DE4041505C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung einer veränderlichen Größe für eine Brennkraftmaschine an einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung einer veränderlichen Größe für eine Brennkraftmaschine an einem Kraftfahrzeug im Zusammenhang mit Motorsteuerungssyste­ men gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine solche Vorrichtung ist aus der DE 39 09 905 A1 bekannt. Dort wird der Meßwert für die Stel­ lung einer Verstelleinrichtung des Kraftfahrzeugs bzw. der Brennkraftmaschine auf der Basis von gespeicherten, die Endstel­ lung der Stelleinrichtungen repräsentierenden Endwerten und des Meßsignals eines Stellungsgebers, welcher mit der Verstellein­ richtung verbunden ist, bestimmt. Zur Ermittlung der genauen Po­ sition der Endstellung wird in der Vorstartphase der Brennkraft­ maschine vor dem Anlaßvorgang bei Drehen des Zündschlüssels die Verstelleinrichtung in Richtung der unteren Endstellung ange­ trieben und die gemessene Position der Verstelleinrichtung als die Endstellung repräsentierenden Endwert gespeichert, wenn die Steuergröße der Stelleinrichtung einen vorbestimmten Grenzwert eine vorbestimmte Zeitdauer lang einnimmt, bzw. überschreitet. Anschließend wird die Verstelleinrichtung in ihre obere Endstel­ lung, dh. Ihre Maximalposition angetrieben, und der Meßwert des Stellungsgebers als die Endstellung repräsentierend gespeichert, wenn analog zum vorangehenden die Steuergröße der Verstellein­ richtung eine vorgegebenen Zeit lang einen Grenzwert einnimmt bzw. überschreitet. Alternativ findet der Lernvorgang bezüglich der oberen Endstellung, d. h. der Maximalposition, statt, wenn während des Fahrbetriebs die Verstelleinrichtung sich in der Nä­ he ihrer oberen Endstellung, mit anderen Worten in einem vorge­ gebenen Bereich um die obere Endstellung bzw. den sie repräsen­ tierenden gespeicherten Endwert befindet.

Die Durchführung des Lernvorgangs bei Schließen des Zündschal­ ters, d. h. zu Beginn eines Betriebszyklus, verschlechtert das Startverhalten der Brennkraftmaschine, da die für den Lernvor­ gang benötigte Zeit vor dem Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine zu liegen hat. Ferner besteht die Gefahr einer Abgasverschlech­ terung, da die Maßnahmen zur Bestimmung der zuzumessenden Kraft­ stoffmenge durch die Änderungen der Position der Verstellein­ richtung vor der Startphase der Brennkraftmaschine negativ be­ einflußt werden können.

Aus der DE 33 27 376 A1 sind Maßnahmen bekannt, die nach Ab­ schaltung der Brennkraftmaschine für eine festgelegte Zeit die Funktion des Steuersystems für die Verstellung einer elektrisch betätigbaren Verstelleinrichtung aufrechterhalten und eine Ver­ stellung der Verstelleinrichtung zur Vermeidung von Verklemmun­ gen oder Verkantungen erfolgt.

Die DE 35 10 176 A1 zeigt die Ermittlung und Speicherung des Ex­ tremwerts eines Stellungssignals im Leerlauf bzw. im Schub- oder Vollastbetrieb.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, die die Erfassung eines Stellungsmeßwertes einer Verstelleinrichtung oh­ ne Beeinflussung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine durchführen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Erfassung des Extremwertes bei Beendigung eines Betriebszyklus des Kraftfahr­ zeugs auf das Abstellen der Brennkraftmaschine folgend vorgenom­ men wird.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise gewährleistet die genaue Erfas­ sung der Endstellungen oder einer Endstellung einer leistungsbestim­ menden Verstelleinrichtung der Brennkraftmaschine, insbesondere ei­ ner Drosselklappe oder einer Regelstange einer Einspritzpumpe.

Dadurch, daß der Lernvorgang bei Beendigung des Betriebszyklus des Kraftfahrzeugs auf das Abstellen des Motors folgend vorgenommen wird, werden negative Auswirkungen des Lernvorgangs auf das Start­ verhalten der Brennkraftmaschine und die Abgaszusammensetzung in der Startphase wirksam vermieden.

Ferner gewährleistet die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Ermitt­ lung bzw. Korrektur eines Extremwertes der Stellung der Verstellein­ richtung durch Überwachung der Änderung der Steuergröße und durch langsames Herantasten an die Endstellung der Verstelleinrichtung, daß elektrische und mechanische Schäden im Bereich der Verstellein­ richtung vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht es ferner, die Ex­ tremwerte der Stellung einer Verstelleinrichtung erstmalig, bei­ spielsweise bei Einbau eines neuen Motorsteuerungssystems, eines neuen Stellungsgebers oder nach Beendigung der Herstellung des Kraftfahrzeugs, zu ermitteln. Einstellungs- und Justierarbeiten ent­ fallen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen erläutert. Fig. 1 zeigt ein Übersichts­ blockschaltbild eines Motorsteuerungssystems, welches die anhand der Flußdiagramme in Fig. 2 und 3 skizzierten erfindungsgemäßen Maßnah­ men durchführt. Fig. 4 zeigt typische Signalverläufe am Beispiel des unteren, d. h. des Minimalanschlags, einer Drosselklappe.

Fig. 1 zeigt ein Motorsteuerungssystem 10, welches eine Ein-/Aus­ gabe-Einheit 12, einen Speicherbereich 14 und einen Rechenbereich 16 umfaßt. Ferner ist ein Leitungs- bzw. Bussystem 18 Bestandteil des Motorsteuerungssystems 10, welches Ein-/Ausgabe-Einheit 12, Spei­ cherbereich 14 und Rechnereinheit 16 miteinander verbindet und die Kommunikation zwischen diesen drei Bereichen sicherstellt.

Dem Motorsteuerungssystem 10 bzw. der Ein-/Ausgabe-Einheit 12 werden u. a. die folgenden Eingangsleitungen zugeführt: Die Leitung 20 von einem Zündschalter 22, die Leitung 24 von einem Stellungsgeber 26, welcher über die starre Verbindung 28 mit einem vom Fahrer betätig­ baren Bedienelement, insbesondere einem Fahrpedal 30, verbunden ist; die Leitungen 32 bis 34 von Meßeinrichtungen 36 bis 38 zur Erfassung von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs; die Leitung 40 von einem Stellungsgeber 42, der die Stellung einer die Leistung der Brennkraftmaschine beeinflussenden Verstelleinrich­ tung 44 erfaßt und die Leitung 46, die ein Meßsignal für die Steuer­ größe der Verstelleinrichtung 44 führt.

Das Motorsteuerungssystem 10 bzw. die Ein-/Ausgabe-Einheit 12 be­ sitzt als Ausgangsleitungen die Leitungen 48 bis 50, die auf Stell­ organe 52 bis 54 zur Beeinflussung weiterer Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs oder zur Durchführung weiterer Funktionen, wie beispielsweise Zündzeitpunktseinstellung, Kraftstoffzumessung, Getriebesteuerung etc., dienen.

Ferner ist die Ausgangsleitung 56 vorgesehen, welche das Motorsteue­ rungssystem 10 bzw. die Ein-/Ausgabe-Einheit 12 mit der Verstellein­ richtung 44 verbindet. Diese umfaßt einen Stellmotor 58, der über eine starre Verbindung 60 mit dem Stellglied 62 verknüpft ist, wel­ ches die Leistung der Brennkraftmaschine beeinflußt. Der Stellungs­ geber 42 zur Erfassung der Stellung der Verstelleinrichtung 44 ist in die Verstelleinrichtung integriert und erfaßt die Stellung des Stellmotors 58, der starren Verbindung 60 bzw. des Stellglieds 62. Der über die Ausgangsleitung 56 der Verstelleinrichtung zugeführte Steuerstrom wird von der Meßeinrichtung 64 erfaßt und über die Lei­ tung 46 dem Motorsteuerungssystem 10 zurückgemeldet.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Meßeinrichtung 64 beim Stellmotor 58 zur Erfassung des im Stellmotor fließenden Stromes eingezeichnet. Die Meßeinrichtung wird in diesem Fall beispielweise durch einen Meßwiderstand realisiert, der auch im Bereich der Ein-/Ausgabe-Einheit 12, insbesondere der Endstufe des Motorsteue­ rungssystems 10 angebracht werden kann. Eine weitere vorteilhafte Realisierungsform der Steuergrößenmessung ist, anstelle des Steuerstroms ein aus einer anderen Steuergröße für die Verstellein­ richtung abgeleitetes Meßsignal zu verwenden. Die Ausgangsgröße des Lagereglers, die Größe des Ansteuersignals, dessen Taktverhältnis oder eine charakteristische Spannungsgröße des Ansteuersignals kann vorteilhaft als Maß für die Größe der Steuergröße herangezogen wer­ den.

Das Motorsteuerungssystem 10 führt in Abhängigkeit seiner Eingangs­ größen mehrere Funktionen zur Steuerung der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs durch. Im Zusammenhang mit der Verstelleinrich­ tung 44 ist lediglich deren Steuerung von Interesse. Diese beinhal­ tet eine Lageregelung der Verstelleinrichtung zur Steuerung der Lei­ stung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der Eingangsgrößen. Ab­ hängig von den Eingangsgrößen, insbesondere der über den Stellungs­ geber 26 ermittelten Position des Bedienelements, wird ein Sollwert für die Position der Verstelleinrichtung gebildet. Das Motorsteue­ rungssystem, insbesondere der Rechenbereich 16, führt dann in Abhän­ gigkeit dieses Sollwertes und den über die Leitung 40 zugeführten Stellungsistwert der Verstelleinrichtung eine Regelung der Position der Verstelleinrichtung über eine Regeleinheit, die Bestandteil des Rechenbereichs 16 ist, im Sinne einer Verkleinerung der Differenz zwischen Soll- und Istwert durch. Weitere Einflußgrößen, welche die Bildung des Sollwertes beeinflussen, werden über die Leitungen 32 bis 34 zugeführt. Diese Einflußgrößen sind beispielsweise Batterie­ spannung. Fahrgeschwindigkeit, Drehzahl. Motortemperatur, Antriebs­ schlupfregelungs- und Motorschleppmomentregelungseingriffe etc.. Darüber hinaus führt das Motorsteuerungssystem Maßnahmen zur Kraft­ stoffzumessung. Zündzeitpunktseinstellung etc. durch, die im folgen­ den im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ohne Belang sind.

Bei den Stellungsgebern 26 und 42 kann es sich sowohl um Einzelsen­ soren als auch Doppel- bzw. Dreifachsensoren handeln. Sie können so­ wohl auf der Basis des potentiometrischen Prinzips als auch berüh­ rungslos arbeiten.

Der erfindungsgemäße Lernvorgang wird von dem Motorsteuerungssystem bzw. dem Rechenbereich 16 entsprechend einem in den Fig. 2 und 3 skizzierten Rechenprogramm durchgeführt. Dabei zeigt Fig. 2 die grundsätzliche Struktur dieses Programms.

Nach Start der Brennkraftmaschine wird im Abfrageschritt 100 die korrekte Durchführung des Startvorgangs abgefragt. Diese Abfrage be­ inhaltet, ob die von einer der Meßeinrichtungen 36-38 erfaßten Mo­ tordrehzahl einen vorgegebenen Minimalschwellwert erstmalig über­ schritten hat. Ist dies nicht der Fall wird der Programmteil beendet und erst bei einem Neustart der Brennkraftmaschine wiederaufgenom­ men. Die Starterkennung kann beispielsweise auch auf der Basis der Lichtmaschinenausgangsspannung oder eines λ-Signals erfolgen.

Im gegenteiligen Fall führt die korrekte Durchführung der Startphase zur Initialisierung einer sogenannten Haltephase gemäß Schritt 102. In der Haltephase wird die Steuerungsmöglichkeit der Verstellein­ richtung 44 bei Ende des Betriebszyklus nach Abstellen der Brenn­ kraftmaschine und bei ausgeschalteter Zündung für eine vorgegebene Zeitspanne aufrechtgehalten, indem in einem Ausführungsbeispiel die Spannungsversorgung des Motorsteuerungssystems für eine bestimmte Zeit T, beispielsweise über eine Art Zeitschaltung, die das Motor­ steuerungssystems mit der Batterie des Kraftfahrzeugs verbindet und deren Aktivierung bei Beendigung des Betriebszyklus in Schritt 102 nach korrektem Start erlaubt wird, erhalten bleibt.

Danach wird im Schritt 104 abgefragt, ob der Zündschalter 22 wieder geöffnet bzw. die Zündung abgeschaltet oder die Brennkraftmaschine abgeschaltet worden ist. Ist dies nicht der Fall, wird gemäß Schritt 106 der Normalbetrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt, im gegen­ teiligen Fall wird gemäß Schritt 108 die Haltephase eingeleitet und der oder die Extremwerte der Verstelleinrichtung entsprechend Schritt 109 ermittelt bzw. korrigiert.

Nach Schritt 106 wird ggf. in vorgegebenen Zeitabständen die Abfrage gemäß Schritt 104 wiederholt, während nach Schritt 109 der Programm­ teil beendet wird.

Im Normalbetrieb wird die Stellung der Verstelleinrichtung 44 auf der Basis der gespeicherten Endwerte und des von dem Stellungsgeber 42 erfaßten aktuellen Meßsignals durch Interpolation und Normierung in bekannter Weise bestimmt.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Bestimmung der Endwerte ge­ mäß Schritt 109 wird in Fig. 3 näher ausgeführt.

Fig. 3 zeigt dabei den Lernvorgang für eine Endstellung der Ver­ stelleinrichtung. Der Lernvorgang ist in vorteilhafter Weise sowohl bei der Minimal- als auch bei der Maximalendstellung der Verstell­ einrichtung und bei Mehrfachsensoren, die parallel zueinander die Stellung der Verstelleinrichtung erfassen, anzuwenden. Im letzteren Fall werden jeweils die Stellungssignale der einzelnen Sensoren ge­ trennt behandelt. Auf eine Bestimmung des Minimalextremwertes kann mit gleicher Programmstruktur die Ermittlung des Maximalwertes er­ folgen bzw. die Ermittlung des entsprechenden Endwerts eines anderen Sensors.

Zu Beginn des Programmteils bei im Schritt 108 aktivierter Halte­ phase wird im Schritt 200 eine Marke überprüft, die den Wert Null trägt, wenn der nachfolgende Lernvorgang für den jeweiligen Extrem­ wert zum ersten Mal durchgeführt wird. Hat die Marke den Wert 1, so wurde für den jeweiligen Endwert des jeweiligen Sensors bereits we­ nigstens einmal ein Lernvorgang durchgeführt. Marke 1 bezeichnet den Minimalextremwert, Marke 2 den Maximalextremwert.

Zunächst sei die erfindungsgemäßen Maßnahmen im Zusammenhang mit ei­ ner erstmaligen Ermittlung des Extremwertes beschrieben. Dabei sind im folgenden die jeweiligen Schritte bzw. Abfragen für einem Mini­ malextremwert dargestellt, während in Klammern die entsprechenden für einen Maximalextremwert angegeben sind.

Im Schritt 202 wird ein erster Zähler T auf Null gesetzt. In Schritt 204 wird der Sollwert auf einen Wert α_solllT=0 (α_soll2T=0) ge­ führt, der unter Berücksichtigung aller Toleranzen oberhalb (unter­ halb) des zu ermittlenden Extremwertes liegt. Unter Sollwert wird in diesem Zusammenhang der Sollwert eines Lageregelkreises der Ver­ stelleinrichtung oder eine die Stellung der Verstelleinrichtung direkt steuernde Größe verstanden.

In den nachfolgenden Schritten, die im Programmabschnitt 201 zusam­ mengefaßt sind, wird die Verstelleinrichtung in Richtung ihrer End­ stellung angesteuert. Diese Ansteuerung findet dabei unter der stän­ digen Überprüfung statt, ob der gemessene Stellungswert, der Ist­ wert, der Verstelleinrichtung nach einer vorgegebenen Filterzeit T_F dem sich verändernden Sollwert folgt. Der Sollwert wird dabei reduziert (erhöht), wobei mit fortschreitender Zeit die Änderungs­ geschwindigkeit abnimmt. Diese Maßnahmen sind durch die Schritte 203 und 205 bis 212 im Abschnitt 201 skizziert.

Nach Durchführung des Schrittes 204 wird gemäß Schritt 203 eine Fil­ terzeit T_F Null gesetzt, und im nachfolgenden Schritt 205 eine Ab­ frage vorgenommen, ob die Filterzeit den Wert Null aufweist.

Ist dies der Fall, wird mit den Schritten 206a, 208a und 209 fortge­ fahren, im gegenteiligen Fall mit den Schritten 206 und 208. Dabei sind die Schritte 206 und 206a, sowie 208 und 208a in ihrem Inhalt und ihrer Funktion gleich.

Im Schritt 206 bzw. 206a wird abhängig von der Zeit T ein Verminde­ rungs- (Erhöhungs-)Wert Δ_T erfaßt, um den in Schritt 208 bzw. 208a der Sollwert zum Zeitpunkt T für die Stellung der Verstellein­ richtung ausgehend vom dem zum Zeitpunkt T-1 vermindert (erhöht) wird (α_sollT = α_sollT-1 - (+) Δ_T). Der Verminderungs- (Er­ höhungs-)Wert nimmt dabei mit zunehmender Zeitdauer betragsmäßig ab. Dadurch wird vermieden, daß die Verstelleinrichtung mit voller Kraft gegen ihren mechanischen Anschlag gefahren wird und somit möglicher­ weise mechanische und/oder elektrische Schäden auftreten.

Nach Durchführung des Schritts 208a wird für den Fall im Schritt 209 der im Schritt 208a berechnete Sollwert α_sollT als Sollwert α_sollTF=0 zum Zeitpunkt T_F = 0 gespeichert und analog Schritt 208 die Zeitvariablen T und T_F um Eins erhöht.

Auf die Schritte 208 bzw. 209 folgt der Abfrageschritt 210, ob die Filterzeit ihren Maximalwert erreicht hat. Bei einer negativen Ant­ wort werden die Schritte 205, 206 und 208 wiederholt, was zu einer weiteren Reduzierung (Erhöhung) des Sollwerts führt. Ist die Filter­ zeit jedoch abgelaufen, wird im Schritt 211 der Istwert der Stellung der Verstelleinrichtung α_ist erfaßt und im Schritt 212 dahinge­ hend überprüft, ob er dem veränderten Sollwert gefolgt ist. Dabei wird der zum Zeitpunkt T_F = 0 gespeicherte Sollwert mit dem Ist­ wert verglichen ob der Istwert kleiner (größer) oder gleich diesem Sollwert ist (α_sollTF=0 <= (<= ) α_ist). Ist dies der Fall, kann der Istwert dem Sollwert folgen und die Schritte 203 bis 212 werden wiederholt.

Die geschilderten Maßnahmen skizzieren eine Möglichkeit, die Ver­ stelleinrichtung mit abnehmender Geschwindigkeit in Richtung einer ihrer Endstellungen unter ständiger Überprüfung, ob der Istwert dem Sollwert innerhalb einer vorgegebenen Filterzeit folgen kann, zu steuern. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine andere Rea­ lisierungform dieser Maßnahme gewählt werden.

Wird in Schritt 212 erkannt, daß der Istwert dem Sollwert innerhalb einer Filterzeit nicht mehr folgen kann, wird von einer Ansteuerung der Verstelleinrichtung gegen eine ihrer Endstellungen ausgegangen und mit Schritt 214 die Zeit T auf Null zurückgesetzt und der zu­ letzt gemessene Istwert um einen Δ-Wert als Sicherheitsabstand er­ höht (erniedrigt) als neuer Sollwert vorgegeben.

Nach Ablauf einer Filterzeit T2 gemäß Schritt 216 wird im Schritt 218 dieser neue Sollwert um einen Verminderungs-(Erhöhungs-)Betrag α₁ (2) vermindert (erhöht).

Nach Ablauf einer dritten Filterzeit T3, die auf Schritt 218 in Schritt 220 folgt, wird im Abfrageschritt 222 die Steuergröße der Verstelleinrichtung auf einen Grenzwert hin überprüft. Überschreitet die Zunahme der Steuergröße betragsmäßig einen vorgegebenen, erlaub­ ten Grenzwert A nach Ablauf der Filterzeit T3 nicht, so wird davon ausgegangen, daß der mechanische Anschlag der Verstelleinrichtung nicht erreicht worden ist, und der Programmteil der Schritt 218 bis 222 erneut durchgeführt.

Erreicht die Steuergröße der Verstelleinrichtung den vorgegebenen, erlaubten Grenzwert A nach Ablauf der Zeit T3, so wird ein Erreichen des mechanischen Anschlages angenommen und im Schritt 224 die ein­ gangs anhand Schritt 200 angeführte Marke 1 (2) auf 1 gesetzt. Der Lernvorgang des unteren (oberen) Extremwertes ist damit abgeschlos­ sen und ein Wert α_min(α_max) in einen Speicher eingetragen, der aus dem im Schritt 224 vorliegenden Sollwert, um einen vorgege­ benen Δ-Betrag aus Sicherheitsgründen erhöht (vermindert), gebildet wird. Danach wird der Programmteil ggf. für den oberen Anschlag durchgeführt, anderenfalls beendet.

Wird im Abfrageschritt 200 festgestellt, daß die Marke den Wert 1 trägt, d. h. daß bereits ein Lernvorgang stattgefunden hat, wird zur Korrektur des Extremwerts mit Schritt 226 fortgefahren und der Soll­ wert für die Stellung der Verstelleinrichtung auf den gespeicherten Minimalwert (Maximalwert) gesetzt. Ausgehend von diesem Sollwert wird in den Schritten 228 bis 234 Maßnahmen zur Ermittlung des Ex­ tremwertes vorgenommen, die den Maßnahmen der Schritte 218 bis 224 entsprechen, wobei das Setzen der Marken im Schritt 224 entfällt. Die Schritte 228 bis 234 sind demnach im folgenden nicht mehr näher beschrieben, sie entsprechen in ihrer Funktion dem jeweiligen kor­ respondierenden Schritt der Schritte 218 bis 224. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die einzelnen Parameter α1 (2), T4, der Grenzwert bei der Überprüfung der Steuergröße sowie der Δ-Betrag gemäß Schritt 224 in den Schritten 228, 230, 232 und 234 unterschiedlich gewählt werden können.

Die Überprüfung der Zunahme der Steuergröße der Verstelleinrichtung mit einem vorgegebenen Schwellwert erlaubt eine frühzeitige, genaue Erkennung eines Antriebs der Verstelleinrichtung gegen einen mecha­ nischen Anschlag und trägt somit vorteilhaft zur Vermeidung von Schäden mechanischer oder elektrischer Natur bei.

Nach Abschluß des Lernvorgangs wird im Schritt 236, der auf den Schritt 234 folgt, überprüft, ob der neu gelernte Extremwert von dem alten gespeicherten Extremwert um einen vorgegebenen Toleranzbetrag abweicht. Ist dies nicht der Fall, wird der alte gespeicherte Wert beibehalten und der Programmteil beendet, ggf. ab Schritt 226 für den Maximalwert wiederholt. Weicht der neu erfaßte Extremwert vom alten, gespeicherten Extremwert um den vorgegebenen Toleranzbetrag ab, so wird gemäß Schritt 238 der neue gelernte Extremwert in den Speicher eingetragen und danach der Programmteil beendet bzw. ggf. für den jeweils anderen Endwert ab Schritt 226 wiederholt.

In den Fig. 4a und b sind die zeitlichen Signalverläufe der ent­ sprechenden Signale beim Durchführen der in den Fig. 2 und 3 be­ schriebenen erfindungsgemäßen Vorgehensweise dargestellt.

Dabei zeigt Fig. 4a ein Zeitdiagramm des Istwertes der Verstellein­ richtung (durchgezogene Linie) sowie den zeitlichen Verlauf des vor­ gegebenen Sollwertes (gestrichelte Linie), während die strichpunk­ tierte Linie die Position des mechanischen Minimalanschlags der Ver­ stelleinrichtung darstellt. Auf der horizontalen Achse ist dabei die Zeit t, auf der vertikalen die Stellung α der Verstelleinrichtung aufgetragen. Fig. 4b zeigt ein Zeitdiagramm der Steuergröße, insbe­ sondere des Stellerstroms bzw. der vorstehend genannten, gleichbe­ deutenden Signale, wobei auf der horizontalen Achse die Zeit t, auf der vertikalen ein Maß I für die Größe des Steuergröße aufgetragen ist.

Beim erstmaligen Lernen des Minimalwertes wird nach Aktivierung der Haltephase durch Abschalten der Zündung zum Zeitpunkt t_H die Dros­ selklappe durch entsprechende Steuerung des Sollwertes auf den vor­ gegebenen Wert α_solll geführt (Zeitpunkt t₀). Danach wird gemäß Fig. 3 der Sollwert erniedrigt, die Verstelleinrichtung in Richtung ihres Minimalwertes verstellt. Diese Verstellung wird mit zunehmen­ der Zeit verlangsamend durchgeführt. Zum Zeitpunkt t₁ erreicht die Iststellung der Verstelleinrichtung den mechanischen Anschlag, d. h. die Iststellung wird nicht weiter verkleinert, sie kann der Soll­ wertänderung nicht mehr folgen. Dies wird nach Ablauf der Filterzeit T_F zum Zeitpunkt t₂ festgestellt, der Sollwert sprungförmig oder verzögert auf einen auf der Basis des zuletzt gemessenen Istwertes gebildeten Wert gesetzt. Die Iststellung der Verstelleinrichtung folgt dieser Sollwertänderung und der Sollwert wird nach Ablauf einer Filterzeit T2 um einen vorgegebenen Wert α₁ reduziert (Zeitpunkt t₃).

Die Reduzierung des Sollwertes, der der Istwert entsprechend nachge­ führt wird, wird so lange wiederholt, bis anhand der Zunahme der Steuergröße das Erreichen des mechanischen Anschlages erkannt wird (Zeitpunkt t₄). Diese Maßnahme basiert auf der Erkenntnis, daß das Erreichen des mechanischen Anschlages unter Überprüfung der Zunahme der Steuergröße, die innerhalb der. Zeit T2 einen vorgegebenen Grenz­ wert erreicht bzw. überschreitet und diese Überschreitung bis zum Ablauf der Zeit T2 anhält bzw. ob die Steuergröße den vorgegebenen Grenzwert nach Ablauf der Zeit T2 überschritten hat, wesentlich ge­ nauer zu erkennen ist, als durch die Überwachung der Differenz zwi­ schen Soll- und Istwert.

Nachdem zum Zeitpunkt t₄ eine solche Zunahme der Steuergröße er­ kannt wurde, wird der Sollwert um einen Δ-Betrag erhöht, der einen Sicherheitsabstand vom mechanischen Anschlag gewährleistet. Der dann vorliegende Sollwert wird als Minimalwert abgespeichert. Die Steuer­ größe geht auf normale. Werte zurück.

Wurde der Minimalwert bereits erstmalig bestimmt, so wird der Lern­ vorgang mit dem gespeicherten Minimalwert begonnen (Zeitpunkt t₆). Dieser wird nach der Filterzeit T4 um einen vorgegebenen Betrag erniedrigt (Zeitpunkt t₇). Wird eine Zunahme des Steuergröße wie vorstehend erläutert erkannt (beispielsweise zum Zeitpunkt t₈), so wird der Sollwert um einen Δ-Betrag erhöht und der dann vorliegende Sollwert als den Minimalwert repräsentierend gespeichert, wenn er um einen vorgegebenen Betrag vom vorherig gespeicherten abweicht.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß bei Beendigung des Betriebs­ zyklus des Kraftfahrzeugs auf die Abstellung der Brennkraftmaschine folgend ein Lernvorgang durchgeführt wird, welcher die Extremwerte der Stellung einer Verstelleinrichtung einer Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit zuverlässig erfaßt, ohne das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine negativ zu beeinflussen.

Der Lernvorgang geht dabei bei erstmaligem Lernen von einem Start­ wert des Sollwerts aus, der dann schnell mit zeitlich abnehmender Geschwindigkeit in Richtung Extremwert reduziert wird. Folgt der Istwert dem Sollwert nach einer Filterzeit nicht mehr, so wird eine zweite Phase des Lernvorgangs eingeleitet, die eine genaue Erfassung des Extremwerts durch die Überwachung der Steuergröße und langsames Reduzierung des Sollwert gewährleistet.

Die elektrisch betätigbare Verstelleinrichtung wird bei Beendigung des Betriebszyklus des Kraftfahrzeugs auf die Abstellung der Brenn­ kraftmaschine folgend zur Ermittlung wenigstens einer Endstellung auf vorgegebene Weise gegen diese Endstellung angesteuert.

Claims (10)

1. Verfahren zur Erfassung einer veränderlichen Größe im Zu­ sammenhang mit einem Steuerungssystem für eine Brenn­ kraftmaschine an einem Kraftfahrzeug

• - mit einem Meßsignal, welches ein Maß für die von we­ nigstens einem Extremwert begrenzten veränderlichen Größe, die durch eine elektrisch betätigbare Verstel­ leinrichtung beeinflußbar ist, darstellt,
• - wobei ein diesen wenigstens einen Extremwert repräsen­ tierender Meßsignalwert, bei Vorliegen eines bestimm­ ten Betriebszustands ermittelt und abgespeichert wird
• - und das Steuerungssystem wenigstens auf der Basis ei­ nes aktuellen Meßsignalswertes und des gespeicherten Meßsignalwertes einen Betriebsparamter der Brennkraft­ maschine einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Ermittlung und Speicherung der wenigstens einen Extremwert repräsentierenden Meßsignalwertes bei Been­ digung eines Betriebszyklus des Kraftfahrzeugs auf das Abstellen des Motors folgend vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Größe die Stellung der elektrisch betä­ tigbaren Verstelleinrichtung ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Extremwert der veränderli­ chen Größe erstmalig bei erstmaliger Inbetriebnahme des Motorsteuerungssystems und nach jedem oder nach einer ge­ wissen Anzahl von Betriebszyklusbeendigungen ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei erstmaliger Ermittlung des Extremwerts die veränderliche Größe bzw. die Verstellein­ richtung derart beeinflußt wird, daß diese ausgehend von einem voreingestellten Wert schnell verändert wird, bis die veränderliche Größe der Veränderung nicht mehr folgen kann.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die veränderliche Größe bzw. die Verstelleinrichtung derart beeinflußt wird, daß diese den Extremwert langsam erreicht und der Extremwert dann als erreicht gilt, wenn die Steuergröße der Verstellein­ richtung einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der veränder­ lichen Größe bzw. der Verstelleinrichtung durch Verände­ rung des die Verstelleinrichtung steuernden Sollwerts vorgenommen wird und die Steuergröße der Verstelleinrich­ tung eine aus dem Ansteuersignal abgeleitete Größe ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Beendigung des Betriebszy­ klus die Steuerbarkeit der Verstelleinrichtung eine vor­ gegebene Zeit lang aufrechtgehalten wird.

8. Vorrichtung zur Erfassung einer veränderlichen Größe im Zusammenhang mit einem Steuerungssystem für eine Brenn­ kraftmaschine an einem Kraftfahrzeug,

• - mit einer Meßeinrichtung, die ein Meßsignal für die von wenigstens einem Extremwert begrenzten veränderli­ chen Größe erzeugt,
• - mit einer elektrisch betätigbaren Verstelleinrichtung, die die veränderliche Größe beeinflußt,
• - mit Mitteln, die den wenigstens einen Extremwert re­ präsentierenden Meßsignalwert bei Vorliegen eines vor­ bestimmten Betriebszustands ermitteln und abspeichern, dadurch gekennzeichnet, daß
• - Mittel vorgesehen sind, welche bei Beendigung eines Betriebszyklus des Kraftfahrzeugs auf das Abstellen des Motors folgend die Verstelleinrichtung zur Ermitt­ lung und Speicherung des Extremswerts ausgehend von einer Startposition in Richtung der jeweiligen End­ stellung steuern.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die zur Ermittlung des Extrem­ werts bei erstmaliger Ermittlung des Extremwerts die ver­ änderliche Größe bzw. die Verstelleinrichtung derart be­ einflussen, daß diese schnell den Extremwert erreicht, bis die veränderliche Größe der Beeinflussung nicht mehr folgen kann, die bei Korrektur des Extremwerts derart be­ einflußt wird, daß diese von festgehaltenen ausgehend den Extremwert langsam erreicht und der Extremwert dann als erreicht gilt, wenn die Steuergröße der Verstelleinrich­ tung einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß Mittel vorgesehen sind, die bei Beendigung des Betriebszyklus die Steuerbarkeit der Verstelleinrichtung eine vorgegebene Zeit lang aufrechthalten.