EP0162203A2 - Process and apparatus for adapting the operation characteristic of an actuating rod - Google Patents

Process and apparatus for adapting the operation characteristic of an actuating rod Download PDF

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EP0162203A2
EP0162203A2 EP85102283A EP85102283A EP0162203A2 EP 0162203 A2 EP0162203 A2 EP 0162203A2 EP 85102283 A EP85102283 A EP 85102283A EP 85102283 A EP85102283 A EP 85102283A EP 0162203 A2 EP0162203 A2 EP 0162203A2
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EP
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slope
offset
adaptation
integrator
actuator
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EP85102283A
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EP0162203B1 (en
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Cornelius Dipl.-Ing. Peter
Claus Dipl.-Ing. Ruppmann
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections

Definitions

  • the invention is based on a method and a device according to the type of the main claim and the first device claim.
  • a variable which is usually electrical and has a specific function profile, is supplied to any actuator by a controller that processes and also inputs certain signals from the controller path incorporates the result achieved by adjusting the actuator into its control behavior.
  • the invention is fundamentally suitable in its application for adapting any actuator characteristic curves, will be referred to but a preferred training EADERSHIP example applied to the actuator behavior in the idling filling control (LFR) for a B racing engine and explained in more detail, since here also gives a preferred field of application for the present invention.
  • LFR idling filling control
  • an idle speed controller is supplied with certain information about the current operating state of the internal combustion engine, for example pressure in the intake manifold, actual speed, a desired target speed for idling and other, peripherally usable operating status information , such as throttle valve position, position of a bypass valve at which the idle charge control system in particular acts and / or, also instead of the pressure in the intake pipe, information about the amount of air or air mass sucked in.
  • the idle speed controller can use an electrical manipulated variable as a setpoint, for example an air volume signal Q setpoint or an air mass signal m setpoint and feed it to an idle actuator (L L actuator), which converts the air mass setpoint, for example, into an opening cross section (of the valve in the bypass already mentioned above).
  • an electrical manipulated variable as a setpoint, for example an air volume signal Q setpoint or an air mass signal m setpoint and feed it to an idle actuator (L L actuator), which converts the air mass setpoint, for example, into an opening cross section (of the valve in the bypass already mentioned above).
  • Idle actuators usually work to adjust the cross opening Section, via which the internal combustion engine is supplied with the required amount of air, as an electromagnetic converter and can in this case be designed as a winding rotary actuator (EWD) or as a magnetic part for valve actuation.
  • EWD winding rotary actuator
  • the idle controller When the idle controller is cold, the actuator winding takes up a larger current at a given duty cycle; there is a larger deflection and a corresponding mismatch. Similar negative relationships result from considerable battery voltage fluctuations, as is very common in internal combustion engines. Therefore, in order to have the least possible mismatch in the actuator area, the idle actuator, in order to correctly carry out the conversion of the electrical manipulated variable supplied to it into the opening cross-section, must be constructed in a complex manner and have a characteristic that is as reproducible as possible.
  • One of the objects of the present invention is therefore to provide a device for adapting an actuator characteristic curve which fulfills the condition that the actuation setpoint supplied to the actuator is substantially the same as the actual size resulting from the action of the actuator including peripheral influences on the idle speed controller with an idle speed control curve so that the air Quantity or air mass setpoint at the output of the idle speed controller is substantially the same as the air quantity or air mass supplied to or sucked into the internal combustion engine.
  • the method according to the invention with the characterizing features of the main claim and the device according to the invention with the characterizing features of the first device claim have the advantage, in contrast, that the adaptation to the (possibly changing under certain influencing variables) characteristic of the actuator as well as the inclusion and, to that extent, regulation of others Disturbances occur in such a way that there is an effective independence from the actuator characteristic curve, so that it is no longer necessary to construct the actuator used in each case, applied to the idle charge control, that is to say the idle actuator, in a particularly complex manner.
  • the invention makes it possible to work with simpler actuator designs, with air mass measurement being completely independent of the height at which the internal combustion engine is located and the air quantity measurement being drastically reduced as a function of height.
  • the invention also ensures independence from the leakage air, so that engine settings are no longer required and, moreover, the inventive adaptation, which takes place during the entire control operation, does not influence the actual idle charge control.
  • the offset integrator always runs, that is, it is enabled when the throttle valve is closed, the gradient integrator is not running and a predetermined blocking time. has expired.
  • the slope integrator is only meaningfully enabled if the current actual air volume is greater than the value stored when the throttle valve is opened, plus a definable air volume.
  • FIG. 1 shows in the form of a block diagram an idle charge control with idle speed controller and the idle speed controller controlled by this and an intermediate characteristic adaptation block interposed in accordance with a feature of the present invention
  • FIG. 2 also predominantly in the form of a block diagram the device for characteristic curve adaptation in greater detail
  • FIG. 3 in the form of a diagram, the actuator characteristic air quantity or air mass over the electrical manipulated variable T and the effects of the adaptation according to the invention on the course of the characteristic curve.
  • the adaptation to the characteristic curve of the idle controller that is then available at the respective time and the leakage air take place according to a specific strategy, which has the aim of an additive and / or multiplicative intervention in the setpoint output by the (idle speed) controller.
  • a specific strategy which has the aim of an additive and / or multiplicative intervention in the setpoint output by the (idle speed) controller.
  • the idle speed controller is designated 10 and the actuator controlled by it via the system for adapting the characteristic curve 11 is designated as the idle controller 12.
  • the idle actuator affects the opening cross-section in the intake manifold. an internal combustion engine 13, in particular by correspondingly enlarging or reducing a bypass cross section or by motorized adjustment of the throttle valve.
  • the air that the internal combustion engine 13 ultimately receives is composed of the air through the actuator or the air that the actuator passes through due to its actuation, and a residual air leakage, for example, flowing through the throttle valve.
  • the characteristic curve adaptation according to the invention in block 11 converts the target air quantity Q target or m target output by the idle speed controller 10 into an electrical manipulated variable T such that an air quantity (or air mass) is set with the idle actuator 12, which together with the leakage air produces the desired intake air quantity Q actual (or air mass m actual ) results.
  • the adaptation takes place slowly after checking the operating status.
  • the block 11 - adaptation and adjuster - represents a proportional element with amplification 1 and thus has no influence on the stability.
  • two integrators II are provided for the characteristic curve offset or the base point shift of the characteristic curve and 12 for the characteristic curve slope, the respective integrators only running if the intervention in the characteristic curve adaptation caused by them can be released by certain operating conditions; therefore, each integrator is assigned release elements, the offset integrator I1 an enable element FG1 and the slope integrator 12 an enable element FG2.
  • the slope integrator 12 intervenes on the setpoint output by the idle speed controller 10 in a multiplicative manner via a multiplier M with a predetermined multiplication factor, while the offset correction from the output of the integrator I1 takes place additively at a summation point 51.
  • Both integrators I1 and I2 are supplied with an air quantity difference signal ⁇ Q from a second summation or comparison point S2, which corresponds to the deviation of the setpoint (setpoint air quantity Q setpoint or setpoint air mass se setpoint ) from the actual size (air quantity Q actual or air mass n actual ) .
  • the specification QIst can be derived from an air flow meter in the intake pipe or can be obtained in another known manner.
  • the desired relationship Q actual Q target (or also based on the air mass, which will not be repeated in the following) can therefore be achieved by changing two parameters, namely by varying the offset K1 and by varying the gradient K2.
  • the integrators I1 and I2 are each followed by summation points S3 and S4, to which initial values K10 for the offset and K20 for the slope are supplied.
  • this integrator For the intervention by the integrator I2, which affects a change in the characteristic curve (change in gradient) and therefore has a significantly greater effect on the electrical output manipulated variable T as an input signal for the idle actuator, this integrator is only released if the throttle valve has a predetermined period of time T2, the for example
  • the operating point is then shifted by offset, as indicated by arrow A; it is obvious that the second step of the multiplicative slope intervention (arrow B) must not be carried out in a working point which is below the offset working point, since in this case there is an inverse, i.e. undesirable effect.
  • the slope adaptation always takes place in working points above the offset working point.
  • the conditions for the release block FG2 of the slope integrator 12 are additionally designed such that the slope is only adapted for air flow rates that are greater than, for example, a minimum air flow rate, such as results for the clear idle case.
  • the procedure for obtaining these conditions that the current Q set at the moment of opening of the throttle valve - or m is to be stored values, including a memory block SB is provided to which a throttling kl appe n sig nal DK and Q Target value is supplied; this storage then corresponds to the latter operating point, at which the offset integrator 11 has adapted.
  • the slope adaptation it is then checked in each case whether the now requested air volume value (Q target ; m SOll ) is greater than the value last saved and only then can the release be carried out; the block comparing the two setpoints is shown in FIG VG designated.
  • This condition may alternatively be replaced by the consideration that a slope adaptation can always be enabled when the instantaneous D deer number is above a certain speed, so for example, the following condition is satisfied n> n LL + 500 min -1 , because it can be assumed that at higher speeds, an operating point on the characteristic curve is also taken, which lies above the idling point, so that one is on the correct characteristic curve section. Such a case of increased speed occurs, for example, after a gas surge or in overrun. However, it must be mentioned that this consideration should only apply in the alternative and that the storage of the setpoints is an absolute advantage before the throttle valve is opened.
  • a further summation point S4 is provided, at which an air quantity Q O is subtracted from the target quantity Q Soll .
  • This measure serves to optimize the work area.
  • the value of Q O should not be greater than the minimum desired air quantity Q Soll ', so that the quantity reaching the multiplier M after the summation point S4 is preferably always greater than 0.
  • This addition with a negative value of Q O makes it possible to set the pivot point of the curve or characteristic as close as possible to the working point. If one assumes a desirable ideal case in which the supplied Q O value lies exactly on the working point, then ge lingt it namely to adapt with just only one iteration, namely once offset adjustment and once Gradient setting curve and d ar - see. But even if the pivot point is lower due to the deviation of the Q O value from the direct working point, you can manage with fewer iteration steps overall.
  • an additional function circuit block SB is provided in accordance with FIG. 2, which can also take over the functions of the two integrators which lock each other and the input signals from the output of the memory block SB (via the comparator VG) with respect to the value Q s p stored when the throttle valve was last opened and the output signals of the two integrators and / or the enable circuits assigned to them.
  • the function block then preferably acts on the release circuits with corresponding output signals and thereby ensures that, according to the measures mentioned above, the offset generator is always released via its release element FG1 if this corresponds to the above-mentioned condition, with additionally required input signals still being supplied be and is also the slope integrator enabled only when the current Q is greater value, but at least is equal to the opening of the throttle valve stored value and a definable amount of air, because by the slope adaptation, a relatively strong engagement results quickly to the ceremoniestellgröBe, who only approved can be used if the condition mentioned is fulfilled.
  • the function block FB is designed in such a way that it interlocks the releases of the offset integrator and the slope integrator, so that it is prevented that changes in the slope are strongly adapted without the base point or pivot point of the characteristic curve being intermittently adjusted due to an offset adaptation undergoes an adjustment. It has already been pointed out above that the invention is particularly suitable for implementation using computer circuits, microprocessors, small computers and the like. The like. Suitable, whereby in particular the last-mentioned measures represent conditions that can be easily specified and processed through appropriate program design when using a microprocessor or the like.

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Abstract

1. Claims for contracting states AT, IT Method is conjunction with a control or regulation system for the speed of an internal combustion engine in the case of idling via an electromechanical final control element, for controlling the air quantity or mass taken in by means of an adaptation of the shape of a characteristic of the continuously operating final control element of the internal combustion engine by converting the controlling variable (Qset , mset ) fed to the final control element (12, Id-ACT.) by the control or controller output into an adapted electrical manipulated variable (tau) for the final control element in which the controlling variable (Qset , mset ) is combined multiplicatively and/or by summation with at least one stored value (I1 , I2 ) influencing the offset and/or the slope of the characteristic of the final control element, the stored values representing an output signal of in each case one control loop which is activated in the event of certain operating conditions and, from a comparison of the controlling variable (Qset , mset ) with an actual measured value of the air-mass or air-quantity measuring device, generates the output signal with which at least one of the stored values (I1 , I2 ) is altered to produce a relatively slight control deviation, the value thus altered being stored at the temporal end of the particular operating condition. 1. Claims for contracting states DE, FR, GB Method is conjunction with a control or regulation system for the speed of an internal combustion engine in the case of idling via an electromechanical final control element, for controlling the air quantity or mass taken in by means of an adaptation of the shape of a characteristic of the continuously operating final control element of the internal combustion engine by converting the controlling variable (Qset , mset ) fed to the final control element (12, Id-ACT.) by the control or controller output into an adapted electrical manipulated variable (tau) for the final control element in which the controlling variable (Qset , mset ) is combined multiplicatively or by summation with at least one stored value (I1 , I2 ) influencing the offset and/or the slope of the characteristic of the final control element, the stored values representing an output signal of in each case one control loop which is activated in the event of certain operating conditions and, from a comparison of the controlling variable (Qset , mset ) with an actual measured value of the air-mass or air-quantity measuring device, generates the output signal with which at least one of the stored values (I1 , I2 ) is altered to produce a relatively slight control deviation, the value thus altered being stored at the temporal end of the particular operating condition, characterized in that an interlocking of offset and slope adaptation takes place to the effect that, after each slope adaptation, an offset adaptation (Qset = Qactual ) first of all takes place before another slope adaptation is enabled.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs bzw. des ersten Vorrichtungsanspruchs. Auf vielen Gebieten der Technik ist es üblich, bestimmte Größen, Werte oder Positionen durch Regelung oder Steuerung zu bestimmen, indem einem beliebigen Stellglied eine üblicherweise elektrische, einen bestimmten Funktionsverlauf aufweisende Größe von einem Regler zugeführt wird, der bestimmte Eingangssignale aus der Reglerstrecke verarbeitet und auch das durch die Stellglied-Verstellung erzielte Ergebnis in sein Ansteuerverhalten einbezieht. Ergeben sich in der Gesamtkonzeption einer Steuerung oder Regelung dann schon Stör- oder sonstige unerwünschte Einflußgrößen, die ausschließlich auf das Stellgliedverhalten zurückzuführen sind, mit anderen worten, daß das Stellglied in seinem Kennlinienverlauf nicht nur ausschließlich dem ihm jeweils zugeführten Sollwert folgt, dann können erhebliche Abweichungen von den eingestellten Werten auftreten, die bei Rege-Jungen je nach den auftretenden Zeitkonstanten auch zu seinem Überschwingen führen können oder dazu, daß die Regelung einfach zu langsam wird.The invention is based on a method and a device according to the type of the main claim and the first device claim. In many areas of technology, it is common to determine certain variables, values or positions by regulation or control, in that a variable, which is usually electrical and has a specific function profile, is supplied to any actuator by a controller that processes and also inputs certain signals from the controller path incorporates the result achieved by adjusting the actuator into its control behavior. If the overall conception of a control or regulation then results in disturbance or other undesirable influencing variables that only affect the Actuator behavior can be attributed, in other words, that the course of the actuator not only follows the setpoint value supplied to it in each case in its characteristic curve, then considerable deviations from the set values can occur which, depending on the time constants that occur, can lead to overshoot in Rege boys or that the regulation is simply too slow.

Die Erfindung eignet sich in ihrer Anwendung grundsätzlich zur Adaption beliebiger Stellglied-Kennlinienverläufe, wird im folgenden aber für ein bevorzugtes Aus- ührungsbeispiel angewendet auf das Stellgliedverhalten bei der Leerlauf-Füllungsregelung (LFR) für eine Brenn- kraftmaschine und genauer erläutert, da sich hier auch ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die vorliegende Erfindung ergibt.The invention is fundamentally suitable in its application for adapting any actuator characteristic curves, will be referred to but a preferred training EADERSHIP example applied to the actuator behavior in the idling filling control (LFR) for a B racing engine and explained in more detail, since here also gives a preferred field of application for the present invention.

So ist es bekannt, die Regelung der Leerlaufdrehzahl bei einer Brennkraftmaschine in der Weise durchzuführen, daß einem Leerlaufdrehzahlregler bestimmte Angaben über den momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine zugeführt werden, beispielsweise Druck im Ansaugrohr, Istdrehzahl, eine gewünschte Solldrehzahl für den Leerlauffall und sonstige, peripher verwertbare Betriebszustandangaben, wie Drosselklappenstellung, Position eines Bypassventils, an welchem die Leerlauf-Füllungsregelung insbesondere angreift und/oder, auch anstelle des Drucks im Ansaugrohr, Angaben über die angesaugte Luftmenge oder Luftmasse.It is known to carry out the control of the idle speed in an internal combustion engine in such a way that an idle speed controller is supplied with certain information about the current operating state of the internal combustion engine, for example pressure in the intake manifold, actual speed, a desired target speed for idling and other, peripherally usable operating status information , such as throttle valve position, position of a bypass valve at which the idle charge control system in particular acts and / or, also instead of the pressure in the intake pipe, information about the amount of air or air mass sucked in.

Aus diesen Größen kann der Leerlaufdrehzahlregler eine elektrische Stellgröße als Sollwert, beispielsweise ein Luftmengensignal QSoll oder ein Luftmassensignal mSoll ermitteln und einem Leerlaufsteller (LL-Steller) zuführen, der den Luftmassensollwert beispielsweise in einen öffnungsquerschnitt (des weiter vorn schon erwähnten Ventils im Bypass) umwandelt..From these variables, the idle speed controller can use an electrical manipulated variable as a setpoint, for example an air volume signal Q setpoint or an air mass signal m setpoint and feed it to an idle actuator (L L actuator), which converts the air mass setpoint, for example, into an opening cross section (of the valve in the bypass already mentioned above).

Gerade bei der Leerlauf-Füllungsregelung (LFR) einer Brennkraftmaschine müssen aber besondere Bedingungen einbezogen werden, beispielsweise möglichst geringer Kraftstoffverbrauch und die Konstanthaltung einer minimalen Leerlaufdrehzahl auch bei plötzlichen Lastwechseln. Leerlaufdrehzahlregler sind daher bekannt (DE-OS 30 39 435) und so ausgelegt, daß Abweichungen von einer gewünschten Solldrehzahl aufgefangen und klein gehalten werden. Pro- blematisch ist hier jedoch der Umstand, daß Drehzahlschwankungen letztendlich Reaktionen der Brennkraftmaschine auf äußere Einflüsse sind und entsprechende Drezahlsignale das letzte Glied in der Regelungskette bilden, so daß zwangsläufig eine gewisse Zeitdauer zwischen einer auf die Brennkraftmaschine ausgeübten Wirkung bis' zum Auftreten der Reaktion der Brennkraftmaschine verstreicht. Es besteht daher bei im Leerlauf extrem niedrig laufenden Brennkraftmaschinen mindestens die Gefahr eines unruhigen Rundlaufs und letztlich die Möglichkeit, daß die Brennkraftmaschine stehen bleibt, wenn schnell hohe Verbraucher, wie beispielsweise Klimaanlage und dergleichen zugeschaltet werden. Diese Problematik wird noch durch das Verhalten des Leerlaufstellers selbst vergrößert, da die Stellerkennlinie eine erhebliche Abhängigkeit über der jeweiligen Temperatur und der Betriebsspannung der Brennkraftmaschine zeigt, die ebenfalls erheblich schwanken kann. Leerlaufsteller arbeiten üblicherweise bei der Verstellung des öffnungsquerschnitts, über welchen der Brennkraftmaschine die erforderliche Luftmenge zugeführt wird, als elektromagnetische Wandler und können in diesem Fall als Einwicklungsdrehsteller (EWD) ausgebildet sein oder als Magnetteil für eine Ventilbetätigung. Bei kaltem Leerlaufsteller nimmt die Wicklung des Stellers bei einem gegebenen Arbeitstastverhältnis einen größeren Strom auf; es ergibt sich ein größerer Ausschlag und eine entsprechende Fehlanpassung. Ähnliche negative Verhältnisse ergeben sich bei erheblichen Batteriespannungsschwankungen, wie dies bei Brennkraftmaschinen sehr häufig auftritt. Um daher im Stellerbereich eine möglichst geringe Fehlanpassung zu haben, muß der Leerlaufsteller, um-die Umwandlung der ihm zugeführten elektrischen Stellgröße in den öffnungsquerschnitt korrekt durchzuführen, aufwendig konstruiert sein und eine möglichst genau reproduzierbare Kennlinie aufweisen.Especially with the idle charge control (LFR) of an internal combustion engine, however, special conditions must be taken into account, for example the lowest possible fuel consumption and keeping a minimum idle speed constant even with sudden load changes. Idle speed controllers are therefore known (DE-OS 30 39 435) and designed so that deviations from a desired target speed are absorbed and kept small. The problem here, however, is that speed fluctuations are ultimately reactions of the internal combustion engine to external influences and corresponding speed signals form the last link in the control chain, so that inevitably a certain period of time between an effect exerted on the internal combustion engine and the occurrence of the reaction the internal combustion engine passes. There is therefore at least the risk of unsteady concentricity when the internal combustion engine is running extremely low, and ultimately there is the possibility that the internal combustion engine will stop if high consumers, such as air conditioning and the like, are switched on quickly. This problem is exacerbated by the behavior of the idle actuator itself, since the actuator characteristic curve shows a considerable dependence on the respective temperature and the operating voltage of the internal combustion engine, which can also fluctuate considerably. Idle actuators usually work to adjust the cross opening Section, via which the internal combustion engine is supplied with the required amount of air, as an electromagnetic converter and can in this case be designed as a winding rotary actuator (EWD) or as a magnetic part for valve actuation. When the idle controller is cold, the actuator winding takes up a larger current at a given duty cycle; there is a larger deflection and a corresponding mismatch. Similar negative relationships result from considerable battery voltage fluctuations, as is very common in internal combustion engines. Therefore, in order to have the least possible mismatch in the actuator area, the idle actuator, in order to correctly carry out the conversion of the electrical manipulated variable supplied to it into the opening cross-section, must be constructed in a complex manner and have a characteristic that is as reproducible as possible.

Aber auch bei soweit wie möglich einwandfrei reagierendem Leerlaufsteller bleiben nicht. vermeidbare Abhängigkeiten, beispielsweise an der Drosselklappe in der Leerlaufposition vorbeiströmende Leckluftmengen, eine Höhenabhängigkeit des vom Leerlaufsteller ausgegebenen öffnungsquerschnitts u. dgl.But even if the idle controller responds perfectly, as far as possible, do not stay. Avoidable dependencies, for example leakage air volumes flowing past the throttle valve in the idle position, a height dependency of the opening cross section output by the idle actuator and the like. the like

Eine der Aufgaben vorliegender Erfindung besteht daher darin, eine Einrichtung zur Adaption einer Stellglied-Kennlinien zu schaffen, die die Bedingung erfüllt, daß die dem Stellglied zugeführte Ansteuersollgröße im wesentlichen gleich ist der durch die Wirkung des Stellglieds unter Einbeziehung von Randeinflüssen sich ergebenden Istgröße, angewendet auf den Leerlaufsteller bei einer Leerlaufstellerkennlinie also, daß die Luftmengen- oder Luftmassen-Sollgröße am Ausgang des Leerlaufdrehzahlreglers im wesentlichen gleich ist der der Brennkraftmaschine zugeführten oder von ihm angesaugten Luftmenge oder Luftmasse.One of the objects of the present invention is therefore to provide a device for adapting an actuator characteristic curve which fulfills the condition that the actuation setpoint supplied to the actuator is substantially the same as the actual size resulting from the action of the actuator including peripheral influences on the idle speed controller with an idle speed control curve so that the air Quantity or air mass setpoint at the output of the idle speed controller is substantially the same as the air quantity or air mass supplied to or sucked into the internal combustion engine.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Vorrichtungsanspruchs haben demgegenüber den Vorteil, daß die Adaption an die (sich gegebenenfalls unter bestimmten Einflußgrößen verändernde) Kennlinie des Stellglieds sowie die Einbeziehung und insofern auch Ausregelung sonstiger Störgrößen so erfolgt, daß sich eine effektive Unabhängigkeit von der Stellerkennlinie ergibt, so daß es auch nicht mehr erforderlich ist, das jeweils verwendete Stellglied, angewendet auf die Leerlauf-Füllungsregelung, also den Leerlaufsteller, besonders aufwendig zu konstruieren. Durch die Erfindung ist es möglich, mit einfacheren Stellerausführungen zu arbeiten, wobei sich bei einer Luftmassenmessung eine vollständige Unabhängigkeit von der Höhe ergibt, auf welcher sich die Brennkraftmaschine jeweils befindet und bei der Luftmengenmessung jedenfalls die Abhängigkeit von der Höhe drastisch verringert ist. Die Erfindung sichert ferner eine Unabhängigkeit von der Leckluft, so daß Motoreinstellungen nicht mehr erforderlich sind und außerdem ergeben sich durch die erfindungsgemäße, während des gesamten Regelbetriebs erfolgende Adaption keine Beeinflussungen der eigentlichen Leerlauf-Füllungsregelung.The method according to the invention with the characterizing features of the main claim and the device according to the invention with the characterizing features of the first device claim have the advantage, in contrast, that the adaptation to the (possibly changing under certain influencing variables) characteristic of the actuator as well as the inclusion and, to that extent, regulation of others Disturbances occur in such a way that there is an effective independence from the actuator characteristic curve, so that it is no longer necessary to construct the actuator used in each case, applied to the idle charge control, that is to say the idle actuator, in a particularly complex manner. The invention makes it possible to work with simpler actuator designs, with air mass measurement being completely independent of the height at which the internal combustion engine is located and the air quantity measurement being drastically reduced as a function of height. The invention also ensures independence from the leakage air, so that engine settings are no longer required and, moreover, the inventive adaptation, which takes place during the entire control operation, does not influence the actual idle charge control.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit der Verringerung der Iterationsschritte und somit eine schnellere Adaption dadurch, daß bei einer Steigungsadaption gleichzeitig nach einer Rechenvorschrift auch der Offsetintegrator nachgezogen wird, so daß die Drehung der Kennlinie um den letzten Arbeitspunkt eines gespeicherten Luftmengenistwerts, der beim vorherigen öffnen der Drosselklappe abgespeichert worden ist, erfolgt und nicht um einen weiter wegliegenden Bezugswert.Advantageous further developments and improvements of the invention are possible through the measures listed in the subclaims. The possibility of reducing the iteration steps and thus a faster adaptation is particularly advantageous in that, in the case of a slope adaptation, the offset integrator is also retightened according to a calculation rule, so that the rotation of the characteristic curve about the last operating point of a stored actual air volume value that occurs when the throttle valve is opened previously has been saved, and not by a reference value that is further away.

Ferner können Fehladaptionen, die unter Umständen durch eine mehrfach hintereinander erfolgende Steigungsadaption erfolgen können, dadurch vermieden werden, daß nach einer Steigungsadaption zunächst immer eine erfolgreiche Offsetadaption erst stattfinden muß, bevor eine neue Steigungsadaption freigegeben wird. Dabei läuft im übrigen der Offsetintegrator grundsätzlich immer dann, ist also freigegeben, wenn die Drosselklappe geschlossen ist, der Steigungsintegrator nicht läuft und eine vorgegebene Sperrzeit. abgelaufen ist. Der Steigungsintegrator wird im übrigen nur dann sinnvoll freigegeben, wenn der aktuelle Luftmengenistwert größer als der beim öffnen der Drosselklappe abgespeicherte Wert zuzüglich einer festlegbaren Luftmenge ist.In addition, incorrect adaptations, which can possibly occur as a result of a gradient adaptation occurring several times in succession, can be avoided in that, after a gradient adaptation, a successful offset adaptation always has to take place before a new gradient adaptation is released. Incidentally, the offset integrator always runs, that is, it is enabled when the throttle valve is closed, the gradient integrator is not running and a predetermined blocking time. has expired. The slope integrator is only meaningfully enabled if the current actual air volume is greater than the value stored when the throttle valve is opened, plus a definable air volume.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigen Fig. 1 in Form eines Blockschaltbilds eine Leerlauf-Füllungsregelung mit Leerlaufdrehzahlregler und von diesem angesteuertem Leerlaufsteller und entsprechend einem Merkmal vorliegender Erfindung zwischengeschaltete Kennlinienadaptions-Block, Fig. 2 ebenfalls vorwiegend in Form eines Blockschaltbildes die Vorrichtung zur Kennlinienadaption in größerem Detail und Fig. 3 in Form eines Diagramms die Stellerkennlinie Luftmenge oder Luftmasse über der elektrischen Stellgröße T und die Auswirkungen der erfindungsgemäßen Adaption auf den Verlauf der Kennlinie.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described and explained in more detail below. 1 shows in the form of a block diagram an idle charge control with idle speed controller and the idle speed controller controlled by this and an intermediate characteristic adaptation block interposed in accordance with a feature of the present invention, FIG. 2 also predominantly in the form of a block diagram the device for characteristic curve adaptation in greater detail and FIG. 3 in the form of a diagram, the actuator characteristic air quantity or air mass over the electrical manipulated variable T and the effects of the adaptation according to the invention on the course of the characteristic curve.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Bevor auf die Erfindung im folgenden eingegangen wird, wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß das in der Zeichnung dargestellte, die Erfindung anhand diskreter Schaltstufen angebende Blockschaltbild die Erfindung nicht beschränkt, sondern insbesondere dazu dient, die funktionellen Grundwirkungen der Erfindung zu veranschaulichen und spezielle Funktionsabläufe in e'iner möglichen Realisierungsform anzugeben. Es versteht sich, daß die einzelnen Bausteine und Blöcke in analoger, digitaler oder auch hybrider Technik aufgebaut sein können, oder auch, ganz oder teilweise zusammengefaßt, entsprechende Bereiche von programmgesteuerten digitalen Systemen, beispielsweise also Mikroprozessoren, Mikrorechner, digitale oder analoge Logikschaltungen u. dgl. umfassen können. Die im folgenden angegebene Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist daher bezüglich des funktionellen Gesamt- und Zeitablaufs, der durch die jeweils besprochene Blöcke erzielte Wirkungsweise und bezüglich des jeweiligen Zusammenwirkens der durch die einzelnen Komponenten dargestellten Teilfunktionen zu werten, wobei die Hinweise auf die einzelnen Schaltungsblöcke lediglich aus Gründen eines besseren Verständnisses erfolgen.Before the invention is discussed in the following, it is expressly pointed out that the block diagram shown in the drawing, which specifies the invention on the basis of discrete switching stages, does not limit the invention, but rather serves in particular to illustrate the functional basic effects of the invention and special functional sequences in e 'to specify one possible form of implementation. It goes without saying that the individual modules and blocks can be constructed using analog, digital or hybrid technology, or, in whole or in part, corresponding areas of program-controlled digital systems, for example microprocessors, microcomputers, digital or analog logic scarf tungen u. Like. Can include. The description given below of the preferred exemplary embodiment of the invention is therefore to be evaluated with regard to the overall functional and time sequence, the mode of operation achieved by the blocks discussed in each case and with regard to the respective interaction of the sub-functions represented by the individual components, the references to the individual circuit blocks only for reasons of better understanding.

Die folgenden Erläuterungen beziehen sich speziell auf das Anwendungsbeispiel der Erfindung auf die Optimierung der Leerlauf-Füllungsregelung (LFR) bei einer Brennkraftmaschine (Otto-Motor) derart, daß die von einem Leerlaufdrehzahlregler ausgegebene Soll-Luftmenge QSoll über eine Stellerkennlinienadaption und den Leerlaufsteller in ein QIst umgesetzt wird, wobei gelten soll, daß QSoll ≅ QIst.The following explanations relate specifically to the application example of the invention to the optimization of the idle charge control (LFR) in an internal combustion engine (Otto engine) in such a way that the target air quantity Q target output by an idle speed controller via an actuator characteristic curve adaptation and the idle actuator in one Q Act is implemented, whereby it should apply that Q Soll ≅ Q Ist .

Entsprechend einem Grundgedanken vorliegender Erfindung erfolgt die Adaption an die dann in dem jeweiligen Zeitpunkt gerade vorliegende Kennlinie des Leerlaufstellers und die Leckluft nach einer bestimmten Strategie, die ein additives und/oder multiplikatives Eingreifen in die vom (Leerlaufdrehzahl)-Regler ausgegebene Sollgröße zum Ziel hat. Auf diese Weise wird die sonst notwendige und übliche Grundeinstellung der Leckluft mit einem Zusatzbypass eliminiert (auch über der Lebensdauer).According to a basic idea of the present invention, the adaptation to the characteristic curve of the idle controller that is then available at the respective time and the leakage air take place according to a specific strategy, which has the aim of an additive and / or multiplicative intervention in the setpoint output by the (idle speed) controller. In this way, the otherwise necessary and usual basic setting of the leakage air is eliminated with an additional bypass (also over the service life).

In Figur 1 ist der Leerlaufdrehzahlregler mit 10 und das von ihm über das System zur Kennlinienadaption 11 angesteuerte Stellglied als Leerlaufsteller mit 12 bezeichnet. Der Leerlaufsteller wirkt im vorliegenden Anwendungsfall auf den Öffnungsquerschnitt im Saugrohr. einer Brennkraftmaschine 13 ein, insbesondere durch entsprechende Vergrößerung oder Verkleinerung eines Bypassquerschnitts oder auch durch motorische Verstellung der Drosselklappe.In FIG. 1, the idle speed controller is designated 10 and the actuator controlled by it via the system for adapting the characteristic curve 11 is designated as the idle controller 12. In this application, the idle actuator affects the opening cross-section in the intake manifold. an internal combustion engine 13, in particular by correspondingly enlarging or reducing a bypass cross section or by motorized adjustment of the throttle valve.

Dabei setzt sich die Luft, die die Brennkraftmaschine 13 letztendlich erhält, zusammen aus der Luft durch den Steller bzw. aus der Luft, die der Steller aufgrund seiner Ansteuerung durchläßt, und einer beispielsweise über die Drosselklappe strömende Leckluft-Restmenge. Durch die erfindungsgemäße Kennlinienadaption im Block 11 wird die vom Leerlaufdrehzahlregler 10 ausgegebene Solluftmenge QSoll oder mSoll so in eine elektrische Stellgröße T umgewandelt, daß mit dem Leerlaufsteller 12 eine Luftmenge (oder Luftmasse) eingestellt wird, die zusammen mit der Leckluft die gewünschte angesaugte Luftmenge QIst (oder Luftmasse mIst) ergibt. Die Adaption erfolgt dabei langsam nach Überprüfung von Betriebszuständen. In dem in Fig. 1 gezeigten Drehzahl-Regelkreis stellt der Block 11 - Adaption und Steller - ein Proportionalglied mit Verstärkung 1 dar und hat damit keinen Einfluß auf die Stabilität. Das Steuergerät bildet die inverse Stellerkennlinie Z = τO + m Q nach (s. Fig. 3).The air that the internal combustion engine 13 ultimately receives is composed of the air through the actuator or the air that the actuator passes through due to its actuation, and a residual air leakage, for example, flowing through the throttle valve. The characteristic curve adaptation according to the invention in block 11 converts the target air quantity Q target or m target output by the idle speed controller 10 into an electrical manipulated variable T such that an air quantity (or air mass) is set with the idle actuator 12, which together with the leakage air produces the desired intake air quantity Q actual (or air mass m actual ) results. The adaptation takes place slowly after checking the operating status. In the speed control circuit shown in FIG. 1, the block 11 - adaptation and adjuster - represents a proportional element with amplification 1 and thus has no influence on the stability. The control unit simulates the inverse actuator characteristic Z = τ O + m Q (see FIG. 3).

Um die Kennlinienadaption durchzuführen, sind zwei Integratoren Il für den Kennlinienoffset oder die Fußpunktverschiebung der Kennlinie und 12 für die Kennliniensteigung vorgesehen, wobei die jeweiligen Integratoren immer nur dann laufen, wenn durch bestimmte Betriebsbedingungen der jeweils von ihnen bewirkte Eingriff in die Kennlinienadaption freigegeben werden kann; daher sind jedem Integrator Freigabe glieder zugeordnet, dem Offset-Integrator I1 ein Freigabeglied FG1 und dem Steigungs-Integrator 12 ein Freigabe glied FG2.In order to carry out the characteristic curve adaptation, two integrators II are provided for the characteristic curve offset or the base point shift of the characteristic curve and 12 for the characteristic curve slope, the respective integrators only running if the intervention in the characteristic curve adaptation caused by them can be released by certain operating conditions; therefore, each integrator is assigned release elements, the offset integrator I1 an enable element FG1 and the slope integrator 12 an enable element FG2.

Dementsprechend erfolgt der Eingriff des Steigungs-Integrators 12 auf die vom Leerlaufdrehzahlregler 10 ausgegebene Sollgröße multiplikativ über einen Multiplizierer M mit einem vorgegebenen Multiplizierfaktor, während die Offset-Korrektur vom Ausgang des Integrators I1 additiv an einem Summationspunkt 51 erfolgt.Accordingly, the slope integrator 12 intervenes on the setpoint output by the idle speed controller 10 in a multiplicative manner via a multiplier M with a predetermined multiplication factor, while the offset correction from the output of the integrator I1 takes place additively at a summation point 51.

Beide Integratoren I1 und I2 werden von einem zweiten Summations- oder Vergleichspunkt S2 ein Luftmengendifferenzsignal ΔQ zugeführt, welches der Abweichung der Sollgröße (Solluftmenge QSoll.oder Solluftmasse mSoll) von der Istgröße (Luftmenge QIst oder Luftmasse nIst) entspricht. Die Angabe QIst kann von einem Luftmengenmesser im Ansaugrohr abgeleitet oder auf sonstige, für sich gesehen bekannte Weise gewonnen sein.Both integrators I1 and I2 are supplied with an air quantity difference signal ΔQ from a second summation or comparison point S2, which corresponds to the deviation of the setpoint (setpoint air quantity Q setpoint or setpoint air mass se setpoint ) from the actual size (air quantity Q actual or air mass n actual ) . The specification QIst can be derived from an air flow meter in the intake pipe or can be obtained in another known manner.

Man kann daher die gewünschte Beziehung QIst = QSoll (oder auch bezogen auf die Luftmasse, was im folgenden nicht mehr weiter wiederholt wird) durch Verändern von zwei Parametern erzielen, nämlich durch Variation des Offsets K1 und durch Variation der Steigung K2. Um bestimmte Kennlinienanfangswerte sicherzustellen, sind den Integratoren I1 und I2 jeweils noch Summationspunkte S3 und S4 nachgeschaltet, denen Anfangswerte K10 für den Offset und K20 für die Steigung zugeführt werden.The desired relationship Q actual = Q target (or also based on the air mass, which will not be repeated in the following) can therefore be achieved by changing two parameters, namely by varying the offset K1 and by varying the gradient K2. In order to ensure certain characteristic curve starting values, the integrators I1 and I2 are each followed by summation points S3 and S4, to which initial values K10 for the offset and K20 for the slope are supplied.

Wesentlich ist, daß die Adaption an die gerade vorliegende Kennlinie des Leerlaufstellers und die Leckluft nach folgender Strategie erfolgt:

  • Der Integrator I1 für den Offset oder die Fußpunktverschiebung der Kennlinie läuft nur, wenn die Drosselklappe länger als eine vorgegebene Zeit T1 = f(n) geschlossen ist und die Drehzahl n des Motors sich in einem bestimmten Bereich, nämlich im Leerlaufbereich befindet. Dementsprechend ist das Freigabeglied FG1 für den Integrator I1 so ausgebildet, daß ihm ein Drosselklappensignal DK und der Istwert der Brennkraftmaschinendrehzahl n zugeführt ist und nur bei Vorliegen dieser beiden Bedingungen der Offset-Integrator 11 freigegeben ist und läuft.
It is essential that the adaptation to the current characteristic of the idle actuator and the leakage air is carried out according to the following strategy:
  • The integrator I1 for the offset or the base point shift of the characteristic curve only runs if the throttle valve is closed for longer than a predetermined time T1 = f (n) and the engine speed n is in a certain range, namely in the idling range located. Accordingly, the release element FG1 for the integrator I1 is designed such that a throttle valve signal DK and the actual value of the engine speed n are fed to it and the offset integrator 11 is only released and runs when these two conditions are met.

Für den Eingriff durch den Integrator I2, der multiplikativ eine Kennlinienverdrehung (Steigungsänderung) betrifft und daher erheblich stärker auf die elektrische Ausgangsstellgröße T als Eingangssignal für den Leerlaufsteller einwirkt, gilt, daß dieser Integrator nur dann freigegeben ist, wenn die Drosselklappe eine vorgegebene Zeitspanne T2, die beispielsweiseFor the intervention by the integrator I2, which affects a change in the characteristic curve (change in gradient) and therefore has a significantly greater effect on the electrical output manipulated variable T as an input signal for the idle actuator, this integrator is only released if the throttle valve has a predetermined period of time T2, the for example

100 ms betragen kann, geschlossen ist, wobei für T2 die folgende Beziehung gilt

Figure imgb0001
wodurch es möglich ist, ein überschwingverhalten und eine entsprechende Fehlereinführung des Luftmengenmessers auszublenden, und ferner Qsoll größer ist als der letzte Wert Qsoll vor dem öffnen der Drosselklappe. Das heißt, daß der momentane Adaptions-Arbeitspunkt für den Integrator I2 auf der Kennlinie über dem Adaptions-Arbeitspunkt liegen muß, der durch den Eingriff des Offset-Integrators I1 erreicht worden ist.100 ms, is closed, the following relationship applies to T2
Figure imgb0001
 whereby it is possible to overshoot behavior and a corresponding error insertion hide the air flow meter, and further to Q is greater than the last value Q to before opening the throttle valve. This means that the current adaptation operating point for the integrator I2 must lie on the characteristic curve above the adaptation operating point that was achieved by the intervention of the offset integrator I1.

Betrachtet man den in Fig. 3 dargestellten Verlauf der Stellerkennlinie Q = f(τ), der von der Batteriespannung, der Wichtungstemperatur, Differenzdruck, Leckluft u. dgl. abhängt, wobei der in der Zeichenebene linke, schraffierte Kennlinienknickverlauf lediglich der Vollständigkeit halber bei einem Leerlaufsteller angegeben ist und als Notlaufkennlinie durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch nicht beeinfluß wird, dann erkennt man bei ① zunächst die Modellkennlinie im Ausgangszustand, bei ② die Kennlinie nach Adaption Offset und bei ③ nach Adaption Steigung: identisch mit der tatsächlichen Stellerkennlinie. Als erster Adaptionsschritt erfolgt dann die Arbeitspunktverlagerung durch Offset, wie durch den Pfeil A angegeben; es ist offensichtlich, daß der zweite Schritt des multiplikativen Steigungseingriffs (Pfeil B) nicht in einem Arbeitspunkt realisiert werden darf, der unterhalb des Offset-Arbeitspunkts liegt, da sich in diesem Fall eine umgekehrte, also gerade nicht gewünschte Wirkung ergibt. Die Steigungsadaption erfolgt immer in Arbeitspunkten oberhalb des Offset-Arbeitspunktes.If one considers the course of the actuator characteristic curve Q = f (τ) shown in FIG. 3, which is dependent on the battery voltage, the weighting temperature, differential pressure, leakage air and the like. The like. Depends, the hatched curve curve on the left in the drawing plane is only given for the sake of completeness for an idle actuator and is not influenced as a limp-home characteristic by the measures according to the invention, then at ① the model characteristic curve can be seen in the initial state, at ② the characteristic curve after adaptation offset and at ③ after adaptation slope: identical to the actual actuator characteristic curve. As a first adaptation step, the operating point is then shifted by offset, as indicated by arrow A; it is obvious that the second step of the multiplicative slope intervention (arrow B) must not be carried out in a working point which is below the offset working point, since in this case there is an inverse, i.e. undesirable effect. The slope adaptation always takes place in working points above the offset working point.

Dementsprechend sind die Bedingungen für den Freigabeblock FG2 des Steigungsintegrators 12 ergänzend so ausgelegt, daß die Steigung nur adaptiert wird bei Luftmengendurchsätzen, die größer sind als beispielsweise ein minimaler Luftmengendurchsatz, wie er sich für den eindeutigen Leerlauffall ergibt.Accordingly, the conditions for the release block FG2 of the slope integrator 12 are additionally designed such that the slope is only adapted for air flow rates that are greater than, for example, a minimum air flow rate, such as results for the clear idle case.

Bevorzugt wird zur Gewinnung dieser Bedingungen daher so vorgegangen, daß im Moment des Öffnens der Drosselklappe die momentanen QSoll- oder mSoll-Werte abgespeichert werden, wozu ein Speicherblock SB vorgesehen ist, dem ein Drossel- klappensignal DK und der QSoll-Wert zugeführt wird; diese Abspeicherung entspricht dann dem letzteren Arbeitspunkt, an welchem durch den Offset-Integrator 11 adaptiert worden ist. Zur Freigabe der Steigungsadaption wird dann jeweils über- prüft, ob der jetzt angeforderte Luftmengenwert (QSoll ; mSOll) größer ist als der jeweils zuletzt abgespeicherte Wert und erst dann kann die Freigabe erfolgen; der die beiden Sollwerte vergleichende Block ist in Fig. 2 mit VG bezeichnet.Preferably therefore so the procedure for obtaining these conditions that the current Q set at the moment of opening of the throttle valve - or m is to be stored values, including a memory block SB is provided to which a throttling kl appe n sig nal DK and Q Target value is supplied; this storage then corresponds to the latter operating point, at which the offset integrator 11 has adapted. To enable the slope adaptation , it is then checked in each case whether the now requested air volume value (Q target ; m SOll ) is greater than the value last saved and only then can the release be carried out; the block comparing the two setpoints is shown in FIG VG designated.

Diese Bedingung kann hilfsweise auch durch die Überlegung ersetzt werden, daß eine Steigungsadaption immer dann freigegeben werden kann, wenn die momentane Dreh- zahl sich oberhalb einer gewissen Drehzahl befindet, also beispielsweise die folgende Bedingung erfüllt ist n > nLL + 500 min-1, weil angenommen werden kann, daß bei höherer Drehzahl auch ein Arbeitspunkt auf der Kennlinie eingenommen wird, der über dem Leerlaufpunkt liegt, so daß man sich auf dem richtigen Kennlinienabschnitt befindet. Ein solcher Fall einer erhöhten Drehzahl tritt beispielsweise nach einem Gasstoß oder im Schub auf. Es muß aber erwähnt werden, daß diese Überlegung nur hilfsweise gelten sollte und die Speicherung der Sollwerte vor dem öffnen der Drosselklappe unbedingten Vorzug hat.This condition may alternatively be replaced by the consideration that a slope adaptation can always be enabled when the instantaneous D deer number is above a certain speed, so for example, the following condition is satisfied n> n LL + 500 min -1 , because it can be assumed that at higher speeds, an operating point on the characteristic curve is also taken, which lies above the idling point, so that one is on the correct characteristic curve section. Such a case of increased speed occurs, for example, after a gas surge or in overrun. However, it must be mentioned that this consideration should only apply in the alternative and that the storage of the setpoints is an absolute advantage before the throttle valve is opened.

Auf einen Umstand ist noch einzugehen. Noch vor dem Multiplizierer M ist ein weiterer Summationspunkt S4 vorgesehen, an welchem von der Sollgröße QSoll eine Luftmenge QO abgezogen wird. Diese Maßnahme dient der Optimierung des Arbeitsbereiches. Dabei sollte der Wert von QO nicht größer sein als die minimal auftretende Solluftmenge QSoll' so daß die zum Multiplizierer M gelangende Größe nach dem Summationspunkt S4 vorzugsweise immer größer als 0 ist. Durch diese Addition mit einem negativen Wert von QO gelingt es, den Drehpunkt der Kurve oder Kennlinie möglichst nahe an den Arbeitspunkt zu legen. Geht man von einem wünschenswerten Idealfall aus, in welchem der zugeführte QO-Wert genau auf dem Arbeitspunkt liegt, dann gelingt es nämlich, mit nur lediglich einem Iterationsschritt, nämlich einmal Offset-Einstellung und einmal Steigungs-Einstellung, die Kurve zu adaptieren und dar- zustellen. Aber auch wenn der Drehpunkt durch die Abweichung des QO-Wertes vom direkten Arbeitspunkt tiefer liegt, kommt man doch insgesamt mit weniger Iterationsschritten aus.There is still one circumstance to be considered. Before the multiplier M, a further summation point S4 is provided, at which an air quantity Q O is subtracted from the target quantity Q Soll . This measure serves to optimize the work area. The value of Q O should not be greater than the minimum desired air quantity Q Soll ', so that the quantity reaching the multiplier M after the summation point S4 is preferably always greater than 0. This addition with a negative value of Q O makes it possible to set the pivot point of the curve or characteristic as close as possible to the working point. If one assumes a desirable ideal case in which the supplied Q O value lies exactly on the working point, then ge lingt it namely to adapt with just only one iteration, namely once offset adjustment and once Gradient setting curve and d ar - see. But even if the pivot point is lower due to the deviation of the Q O value from the direct working point, you can manage with fewer iteration steps overall.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung zur Verbesserung der Adaption des Stellglied-Kennlinienverlaufs dahingehend, daß eine Verringerung der Iterationsschritte und somit eine schnellere-Adaption erreicht bzw. auch Fehladaptionen in der Weise vermieden werden können, daß nicht beispielsweise mehrmals hintereinander die Steigung adaptiert wird, ohne daß zwischenzeitlich eine Offset- Adaption stattfindet, besteht ferner noch darin, daß:

  • der Offset-Integrator I1 immer dann läuft, also freigegeben ist, wenn die Drosselklappe geschlossen ist, wenn der Steigungsintegrator I2 nicht läuft und die Sperrzeit T2 abgelaufen ist;
  • daß der Steigungsintegrator I2 nur dann läuft, wenn Qist ≥ Qsp + ΔQ ist, wobei Qsp der beim Öffnen der Drosselklappe jeweils abgespeicherte Wert und ΔQ eine festlegbare Luftmenge ist;
  • daß nach einer Steigungsadaption zunächst eine erfolgreiche Offset-Adaption stattfinden muß, d.h.
  • Qsoll = Qist' bevor eine neue Steigungsadaption stattfinden kann;
  • und daß ferner bei einer Steigungsadaption gleichzeitig nach einer bestimmten Rechenvorschrift auch der Offset-Integrator I1 nachgezogen wird, wodurch es gelingt, eine Drehung der Kennlinie um den letzten Arbeitspunkt Qsp und nicht um Qo zu erreichen. Man kann auf diese Weise im günstigsten Fall (wenn T1 sehr groß ist) die Anzahl der erforderlichen Iterationsschritte auf einen Schritt verringern.
According to an advantageous embodiment of the present invention to improve the adaptation of the actuator characteristic curve in such a way that a reduction in the iteration steps and thus a faster adaptation can be achieved or incorrect adaptations can be avoided in such a way that the slope is not adapted, for example, several times in succession, without that an offset adaptation is taking place in the meantime also consists in the fact that:
  • the offset integrator I1 always runs, ie is released, when the throttle valve is closed, when the slope integrator I2 is not running and the blocking time T 2 has expired;
  • that the slope integrator I2 only runs when Q is ≥ Q sp + ΔQ, where Q sp is the value stored when the throttle valve is opened and ΔQ is a definable amount of air;
  • that after a slope adaptation, a successful offset adaptation must first take place, ie
  • Q soll = Q ist 'before a new slope adaptation can take place;
  • and that furthermore the same with a slope adaptation the offset integrator I1 is also retightened in time according to a specific calculation rule, as a result of which it is possible to rotate the characteristic curve around the last working point Q sp and not around Q o . In the best case (if T 1 is very large), the number of iteration steps required can be reduced to one step in this way.

Um diese Maßnahmen jeweils für sich und/oder bevorzugt insgesamt bei der erfindungsgemäßen Leerlauffüllungsregelung einsetzen zu können, ist entsprechend Fig. 2 ein zusätzlicher Funktions-Schaltungsblock SB vorgesehen, der gleichzeitig auch die beiden Integratoren gegeneinander verriegelnde Funktionen übernehmen kann und dem Eingangssignale vom Ausgang des Speicherblocks SB (über den Vergleicher VG) bezüglich des beim letzten öffnen der Drosselklappe abgespeicherten Werts Q sp sowie die Ausgangssignale der beiden Integratoren und/ oder der diesen zugeordneten Freigabeschaltungen zugeführt sind. Der Funktionsblock wirkt dann bevorzugt auf die Freigabeschaltungen mit entsprechenden Ausgangssignalen und stellt hierdurch sicher, daß entsprechend den weiter vorn genannten Maßnahmen der Offset-Generator über sein Freigabeglied FG1 immer dann freigegeben ist, wenn dies der obengenannten Bedingung entspricht, wobei entsprechend zusätzlich benötigte Eingangssignale noch zugeführt werden und auch der Steigungsintegrator nur dann freigegeben wird, wenn der aktuelle Qist-Wert größer, mindestens aber gleich ist dem beim öffnen der Drosselklappe abgespeicherten Wert und einer festlegbaren Luftmenge, denn durch die Steigungsadaption ergibt sich schnell ein relativ starker Eingriff auf die AusgangsstellgröBe, der nur zugelassen werden kann, wenn die genannte Bedingung erfüllt ist.In order to be able to use these measures individually and / or preferably in total in the idle charge control according to the invention, an additional function circuit block SB is provided in accordance with FIG. 2, which can also take over the functions of the two integrators which lock each other and the input signals from the output of the memory block SB (via the comparator VG) with respect to the value Q s p stored when the throttle valve was last opened and the output signals of the two integrators and / or the enable circuits assigned to them. The function block then preferably acts on the release circuits with corresponding output signals and thereby ensures that, according to the measures mentioned above, the offset generator is always released via its release element FG1 if this corresponds to the above-mentioned condition, with additionally required input signals still being supplied be and is also the slope integrator enabled only when the current Q is greater value, but at least is equal to the opening of the throttle valve stored value and a definable amount of air, because by the slope adaptation, a relatively strong engagement results quickly to the AusgangsstellgröBe, who only approved can be used if the condition mentioned is fulfilled.

Schließlich ist der Funktionsblock FB so ausgebildet, daß er eine gegenseitige Verriegelung der Freigaben von Offset-Integrator und Steigungsintegrator bewirkt, so daß verhindert wird, daß durch Steigungsänderungen stark adaptiert wird, ohne daß zwischenzeitlich aufgrund einer Offset-Adaption der Fußpunkt bzw. Drehpunkt der Kennlinie eine Anpassung erfährt. Hierbei ist weiter vorn schon darauf hingewiesen worden, daß sich die Erfindung insbesondere auch zur Realisierung unter Einsatz von Rechenschaltungen, Mikroprozessoren, Kleinrechnern u. dgl. eignet, wobei insbesondere die zuletzt noch genannten Maßnahmen Bedingungen darstellen, die sich durch eine entsprechende Programmgestaltung bei Einsatz eines Mikroprozessors o. dgl. gut angeben und abarbeiten lassen.Finally, the function block FB is designed in such a way that it interlocks the releases of the offset integrator and the slope integrator, so that it is prevented that changes in the slope are strongly adapted without the base point or pivot point of the characteristic curve being intermittently adjusted due to an offset adaptation undergoes an adjustment. It has already been pointed out above that the invention is particularly suitable for implementation using computer circuits, microprocessors, small computers and the like. The like. Suitable, whereby in particular the last-mentioned measures represent conditions that can be easily specified and processed through appropriate program design when using a microprocessor or the like.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features shown in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

Claims (16)

1. Verfahren zur Adaption eines Stellglied-Kennlinienverlaufs zur Eliminierung von auf das Stellglied einwirkenden Stör- und sonstigen unerwünschten Einflußgrößen, insbesondere zur Adaption der Stellerkennlinie für die Leerlauf-Füllungsregelung (LFR) von Brennkraftmaschinen, wobei die der Brennkraftmaschine unter bestimmten Betriebsbedingungen (Leerlauf) zugeführte Luftmenge geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Reglerausgang dem Stellglied (12; LL-S) zugeführte Ausgangssollgröße (QSoll; mSoll) durch Regelung unter Einbeziehung eines von der momentanen Istposition des Stellglieds mindestens teilweise abhängigen Ausgangsistwertes (QIst; mIst) dadurch in eine adaptierte elektrische Ansteuergröße (T) für das Stellglied umgewandelt wird, daß multiplikativ und/oder durch Summation die Ausgangssollgröße verknüpft wird mit dem Ausgangssignal mindestens eines, den Offset (Fußpunkt) und/oder die Steigung der Stellgliedkennlinie beeinflussenden Integrators (I1, I2).1. A method for adapting an actuator characteristic curve curve to eliminate disturbing and other undesirable influencing variables acting on the actuator, in particular for adapting the actuator characteristic curve for the idle charge control (LFR) of internal combustion engines, the engine being supplied to the internal combustion engine under certain operating conditions (idle) Air quantity is regulated, characterized in that the output setpoint (Q setpoint ; m setpoint ) supplied to the actuator (12; LL-S) by the controller output by regulation, including an output actual value (Q actual ; m actual ) which is at least partially dependent on the current actual position of the actuator ) is converted into an adapted electrical control variable ( T ) for the actuator by multiplying and / or by summation the output target variable being linked to the output signal of at least one integrator (I1, influencing the offset (base point) and / or the slope of the actuator characteristic curve I2). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß die Integratoren (11, I2) jeweils in Abhängigkeit zu unterschiedlichen Betriebszustandsgrößen der Brennkraftmaschine zur Beeinflussung der elektrischen Ansteuergröße (τ) für das Stellglied freigegeben werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the integrators (11, I2) are each released as a function of different operating state variables of the internal combustion engine for influencing the electrical control variable (τ) for the actuator. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstanten der Integratoren (11, I2) für Offset- und Steigungsadaption so groß sind, der Eingriff in die Kennlinienadaption daher so langsam ist, daß die eigentliche Leerlauffüllungsregelung nicht beeinflußt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the time constants of the integrators (11, I2) for offset and slope adaptation are so large, the intervention in the characteristic curve adaptation is so slow that the actual idle charge control is not affected. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Offset-Integrator (I1) zur additiven Korrektur der elektrischen Leerlaufsteller-Ansteuergröße (τ) nur dann freigegeben wird, wenn die Drosselklappe der Brennkraftmaschine für einen vorgegebenen, von der Drehzahl abhängigen Zeitraum (T1 = f(n)) geschlossen ist und die Drehzahl des Motors sich im Leerlaufbereich befindet.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the offset integrator (I1) for additive correction of the electrical idle actuator control variable (τ) is only released when the throttle valve of the internal combustion engine for a predetermined period dependent on the speed (T1 = f (n)) is closed and the engine speed is in the idling range. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungs-Integrator (I2) nur dann freigegeben wird, wenn die Drosselklappe für eine vorgegebene Zeit (T2) geschlossen ist und der Arbeitspunkt, an welchem eine Steigungsadaption erfolgt, über dem Arbeitspunkt liegt, der durch eine Offsetverstellung erreicht wurde.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the slope integrator (I2) is only released when the throttle valve is closed for a predetermined time (T2) and the operating point at which a slope adaptation takes place via is the working point that was reached by an offset adjustment. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Freigabe der Steigungsadaption jeweils ein im Moment des letzten öffnens der Drosselklappe gespeicherter QSoll-Wert, entsprechend dem letzten Arbeitspunkt, bei welchem durch Offsetverstellung adaptiert worden ist, verglichen wird mit dem angeforderten QSoll-Wert, derart, daß der steigungsadaptierte Arbeitspunkt stets über dem offsetadaptierten Arbeitspunkt liegt.6. The method according to claim 5, characterized in that in order to release the slope adaptation, a Q target value stored at the moment of the last opening of the throttle valve, corresponding to the last operating point at which adaptation has been made by offset adjustment, is compared with the requested Q target -Value, such that the slope-adapted working point is always above the offset-adapted working point. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Iterationsschritte für Offset und Steigung dem vom Leerlaufdrehzahlregler (10) ausgegebenen Luftmengensollwert (QSoll) ein konstanter Luftmengenwert (QO) abgezogen wird, der höchstens gleich oder kleiner ist als der minimal auftretende Luftmengensollwert.7. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that to reduce the iteration steps for offset and slope, the air volume setpoint (Q set ) output by the idle speed controller (10) is subtracted from a constant air volume value (Q O ) which is at most equal or less than the minimum air quantity setpoint that occurs. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Offset- Integrator (I1) immer dann läuft (freigegeben ist), wenn die Drosselklappe (DK) geschlossen ist, der Steigungsintegrator (I2) nicht läuft und eine vorgegebene Sperrzeit (T2) abgelaufen ist.8. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the offset integrator (I1) always runs (is released) when the throttle valve (DK) is closed, the slope integrator (I2) is not running and one predetermined lockout time (T 2 ) has expired. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungs- integrator (I2) nur dann läuft, wenn die Luftistmenge (QIst) größer oder gleich ist des letzten, beim öffnen der Drosselklappe abgespeicherten Luftmengenwerts (QSp) zuzüglich einer festlegbaren Luftmenge (AQ).9. The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the slope integrator (I2) only runs when the actual air quantity (Q actual ) is greater than or equal to the last air quantity value (Q when the throttle valve is opened ) Sp ) plus a definable air volume (AQ). 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenseitige Verriegelung von Offset- und Steigungsadaptibn in dem Sinne stattfindet, daß nach jeder Steigungsadaption zunächst eine erfolgreiche Off- set-Ädaption (QSoll = QIst) stattfindet, bevor eine neue Steigungsadaption freigegeben wird.10. The method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that an interlocking of offset and Steigungsadaptibn takes place in the sense that, after each slope adaptation initially successful Off- se t- ÄDA p tion (Q set = Q Actual ) takes place before a new slope adaptation is released. 11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Steigungsadaption gleichzeitig auch der Offset- Integrator (I1) nachgezogen wird derart, daß die durch die Steigungsadaption jeweils bewirkte Kennliniendrehung um den jeweils letzten Arbeitspunkt (beim letzten Drosselklappenöffnen abgespeicherten Wert Qsp) erfolgt.11. The method according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that with each slope adaptation, the offset integrator (I1) is simultaneously tightened such that the characteristic rotation caused by the slope adaptation about the last working point (at the last throttle valve open stored value Q s p). 12. Vorrichtung zur Adaption eines Stellglied-Kennlinienverlaufs zur Eliminierung von Stör- und sonstigen unerwünschten Einflußgrößen insbesondere zur Adaption der Stellerkennlinie bei der Leerlauf-Füllungsregelung von Brennkraftmaschinen, bei der die der Brennkraftmaschine unter bestimmten Betriebsbedingungen (Leerlauf) zugeführte Luftmenge geregelt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Regler (Leerlaufdrehzahlregler 10) ausgegebene SollgröBe (QSoll) min- destens multiplikativ und/oder additiv zur Offset-und/oder Steigungsadaption der Stellgliedkennlinie vom Ausgang mindestens eines Integrators (I1, I2) beeinflußt ist.12.Device for adapting an actuator characteristic curve for eliminating disturbance and other undesirable influencing variables, in particular for adapting the actuator characteristic curve in the idle charge control of internal combustion engines, in which the amount of air supplied to the internal combustion engine under certain operating conditions (idle) is regulated to carry out the method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that by the control (idle speed regulator 10) SollgröBe (Q set) outputted least multiplicatively and / or additively for offset and / or incline adaptation of the actuator characteristic from the output of at least one integrator (I1, I2) is influenced. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Offset-Integrator (I1) zur Adaption des Kennlinienfußpunktes und ein Steigungs-Integrator (I2) zur Adaption der Kennliniensteigung vorgesehen und parallel'an einen die Differenz zwischen der vom Regler (10) ausgegebenen Solluftmenge (QSoll) zur, beispielsweise von einem Luftmengenmesser gelieferten Istluftmenge (QIst) erzeugendem Summationspunkt (S2) angeschlossen sind, daß den Integratoren jeweils weitere Summationspunkte (S3, S4) zur Zuführung von Kennlinienanfangswerten (K10, K20) nachgeschaltet sind und daß der Ausgang des Summationspunktes (S4) für den Steigungs-Integrator (I2) mit einem Multiplikator (M) und der Ausgang des dem Offset-Integrator (I1) nachgeschalteten Summationspunkt (S3) mit einem in Reihe zum Multiplizierer (M) geschalteten Summationspunkt (S1) verbunden ist, derart, daß der Luftmengensollwert (QSoll) des Reglers (10) additiv und multiplikativ über eine Stellerkennlinienadaption und den Leerlaufsteller (LL-S)- in einen Luftmengenistwert (QIst) umgesetzt ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that an offset integrator (I1) for adapting the base of the characteristic curve and a slope integrator (I2) for adapting the slope of the characteristic curve are provided and, in parallel, the difference between that output by the controller (10) Setpoint air volume (Q setpoint ) is connected to the summation point (S2), for example, the actual air quantity (QIst) supplied by an airflow meter, so that the integrators are each followed by further summation points (S3, S4) for supplying initial characteristic values (K10, K20) and that the output of the summation point (S4) for the slope integrator (I2) with a multiplier (M) and the output of the summation point (S3) connected downstream of the offset integrator (I1) is connected with a summation point (S1) connected in series with the multiplier (M) is such that the air volume setpoint (Q setpoint ) of the controller (10) is additive and multiplicative via an actuator characteristic curve adaptation and the idle air Installer (LL-S) - is converted into an actual air volume value (Q actual ). 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß den Integratoren (I1, I2) für Offset und Steigung jeweils Freigabeblöcke (FG1, FG2) zugeordnet sind, die die Integratoren jeweils in Abhängigkeit zu bestimmten Betriebsbedingungen freigeben.14. The apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the integrators (I1, I2) for offset and slope are assigned release blocks (FG1, FG2), which release the integrators in each case depending on specific operating conditions. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an einem dem Regler (10) nachgeschaltetem Summationspunkt (S4) dem Luftmengensollwert ein negativer Luftmengengrundwert (QO) zugesetzt ist, wobei der Luftmengengrundwert höchstens gleich oder kleiner als der minimale Luftmengensollwert ist.15. Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that at a summing point (S4) connected downstream of the controller (10) A negative air volume base value (Q O ) is added to the air volume setpoint, the air volume base value being at most equal to or less than the minimum air volume setpoint. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Verriegelunc smittel (FB) vorgesehen sind, die eine gegenseitige Einwirkung bzw. Rückwirkung zwischen Offset-Integrator und Steigungsintegrator nach Maßgabe der Merkmale der Unteransprüche 8 bis 11 bewirken.16. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that additional interlocking means (FB) are provided which bring about a mutual action or reaction between the offset integrator and slope integrator in accordance with the features of subclaims 8 to 11.
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