EP1989422A1 - Adaptives positionierverfahren eines stellglieds - Google Patents

Adaptives positionierverfahren eines stellglieds

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EP1989422A1
EP1989422A1 EP07704636A EP07704636A EP1989422A1 EP 1989422 A1 EP1989422 A1 EP 1989422A1 EP 07704636 A EP07704636 A EP 07704636A EP 07704636 A EP07704636 A EP 07704636A EP 1989422 A1 EP1989422 A1 EP 1989422A1
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EP
European Patent Office
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value
actuator
control value
pilot
positioning method
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07704636A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Joris Fokkelman
Dirk Schneider
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Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02D41/2441—Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions

Definitions

  • the present invention relates to an adaptive positioning ⁇ method of an actuator, in particular a throttle valve of an internal combustion engine.
  • Throttle valves with bearing feedback in internal combustion engines are operated by means of control and regulating algorithms. These algorithms ensure precise and fast ⁇ le adjustment of the driver requested target position of the throttle valve. This is pre- ⁇ ben, for example, by the deflection of the accelerator pedal by the driver of a motor vehicle.
  • the target position of the throttle valve is characterized by a control value.
  • This control value is composed of a pilot control value and a controller intervention of a feedback controller on the throttle valve.
  • a feedback controller on the throttle valve.
  • the Pilot has the advantage over the scheme the advantage that it is proactive and inherently faster SET ⁇ len of the throttle valve or actuator allows.
  • the ratio between the pilot control value and position of the adjusting member ⁇ or throttle position is influenced by manufacturing tolerances, environmental influences and aging. For one exact knowledge of the pre-control value required for a flap position is therefore necessary to adapt it.
  • DE-A-36 12 905 C2 discloses an adaptive control in which the sensor values belonging to the end stops are learned. There is a linear interpolation between the sensor values of the end stops in order to determine the pairs of values between them.
  • DE-A-35 10 176 A1, DE-A-40 05 255 C2 and DE-A-36 12 905 C2 describe a further control alternative.
  • the control value for a requested desired position is taken from a map. Does the position achieved by the control value does not match the Sollpo ⁇ sition match, an appropriate readjustment.
  • the readjustment is stored in a correction characteristic and followed in the further process the map. In this way, the cost of readjustment should be reduced.
  • this correction characteristic also takes into account boundary conditions, such as the temperature.
  • Specifying a target position by egg adaptively positioning method of an actuator, in particular ⁇ sondere of a throttle valve of an internal combustion engine, comprising the steps of setpoint and selecting a pilot value for the actuator to reach the target position, setting a pilot position of the actuator according to the pilot value and comparing the pilot position of the actuator with the target position, controlling the pilot position until reaching the target position corresponding to an adapted control value, and storing the adapted control value as Vor ⁇ tax value as a function of the desired position.
  • adaptively positioning method of an actuator in particular ⁇ sondere of a throttle valve of an internal combustion engine, comprising the steps of setpoint and selecting a pilot value for the actuator to reach the target position, setting a pilot position of the actuator according to the pilot value and comparing the pilot position of the actuator with the target position, controlling the pilot position until reaching the target position corresponding to an adapted control value, and storing the adapted control value as Vor ⁇ tax value as a function of the desired position.
  • a desired position of the throttle valve is predetermined via a desired value.
  • a desired position of the throttle valve is predetermined via a desired value.
  • To achieve this target position as quickly as possible for example, takes the Motorsteue ⁇ tion a map one allocated to the target position pilot value.
  • This pre-control value serves to reach the desired position of the throttle valve as quickly as possible without additional, time-consuming control interventions. After reaching the pre-control value corresponding pilot position of the throttle valve this is compared with the desired position to perform an accurate adjustment of the throttle valve in the desired position Posi ⁇ tion.
  • the result of this control is a measured adapted control value, which specifies the desired setpoint position, when the setpoint and pilot control position coincide.
  • the adapted control value is stored as a pilot value in From ⁇ pendence from the desired position or stored. It follows that readjustment of the precontrol value is superfluous in the case of the next request by the driver for the same desired position, because now the precontrol value already corresponds to the adapted control value for reaching this target position. However, should the comparison step again provide a lack of agreement between the desired position and the pilot position, the readjustment of the pilot value and thus of the adaptable control value takes place again.
  • the desired position is stored as a function of the adapted control value and an inversion of this relationship in order to obtain the adapted control value as a function of the desired value representing the desired position.
  • Tax values relative to a specific actuator defi ⁇ kidney so that the future regulatory burden is reduced.
  • the adapted control value is performed in egg ⁇ nem map. It is also preferred to store the adapted control value within this characteristic field as a function of the setpoint value and at least one boundary condition of the actuator, in particular a pressure reference at the throttle valve, a temperature and / or an air mass flow.
  • FIG. 1 illustrates a preferred embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 2 simply illustrates the correlation between the
  • FIG. 3 contains the inverted relationship from FIG. 2, which represents the precontrol value as a function of a nominal value corresponding to a required target position of the throttle valve.
  • FIG. 4 shows a simplified flowchart of an embodiment of the present method.
  • the present invention discloses an adaptive positio ⁇ nierclar an actuator, which is explained on zeugs embodiment of a throttle valve of an internal combustion engine of a motor driving ⁇ .
  • a driver of the motor vehicle requests by deflection of the accelerator pedal to a certain torque of the internal combustion engine.
  • This torque corresponds to an opening angle or a target position dr_pos_soll of the throttle valve, which is identifiable with a nominal value.
  • An engine control of the internal combustion engine for example, converts this desired value into the desired position dr_pos_soll of the throttle valve.
  • the rela ⁇ ship between setpoint and the position of the throttle that can be achieved, however, is not ideal, so crizspiels- as manufacturing tolerances, drift, aging and / or thermal fluctuations prevent immediate reaching the set position with the sole target of the reference. Therefore, to achieve the desired position, a pre-control value is initially selected with which the throttle valve can already be guided or adjusted as close as possible to the desired position.
  • a pilot position near the Sollpo ⁇ sition is thus started up or stopped.
  • the pre-control position is compared with the requested setpoint position.
  • a control intervention by a position controller of the throttle valve takes place until the pilot position corresponds to the requested target position.
  • the pilot position is measured into the set position of the control value required for this position as an adapted control value.
  • Nachfol ⁇ quietly is the pilot value of this target position dr_st overwritten by the respective one of said set position adapted control value and stored.
  • the adapted control value can also be referred to as corrected precontrol value dr_pos_vorst_korr.
  • dr_pos_vordef_l at ⁇ play position 1 one of these represents predefi ⁇ -defined points.
  • the corresponding pilot control value is dr_vorst first a pilot position of the throttle seiklappe before.
  • a presence of sta ⁇ bilen operating point of the throttle valve may be considered dr_pos_stab_l, the predetermined desired position dr_pos_soll and the previous adap- oriented control value or the corrected pilot value dr_pos_vorst_korr_l (see below ).
  • the precontrol value dr_vorst and a control component dr_rgl therefore enter the control value dr_st for reaching the desired position dr_pos_soll.
  • the control component dr_rgl of the present method ver ⁇ equalizes the desired position of the throttle valve dr_pos_soll with the actual position of the throttle valve dr_pos_ist and regulates so long until the actual position dr_pos_ist with the Sollposi ⁇ tion dr_pos_soll matches.
  • the adapted control value dr_st results from the combination of the precontrol value dr_vorst and the control component dr_rgl. This game can be as measured at ⁇ than actual tax value as soon as the requested target position is reached.
  • the adap ⁇ t Of control value dr_st is stored after an optional filtering as a new or corrected pilot value dr_pos_vorst_korr_l for the target position 1 in the non-volatile memory.
  • the value to be stored is preferably the result of a weighted average of the old value and the value present.
  • the goal of filtering is noise minimization and reducing or eliminating shot-to-shot deviations.
  • the result of the present method is an adapted stored correlation between the throttle valve position dr_pos_ist and the adapted control value or the corrected precontrol value dr_pos_vorst_korr.
  • the Drosselklappenposi ⁇ tion corresponds to this process time both to ⁇ required setpoint dr_pos_soll and the actual position dr_pos_ist.
  • the correlation is shown in FIG. in which the arrows illustrate possible variations due to multiple measurements at the same setpoint position.
  • FIG. 3 shows the precontrol value dr_vorst on the ordinate, which is composed solely of the corrected precontrol value dr_pos_vorst_korr or the adapted control value or from this value and further influences (see above).
  • the pre-control value dr_vorst is plotted as a function of the setpoint of the requested setpoint position dr_pos_soll.
  • the adapted vomit ⁇ cherten correlations are preferred, depending on Druckdif ⁇ ferenz stored temperature and / or mass flow at the throttle valve.
  • an interpolation over the already existing measuring points is used for the calculation of the corrected precontrol value from the desired value of the requested nominal position.
  • the interpolation points for this interpolation are either predefined (see the above application of the method to the predefined position 1 dr_pos_vordef_l) or are continuously optimized by means of a subordinate optimization routine.
  • the environmental conditions are used as support points in addition to carry out a multi-dimensional interpolation.
  • FIG. 4 again shows a schematic diagram of a flow diagram of the adaptive positioning method according to the last-mentioned functional variant.
  • a predefined setpoint value is a first throttle position with HII fe known pilot values and a position controller to the required on ⁇ set position adjusted.
  • the control value resulting from feedforward control and position control is measured.
  • This resulting control value that can also be described as the current control value in the current operating point of the throttle valve is stored as a new tax value corresponding to the approached target position Ich ⁇ .
  • an adaptation of the vorlie ⁇ ing pilot control is repeated for further predefined setpoint values or setpoint positions.
  • Characterized a plurality of support points is selectively generated in the adjustment of the throttle valve, Erwert from, for example, by inter-polation ⁇ a correlation between the corrected Vorsteu- and the target values of the throttle valve is derivable over the entire adjustment range of the throttle valve.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein adaptives Positionierverfahren eines Stellglieds, insbesondere einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine. Im Rahmen des adaptiven Positionierverfahrens wird nach Anforderung einer Sollposition und dem Auswählen eines Vorsteuerwerts eine entsprechende Vorsteuerposition des Stellglieds angefahren. Diese Vorsteuerposition wird so lange geregelt, bis sie der angeforderten Sollposition entspricht. Nachfolgend wird der für diese Sollposition tatsächlich erforderliche Steuerwert gemessen und als korrigierter Vorsteuerwert der entsprechenden Sollposition abgelegt.

Description

Beschreibung
Adaptives Positionierverfahren eines Stellglieds
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein adaptives Positionier¬ verfahren eines Stellglieds, insbesondere einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine.
2. Hintergrund der Erfindung
Drosselklappen mit Lagerückmeldung in Brennkraftmaschinen werden mit Hilfe von Steuerungs- und Regelalgorithmen betrie- ben. Diese Algorithmen gewährleisten eine präzise und schnel¬ le Einstellung der vom Fahrer angeforderten Sollposition der Drosselklappe. Diese wird beispielsweise durch die Auslenkung des Gaspedals durch den Fahrer eines Kraftfahrzeugs vorgege¬ ben .
Die Sollposition der Drosselklappe wird durch einen Steuerwert charakterisiert. Dieser Steuerwert setzt sich aus einem Vorsteuerwert und einem Reglereingriff eines rückgekoppelten Reglers an der Drosselklappe zusammen. Für eine schnelle La- geregelung der Drosselklappe oder eines Stellglieds ist es daher vorteilhaft zu wissen, wie sich Steuerwert und die dar¬ aus resultierende Position zueinander verhalten. Ein genau bekanntes Verhalten bedeutet, dass man den Anteil der rückge¬ koppelten Regelung am Steuerwert zugunsten der Vorsteuerung verringert.
Die Vorsteuerung hat gegenüber der Regelung den Vorteil, dass sie proaktiv ist und prinzipbedingt ein schnelleres Einstel¬ len von Drosselklappe oder Stellglied ermöglicht.
Das Verhältnis zwischen Vorsteuerwert und Position des Stell¬ glieds oder Drosselklappenposition wird durch Fertigungstoleranzen, Umgebungseinflüsse und Alterung beeinflusst. Für eine genaue Kenntnis des für eine Klappenposition erforderlichen Vorsteuerwerts ist daher eine Anpassung desselben erforderlich.
DE-A-36 12 905 C2 offenbart eine adaptive Regelung, in der die zu den Endanschlägen gehörenden Sensorwerte gelernt werden. Zwischen den Sensorwerten der Endanschläge erfolgt eine lineare Interpolation, um die dazwischen liegenden Wertpaare zu ermitteln. DE-A-35 10 176 Al, DE-A-40 05 255 C2 und DE-A- 36 12 905 C2 beschreiben eine weitere Steuerungsalternative. Hier wird beispielsweise aus einem Kennfeld der Steuerwert für eine angeforderte Sollposition entnommen. Stimmt die durch den Steuerwert erzielte Position nicht mit der Sollpo¬ sition überein, erfolgt eine entsprechende Nachregelung. Die Nachregelung wird in einer Korrekturkennlinie abgelegt und im weiteren Verfahren dem Kennfeld nachgeschaltet. Auf diese Weise soll der Aufwand für die Nachregelung reduziert werden. Diese Korrekturkennlinie berücksichtigt beispielsweise auch Randbedingungen, wie die Temperatur.
Die obigen Verfahren haben den Nachteil, dass sie zu viel Zeit zum Erreichen der durch den Fahrer vorgegebenen Sollposition des Stellglieds, insbesondere der Drosselklappe, benö¬ tigen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein im Vergleich zum Stand der Technik effizienteres Positio¬ nierverfahren bereitzustellen.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe wird durch das adaptive Positionierverfah¬ ren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Modifikationen und Weiterentwicklungen dieses Verfahrens gehen aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den anhängenden Patentansprüchen hervor.
Das adaptive Positionierverfahren eines Stellglieds, insbe¬ sondere einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine, umfasst die folgenden Schritte: Vorgeben einer Sollposition durch ei- nen Sollwert und Auswählen eines Vorsteuerwerts für das Stellglied zum Erreichen der Sollposition, Einstellen einer Vorsteuerposition des Stellglieds entsprechend dem Vorsteuerwert und Vergleichen der Vorsteuerposition des Stellglieds mit der Sollposition, Regeln der Vorsteuerposition bis zum Erreichen der Sollposition, die einem adaptierten Steuerwert entspricht, und Ablegen des adaptierten Steuerwerts als Vor¬ steuerwert in Abhängigkeit von der Sollposition.
Zur Beschreibung des adaptiven Positionierverfahrens wird auf das Einstellen einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug beispielgebend Bezug genommen. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs lenkt mit dem Fuß das Gaspedal aus, wodurch über einen Sollwert eine Sollposition der Drossel- klappe vorgegeben wird. Um diese Sollposition möglichst schnell zu erreichen, entnimmt beispielsweise die Motorsteue¬ rung einem Kennfeld einen der Sollposition zugeordneten Vorsteuerwert. Dieser Vorsteuerwert dient dazu, die Sollposition der Drosselklappe möglichst schnell ohne zusätzliche, zeit- raubende Regeleingriffe zu erreichen. Nach Erreichen der dem Vorsteuerwert entsprechenden Vorsteuerposition der Drosselklappe wird diese mit der Sollposition verglichen, um ein genaues Einregeln der Drosselklappe in die gewünschte Sollposi¬ tion durchzuführen. Ergebnis dieser Regelung ist bei Überein- Stimmung von Soll- und Vorsteuerposition ein gemessener adaptierter Steuerwert, der die gewünschte Sollposition vorgibt. Um die Effizienz des adaptiven Positionierverfahrens zu stei¬ gern wird der adaptierte Steuerwert als Vorsteuerwert in Ab¬ hängigkeit von der Sollposition abgelegt bzw. abgespeichert. Daraus folgt, dass bei der nächsten Anforderung der gleichen Sollposition durch den Fahrer ein Nachregeln des Vorsteuerwerts überflüssig wird, weil nun der Vorsteuerwert bereits dem adaptierten Steuerwert zum Erreichen dieser Sollposition entspricht. Sollte der Vergleichsschritt jedoch wieder eine fehlende Übereinstimmung von Sollposition und Vorsteuerposition liefern, erfolgt ein erneutes Nachregeln des Vorsteuerwerts und somit des adaptierbaren Steuerwerts. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Positionierverfahrens erfolgt ein Speichern der Sollposition in Abhängigkeit vom adaptierten Steuerwert und ein Invertieren dieser Beziehung, um den adaptierten Steuerwert in Abhängig- keit von dem die Sollposition repräsentierenden Sollwert zu erhalten .
Es ist des Weiteren bevorzugt, gezielt eine Mehrzahl von vor¬ definierten Sollpositionen im Verstellbereich des Stellglieds bzw. der Drosselklappe anzufahren, die entsprechenden adaptierten Steuerwerte zu ermitteln und diese als neue Vorsteu¬ erwerte abzulegen. Auf diese Weise werden entscheidende Punk¬ te des Verstellbereichs des Stellglieds gezielt ausgewählt und als Stützstellen für das adaptive Positionierverfahren abgearbeitet. Dadurch lässt sich eine beliebige Anzahl von
Vorsteuerwerten bezogen auf ein spezifisches Stellglied defi¬ nieren, so dass der zukünftige Regelungsaufwand reduziert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens erfolgt das Speichern des adaptierten Steuerwerts in ei¬ nem Kennfeld. Es ist ebenfalls bevorzugt, den adaptierten Steuerwert innerhalb dieses Kennfelds in Abhängigkeit vom Sollwert und mindestens einer Randbedingung des Stellglieds, insbesondere einer Druckreferenz an der Drosselklappe, einer Temperatur und/oder eines Luftmassenstroms, abzuspeichern.
4. Begleitende Zeichnungen
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Figur 2 stellt vereinfacht die Korrelation zwischen der
Istposition der Drosselklappe und dem korrigierten Vorsteuerwert der Drosselklappe dar.
Figur 3 enthält die invertierte Beziehung aus Figur 2, die den Vorsteuerwert in Abhängigkeit von einem einer an¬ geforderten Sollposition der Drosselklappe entsprechenden Sollwert darstellt.
Figur 4 zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens.
5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungs- form
Die vorliegende Erfindung offenbart ein adaptives Positio¬ nierverfahren eines Stellglieds, das am Ausführungsbeispiel einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahr¬ zeugs erläutert wird.
Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs fordert durch Auslenkung des Gaspedals ein bestimmtes Drehmoment der Brennkraftmaschine an. Dieses Drehmoment entspricht einem Öffnungswinkel oder einer Sollposition dr_pos_soll der Drosselklappe, die mit ei- nem Sollwert identifizierbar ist. Eine Motorsteuerung der Brennkraftmaschine setzt beispielsweise diesen Sollwert in die Sollposition dr_pos_soll der Drosselklappe um. Die Bezie¬ hung zwischen Sollwert und der damit erreichbaren Position der Drosselklappe ist jedoch nicht ideal, so dass beispiels- weise Herstellungstoleranzen, Drift, Alterung und/oder thermische Schwankungen ein sofortiges Erreichen der Sollposition mit alleiniger Vorgabe des Sollwerts verhindern. Daher wird zum Erreichen der Sollposition zunächst ein Vorsteuerwert ausgewählt, mit dem die Drosselklappe bereits möglichst nahe an die Sollposition führbar oder stellbar ist. Mit dem Vorsteuerwert wird somit eine Vorsteuerposition nahe der Sollpo¬ sition angefahren oder eingestellt. In einem in Kombination mit einem Regelschritt ablaufenden Vergleichsschritt wird die Vorsteuerposition mit der angeforderten Sollposition verglichen. Ein Regeleingriff durch einen Lageregler der Drosselklappe (vgl. Figur 1) erfolgt so lange, bis die Vorsteuerposition der angeforderten Sollposition entspricht .
Um den Zeitaufwand für den Vergleichs- und Regelschritt zu minimieren, wird nach erfolgter Lageregelung der Vorsteuerpo- sition in die Sollposition der für diese Position erforderliche Steuerwert als adaptierter Steuerwert gemessen. Nachfol¬ gend wird der Vorsteuerwert dieser Sollposition durch den dieser Sollposition entsprechenden adaptierten Steuerwert dr_st überschrieben und abgespeichert. Der adaptierte Steuer- wert kann auch als korrigierter Vorsteuerwert dr_pos_vorst_korr bezeichnet werden.
Um eine schnelle und präzise Lageregelung der Drosselklappe zu gewährleisten, sind nicht nur die adaptierten Steuerwerte der Endanschläge oder der Positionen nahe der Endanschläge der Drosselklappe von Bedeutung. Zwischenliegende Positionen sind aus globaler Sicht zum Teil wichtiger, da sich hier der für den Gasdurchsatz ausschlaggebende effektive Querschnitt der Drosselklappe mit zum Teil großen positionsabhängigen Gradienten im Vergleich zu den obigen Anschlägen ändert. Aus diesem Grund kann man mit einer gezielten Adaption des Vorsteuerwerts an mehr als zwei Stützstellen im Verstellbereich der Drosselklappe eine effektivere Regelung im Vergleich zu bisherigen Lösungen durchführen. Daher werden mindestens drei oder eine Mehrzahl von Positionen im Verstellbereich der Drosselklappe als vordefinierte Punkte ausgewählt. Diese Punkte zeichnen sich dadurch aus, dass sie häufig angefahrene Positionen der Drosselklappe darstellen oder dass man zwischen den Positionen einen starken Gradienten des Gasdurch- satzes erwartet. Unter Bezugnahme auf Figur 1 stellt bei¬ spielsweise Position 1 dr_pos_vordef_l einen dieser vordefi¬ nierten Punkte dar. Wird die vordefinierte Position 1 dr_pos_vordef_l als Sollpo¬ sition dr_pos_soll vom Fahrer angefordert oder gezielt von der Motorsteuerung vorgegeben, gibt der entsprechende Vorsteuerwert dr_vorst zunächst eine Vorsteuerposition der Dros- seiklappe vor. Im Vorsteuerwert dr_vorst können verschiedene Größen, Einflüsse, Zustände berücksichtigt sein, wie bei¬ spielsweise Umgebungseinflüsse, ein Vorhandensein eines sta¬ bilen Betriebspunkts der Drosselklappe dr_pos_stab_l, die vorgegebene Sollposition dr_pos_soll und der bisherige adap- tierte Steuerwert bzw. der korrigierte Vorsteuerwert dr_pos_vorst_korr_l (siehe unten) . In den Steuerwert dr_st zum Erreichen der Sollposition dr_pos_soll gehen daher der Vorsteuerwert dr_vorst und ein Regelungsanteil dr_rgl ein.
Der Regelungsanteil dr_rgl des vorliegenden Verfahrens ver¬ gleicht die Sollposition der Drosselklappe dr_pos_soll mit der Ist-Position der Drosselklappe dr_pos_ist und regelt so lange nach, bis die Ist-Position dr_pos_ist mit der Sollposi¬ tion dr_pos_soll übereinstimmt. Somit ergibt sich aus der Kombination des Vorsteuerwerts dr_vorst und des Regelanteils dr_rgl der adaptierte Steuerwert dr_st . Dieser kann bei¬ spielsweise als tatsächlicher Steuerwert gemessen werden, sobald die angeforderte Sollposition erreicht ist. Der adap¬ tierte Steuerwert dr_st wird nach einer optionalen Filterung als neuer oder korrigierter Vorsteuerwert dr_pos_vorst_korr_l für die Sollposition 1 im nicht flüchtigen Speicher abgelegt. Der abzuspeichernde Wert ist bevorzugt das Ergebnis eines ge- wichteten Mittels des alten Werts und des jetzt anliegenden Werts. Ziel der Filterung ist eine Rauschminimierung und das Reduzieren oder Eliminieren von Shot-to-Shot Abweichungen.
Das Resultat des vorliegenden Verfahrens ist eine adaptierte gespeicherte Korrelation zwischen der Drosselklappenposition dr_pos_ist und dem adaptierten Steuerwert bzw. dem korrigier- ten Vorsteuerwert dr_pos_vorst_korr . Die Drosselklappenposi¬ tion entspricht zu diesem Verfahrenszeitpunkt sowohl der an¬ geforderten Sollposition dr_pos_soll als auch der Ist- Position dr_pos_ist. Die Korrelation ist in Figur 2 veran- schaulicht, in der die Pfeile mögliche Schwankungen aufgrund mehrerer Messungen an der gleichen Sollposition veranschaulichen .
Wenn man die Korrelation aus Figur 2 invertiert und auf die vom Fahrer angeforderte Sollposition dr_pos_soll der Drossel¬ klappe anwendet, wird der Anteil des Reglereingriffs dr_rgl minimiert. Dieser Zusammenhang ist in Figur 3 dargestellt. Figur 3 zeigt den Vorsteuerwert dr_vorst auf der Ordinate, der sich allein aus dem korrigierten Vorsteuerwert dr_pos_vorst_korr bzw. dem adaptierten Steuerwert oder aus diesem Wert und weiteren Einflüssen (siehe oben) zusammensetzt. Der Vorsteuerwert dr_vorst ist in Abhängigkeit vom Sollwert der angeforderten Sollposition dr_pos_soll aufgetra- gen.
Für eine erhöhte Genauigkeit werden die adaptierten gespei¬ cherten Korrelationen bevorzugt in Abhängigkeit von Druckdif¬ ferenz, Temperatur und/oder Massenstrom an der Drosselklappe abgelegt. Zudem wird gemäß einer Ausführungsform für die Berechnung des korrigierten Vorsteuerwerts aus dem Sollwert der angeforderten Sollposition eine Interpolation über die bereits vorhandenen Messpunkte angewandt. Die Stützstellen für diese Interpolation sind entweder vordefiniert (vgl. die obi- ge Anwendung des Verfahrens auf die vordefinierte Position 1 dr_pos_vordef_l) oder werden mittels einer untergeordneten Optimierungsroutine fortlaufend optimiert. Gemäß einer weite¬ ren Ausführungsform werden zusätzlich auch die Umgebungsbedingungen als Stützstellen eingesetzt, um eine mehrdimensio- nale Interpolation durchzuführen.
Gemäß einer weiteren Ablaufvariante des vorliegenden Verfahrens stellt man an mindestens drei Punkten vordefinierte Vor¬ steuerwerte ein und misst den sich dabei einstellenden Posi- tionswert. Auf diese Weise kommt man auch zu einer Korrelati¬ on zwischen Vorsteuerwert und Position der Drosselklappe. Mit Hilfe des obigen Verfahrens wird somit die Vorsteuerung der Drosselklappe verbessert, so dass insgesamt die Ansteue¬ rung der Drosselklappe schneller ausgeführt werden kann. Die Regelung dient dann ausschließlich als Korrektur-Instanz, die dementsprechend genauer ausgelegt werden kann. Es ist eben¬ falls von Vorteil, dass der adaptive Charakter des vorliegen¬ den Positionierverfahrens mögliche Fertigungstoleranzen der Drosselklappe oder deren Alterung in kostengünstiger Weise ausgleicht .
Figur 4 zeigt noch einmal im schematischen Überblick ein Flussdiagramm des adaptiven Positionierverfahrens gemäß der zuletzt genannten Funktionsvariante. Demnach wird zuerst ein vordefinierter Sollwert einer Drosselklappenposition mit HiI- fe bekannter Vorsteuerwerte und einem Lageregler auf die an¬ geforderte Sollposition eingeregelt. Nachdem der Lageregler einen stabilen Betriebspunkt der Drosselklappe erreicht hat, erfolgt die Messung des aus Vorsteuerung und Lageregelung resultierenden Steuerwerts. Dieser resultierende Steuerwert, den man auch als aktuellen Steuerwert im aktuellen Betriebspunkt der Drosselklappe bezeichnen kann, wird als neuer Vorsteuerwert entsprechend der angefahrenen Sollposition abge¬ speichert. Auf diese Weise erfolgt eine Adaption der vorlie¬ genden Vorsteuerung. Nach Abschluss dieses Schritts erfolgt eine Wiederholung der einzelnen Verfahrensschritte für weite¬ re vordefinierte Sollwerte bzw. Sollpositionen. Dadurch wird gezielt eine Mehrzahl von Stützstellen im Verstellbereich der Drosselklappe generiert, aus der beispielsweise durch Inter¬ polation eine Korrelation zwischen dem korrigierten Vorsteu- erwert und den Sollwerten der Drosselklappe über den gesamten Verstellbereich der Drosselklappe ableitbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Adaptives Positionierverfahren eines Stellglieds, insbe¬ sondere einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine, das die folgenden Schritte aufweist:
a. Vorgeben einer Sollposition durch einen Sollwert und Auswählen eines Vorsteuerwerts für das Stellglied zum Erreichen der Sollposition,
b. Einstellen einer Vorsteuerposition des Stellglieds entsprechend dem Vorsteuerwert und Vergleichen der Vorsteuerposition des Stellglieds mit der Sollpositi¬ on
c. Regeln der Vorsteuerposition bis zum Erreichen der Sollposition, der ein adaptierter Steuerwert entspricht, und
d. Ablegen des adaptierten Steuerwerts als Vorsteuerwert in Abhängigkeit von der Sollposition.
2. Positionierverfahren gemäß Anspruch 1, mit den weiteren Schritten :
Speichern der Sollposition in Abhängigkeit vom adaptierten Steuerwert und Invertieren dieser Beziehung, um den adaptierten Steuerwert in Abhängigkeit von dem die Sollposition repräsentierenden Sollwert zu erhal- ten.
3. Positionierverfahren gemäß Anspruch 1, in dem das Ablegen der adaptierten Steuerwerte an einer Mehrzahl von vordefinierten Punkten im Verstellbereich des Stellglieds er- folgt.
4. Positionierverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, mit dem weiteren Schritt: Speichern des adaptierten Steuerwerts in einem Kennfeld.
5. Positionierverfahren gemäß Anspruch 4, in dem das Kennfeld den adaptierten Steuerwert in Abhängigkeit vom Soll¬ wert und mindestens einer Randbedingung des Stellglieds, insbesondere Druckdifferenz an der Drosselklappe, Tempe¬ ratur und Luftmassenstrom, umfasst.
6. Positionierverfahren gemäß Anspruch 1, in dem gezielt nacheinander mehrere Sollwerte vorgegeben werden, so dass charakteristische Punkte eines Verstellbereichs des Stellglieds erfassbar und die Vorsteuerwerte auf diese anpassbar sind.
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