EP1178202A2 - Method and apparatus for controlling an internal combustion engine - Google Patents
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- EP1178202A2 EP1178202A2 EP01112510A EP01112510A EP1178202A2 EP 1178202 A2 EP1178202 A2 EP 1178202A2 EP 01112510 A EP01112510 A EP 01112510A EP 01112510 A EP01112510 A EP 01112510A EP 1178202 A2 EP1178202 A2 EP 1178202A2
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine according to the General terms of the independent claims.
- Such a method and such a device for Regulation of an internal combustion engine is from DE 195 27 218 known.
- To form the manipulated variable filtered the measured variable with at least one filter medium.
- Each cylinder is usually used for a smooth running control a regulation assigned to the internal combustion engine depending on a control deviation assigned to it Actuating variable for the cylinder assigned to it.
- the Control deviation results from the individual cylinders assigned actual values and setpoints. Serve as actual value the time intervals between two burns or the duration at least one segment that by a segment wheel is defined.
- the setpoints preferably result from an averaging over all actual values.
- the distance between two pulses is usually used as a segment called on a so-called segment wheel. It is usually the distance between two burns in divided into two segments.
- the segment wheel can on the Camshaft or the crankshaft attached and supplies two pulses per combustion process. Alternatively, too be provided that the segment pulses starting from other signals are generated.
- the actual and target values are preferred determined frequency-specifically, d. H. the output signal of the Speed sensor is filtered with band passes and outgoing The actual and target values are derived from this filtered signal formed for one frequency. It is envisaged that the Amplification of the bandpass and / or the frequency-specific Control deviation is weighted. These weighting factors are usually defined in the context of the application. Furthermore, it is provided that for the formation of the frequency-specific actual values for different Frequencies and different types of vehicles different segments are selected that the frequency and vehicle-specific phase shifts between volume and speed vibration. in the The framework of the application is therefore also determined which segments for actual value formation and or setpoint formation be used.
- the Application effort can be significantly reduced.
- the time involved and the effort involved Measurement technology can be reduced because there are no external measuring devices are necessary.
- the properties of the Adapt filter media individually to the respective vehicle.
- the properties of the Filter media in preferred operating states Prefers the determination takes place at the end of the production of the vehicle and / or as part of the maintenance of the vehicle. This allows the properties over the entire life of the vehicle be chosen optimally.
- the filter means as Bandpass are designed with adjustable gain.
- the gain of the bandpass is adapted.
- the filter means determine an actual value and / or one Setpoint by evaluating certain speed segments, see above this segment selection becomes the property of the filter media designated.
- the gain and the segment selection determine in essential the properties of a smooth running control. By an exact adjustment of these sizes to the respective Vehicle driving behavior of the vehicle can be favorable to be influenced.
- FIG. 1 2 shows a block diagram of the device according to the invention
- FIG. 2 a detailed representation as a block diagram of the 3 and a flowchart for Clarification of the procedure according to the invention.
- the procedure according to the invention is described below Example of a smooth running control shown.
- the procedure according to the invention is not based on this Embodiment limited, it can also with others Controls and / or regulation for internal combustion engines be used. It can then be used in particular if, based on at least one measured variable, a Manipulated variable can be specified. The internal combustion engine with applied to this manipulated variable, this has a corresponding change in the measured variable.
- FIG 1 is a smooth running control for a Internal combustion engine roughly as a block diagram shown.
- the internal combustion engine is designated 100.
- a quantity request specification 110 transfers a quantity request MW a link point 115 to a not shown Amount control unit of the internal combustion engine 100.
- the speed N the internal combustion engine is activated by means of an encoder 125 detected.
- a corresponding signal arrives at a Smooth running control 130.
- the speed signal is from the Filtering 140 evaluated, which in turn is a Control variable determination 145 with a corresponding signal applied.
- the manipulated variable determination 145 determines one Correction set K, which in node 115 with the Quantity request MW is linked.
- the is detected, for example, with an accelerator pedal from which Quantity request specification 110 determines a quantity request MW. With this size or a size corresponding to that size becomes the quantity signal box of the internal combustion engine 100 fed, this quantity signal box then the amount of fuel to be injected according to this signal sets.
- a quantity signal box are usually Solenoid valves, piezo actuators or other actuators used, which, depending on their control signal, the start of injection, the end of injection and thus also the injection quantity establish.
- the filter medium preferably contains at least one Bandpass with adjustable gain. This also determines Filter means 140 at least one actual value and or at least one setpoint by evaluating certain Segments of a speed signal. The characteristics of the Filter media are created by reinforcing the bandpass and the segments that form the actual values and / or Target values are used, determined.
- the actual value acquisition 140 is shown in more detail in FIG shown. Elements already described in FIG. 1 designated in Figure 2 with corresponding reference numerals.
- the output signal of the sensor 125 is a first filter 210 and fed to a second filter 220.
- the output signal of the first filter 210 passes through a node 215 to a first setpoint determination 212 and a first Actual value determination 214.
- the output signal of the second Filter 220 arrives via a link point 225 a second setpoint determination 222 and a second Actual value determination 224.
- the nodes 215 and 225 are from a Gain factor specification 230, each with a specifiable Gain factor applied. With this, the Output values of band passes 210 and 220 multiplicative connected. This allows bandpasses with adjustable Reinforcement can be realized.
- the output signal NWS of the first setpoint determination 212 arrives with positive sign and the output signal NWI to the first actual value determination 214 with a negative sign a node 216.
- the first control deviation NWL arrives at an addition point 240 and from there to the block 145th
- the output signal KWS of the second setpoint determination 222 arrives with a positive sign and the output signal KWI the second actual value determination 224 with a negative sign to a node 226.
- the second control deviation KWL arrives at addition point 240
- the control deviation is at the output of the addition point 240 L are available for determining the manipulated variable 145, which is essentially the actual smoothness regulator includes, is forwarded.
- the filters are 210 and 220 um bandpass filters, whose center frequency at Filter 210 at the camshaft frequency, filter 220 and is at the crankshaft frequency.
- filters can still further filters with integers Multiples of the crankshaft frequency and / or the Camshaft frequency are to be provided.
- 1 is a band pass to provide the center frequencies for an integer Are multiples of the camshaft frequency.
- the speed signal in Spectral components separated. Determine for each spectral component the first, second and third actual value generator and the first, second and third setpoint generator frequency-specific Target and actual values. The calculation of the target and Actual values are preferably given for the individual spectral components differently.
- the speed signal is generated by means of bandpasses 210 and 220 separated for the individual frequencies. For any frequency calculates the first actual value specification 214 and the second Actual value specification 224 a frequency-specific actual value. Accordingly, it can be provided that for each frequency first setpoint specification 212 and the second setpoint specification 220 calculates a frequency-specific setpoint.
- the adjustable bandpass amplification 210 and 220 can also be provided that the frequency-specific control deviations using weighting factors are important.
- the weighting factors and / or the Bandpass amplification is selected so that the Loop gain is the same for all frequencies.
- the segment selection is preferably frequency-specific. This means that the individual frequencies will be different Segments for calculating the actual values and / or of the setpoints. In node 216 and 226 then becomes the frequency specific control deviation determined. Furthermore, the segment selection is almost arbitrary predetermined.
- the properties of the filter media also referred to below as control parameters be designated, adapted. This is especially true for the reinforcement of the band passes and for the Segment selection. According to the invention, this is done as follows proceed.
- the assignment is a Speed response to the cylinder causing it is crucial. This should namely more or less accordingly Get amount of fuel.
- the assignment can be made determine the frequency response.
- the frequency shift is the phase shift between fuel quantity and engine speed. Starting from the phase shift the segments in which the reaction falls. This Segments are evaluated to form the actual values.
- the Actual value determinations 214 and 224 and / or the Setpoint determinations 212 and 222 evaluate the values determined in this way Segments for forming the actual values and / or setpoints. That the choice of segment depends on the Phase shift of the controlled system is calculated.
- Segments into which the reaction following the injection falls.
- the segments are usually different for each frequency.
- the manipulated variable with which Quantity actuator is applied an excitation variable superimposed.
- the fuel quantity signal is preferably turned on periodic signal superimposed.
- This quantity excitation generates Speed fluctuations that have a similar effect as the tolerances of the system, d. H. kick it Speed fluctuations. Based on the quantity excitation and the resulting speed fluctuations can do that Determine the transmission behavior of the internal combustion engine 100.
- the transmission behavior of the internal combustion engine is in essentially by the phase shift and the Line reinforcement defined.
- Control parameters are then the Control parameters calculated. These are essentially the Bandpass reinforcement and segment selection.
- a first step 300 checks whether there is an operating state in which the Adaptation can take place. It is particularly advantageous if the adaptation is triggered by external influences. So can the adaptation preferably after assembly of the Internal combustion engine when it is operated for the first time be performed. Furthermore, it is advantageous if the adaptation at regular intervals during the maintenance of the Internal combustion engine or the vehicle.
- Step 310 the quantity excitation, i. H. the MW quantity request an additional signal is superimposed.
- this additional signal which is also called Excitation quantity is called a periodic signal, whose frequency is preferably the crankshaft frequency, the Camshaft frequency and / or an integer multiple corresponds to these frequencies.
- the subsequent query 320 checks whether there is a waiting time since the quantity excitation expired in step 310. is if this is not the case, the quantity request will continue to be Excitation size overlaid. If the waiting time has expired, so the resulting speed fluctuations in step 330 detected. In the subsequent step 340, a counter Z elevated. The query 350 checks whether the counter Z is larger as a value K. The value K corresponds to the number of different quantity suggestions.
- Query 350 recognizes that the number Z is greater than the value K is d. H. there were different quantity suggestions performed and the corresponding speed fluctuations the transmission behavior is recorded in step 360 of the engine, in particular through the amplification Amplitude response and the phase shift by the motor are determined. Based on these sizes determined the control parameters in step 370.
- the internal combustion engine can deviate, calculates the Smoothness control 130 the control parameters for the Smooth running control, such as segment selection and the gain of bandpass filters 210 and 220.
- control system independently determines the Control parameters required for the smooth running control are.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine according to the General terms of the independent claims.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine ist aus der DE 195 27 218 bekannt. Dort wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Laufruhe einer Brennkraftmaschine beschrieben. Ausgehend von wenigstens einer Messgröße, bei der es sich hier um die Drehzahl der Brennkraftmaschine handelt, ist eine Stellgröße vorgebbar. Zur Bildung der Stellgröße wird die Messgröße mit wenigstens einem Filtermittel gefiltert. Üblicherweise ist bei einer Laufruheregelung jedem Zylinder der Brennkraftmaschine eine Regelung zugeordnet, die abhängig von einer ihr zugeordneten Regelabweichung eine Stellgröße für den ihr zugeordneten Zylinder bildet. Die Regelabweichung ergibt sich aus den den einzelnen Zylindern zugeordneten Istwerten und Sollwerten. Als Istwert dienen die Zeitabstände zwischen zwei Verbrennungen bzw. die Dauer wenigstens eines Segmentes, dass durch ein Segmentrad definiert ist. Die Sollwerte ergeben sich vorzugsweise durch eine Mittelwertbildung über alle Istwerte.Such a method and such a device for Regulation of an internal combustion engine is from DE 195 27 218 known. There is a method and an apparatus for Control of the smooth running of an internal combustion engine described. Starting from at least one measured variable that is is the speed of the internal combustion engine a manipulated variable can be specified. To form the manipulated variable filtered the measured variable with at least one filter medium. Each cylinder is usually used for a smooth running control a regulation assigned to the internal combustion engine depending on a control deviation assigned to it Actuating variable for the cylinder assigned to it. The Control deviation results from the individual cylinders assigned actual values and setpoints. Serve as actual value the time intervals between two burns or the duration at least one segment that by a segment wheel is defined. The setpoints preferably result from an averaging over all actual values.
Als Segment wird üblicherweise der Abstand zweier Impulse auf einem sogenannten Segmentrad bezeichnet. Dabei ist üblicherweise der Abstand zwischen zwei Verbrennungen in zwei Segmente aufgeteilt. Das Segmentrad kann dabei auf der Nockenwelle oder der Kurbelwelle angebracht sein und liefert pro Verbrennungsvorgang zwei Impulse. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Segmentimpulse ausgehend von anderen Signalen erzeugt werden.The distance between two pulses is usually used as a segment called on a so-called segment wheel. It is usually the distance between two burns in divided into two segments. The segment wheel can on the Camshaft or the crankshaft attached and supplies two pulses per combustion process. Alternatively, too be provided that the segment pulses starting from other signals are generated.
Vorzugsweise werden die Ist- und Sollwerte frequenzspezifisch ermittelt, d. h. das Ausgangssignal des Drehzahlsensors wird mit Bandpässen gefiltert und ausgehend von diesem gefiltertem Signal werden die Ist- und Sollwerte für eine Frequenz gebildet. Dabei ist vorgesehen, dass die Verstärkung der Bandpässe und/oder die frequenzspezifische Regelabweichung gewichtet wird. Diese Wichtungsfaktoren werden üblicherweise im Rahmen der Applikation festgelegt. Desweiteren ist vorgesehen, dass zur Bildung der frequenzspezifischen Istwerte für unterschiedliche Frequenzen und unterschiedliche Fahrzeugtypen unterschiedliche Segmente ausgewählt werden, die den frequenz- und fahrzeugspezifischen Phasenverschiebungen zwischen Mengen- und Drehzahlschwingung Rechnung trägt. Im Rahmen der Applikation wird daher ebenfalls festgelegt, welche Segmente zur Istwertbildung und oder Sollwertbildung herangezogen werden.The actual and target values are preferred determined frequency-specifically, d. H. the output signal of the Speed sensor is filtered with band passes and outgoing The actual and target values are derived from this filtered signal formed for one frequency. It is envisaged that the Amplification of the bandpass and / or the frequency-specific Control deviation is weighted. These weighting factors are usually defined in the context of the application. Furthermore, it is provided that for the formation of the frequency-specific actual values for different Frequencies and different types of vehicles different segments are selected that the frequency and vehicle-specific phase shifts between volume and speed vibration. in the The framework of the application is therefore also determined which segments for actual value formation and or setpoint formation be used.
Durch diese Vorgabe der Segmentauswahl und der Bandpassverstärkung ergibt sich ein erheblicher Aufwand bei der Applikation.By specifying the segment selection and the Bandpass amplification results in a considerable effort the application.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann der Aufwand bei der Applikation deutlich reduziert werden. Insbesondere kann der zeitliche Aufwand und der Aufwand an Messtechnik reduziert werden, da keine externen Messgeräte nötig sind.By means of the procedure according to the invention, the Application effort can be significantly reduced. In particular, the time involved and the effort involved Measurement technology can be reduced because there are no external measuring devices are necessary.
Dadurch dass der Stellgröße eine Anregungsgröße überlagert wird, und dass ausgehend von der daraus resultierenden Reaktion der Messgröße Eigenschaften der Filtermittel bestimmt werden, lassen sich die Eigenschaften der Filtermittel individuell an das jeweilige Fahrzeug anpassen.Because the manipulated variable is superimposed on an excitation variable and that based on the resulting Response of the measured variable Properties of the filter media can be determined, the properties of the Adapt filter media individually to the respective vehicle.
Erfindungsgemäß erfolgt die Bestimmung der Eigenschaften des Filtermittels in bevorzugten Betriebszuständen. Bevorzugt erfolgt die Bestimmung am Ende der Fertigung des Fahrzeugs und/oder im Rahmen der Wartung des Fahrzeugs. Dadurch können die Eigenschaften über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs optimal gewählt werden.According to the invention, the properties of the Filter media in preferred operating states. Prefers the determination takes place at the end of the production of the vehicle and / or as part of the maintenance of the vehicle. This allows the properties over the entire life of the vehicle be chosen optimally.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Filtermittel als Bandpass mit einstellbarer Verstärkung ausgebildet sind. In diesem Fall werden die Verstärkung des Bandpasses adaptiert.It when the filter means as Bandpass are designed with adjustable gain. In in this case the gain of the bandpass is adapted.
Ermitteln die Filtermittel einen Istwert und/oder einen Sollwert durch Auswerten bestimmter Drehzahl-Segmente, so wird diese Segmentauswahl als Eigenschaft der Filtermittel bezeichnet.The filter means determine an actual value and / or one Setpoint by evaluating certain speed segments, see above this segment selection becomes the property of the filter media designated.
Die Verstärkung und die Segmentauswahl bestimmen im wesentlichen die Eigenschaften einer Laufruheregelung. Durch eine genaue Anpassung dieser Größen auf das jeweilige Fahrzeug können das Fahrverhalten des Fahrzeuges günstig beeinflußt werden. The gain and the segment selection determine in essential the properties of a smooth running control. By an exact adjustment of these sizes to the respective Vehicle driving behavior of the vehicle can be favorable to be influenced.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Anregungsgröße eine periodische Größe verwendet wird, deren Frequenz der Kurbelwellenfrequenz, der Nockenwellenfrequenz und/oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser Frequenzen entspricht. Diese Frequenzen entsprechen den üblicherweise auftretenden Störungen.It is particularly advantageous if a periodic size is used, the frequency of which Crankshaft frequency, the camshaft frequency and / or corresponds to an integer multiple of these frequencies. These frequencies correspond to those that usually occur Disorders.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erläutert, es zeigen Figur 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 2 eine detaillierte Darstellung als Blockdiagramm der Istwerterfassung und Figur 3 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise.The invention is described below with reference to the drawing illustrated embodiment explained, show Figure 1 2 shows a block diagram of the device according to the invention, FIG. 2 a detailed representation as a block diagram of the 3 and a flowchart for Clarification of the procedure according to the invention.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise am Beispiel einer Laufruheregelung dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist aber nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sie kann auch bei anderen Steuerungen und/oder Regelung für Brennkraftmaschinen eingesetzt werden. Sie kann insbesondere dann eingesetzt werden, wenn ausgehend von wenigstens einer Messgröße eine Stellgröße vorgebbar ist. Wird die Brennkraftmaschine mit dieser Stellgröße beaufschlagt, so hat dies eine entsprechende Änderung der Messgröße zur Folge.The procedure according to the invention is described below Example of a smooth running control shown. The However, the procedure according to the invention is not based on this Embodiment limited, it can also with others Controls and / or regulation for internal combustion engines be used. It can then be used in particular if, based on at least one measured variable, a Manipulated variable can be specified. The internal combustion engine with applied to this manipulated variable, this has a corresponding change in the measured variable.
In Figur 1 ist eine Laufruheregelung für eine
Brennkraftmaschine grobschematisch als Blockdiagramm
dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist mit 100 bezeichnet.
Eine Mengenwunschvorgabe 110 gibt einen Mengenwunsch MW über
einen Verknüpfungspunkt 115 zu einem nicht dargestellten
Mengenstellwerk der Brennkraftmaschine 100. Die Drehzahl N
der Brennkraftmaschine wird mittels eines Gebers 125
erfasst. Ein entsprechendes Signal gelangt zu einer
Laufruheregelung 130. Das Drehzahlsignal wird von der
Filterung 140 ausgewertet, die dann wiederum eine
Stellgrößenbestimmung 145 mit einem entsprechenden Signal
beaufschlagt. Die Stellgrößenbestimmung 145 bestimmt eine
Korrekturmenge K, die im Verknüpfungspunkt 115 mit dem
Mengenwunsch MW verknüpft wird.In Figure 1 is a smooth running control for a
Internal combustion engine roughly as a block diagram
shown. The internal combustion engine is designated 100.
A
Üblicherweise wird ausgehend von dem Fahrerwunsch, der
beispielsweise mit einem Fahrpedal erfasst wird, von der
Mengenwunschvorgabe 110 ein Mengenwunsch MW bestimmt. Mit
dieser Größe oder einer dieser Größe entsprechenden Größe
wird dem Mengenstellwerk der Brennkraftmaschine 100
zugeleitet, wobei dieses Mengenstellwerk dann die
einzuspritzende Kraftstoffmenge entsprechend diesem Signal
festlegt. Als Mengenstellwerk werden üblicherweise
Magnetventile, Piezoaktoren oder andere Steller verwendet,
die abhängig von ihrem Ansteuersignal den Einspritzbeginn,
das Einspritzende und damit auch die Einspritzmenge
festlegen.Usually, based on the driver's request, the
is detected, for example, with an accelerator pedal from which
Üblicherweise wird gewünscht, dass alle Zylinder einer Brennkraftmaschine das gleiche Moment zum Gesamtdrehmoment beitragen. Auf Grund Toleranzen tragen die einzelnen Zylinder bei gleichem Ansteuersignal unterschiedlich zum Gesamtdrehmoment bei. Um dies auszugleichen ist eine Laufruheregelung vorgesehen, die ausgehend von dem Drehzahlsignal einen entsprechenden Korrekturwert K bereitstellt, der derart bestimmt wird, dass alle Zylinder dasselbe Drehmoment zum Gesamtdrehmoment beitragen.It is usually desired that all cylinders are one Internal combustion engine the same torque to the total torque contribute. Due to tolerances, the individual wear Cylinder with the same control signal different from Total torque at. To compensate for this is one Smooth running regulation provided, starting from the Speed signal a corresponding correction value K provides that is determined such that all cylinders contribute the same torque to the total torque.
Hierzu wird, wie im Stand der Technik dargestellt, ausgehend
von dem Drehzahlwert ein zylinderspezifischer Istwert und
Sollwert berechnet und der Istwert auf den Sollwert
eingeregelt. Eine entsprechende Filterung 140 ist in Figur 2
detaillierter dargestellt.For this purpose, starting as shown in the prior art
a cylinder-specific actual value from the speed value and
Setpoint calculated and the actual value to the setpoint
adjusted. A
Vorzugsweise beinhaltet das Filtermittel wenigstens einen Bandpass mit einstellbarer Verstärkung. Ferner bestimmt das Filtermittel 140 wenigstens einen Istwert und oder wenigstens einen Sollwert durch Auswerten bestimmter Segmente eines Drehzahlsignals. Die Eigenschaften des Filtermittels werden durch die Verstärkung des Bandpasses und die Segmente, die zur Bildung der Istwerte und/oder Sollwerte herangezogen werden, bestimmt.The filter medium preferably contains at least one Bandpass with adjustable gain. This also determines Filter means 140 at least one actual value and or at least one setpoint by evaluating certain Segments of a speed signal. The characteristics of the Filter media are created by reinforcing the bandpass and the segments that form the actual values and / or Target values are used, determined.
In Figur 2 ist die Istwerterfassung 140 detaillierter
dargestellt. Bereits in Figur 1 beschriebene Elemente sind
in Figur 2 mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Das
Ausgangssignal des Sensors 125 wird einem ersten Filter 210
und einem zweiten Filter 220 zugeführt. Das Ausgangssignal
des ersten Filters 210 gelangt über einen Verknüpfungspunkt
215 zu einer ersten Sollwertermittlung 212 und einer ersten
Istwertermittlung 214. Das Ausgangssignal des zweiten
Filters 220 gelangt über einen Verknüpfungspunkt 225 zu
einer zweiten Sollwertermittlung 222 und einer zweiten
Istwertermittlung 224.The
Die Verknüpfungspunkte 215 und 225 werden von einer
Verstärkungsfaktorvorgabe 230 mit jeweils einem vorgebbaren
Verstärkungsfaktor beaufschlagt. Mit diesem werden die
Ausgangsgrößen der Bandpässe 210 und 220 multiplikativ
verknüpft. Dadurch können Bandpässe mit einstellbarer
Verstärkung realsiert werden.The
Das Ausgangssignal NWS der ersten Sollwertermittlung 212 gelangt
mit positiven Vorzeichen und das Ausgangssignal NWI
der ersten Istwertermittlung 214 mit negativen Vorzeichen zu
einem Verknüpfungspunkt 216. Die erste Regelabweichung NWL
gelangt zu einem Additionspunkt 240 und von dort zum Block
145.The output signal NWS of the
Das Ausgangssignal KWS der zweiten Sollwertermittlung 222
gelangt mit positiven Vorzeichen und das Ausgangssignal KWI
der zweiten Istwertermittlung 224 mit negativen Vorzeichen
zu einem Verknüpfungspunkt 226. Die zweite Regelabweichung
KWL gelangt zu dem Additionspunkt 240The output signal KWS of the
Am Ausgang des Additionspunktes 240 steht die Regelabweichung L zur Verfügung, die zur Stellgrößenbestimmung 145, die im wesentlichen den eigentlichen Laufruheregler beinhaltet, weitergeleitet wird.The control deviation is at the output of the addition point 240 L are available for determining the manipulated variable 145, which is essentially the actual smoothness regulator includes, is forwarded.
Bei der dargestellten Ausführungsform einer Brennkraftmaschine
mit vier Zylindern handelt es sich bei den Filtern
210 und 220 um Bandpaßfilter, deren Mittenfrequenz beim
Filter 210 bei der Nockenwellenfrequenz, beim Filter 220 und
bei der Kurbelwellenfrequenz liegt. Bei Ausgestaltungen der
Erfindung können noch weitere Filter mit ganzzahligen
Vielfachen der Kurbelwellenfrequenz und/oder der
Nockenwellenfrequenz liegen, vorgesehen sein.In the illustrated embodiment of an internal combustion engine
with four cylinders, the filters are
210 and 220 um bandpass filters, whose center frequency at
Insbesondere bei einer Brennkraftmaschine mit 2*1 Zylindern, wobei 1 eine natürliche Zahl ist, sind 1 Bandpässe vorzusehen, der Mittenfrequenzen bei einem ganzzahligen Vielfachen der Nockenwellenfrequenz liegen.Especially with an internal combustion engine with 2 * 1 cylinders, where 1 is a natural number, 1 is a band pass to provide the center frequencies for an integer Are multiples of the camshaft frequency.
Mittels der Bandpässe 210 und 220 wird das Drehzahlsignal in
Spektralanteile getrennt. Für jeden Spektralanteil ermitteln
die ersten, zweiten und dritten Istwertbildner und die
ersten, zweiten und dritten Sollwertbildner frequenzspezifische
Soll- und Istwerte. Die Berechnung der Soll- und
Istwerte erfolgt für die einzelnen Spektralanteile vorzugsweise
unterschiedlich. By means of the
Mittels der Bandpässe 210 und 220 wird das Drehzahlsignal
für die einzelnen Frequenzen getrennt. Für jede Frequenz
berechnet die erste Istwertvorgabe 214 und die zweite
Istwertvorgabe 224 einen frequenzspezifischen Istwert.
Entsprechend kann vorgesehen sein, daß für jede Frequenz die
erste Sollwertvorgabe 212 und die zweite Sollwertvorgabe 220
einen frequenzspezifischen Sollwert berechnet.The speed signal is generated by means of
Alternativ zu der einstellbaren Verstärkung der Bandpässe
210 und 220 kann auch vorgesehen sein, dass die
frequenzspezifischen Regelabweichungen mittels Wichtungsfaktoren
wichtbar sind. Die Wichtungsfaktoren und/oder die
Verstärkung der Bandpässe wird so gewählt, dass die
Regelkreisverstärkung für alle Frequenzen gleich ist.As an alternative to the
Vorzugsweise erfolgt die Segmentauswahl frequenzspezifisch.
Dies bedeutet, für die einzelnen Frequenzen werden unterschiedliche
Segmente zur Berechnung der Istwerte und/oder
der Sollwerte herangezogen. In den Verknüpfungspunkten 216
und 226 wird dann die frequenzspezifische Regelabweichung
ermittelt. Ferner ist die Segmentauswahl nahezu beliebig
vorgebbar.The segment selection is preferably frequency-specific.
This means that the individual frequencies will be different
Segments for calculating the actual values and / or
of the setpoints. In
Beim Stand der Technik werden die Eigenschaften der Filtermittel im Rahmen der Applikation ermittelt und im Steuergerät abgespeichert. Eine Korrektur dieser Applikationsgrößen erfolgt nicht mehr. Dies führt dazu, dass aufgrund von Alterungseffekten die Laufruheregelung nicht mehr optimal arbeitet.In the prior art, the properties of the Filter medium determined in the application and in Control unit saved. A correction to this Application sizes no longer occur. This leads to due to aging effects, the smooth running regulation is not works more optimally.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die Eigenschaften der Filtermittel, die im Folgenden auch als Regelparameter bezeichnet werden, adaptiert werden. Dies gilt insbesondere für die Verstärkung der Bandpässe und für die Segmentauswahl. Hierzu wird erfindungsgemäß wie folgt vorgegangen.According to the invention, it is therefore provided that the properties of the filter media, also referred to below as control parameters be designated, adapted. This is especially true for the reinforcement of the band passes and for the Segment selection. According to the invention, this is done as follows proceed.
Für die Funktion der Laufruheregelung ist die Zuordnung einer
Drehzahlreaktion auf den verursachenden Zylinder entscheidend.
Dieser soll nämlich entsprechend mehr oder weniger
Kraftstoffmenge erhalten. Die Zuordnung läßt sich aus
dem Frequenzgang ermitteln. Beim Frequenzgang ist die Phasenverschiebung
zwischen Kraftstoffmenge und Drehzahl ausschlaggebend.
Ausgehend von der Phasenverschiebung werden
die Segmente errechnet, in das die Reaktion fällt. Diese
Segmente werden zur Bildung der Istwerte ausgewertet. Die
Istwertermittlungen 214 und 224 und/oder die
Sollwertermitlungen 212 und 222 werten die so ermittelten
Segmente zur Bildung der Istwerte und/oder Sollwerte aus.
D.h. die Segementwahl wird abhängig von der
Phasenverschiebung der Regelstrecke berechnet.For the function of the smooth running control, the assignment is a
Speed response to the cylinder causing it is crucial.
This should namely more or less accordingly
Get amount of fuel. The assignment can be made
determine the frequency response. The frequency shift is the phase shift
between fuel quantity and engine speed.
Starting from the phase shift
the segments in which the reaction falls. This
Segments are evaluated to form the actual values. The
Für jede betrachtet Frequenz ergeben sich ein oder mehrere Segmente, in die die auf die Einspritzung folgende Reaktion fällt. Die Segmente sind üblicherweise für jede Frequenz unterschiedlich.There are one or more for each frequency considered Segments into which the reaction following the injection falls. The segments are usually different for each frequency.
In bestimmten Betriebszuständen, in denen eine solche
Adaption möglich ist, wird der Stellgröße, mit der das
Mengenstellglied beaufschlagt wird, eine Anregungsgröße
überlagert. Vorzugsweise wird dem Kraftstoffmengensignal ein
periodisches Signal überlagert. Diese Mengenanregung erzeugt
Drehzahlschwingungen, die eine ähnliche Auswirkung haben wie
die Toleranzen des Systems, d. h. es treten
Drehzahlschwingungen auf. Ausgehend von der Mengenanregung
und den sich ergebenden Drehzahlschwingungen lässt sich das
Übertragungsverhalten der Brennkraftmaschine 100 bestimmen.
Das Übertragungsverhalten der Brennkraftmaschine wird im
wesentlichen durch die Phasenverschiebung und die
Streckenverstärkung definiert.In certain operating states, in which such
Adaptation is possible, the manipulated variable with which
Quantity actuator is applied, an excitation variable
superimposed. The fuel quantity signal is preferably turned on
periodic signal superimposed. This quantity excitation generates
Speed fluctuations that have a similar effect as
the tolerances of the system, d. H. kick it
Speed fluctuations. Based on the quantity excitation
and the resulting speed fluctuations can do that
Determine the transmission behavior of the
Ausgehend von der so ermittelten Phasenverschiebung und der Streckenverstärkung bzw. dem Amplitudengang werden dann die Regelparameter berechnet. Dies sind im wesentlichen die Verstärkung der Bandpässe und die Segmentauswahl.Based on the phase shift determined in this way and the The path gain or the amplitude response are then the Control parameters calculated. These are essentially the Bandpass reinforcement and segment selection.
In Figur 3 ist eine entsprechende Vorgehensweise als
Flussdiagramm dargestellt. In einem ersten Schritt 300 wird
überprüft, ob ein Betriebszustand vorliegt, in dem die
Adaption erfolgen kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn
die Adaption durch äußere Einflüsse ausgelöst wird. So kann
die Adaption vorzugsweise nach der Montage der
Brennkraftmaschine beim ersten Betrieb derselben
durchgeführt werden. Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn
die Adaption in regelmäßigen Abständen bei der Wartung der
Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeuges erfolgt.A corresponding procedure is shown in FIG
Flowchart shown. In a
Bei einer Adaption am Bandende bzw. im Rahmen der Wartung , wird der normale Betrieb der Brennkraftmaschine nicht behindert. Desweiteren ist es möglich, dass in bestimmten stationären Betriebszuständen, wie beispielsweise im Leerlauf, die Adaption erfolgt.With an adaptation at the end of the line or as part of maintenance, the normal operation of the internal combustion engine will not with special needs. Furthermore, it is possible that in certain stationary operating conditions, such as in Idle, the adaptation takes place.
Ist ein solcher Betriebszustand erreicht, so erfolgt in
Schritt 310 die Mengenanregung, d. h. dem Mengenwunsch MW
wird ein zusätzliches Signal überlagert. Vorzugsweise
handelt es sich bei diesem zusätzlichen Signal, das auch als
Anregungsgröße bezeichnet wird, um ein periodisches Signal,
dessen Frequenz vorzugsweise der Kurbelwellenfrequenz, der
Nockenwellenfrequenz und/oder einem ganzzahligen Vielfachen
dieser Frequenzen entspricht. If such an operating state is reached, then in
Die anschließende Abfrage 320 überprüft, ob eine Wartezeit
seit der Mengenanregung in Schritt 310 abgelaufen ist. Ist
dies nicht der Fall, so wird weiterhin dem Mengenwunsch die
Anregungsgröße überlagert. Ist die Wartezeit abgelaufen, so
wird in Schritt 330 die resultierenden Drehzahlschwingungen
erfasst. Im anschließenden Schritt 340 wird ein Zähler Z
erhöht. Die Abfrage 350 überprüft, ob der Zähler Z größer
als ein Wert K ist. Der Wert K entspricht der Zahl der
verschiedenen Mengenanregungen.The
Erkennt die Abfrage 350, dass die Zahl Z größer als der Wert
K ist, d. h. es wurden verschiedene Mengenanregungen
durchgeführt und die entsprechenden Drehzahlschwingungen
erfasst, so wird in Schritt 360 das Übertragungsverhalten
des Motors, die insbesondere durch die Verstärkung, den
Amplitudengang und die Phasenverschiebung durch den Motor
bestimmt sind, ermittelt. Ausgehend von diesen Größen wird
in Schritt 370 die Regelparameter ermittelt.
Dies bedeutet, nacheinander werden verschiedene
Mengenanregungen erzeugt und die zugehörige Motordrehzahl
analysiert, um die Regelparameter der Laufruheregelung zu
bestimmen. Die Analysephase unterteilt sich dabei in einen
Einschwingvorgang, der durch die Wartezeit im Schritt 320
definiert ist, in dem die Brennkraftmaschine und die
Betriebsparamter wieder stationäre Zustände erreichen.
Anschließend erfolgt die Messung der
Motordrehzahlamplituden. Ausgehend von der Mengenanregung
und der Drehzahlamplitude erfolgt die Berechnung der
Streckenverstärkung und der Phasenverschiebung, die durch
die Brennkraftmaschine verursacht sind.This means being different one after another
Generated quantity excitations and the associated engine speed
analyzed to determine the control parameters of the smooth running control
determine. The analysis phase is divided into one
Settling process caused by the waiting time in
Ausgehend von diesen Werten für die Streckenverstärkung und
die Phasenverschiebung, die von Brennkraftmaschine zu
Brennkraftmaschine abweichen können, berechnet die
Laufrueheregelung 130 die Regelparameter für die
Laufruheregelung, wie insbesondere die Segmentauswahl und
die Verstärkung der Bandpassfilter 210 und 220.Based on these values for the line reinforcement and
the phase shift from internal combustion engine to
The internal combustion engine can deviate, calculates the
Erfindungsgemäß ermittelt die Steuerung selbständig die Regelparameter, die für die Laufruheregelung erforderlich sind.According to the invention, the control system independently determines the Control parameters required for the smooth running control are.
Besonders vorteilhaft ist es, dass im Rahmen der üblichen Applikation für die Regelparameter Standardgrößen verwendet werden können, die dann im ersten Betrieb der Brennkraftmaschine mit erfindungsgemäß ermittelten Werten überschrieben werden. Im Laufe des Betriebs der Brennkraftmaschine, beispielsweise im Rahmen der Wartung, können Alterungseffekte durch eine neue Applikation kompensiert werden. Dies bedeutet, der Applikationsaufwand wird stark verringert, wobei gleichzeitig die Genauigkeit der Daten deutlich verbessert wird. Insbesondere Alterungseffekte und Streuungen zwischen Brennkraftmaschinen gleichen Typs können deutlich vermindert werden.It is particularly advantageous that within the scope of the usual Application used for the control parameters standard sizes which can then be used for the first time Internal combustion engine with values determined according to the invention be overwritten. In the course of operating the Internal combustion engine, for example as part of maintenance, can aging effects through a new application be compensated. This means the application effort is greatly reduced while maintaining accuracy the data is significantly improved. In particular Aging effects and scatter between internal combustion engines same type can be significantly reduced.
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