DE4321362A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steue­ rung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist am Bei­ spiel einer Leerlaufregelung für Brennkraftmaschinen aus der DE-OS 25 23 283 (US-PS 3 964 457) bekannt. Dort wird zur Regelung der Leerlaufdrehzahl ein Drehzahlregelkreis vorgeschlagen, bei dem auf der Basis der Abweichung des gemessenen Drehzahlwertes der Brennkraftmaschine und einer vorgegebenen Solldrehzahl ein die Dreh­ zahl bzw. die Antriebsleistung des Motors beeinflussendes Stell­ glied, insbesondere eine die Luftzufuhr steuernde Drosselklappe, im Sinne einer Annäherung des Istwertes der Drehzahl an den Sollwert eingestellt wird. Das Stellelement wird dabei durch einen Gleich­ strom- oder einen Schrittmotor betätigt.

Im genannten Stand der Technik werden jedoch weder Maßnahmen zur exakten Einstellung des Stellelements noch Maßnahmen, welche Störungen oder im Fall des Schrittmotorantriebs Schrittverluste berück­ sichtigen und korrigieren, angegeben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs anzugeben, die eine genaue Einstellung des Stellelements gewährleisten und Stö­ rungen bzw. Schrittverluste wirksam berücksichtigen und korrigieren.

Dies wird dadurch erreicht, daß dann, wenn das Stellelement derart eingestellt ist, daß die zu regelnde oder zu steuernde Betriebsgröße von ihrem Vorgabewert stationär abweicht, eine Korrektur der Ein­ stellung des Stellelements durch Eingriff in eine die Betriebsgröße repräsentierende Größe im Sinne einer Annäherung der Betriebsgröße an den Vorgabewert erfolgt.

Ferner wird als Folge dieser Vorgehensweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einstellung eines Bezugspunktes für die Positionser­ fassung bzw. -schätzung des Stellelements angegeben, wobei der Be­ zugspunkt durch Anfahren in wenigstens einer Betriebsphase oder durch Korrektur ohne Anfahren eingestellt wird.

Aus der DE-OS 31 34 991 (US-PS 4 549 519) ist bekannt, bei Drehzah­ len oberhalb einer vorbestimmten Motordrehzahl in Ruhestellung des Fahrpedals die Kraftstoffzufuhr zum Motor abzuschalten.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise gewährleistet eine exakte Ein­ stellung des Stellelements, wobei Störungen oder bei einem Schritt­ motorantrieb Schrittverluste berücksichtigt und korrigiert werden.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung dieser Vorgehensweise bei einer Regelung der Leerlaufdrehzahl.

Ferner wird der Bezugspunkt für die Positionserfassung oder Posi­ tionsschätzung des Stellelements exakt bestimmt.

Bei Verwendung eines Schrittmotorantriebs für das Stellelement kann durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise der Bezugspunkt des Schrittzählers (Positionsschätzung) bestimmt und eingestellt werden, so daß auf eine Lagerückmeldung verzichtet werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise erlaubt ferner, Fehler im Regel­ kreis oder im Bereich des Stellelements zu erkennen.

Durch die Korrektur der Einstellung des Stellelements kann eine Ein­ stellung des Bezugspunktes während des Betriebes, ohne daß der Be­ zugspunkt angefahren werden muß, erreicht werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen bzw. aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Übersichtsblockschaltbild eines Steuersystems für die Antriebs­ leistung am Beispiel einer Leerlaufdrehzahlregelung mit Schrittmo­ tor, bei der die erfindungsgemäße Vorgehensweise eingesetzt wird. Fig. 2 stellt ein Flußdiagramm dar, in welchem das Einstellen des Bezugspunkts für die Positionserfassung oder -schätzung in der Vor­ startphase skizziert ist. Die Fig. 3 und 4 stellen Zeitverläufe der wesentlichen Signale in zwei verschiedenen Betriebssituationen bei Durchführung des Einstellvorgangs dar. Fig. 5 zeigt ein Fluß­ diagramm, in welchem die Realisierung einer ersten Ausführungsform für die Korrektur der Einstellung des Stellelements bei zu hohen Motordrehzahlen skizziert ist, während in Fig. 6 eine Vorgehenswei­ se zur Erkennung zu hoher Motordrehzahlen vorgestellt wird. Fig. 7 beschreibt Zeitverläufe von Signalen, welche bei der Realisierung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 auftreten. Fig. 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel zur Korrektur der Einstellung des Stellelements, während Fig. 9 schließlich ein drittes Ausfüh­ rungsbeispiel darstellt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

In Fig. 1 ist ein Übersichtsblockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs am Beispiel einer Leerlaufregelung mit Schrittmotor dargestellt.

Dabei ist mit 10 eine Steuereinheit bezeichnet, welcher Eingangslei­ tungen 12 bis 14 von Meßeinrichtungen 16 bis 18 für verschiedene Be­ triebsgrößen des Motors und/oder des Fahrzeugs sowie eine Eingangs­ leitung 20 von einer Meßeinrichtung 22 zur Erfassung der Motordreh­ zahl zugeführt sind. Die Eingangsleitungen 12 bis 14 führen auf eine Sollwertbildungseinheit 24, deren Ausgangsleitung 26 einem Drehzahl­ regler 28 zugeführt ist, dem andererseits die Eingangsleitung 20 zu­ geführt wird. Die Ausgangsleitung 30 des Reglers 28 führt auf eine Sollpositionsbildungseinheit 32, deren Ausgangsleitung 34 auf ein Verknüpfungselement 36 führt, dem ferner die Leitung 38 von einem Schrittzähler 40 zugeführt ist. Die Ausgangsleitung 42 des Ver­ knüpfungselements 36 führt auf ein Schrittgenerierungselement 44, dessen erste Ausgangsleitung 46 auf den Schrittzähler 40 und dessen beide anderen Ausgangsleitungen 48 und 50 als Ausgangsleitungen der Steuereinheit 10 auf Endstufen 52 bzw. 54 geführt ist. Den Endstufen 52 bzw. 54 sind die Motorwicklungen 56 und 58 eines Schrittmotors 60 zugeordnet. Der Rotor 62 des Schrittmotors 68 ist über eine mechani­ sche Verbindung 64 mit einem Stellelement 66 zur Beeinflussung der Leistung der Antriebseinheit, insbesondere der Luftzufuhr zur nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden.

Die Sollwertbildungseinheit 24 bildet in Abhängigkeit der ihr zuge­ führten Betriebsgrößen, wie Motortemperatur, Batteriespannung, Sta­ tus von zuschaltbaren Verbrauchern, Fahrgeschwindigkeit, etc. einen Leerlaufdrehzahlsollwert Nsoll, welcher über die Leitung 26 an den Regler 28 abgegeben und dort mit einem von der Meßeinrichtung 22 er­ faßten Drehzahlistwert Nist verglichen wird. Der Regler 28, welcher in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Proportional- und ei­ nen Integralanteil aufweist, bildet in Abhängigkeit des Differenz­ wertes ein Ausgangssignal, welches eine der Brennkraftmaschine zuzu­ führende Solluftmenge Qsoll repräsentiert. Diese Solluftmenge wird im Element 32 in einen Positionssollwert Xsoll umgesetzt, der im Verknüpfungselement 36 mit dem Zählerstand SZ des Schrittzählers 40 verglichen wird. Die Verknüpfungsstelle 36 bildet ein von der Diffe­ renz zwischen den beiden Werten abhängiges Signal, welches über die Leitung 42 an das Schrittgenerierungselement 44 abgegeben wird. Dort wird auf der Basis des Differenzwertes und seines Vorzeichens die Anzahl der auszugebenden Schritte zur Einstellung des Schrittmotors im Sinne einer Annäherung des Soll- an den Istwert bestimmt und um 90° phasenverschoben je nach Bewegungsrichtung über die Leitungen 48 und 50 als der auszugebenden Schrittzahl entsprechende Impulsanzahl an die Endstufen 52 und 54 abgegeben. Diese bestimmen entsprechend ihrer Ansteuerung den Stromfluß durch die Wicklungen 56 und 58, was den Rotor 62 des Schrittmotors 60 schrittweise in die vorgegebene Position zur Annäherung der Solldrehzahl an den Istdrehzahlwert ein­ stellt. Die Anzahl der auszugebenden Schritte wird vom Schrittgene­ rierungselement 44 über die Leitung 46 an den Schrittzähler 40 abge­ geben. Der Zählerstand SZ entspricht daher der geschätzten Position des Schrittmotors. Auf die beschriebene Weise wird das Stellelement auf den vom Regler 28 Vorgabewert eingestellt, wobei sich der Ist­ drehzahlwert dem Solldrehzahlwert annähert.

Die als Blockschaltbild dargestellte Vorrichtung kann selbstver­ ständlich auch als Rechenprogramm realisiert sein. Ferner kann an­ stelle der Einstellung der Luftzufuhr insbesondere für Dieselmotoren eine Einstellung der zuzumessende Kraftstoffmenge über das Stellele­ ment erfolgen. Eine Verwendung eines Gleichstrommotors statt des Schrittmotors unter Erfassung der Position mittels einer geeigneten Meßeinrichtung und Einstellung des Stellelements über eine Lagerregelung ist ebenso vorteilhaft wie eine Anwendung bei anderen Regelsy­ stemen wie z. B. einer Luftmenge- oder -massenregelung, Druckrege­ lung, Drehmoment- oder Leistungsregelung.

Da die Einstellung des Stellelements auf der Basis der Differenz zwischen Sollposition und Istposition (beim Schrittmotorantrieb geschätzt) erfolgt, muß ein Bezugspunkt des Positionswertes, auf den sich die Berechnung der Position stützt, bekannt sein und mit der tatsächlichen Position des Motors abgeglichen werden.

Dieser Abgleich wird im allgemeinen als Lernen (Anschlagslernen) bezeichnet und im bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 im Betriebspunkt des geschlossenen Stellelements, das heißt bei zuge­ führter Luftmenge Null, durchgeführt. Dies erfolgt in der Vorstart­ phase, zwischen Schließen des Zündschalters und Drehen des Anlassers.

Der in Fig. 2 dargestellte Programmteil wird mit Einschalten der Zündung aktiviert. Danach erfolgt in einem ersten Abfrageschritt 100, ob im ausgeschalteten Betriebszustand die Speicherinhalte des ständig stromversorgten Speichers gelöscht wurde, d. h. ob eine Span­ nungsversorgungsunterbrechung oder ein Abklemmen der Batterie statt­ gefunden hat. Ist dies nicht der Fall, wird gemäß Schritt 102 auf den Lernvorgang verzichtet und im darauffolgenden Schritt 104 unter Verwendung des im Speicher eingeschriebenen Bezugswerts das oben be­ schriebene Leerlaufregelprogramm durchgeführt. Danach wird der Pro­ grammteil beendet.

Wurde im Schritt 100 ein Löschen der Speicherinhalte festgestellt, so wird im Schritt 108 der Lernvorgang eingeleitet und ein mitlau­ fender Zähler I zu Null gesetzt. Im darauffolgenden Schritt 110 wird ein Schritt in Richtung Schließen ausgegeben und der Zähler im Schritt 112 um Eins verändert. Danach wird im Abfrageschritt 114 ge­ prüft, ob die Motordrehzahl die Startdrehzahl, z. B. 300 U/min, über­ schritten hat, d. h. ob der Anlasser des Motors sich dreht. Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 116 überprüft, ob der mitlaufende Zähler seinen vorgegebenen Maximalwert erreicht hat. Wenn nicht, wird der Programmteil mit Schritt 110 wiederholt, bis der Maximal­ wert erreicht oder die Startmotordrehzahl überschritten ist. Der Maximalwert, der der Anzahl der maximal beim Lernvorgang ausgebbaren Schritte entspricht, wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel derart festgelegt, daß der Schrittmotor unter allen Umständen seine geschlossene Stellung erreicht. Beispielsweise kann die Anzahl der Schritte gleich der Anzahl der Schritte sein, die zu einem vollstän­ digen Durchlauf von der voll geöffneten bis zur geschlossenen Stel­ lung benötigt werden.

Ist die Maximalanzahl von Schritten oder ist die Startdrehzahl gemäß Schritt 114 erreicht, wird im Schritt 118 der Schrittzählerwert SZ auf Null bzw. auf seinen Bezugswert gesetzt. Damit ist der Schritt­ zählerstand auf die in diesem Zustand tatsächlich vorhandene Posi­ tion eingestellt. Dies natürlich nur, wenn der Motor bis in die ge­ schlossene Stellung geführt werden konnte. Wurde der Anlasser zu früh betätigt, ist der im Schritt 118 angenommene Bezugspunkt falsch. Maßnahmen zur Korrektur werden unten dargestellt.

Ähnlich wird bei einem Gleichstromantrieb vorgegangen. Dort wird für eine vorgegebene Zeit eine schließende Ansteuerung ausgegeben, die das Erreichen des Bezugspunkts sicherstellt. Ist die Zeit abgelaufen oder die Startdrehzahl überschritten, so wird der dann über den La­ gesensor erfaßte Positionswert als Bezugspunkt gespeichert, vorzugs­ weise gleich Null gesetzt.

Der Wert des Bezugspunktes dient bei der Durchführung der Leerlauf­ regelung als Basis zur Bestimmung des Positionswertes, da alle er­ faßten Werte auf den Bezugspunktwert bezogen werden.

Fig. 3 verdeutlicht anhand von Signalverläufen die in Fig. 2 be­ schriebene Vorgehensweise, wenn das Stellelement in die geschlossene Stellung geführt werden kann. Dabei ist jeweils waagerecht die Zeit, senkrecht das jeweils dargestellte Signal aufgetragen. Gemäß Fig. 3a schließt der Fahrer zum Zeitpunkt T0 den Zündschalter. Während der ganzen Lernphase ist die Motordrehzahl N, wie in Fig. 3b darge­ stellt, unterhalb der Startdrehzahl Nstart. Dadurch wird es gemäß Fig. 3c möglich, ab dem Zeitpunkt T0 bis zum Zeitpunkt T1 die vor­ gegebene Anzahl von Schritten auszugeben, was bei zunächst unbekann­ ter Motorstellung gemäß Fig. 3d zu einer Reduzierung der Motorpo­ sition in Richtung "geschlossen" ab dem Zeitpunkt T0 führt. Zum Zeitpunkt T2 erreicht der Motor seine geschlossene Stellung. Es wer­ den jedoch noch bis zum Zeitpunkt T1 die vorgegebene Anzahl von Schritten ausgegeben, der Motor bleibt in seiner geschlossenen Posi­ tion. Zum Zeitpunkt T1 ist die Ausgabe der vorgegebenen Schritte be­ endet, so daß zu diesem Zeitpunkt, wie in Fig. 3e dargestellt, von der Lernphase in den Normalbetrieb unter Nullsetzung des Schritt­ zählers bzw. unter Setzen auf einen Bezugswert übergegangen wird. Die tatsächliche Nullposition ist somit gelernt.

In Fig. 4 ist dargestellt, daß die Motordrehzahl vor Abschluß der Lernphase die Startdrehzahl überschreitet. Auch hier betätigt der Fahrer zum Zeitpunkt T0 den Zündschalter (Fig. 4a) was gemäß Fig. 4c zur Ausgabe der vorgegebenen Schrittzahl ab dem Zeitpunkt T0 und der entsprechenden Reduzierung der Motorposition gemäß Fig. 4d führt. Da neben dem Zündschalter auch der Anlasser betätigt ist, steigt die Motordrehzahl gemäß Fig. 4b an. Zum Zeitpunkt T2 über­ schreitet die Motordrehzahl die Startdrehzahl Nstart, was zu einem Abbrechen des Lernvorganges zum Zeitpunkt T2 führt. Die Schrittaus­ gabe gemäß Fig. 4c wird gestoppt, die Motorposition Fig. 4d ist zu diesem Zeitpunkt oberhalb der geschlossenen Stellung. Dennoch wird gemäß Fig. 4e zum Zeitpunkt T2 unter Nullsetzen des Schrittzählers bzw. unter Setzen auf einen Bezugswert die Lernphase abgeschlossen und der Normalbetrieb eingeleitet. Das Stellelement wird dann zur Bereitstellung der zum Start notwendigen Luftmenge schnell geöffnet.

Der falsch eingestellte Bezugswert kann im Betrieb zu einer fehler­ haften, zu hohen Leerlaufdrehzahl führen, so daß die Funktionsweise der Leerlaufdrehzahlregelung beeinträchtigt sein kann. Zumindest jedoch wird dadurch der Arbeitspunkt der Leerlaufdrehzahlregelung an den Rand des Regelbereichs geschoben. Daher sind Maßnahmen vorzuneh­ men, welche während des Betriebs den falsch eingestellten Bezugswert korrigieren und die Leerlaufdrehzahlregelung zentrieren. Zu diesem Zweck dient der in Fig. 5 dargestellte Programmteil.

Nach Start des Programmteils zu vorgegebenen Zeitpunkten wird in einem ersten Schritt 200 überprüft, ob der Leerlaufzustand des Mo­ tors erreicht ist. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn der Leerlauf­ schalter geschlossen, die Startphase abgeschlossen, eine vorgegebene Sperrzeit abgelaufen ist und die Motortemperatur einen Grenzwert überschritten hat. Ferner kann die Fahrgeschwindigkeit ausgewertet werden. Ist der Leerlaufzustand gemäß Schritt 200 nicht erreicht, so wird der Programmteil zu gegebener Zeit wiederholt.

Befindet sich das System jedoch im Leerlaufzustand, so wird gemäß Schritt 202 ein Zähler T gestartet und im darauffolgenden Abfrage­ schritt 204 die Differenz zwischen Ist- und Solldrehzahl auf einen vorgegebenen Schwellwert N01 überprüft. Überschreitet die Differenz diesen Schwellwert, das heißt ist die Motordrehzahl zu hoch, so wird gemäß Schritt 206 der Integratorwert I des Reglers 28 dahingehend überprüft, ob er dem Minimalwert Imin entspricht. Ist dies der Fall, so ist dies ein Anzeichen dafür, daß das Leerlaufregelungssystem in einem sehr ungünstigen Betriebszustand ist und die zu hohe Drehzahl nicht korrigiert werden kann. Daher wird in diesem Fall die Korrek­ tur des Bezugswertes eingeleitet. Dies kann auch noch auf einem an­ deren Weg erfolgen, wenn nämlich infolge der zu hohen Drehzahl wäh­ rend einer ununterbrochenen Leerlaufphase mehrmals, vorzugsweise zweimal, die Kraftstoffzufuhr zum Motor durch Überschreiten der Ab­ schneidedrehzahl unterbrochen wird. Dies wird unabhängig von der Größe der Ist-Sollwertdifferenz oder bei sich nicht im Minimalwert befindlichen Integrator gemäß Schritt 206 durch Abfrage einer ent­ sprechenden Marke im Schritt 208 überprüft. Das Setzen dieser Marke ist im Flußdiagramm nach Fig. 6 beschrieben.

Ist diese Marke nicht gesetzt, so kann davon ausgegangen werden, daß eine zumindest grobe Korrektur des Bezugswertes nicht notwendig ist. Daher wird in diesem Fall gemäß Schritt 210 die Leerlaufregelung eingeleitet und der Programmteil zu gegebener Zeit wiederholt. Ist die Motordrehzahl zu hoch und der Integrator auf seinem Minimalwert, so wird auf den nach Schritt 206 folgenden Abfrageschritt 212 über­ prüft, ob eine Verzögerungszeit abgelaufen ist. Ist dies der Fall, wird ebenso wie bei vorliegender Schubabschaltemarke im Schritt 214 auf den aktuellen Schrittzählerstand ein vorgegebener Wert SZ0 addiert. Danach wird ein mitlaufender Zähler J um Eins erhöht (Schritt 216) und im Abfrageschritt 218 dieser Zähler dahingehend überprüft, ob er einen vorgegebenen Maximalwert erreicht hat. Ist dies nicht der Fall, wird die Leerlaufregelung gemäß Schritt 210 auf der Basis des veränderten Schrittzählerwertes durchgeführt, was zu einem Schließen des Stellelements führt. Dies wird so lange durchge­ führt, bis entweder die Bedingungen 204 und 206 oder die Bedingung 208 nicht mehr erfüllt ist. Hat der mitlaufende Zähler J jedoch ge­ mäß Schritt 218 seinen Maximalwert erreicht, so ist dies ein Zei­ chen, daß trotz mehrmaligem Versuch, das Stellelement zuzufahren, dies nicht gelungen ist, so daß gemäß Schritt 220 von einem Fehler­ zustand im Bereich des Stellelements oder des Leerlaufregelungssy­ stems ausgegangen werden muß und die Ansteuerung des Stellelements gestoppt wird. Danach wird der Programmteil beendet.

Bei einem Gleichstromantrieb kann die beschriebene Vorgehensweise ebenfalls angewendet werden, wobei dort die Auswertung des erfaßten Lagesignals derart modifiziert wird durch Veränderung des Bezugs­ werts, daß für die Lageregelung eine Erhöhung des Istwerts erfolgt und so der Abgleich im Lageregler aufgehoben wird.

In Fig. 6 ist das Setzen der Marke für die Kraftstoffabschaltung, welche im Schritt 208 überprüft wird, skizziert. Danach wird nach Start des Programmteils in einem ersten Schritt 300 das Vorliegen des Leerlaufzustandes überprüft. Ist dies nicht der Fall, wird der Programmteil zu gegebener Zeit wiederholt. Befindet sich das System im Leerlaufzustand, so wird ein Zähler K 302 zu Null gesetzt und im Abfrageschritt 304 überprüft, ob die Kraftstoffzufuhr zum Motor ab­ geschaltet ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt 306 der Zähler K um Eins erhöht und im darauffolgenden Abfrageschritt 308 mit seinem Maximalwert verglichen. Hat er diesen nicht erreicht, so wird ebenso wie bei nicht abgeschaltetem Kraftstoff im Abfrageschritt 310 über­ prüft, ob sich das System noch immer im Leerlaufzustand befindet. Ist dies der Fall, wird der Programmteil mit Abfrageschritt 304 wie­ derholt, im gegenteiligen Fall wird der Zähler K im Schritt 312 zu Null gesetzt, der Programmteil beendet und zu gegebener Zeit wieder­ holt. Hat der Zähler K im Schritt 308 seinen vorgegebenen Maximal­ wert erreicht, so wurde während des ununterbrochenen Leerlaufzustan­ des mehrmals die Kraftstoffzufuhr zum Motor abgeschaltet, so daß ge­ mäß Schritt 314 die entsprechende Marke SAS gesetzt werden kann.

In Fig. 7 ist die Vorgehensweise anhand von Signalverläufen ver­ deutlicht. Dabei ist jeweils waagrecht die Zeit, senkrecht die je­ weilige Signalgröße aufgetragen. Fig. 7a zeigt strichliert die vor­ gegebene Solldrehzahl, durchgezogen die Istdrehzahl, während in Fig. 7b der Integralanteil des Reglers aufgetragen ist. Bis zum Zeitpunkt T0 versucht der Regler die zu hohe Leerlaufdrehzahl abzu­ regeln. Zum Zeitpunkt T0 gerät er an seinen Minimalwert, so daß die Motordrehzahl stationär oberhalb der Solldrehzahl verbleibt, während gemäß Fig. 7c der Schrittzählerstand (durchgezogen, SZ) dem vorge­ gebenen Sollpositionswert (strichliert, Xsoll) entspricht, d. h. im Lageregler liegt ein Regelabgleich vor. Im Zeitraum zwischen T0 und T1, welcher im wesentlichen durch die Verzögerungszeit T gebildet wird, wird erkannt, daß die Motordrehzahl zu hoch und der Integralanteil des Reglers am Minimalanschlag anliegt. Daher wird zum Zeitpunkt T1 der Schrittzählerstand SZ um einen vorgegebenen Wert erhöht, d. h. der Bezugswert um einen vorgegebenen Wert verändert (z. B. verringert). Dies führt zu einer Regeldifferenz zwischen Schrittzählerstand und Positionssollwert, was unabhängig vom Inte­ gralanteil des Drehzahlreglers (Fig. 7b) in einer Reduzierung der Motordrehzahl (Fig. 7a) sowie der tatsächlichen Position des Motors (Fig. 7b) bis zum Zeitpunkt T2, an dem Schrittzählerstand und Posi­ tionssollwert sich wieder entsprechen, führt. Dabei nimmt der Soll­ positionswert möglicherweise leicht ab, da der Proportionalanteil des Drehzahlreglers infolge der Drehzahländerung entsprechend rea­ giert. Zwischen den Zeitpunkten T2 und T3 wird während der Verzöge­ rungszeit erkannt, daß keine qualitative Änderung erfolgt ist, so daß zum Zeitpunkt T3 der Schrittzählerstand erneut um den vorgegebe­ nen Betrag erhöht wird. Dies führt entsprechend zu einer Reduzierung der Motordrehzahl. Zwischen T3 und T4 unterschreitet die Istdrehzahl die Solldrehzahl, was zu einem Ansteigen des Integratorwerts im Sin­ ne einer Annäherung des Sollwerts an den Istwert führt. Zum Zeit­ punkt T4 schließlich, zu dem der Schrittzählerstand der Sollposition entspricht, wird durch Aufsteuerung des Integralanteils der Dreh­ zahlistwert auf den Solldrehzahlwert geführt. Der falsch gesetzte Bezugswert des Schrittzählerstandes ist also korrigiert.

Eine Alternative zur Vorgehensweise nach Fig. 5 ist in Fig. 8 dar­ gestellt. Dabei werden für die gleichen Schritte die gleichen Be­ zugszeichen verwendet. Auf sie wird im folgenden nicht näher einge­ gangen.

Wird also ein die Korrektur des Bezugswertes erfordernder Betriebs­ zustand erkannt, so wird im Schritt 400 aus einer Kennlinie, in wel­ cher die Position des Schrittmotors über der angesaugten Luftmenge abgelegt ist, die der momentan eingestellten Luftmenge entsprechende Stellelementeposition ausgelesen und im Schritt 402 ein Wert A als Differenz der ausgelesenen Stellelementeposition mit dem aktuellen Schrittzählerwert gebildet. Danach wird im Schritt 404 die der Dif­ ferenz entsprechenden Anzahl von Schritten in Richtung Schließen des Motors ausgegeben. Dadurch wird die aktuelle Luftmenge um einen dem Wert A entsprechenden Betrag verringert. Der Schrittzählerstand bleibt unverändert. Durch diese Maßnahme wird der Schrittzählerstand bezogen auf die ermittelte Position des Stellelements um A korri­ giert, ohne daß in die Parameter der Leerlaufregelung selbst eingegriffen werden muß. Eine Anpassung des Bezugswertes ist die Folge. Im Abfrageschritt 406 ward überprüft, ob sich die Stellele­ menteposition verändert hat, d. h. ob aus der erwähnten Kennlinie ein anderer Wert für die Stellelementeposition ermittelt wird. Ist dies nicht der Fall, wird gemäß Schritt 408 von einem Fehler im Bereich der Leerlaufregelung oder des Stellelements ausgegangen und die Ansteuerung gestoppt. Hat sich die Stellelementeposition gemäß Schritt 406 verändert, so wird im Schritt 410 überprüft, ob der die Korrek­ tur des Bezugswertes erfordernde Betriebszustand weiterhin vorliegt. Ist dies der Fall, wird in Schritt 408 von einem Fehler ausgegangen und die Ansteuerung gestoppt, während im gegenteiligen Fall der Be­ zugswert des Schrittzählers korrigiert ist und die Leerlaufregelung gemäß Schritt 210 weitergeführt wird.

Die vorstehend geschilderten Vorgehensweisen zur Korrektur des Be­ zugswertes werden bevorzugt bei Drehzahlabweichungen oberhalb N0 durchgeführt, führen also zu einer gröberen Korrektur, wobei eine verbleibende Drehzahlabweichung zurückbleiben kann. Daher wird in Fig. 9 eine weitere Möglichkeit für die Korrektur des Bezugswertes vorgestellt.

Nach Start des Programmteils wird in einem ersten Schritt 500 über­ prüft, ob ein stabiler Leerlaufzustand vorliegt. Dies ist dann, wenn der Leerlaufschalter geschlossen, die Motortemperatur über einem un­ teren Grenzwert sich befindet, die Fahrgeschwindigkeit Null ist, sowie nach Schließen des Leerlaufschalters eine vorgegebene Verzö­ gerungszeit abgelaufen ist, sowie die Abweichung zwischen Ist- und Sollwert kleiner als der vorgegebene Wert N0 ist. Ist dies nicht der Fall, wird der Programmteil beendet und zu gegebener Zeit wieder­ holt, während bei Vorliegen der Bedingungen die Notwendigkeit zur Durchführung einer Korrektur angenommen und gemäß Schritt 502 die Ansteuerung des Schrittmotors gesperrt wird. Im Schritt 504 wird aus der oben erwähnten Kennlinie in Abhängigkeit der angesaugten Luft­ menge oder -masse oder dem Saugrohrdruck die tatsächliche Stellung des Schrittmotors ausgelesen. Im darauffolgenden Abfrageschritt 506 wird die absolute Differenz zwischen dieser Stellung und dem Schrittzählerstand auf einen vorgegebenen Toleranzwert B überprüft. Ist diese Differenz größer als der Toleranzbetrag, wird gemäß Schritt 508 überprüft, ob die Differenz zwischen der der oben er­ mittelten Stellung und dem Schrittzählerstand größer als der Toleranzbetrag B ist. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 510 das Reglerausgangssignal bzw. der Luftmengensollwert um Eins erhöht und danach durch fiktive Ausgabe der entsprechenden Korrekturschritte vom Schrittgenerierungselement der Schrittzähler im Schritt 514 ver­ ändert. Danach wird die Abfrage 506 wiederholt. Ist die Differenz nun kleiner als der Toleranzwert, wird gemäß Schritt 516 die Schrittmotoransteuerung wieder freigegeben und der Programmteil be­ endet.

Ist in der Abfrage 508 die Differenz kleiner als der Toleranzbetrag, so wird der Luftmengensollwert gemäß Schritt 512 um Eins erniedrigt, worauf in analoger Weise in Schritt 514 der Schrittzählerstand ver­ ändert wird. Danach wird die Abfrage 506 wiederholt. Ist die Differenz nun kleiner als der Toleranzwert, wird gemäß Schritt 516 die Schrittmotorsteuerung wieder freigegeben und der Programmteil beendet.

Dadurch erfolgte eine Korrektur des Schrittzählerstandes entspre­ chend den tatsächlichen Verhältnissen abhängig von der angesaugten Luftmenge. Die Leerlaufregelung wird in der Mitte ihres Arbeitsbe­ reichs zentriert.

Ferner können die Werte A, B und N0 in den einzelnen Ausführungsbei­ spielen gleich oder voneinander verschieden sein. Ebenso kann die Inkrementierung bzw. Dekrementierung um einen vorgegebenen festen Wert oder um Eins erfolgen.

Claims (15)

1. Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs,

• - mit einem Stellelement, welches die Leistung der Antriebseinheit durch Einstellung einer zu regelnden oder zu steuerenden Größe der Antriebseinheit beeinflußt,
• - wobei die Einstellung dieser Größe auf der Basis wenigstens eines Vorgabewertes über wenigstens eine Steuergröße erfolgt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - dann, wenn die zu regelnde oder zu steuernde Größe von ihrem Vor­ gabewert stationär abweicht, eine Korrektur der Einstellung des Stellelements vorgenommen wird durch Eingriff in eine die Größe repräsentierende Steuergröße im Sinne einer Annäherung der Größe an den Vorgabewert erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stell­ element ein Schrittmotor ist, dessen Einstellung abhängig von einer vorgegebenen Position und dem Schrittzählerstand erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Vorstartphase der Schrittzähler auf einen Bezugswert gesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei zu hoher Motordrehzahl der Schrittzählerstand um einen vorgegebenen Wert verändert wird im Sinne einer Reduzierung der Motordrehzahl.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für den Fall, daß mehrmals Kraftstoffabschaltung im Leerlaufbetrieb aufgetreten ist, eine Veränderung des Schritt­ zählerstandes im Sinne einer Verringerung der Motordrehzahl erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Basis der angesaugten Luftmenge die Posi­ tion des Schrittmotors bestimmt und auf der Basis der Differenz die­ ser Position und des Schrittzählerstandes die Anzahl der zur Redu­ zierung der Motordrehzahl erforderlichen Schritte berechnet und aus­ geführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Abweichungen des Schrittzählerstandes von die­ ser Position der Vorgabewert erhöht bzw. erniedrigt und ohne An­ steuerung des Schrittmotors unter Veränderung des Schrittzählerstan­ des eingestellt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vorgabewert ein Luftmengensollwert ist, wel­ cher aus der Differenz zwischen einer Soll- und einer Istdrehzahl durch einen wenigstens Integralanteil aufweisenden Regler gebildet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Positionskorrektur dann erfolgt, wenn der In­ tegratoranteil auf seinem Minimalwert liegt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei sich nicht verändernder Position bzw. bei sich nicht zu reduzierender Motordrehzahl oder einer vorgegebenen Anzahl von Versuchen, die Motordrehzahl zu reduzieren, ein Fehler im Be­ reich des Steuersystems oder des Stellelements erkannt und die An­ steuerung gestoppt wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Vorstartphase der die Position des Stell­ elements angebende Wert auf einen Bezugswert gesetzt wird, wenn ein vorgegebenes Maß der Ansteuerung in Richtung Schließen ausgegeben wurde, oder, wenn die Motordrehzahl die Startdrehzahl überschritten hat.

12. Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs, mit einem Stellelement, welches die Leistung der Antriebseinheit durch Einstellung einer zu regelnden oder zu steuernden Größe der Antriebseinheit beeinflußt,
und dessen Position auf der Basis eines eingestellten Bezugswertes ermittelt oder geschätzt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Einstellung des Bezugswertes in wenigstens einer Betriebsphase durch Ansteuerung des Bezugspunktes durch das Stellelement oder in wenig­ stens einer anderen Betriebsphase ohne Ansteuerung des Bezugspunktes erfolgt.

13. Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs,

• - mit einem Stellelement, welches die Leistung der Antriebseinheit durch Einstellung einer zu regelnden oder zu steuerenden Größe der Antriebseinheit beeinflußt,
• - mit Mitteln zur Einstellung dieser Größe auf der Basis wenigstens eines Vorgabewertes über wenigstens eine Steuergröße,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - mit Mitteln, die dann, wenn die zu regelnde oder zu steuernde Größe von ihrem Vorgabewert stationär abweicht, eine Korrektur der Einstellung des Stellelements vornehmen durch Eingriff in eine die Größe repräsentierende Steuergröße im Sinne einer Annäherung der Größe an den Vorgabewert.