verkleinerung der Impulslänge zum gegenwärtigen Zeitpunkt ge­ genüber dem vorherigen festgestellt wurde, wo wird mit Schritt 120 und der Abfrage, ob der gegenwärtige Zeitpunkt vor dem berechneten und gegebenenfalls korrigierten Impulsende te liegt, fortgefahren. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 122 eine entsprechend dem Schritt 118 vorzunehmende Korrektur der das Impulsende repräsentie­ renden Zeit te vorgenommen und die Programmsequenz zum nächsten Abtastzeitpunkt erneut durchgeführt.
Wird zwischen zwei Abtastzeitpunkten das berechnete Impulsende te erreicht, so wird automatisch der Impuls durch Rückkehr auf den niedrigeren Signalpegel beendet. Demgemäß wird nach dem Abfrage­ schritt 120, wenn festgestellt wurde, daß der gegenwärtige Abtast­ zeitpunkt bereits zeitlich gesehen nach dem Ende des Impulses liegt, von einer Korrektur abgesehen und die Ausgabe des niedrigeren Sig­ nalpegels gemäß Schritt 124 aufrechtgehalten. Dieselbe Reaktion er­ folgt im Schritt 126, der auf den Abfrageschritt 112 folgt, wenn dort festgestellt wurde, daß das Impulsende bereits erreicht bzw. überschritten wurde. Nach den Schritten 124 bzw. 126 wird analog die Programmsequenz beendet und zum nächsten Abtastzeitpunkt erneut ge­ startet.
Die zu den Abtastzeitpunkten, die zwischen dem Impulsende und dem Beginn der nächsten Ansteuerperiode liegen, bestimmten Impulslängen dienen in einem anderen Ausführungsbeispiel als Ausgangspunkt gemäß der obigen Vorgehensweise zur Berechnung der Impulslänge zu Beginn der nächsten Ansteuerperiode.
Selbstverständlich kann im Abfrageschritt 114 anstelle der Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulslänge auch die Differenz zwischen der aktuellen und einem Mittelwert der vorherigen oder der aktuellen und einer früheren Impulslänge vorgenommen werden.

Claims (9)

1. Steuer- bzw. Regelsystem in Verbindung mit einer Brennkraftma­ schine und/oder einem Kraftfahrzeug mit einer Steuer- bzw. Regelein­ heit, die mittels eines impulsförmigen Signals auf ein elektrisch betätigbares Element zur Beeinflussung einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das impulsförmige Signal durch wenigstens eine veränderbare Größe charakterisiert wird,
  • - diese Größe in Abhängigkeit von aktuellen Meßwerten verändert wird, während die Regeleinheit ein auf der Basis einer zu einem früheren Zeitpunkt festgelegten Größe gebildetes impulsförmiges Signal zu Ansteuerungszwecken abgibt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das impuls­ förmige Ansteuersignal ein über die jeweilige Impulslänge veränder­ bares Tastverhältnis bei vorgegebener Signalfrequenz aufweist, wobei die Impulslänge abhängig von den aktuellen Meßwerten während eines Impulses verändert wird.
3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß innerhalb einer Ansteuersignalperiode zu vorgegebenen Abtastzeitpunkten eine Korrektur oder Neuberechnung der Impulslänge abhängig von den aktuellen Meßwerten stattfindet.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das impulsförmige Ansteuersignal zur Ansteuerung eines elektrisch betätigbaren Stellgliedes dient.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Impulslänge über die zwischen Impulsbeginn und -ende ablaufende Zeit definiert ist und diese Zeit bestimmt und/oder korrigiert wird.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Korrektur dann stattfindet, wenn die aktuell be­ stimmte Impulslänge im Vergleich zu einer oder mehreren zu vorherge­ henden Zeitpunkten bestimmten nicht in einem vorgegebenen Toleranz­ band liegt.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zu Zeitpunkten, die zwischen Impulsen liegen, be­ stimmten Impulslängen nicht berücksichtigt werden oder als Basis zur Bestimmung der Impulslänge in der darauffolgenden Ansteuerperiode dienen.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es sich bei dem veränderbaren Parameter um den Signal­ pegel, die Ansteuerperiode bei konstanter Impulslänge oder Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen handelt.
9. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stell­ glied insbesondere im Zusammenhang mit wenigstens einem der folgen­ den Systeme steht, Antriebsschlupfregelung, Luftzumessung oder Kraftstoffzumessung.
DE19904020654 1990-06-29 1990-06-29 Regelverfahren in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine und/oder einem Kraftfahrzeug und Regelvorrichtung zur Durchführung des Regelverfahrens Expired - Fee Related DE4020654C2 (de)

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