WO1992005354A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung und/oder regelung einer betriebsgrösse einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung und/oder regelung einer betriebsgrösse einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO1992005354A1
WO1992005354A1 PCT/DE1991/000729 DE9100729W WO9205354A1 WO 1992005354 A1 WO1992005354 A1 WO 1992005354A1 DE 9100729 W DE9100729 W DE 9100729W WO 9205354 A1 WO9205354 A1 WO 9205354A1
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WO
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adaptation
characteristic
characteristic curve
variable
operating
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PCT/DE1991/000729
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Vera Lehner
Ernst Wild
Helmut Janetzke
Klemens Grieser
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Robert Bosch Gmbh
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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
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    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
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    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2438—Active learning methods

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling and / or regulating an operating variable of an internal combustion engine according to the preambles of the independent claims.
  • transmission elements such as, for example, electrically actuated actuators
  • the relationship between the input and output variable or, in the case of an actuator, between the electrical control variable and the operating variable or a variable influencing this operating variable, which is determined by such a transmission element, can be represented as a characteristic diagram or characteristic curve.
  • This characteristic diagram or this characteristic curve is exposed to influences which have a changing effect on the characteristic diagram or characteristic curve, so that the control and / or regulation of the operating variable operates outside of its working point provided in normal operation, possibly at the edge of its signal range.
  • this can lead to incorrect control and / or regulation work, which in particular has negative effects on the stability, accuracy and / or dynamics of the control and / or regulation.
  • Such influences can be seen, for example, in the case of an actuator as a function of the actuator characteristic or the characteristic map from the temperature of the actuator winding.
  • the winding of the actuator takes up a larger current with the same control signal size than with a heated actuator, so that with the same control signal size a different value of the operating variable or the variable influencing it is set.
  • DE-OS 34 15 183 therefore starts from an electromagnetic actuator with a predetermined characteristic curve, which is used in an idle speed control for the air supply to the internal combustion engine, measures for adapting the actuator characteristic curve.
  • This adaptation makes a comparison between the setpoint calculated by the controller and the measured actual value of a variable influenced by the actuator and, depending on the comparison result in the working branch of the characteristic curve, which is largely linear, independently of one another (Offset adaptation) and slope (slope adaptation).
  • Offset adaptation and slope (slope adaptation).
  • DE-OS 34 15 183 defines release conditions for the offset and slope adaptation, which are related to each other.
  • the offset adaptation described there is only able to carry out a correction of the characteristic curve at a single operating point. In operating states in which the influences on the actuator characteristic curve change quickly, the course of the adaptation is therefore unsatisfactory. In such an operating state, the offset adaptation designed for rapid correction works continuously.
  • a transfer of the known actuator characteristic curve adaptation to pressure-controlled systems i.e. Systems which obtain the load information required to determine the injection quantity to be metered on the basis of a signal representing the pressure in the intake pipe are not possible.
  • an excessively high load value is determined from the pressure signal, since the pressure signal delivers a correct load signal only after several work cycles.
  • An adaptation carried out in this transition area would be faulty and possibly lead to undesired operating states.
  • the invention is therefore based on the object of specifying measures which improve the adaptation of a control or regulating an operating variable of an internal combustion engine to changing operating conditions.
  • a further improvement of this characteristic map or characteristic curve adaptation is achieved in that a long-term adaptation of the pivot point (A) lying outside the characteristic map or the characteristic curve is carried out to adapt to actuator-specific circumstances.
  • Such an actuator for controlling the throttle valve of an internal combustion engine in connection with an electronic accelerator pedal is known from DE-OS 36 31 283.
  • the procedure according to the invention leads to an adaptation of the characteristic diagram or the characteristic curve of the transmission element or the actuator, which does not adversely affect the operating behavior of the internal combustion engine when rapidly adapting to changing operating conditions, since the separate adaptation known from the prior art for actuator characteristic curves there is no offset and slope and only one parameter of the characteristic curve or the characteristic map is adapted to the changing operating conditions.
  • FIG. 1 shows a general overview block diagram of a control system using the example of an idle speed control with actuator characteristic curve adaptation
  • FIG. 2 shows an exemplary characteristic curve and the effects of the characteristic curve adaptation
  • FIG. 3 shows a detailed block diagram for the characteristic curve adaptation
  • FIG. 4 a flow diagram is shown which illustrates the adaptation of the characteristic curve as a sketch of a computer implementation.
  • FIG. 5 shows pivot point and slope adaptation using a characteristic diagram
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment for pivot point and slope adaptation in the form of an overview block diagram
  • FIG. 7 a flow chart shows a sketch of a realization of the pivot and slope adaptation in the form of a computer program. Description of exemplary embodiments
  • a computing unit 10 is provided, which includes, among other things, a controller unit 12, an adaptation unit 14 and a storage or computing unit 16.
  • the control unit 12 is transmitted via the input line 18 to 20 operating parameters of the internal combustion engine or the motor vehicle, not shown, which are determined by corresponding measuring devices 22 to 24. These operating parameters are the parameters which are familiar from the prior art and are necessary for controlling and / or regulating the size of the company. In the case of an idle speed control, these are in particular speed, engine temperature, battery voltage, a load detection signal, idle state signal, etc.
  • the controller unit 12 uses the operating parameter values supplied to it to determine a target value for the rotational speed, which it compares with the currently measured actual rotational speed, and from the difference a predetermined value V for a variable characterizing the air throughput through the internal combustion engine, such as, for example, air volume. Air mass, pressure in the intake pipe or throttle valve position are determined, which is delivered via the output line 26 of the controller unit 12 both to the adaptation unit 14 and to the storage or calculation unit 16.
  • control or computation unit 16 uses a calculation rule that represents the inverse characteristic curve in accordance with FIG.
  • Signal variable C is calculated or a control signal value l * is determined for the actuator by means of the inverse actuator characteristic curve stored there in table form and is output via the output line 28 of the computing unit 10 to an output stage circuit 30 for an actuator 32 which directly or indirectly influences the operating variable.
  • the actuator 32 is an actuator influencing the air supply to the internal combustion engine or the fuel supply to the internal combustion engine, such as throttle valve or bypass actuator or, in the case of a diesel internal combustion engine, a control rod.
  • the actuator characteristic curve of the actuator 32 which forms the assignment of the control signal £ to the size of the operating variable to be controlled and / or regulated or a signal representing it, is in the case of a so-called winding rotary actuator for influencing the air supply to the internal combustion engine as in FIG. 2a darge ⁇ , executed.
  • the inverse actuator characteristic curve shown in FIG. 2b is derived from this. This is stored in the storage and calculation unit 16, for example as a calculation rule or in table form.
  • a measuring device 34 which is connected to the actuator 32, the actual variable of the operating variable influenced by the actuator 32 is measured and supplied to the computing unit 10 or the adaptation unit 14 via the line 36.
  • the size Q determined by means of the measuring device 34 for the air flow to the internal combustion engine is the air quantity, air mass, intake pressure and / or throttle valve position currently supplied to the internal combustion engine, while the measuring device 34 itself correspondingly is an air quantity, air mass meter , Pressure sensor or throttle position transmitter.
  • the adaptation unit 14 receives information via corresponding input lines 38 to 40 from corresponding measuring devices 42 to 44 fed over the operating state of the internal combustion engine.
  • the setpoint V is fed to the adaptation unit 14 via the line 27, which connects the adaptation unit 14 and line 26 to one another.
  • This relates in particular to information relating to the starting and idling state of the internal combustion engine, a load signal and the battery voltage.
  • the measuring devices 42 to 44 can be identical to the corresponding measuring devices 22 to 24, which have been described in connection with the control unit 12.
  • the characteristic curve parameters determined as a function of their input signals by the adaptation unit 14 are transmitted from the adaptation unit 14 to the memory or calculation unit 16 via the line or bus connection 46 connecting the adaptation unit and the memory or calculation unit 16
  • the inverse characteristic curve which is shown in the memory or calculation unit 16 as a calculation rule or in tabular form, is changed or adapted in accordance with the values given by the adaptation unit 14 via the line 46.
  • the arrangement according to FIG. 1 is in principle conceivable for all control and / or regulating systems of the internal combustion engine which have an actuator with characteristics that can be changed by external influences.
  • the procedure according to the invention can also be applied to an actuator of an electronic engine power system, ie an electronic accelerator pedal.
  • the arrangement can advantageously be transferred to a speed control system, the setpoint V and the actual value Q in this case representing the variable representing the speed of the internal combustion engine.
  • an actuator characteristic curve is plotted, for example, as is given for a single-phase turntable equipped with a single-phase motor or for a double-turn rotary actuator equipped with a two-phase motor. These are used in particular as a bypass controller for idle control. However, the procedure according to the invention can advantageously also be applied to other characteristic curve shapes.
  • the actual air supply Q supplied by means of the opening cross section of the actuator is plotted in FIG. 2a over the control signal size.
  • the solid line 100 represents the characteristic of the actuator 32. In the right part there is an area with a straight course of the characteristic, which is the working branch of the actuator. This branch of work is preferably considered in connection with the representation of the procedure according to the invention. It can be described mathematically by a straight line equation with a positive slope S and a negative intercept A (see straight line 101 shown in broken lines).
  • This axis section A represents a value by which the amount of air flowing through the actuator for a certain control signal size is less than this amount of air if the characteristic line would pass through the zero point of the / 2 " 7Q system.
  • This axis Sen section thus represents a constructive point of the respective actuator.
  • the axis section A is still subject to changes caused by the actuator-specific or internal combustion engine-specific leakage air, i.e. the amount of air supplied, which cannot be influenced by the actuator. These cause the characteristic axis section A to move upward.
  • the air flow increases again after a horizontal branch until a fixed value, the so-called emergency running cross-section, is reached, which allows the internal combustion engine to operate when the control signal or servomotor fails.
  • FIG. 2b shows the inverted characteristic curve 100 ' derived from the characteristic curve according to FIG. 2a, in which the control signal magnitude is plotted against the default value V determined by the control unit 12.
  • the inverse working branch is also characterized by slope S and axis section A ' (see straight line 101 * shown in broken lines).
  • the quantities or parameters characterizing the characteristic curves correspond in terms of amount. This correspondence is disturbed by the influences described above.
  • 3 shows an exemplary embodiment of the adaptation unit 14.
  • the unit 14 shown in broken lines has, as input lines, the lines 27 and 36 already described with reference to FIG. 1, on which the default values V determined by the controller unit 12 and the determined actual values Q are supplied become.
  • the difference between the specified and actual values is formed in a comparison point 150 and the difference value is forwarded on a line 152 to an integration unit 156 via a switch 154.
  • the switching unit 154 is activated by a signal supplied via the line 158 and determined in an evaluation unit 160.
  • the following input variables are fed to the evaluation unit 160 in order to form the activating signal.
  • a signal representing the idle state of the internal combustion engine is supplied from an idling detection circuit 162 via the connecting line 164, while a signal representing the load of the internal combustion engine is determined by the measuring unit 166 and is transmitted via the connecting line 168, the threshold switch 170 and the Connection line 172 is forwarded to the evaluation unit 160.
  • There is also a determination unit 174 for the starting state of the internal combustion engine which is connected via a line 176 to the evaluation unit 160 and also to a further switching unit 178. The signal generated by the determination unit 174 is processed negatively in the evaluation unit 160.
  • a second input of the integrating device 156 forms the connecting line 180, which connects the integrating unit 156 to the switching unit 178.
  • the switching unit 178 is also linked via a connecting line 182 to a memory element 184, in which an initialization value of the integration unit 156 is stored.
  • the output line 186 of the integration unit 156 is via a limiter 188 and a unit for battery voltage correction 190 guided, which on the other hand is connected via a line 192 to a measuring device 194 for detecting a battery voltage value.
  • the output line 196 of the unit 190 connects the adaptation unit 14 to the storage or calculation unit 16 of the inverse actuator characteristic.
  • the adaptation unit 14 is activated when the switching unit 154 closes.
  • the conditions that must exist for activation of the adaptation indicate the operating states of the internal combustion engine, while the adaptation can be carried out.
  • the function of the evaluation unit 160 therefore corresponds to a logical AND function.
  • the internal combustion engine must be in a stable idling state. This is determined by the measuring unit 162, for example by detecting the closing of the idle switch of the throttle valve and the expiry of a subsequent predetermined time.
  • the starting case of the internal combustion engine is excluded by the negated evaluation of the start signal determined by the unit 174.
  • the signal of the quantity Q representing the air flow rate cannot be used for adaptation.
  • a further condition is specified by the threshold switch 170, the load signal determined in the measuring unit 166 having to be below a load threshold specified by the threshold switch 170.
  • This measure limits the adaptation to operating areas with supercritical pressure conditions in the intake system.
  • the characteristic curve of the actuator is independent of the pressure difference between intake pressure and external pressure.
  • Supercritical conditions exist when the ratio of intake manifold pressure and external pressure is less than a predetermined value. If all three of the above-mentioned conditions are present at the same time, the evaluation unit 160 activates the adaptation via its output line 158 by closing the switching unit 154. This makes it possible to use the procedure described below even for pressure-controlled systems.
  • the switching unit 178 is closed, so that the integration unit 156 is set to its initialization value stored in the memory element 184.
  • the difference formed from the preset and actual value is fed via line 152 to the integration unit 156.
  • the output signal is limited by the limiting unit 188 to physically meaningful values.
  • the output signal of integration unit 156 is corrected as a function of the battery voltage via a battery voltage-dependent characteristic or a link to a battery voltage-dependent value.
  • the adaptation value present on the output line of the adaptation unit 14 is then, as explained below, processed in the memory or calculation unit 16 to correct the inverse actuator characteristic.
  • the characteristic curve 100 in FIG. 2a consists of several areas, one area having a straight course above a control signal quantity tT.
  • the current which determines the position of the actuator and thus the size of the operating variable of the internal combustion engine to be controlled as a function of the control signal * _, is temperature-dependent via the winding resistance of the actuator drive. Furthermore, it shows a battery voltage dependency.
  • the axis section A of the characteristic curve 100 is independent of the influences outlined above.
  • the adaptation of the characteristic curve to the changes acting on it as a result of the influences described above is therefore achieved by adapting the slope S of the straight-shaped part of the characteristic curve by rotating this part of the characteristic curve around the fixed, motor-specific axis section A (see FIG. 2a. dash-dotted characteristic curve 102 or, Fig. 2b characteristic curve 102).
  • the integrator 156 or its output signal represent a measure of the change in the characteristic curve, since they were formed in the idle state as a function of the current change, which can be derived from the deviation between the preset V and the actual value Q.
  • the integrator output signal which may be corrected as a function of the battery voltage and carries the information about the changes acting on the characteristic curve, thus corresponds to the necessary change in the characteristic curve slope to adapt the characteristic curve to the influences described above.
  • FIG. 4 clarifies the procedure according to the invention, which was shown on the basis of the block diagram of FIG. 3.
  • step 200 After starting the program part, a check is made in step 200 as to whether the internal combustion engine is in a starting state. If this is the case, the system is initialized in accordance with step 202. The initialization preferably consists in fixing the integrator to its initial value. The program section is then ended and restarted.
  • step 200 Has it been decided in step 200 that the start phase has expired, i.e. the internal combustion engine is outside of its starting state, a check is carried out in step 204 to determine whether the internal combustion engine is in a stable idling state. If this is not the case, steps 200 and 204 are repeated until the stable idle state has occurred.
  • the control unit 12 calculates the preset value V for the operating variable to be controlled according to step 206 from its input signals. In step 208, it is queried whether the above-mentioned conditions for carrying out the characteristic curve adaptation exist. If this is not the case, the control signal variable Hs is calculated in step 210 in accordance with the above-mentioned equation of the inverse characteristic curve or is read out with a stored characteristic curve and the program part is ended and restarted.
  • step 212 the difference between the preset V and the measured actual value Q of the operating variable to be controlled is calculated in step 212.
  • a query can then follow, with the aid of which it is checked whether the difference between these values is within a predetermined value range (step 213). If this is the case, no adaptation is made and the process continues with step 210.
  • This The measure is intended to prevent the adaptation from responding to small deviations and thus prevent the adaptation from working continuously.
  • Step 213 can also include a query that checks the temporal constancy of the difference value.
  • the condition can be preceded by the adaptation that the difference between the preset V and the actual value Q must be constant for a certain time. Otherwise, the process continues with step 210.
  • step 213 which is not necessarily present but is advantageous, the difference is integrated in step 214.
  • the integration result is finally subjected to a limitation in step 216, which limits the integration result to a maximum or minimum for negative integrator values.
  • the limited integration result is corrected according to step 218 by, for example, multiplication with a value dependent on the battery voltage, so that after step 218 the integrator value represents a measure of the above-described, changing effects.
  • the integrator value present after step 218 is then regarded as the new slope of the inverse characteristic curve according to step 220.
  • step 222 the output signal variable £ is calculated in accordance with the equation outlined above of the inverse characteristic curve from the fixed intercept A ' , ie the pivot point, and the newly determined slope S ' , which corresponds to the integration value determined by means of steps 214 to 218.
  • the characteristic values are adapted in step 222 according to the new parameters and the control signal variable 2 is read out as a function of the controller output signal. The program section is then ended and restarted.
  • a further advantageous application of the concept according to the invention is found in adapting the motor-specific axis section or pivot point to changing leakage air conditions.
  • each actuator Due to the manufacturing tolerances of the individual components or as a result of adjustment measures, each actuator has a characteristic curve that characterizes this actuator.
  • the above-described slope adaptation by rotation about an actuator-specific point of rotation outside the characteristic curve or the characteristic map enables the characteristic curve stored in the computer to be used to determine the control rate to be adjusted at one point.
  • the slope adaptation therefore does not fully take into account the actuator-specific circumstances. If the operating point of the actuator is, for example, outside the reference point on which the slope adaptation is based, then a deviation of the actually set operating point from the specified operating point may still exist.
  • a complete adaptation of the stored characteristic curve to the actuator-specific circumstances is achieved by the long-term adaptation of the fulcrum lying outside the characteristic curve or the characteristic diagram in conjunction with a slope adaptation.
  • FIG. 5 shows the characteristic curve, known from FIG. 2a, of an idling actuator for influencing the air supply to an internal combustion engine.
  • the control variable, the pulse duty factor, the actuator or the current flowing through the actuator is plotted on the vertical axis, while the vertical axis describes the set air quantity or mass.
  • the characteristic curve 100 (solid line) was in its working branch for reference points _ ⁇ and
  • the characteristic curve is not adapted, a deviation of the air quantity or mass actually set by the actuator and the air quantity or mass given on the basis of the stored characteristic curve is determined at any operating point ⁇ r, although the characteristic curve has been adapted for the reference point.
  • the procedure is now as follows. If the deviation is found, the pivot point is changed (new pivot point A). This means a parallel shift of the working branch of the characteristic in the sense of an increase in the deviation (characteristic 300). Subsequently, the characteristic curve is adapted to the actuator-specific conditions at the operating point C (characteristic curve 302) by the above-mentioned adaptation of the slope. This ultimately saves a characteristic curve that takes into account the actuator-specific conditions. Since changes to the actuator do not occur very often during the operating time of the actuator, the pivot point adaptation is a long-term adaptation compared to the slope adaptation.
  • a lowering ie. H. a downward shift of the pivot point can be provided.
  • FIG. 6 shows, in the form of an overview block diagram, a first exemplary embodiment for carrying out the pivot adaptation in conjunction with a slope adaptation.
  • the elements known from FIG. 3 are designated with the same reference symbols. With regard to their functioning, reference is made to the description of FIG. 3.
  • the adaptation unit 14 additionally has a further switching element 400, which is connected to the line 36 via the line 401.
  • the switching element 400 can be actuated via a connecting line 402 by release means 404.
  • Another line 406 connects the switching element 400 to an input of a memory element 408.
  • An output of the memory element 408 forms the line 410, which connects the memory element 408 to a node 412.
  • the node 412 has the line 414 as the second input line, while its output line 416 connects the node 412 with a further node 418.
  • Junction point 418 has line 420 as the second input line. Its output line 422 connects it to a calculation element 424.
  • Line 414 forms an output line of calculation element 424, while line 426 is the output line of calculation element 424 and adaptation unit 14 itself.
  • the line 420 connects a switching element 428 to the node 418.
  • the other end of the switching element 428 is connected to a storage and calculation unit 432 via a line 430.
  • the switching element 428 is connected via a line 434 to the release means 436 and can be actuated by the latter.
  • the line 152, the lines 36 and 410 and a line 438 are supplied to the storage and calculation element 432 as input lines, the latter branching off from the output line 196 of the adaptation unit 14.
  • the two output lines 426 and 196 of the adaptation unit 14 and the line 27 are fed to the calculation unit 16.
  • the lines 27 and 426 are linked in a first connection point 440.
  • the output line 442 of the logic element 440 becomes connected to line 196 via a link 444.
  • the output line of the logic element 444 is the output line 28 of the calculation unit 16.
  • the release element 404 closes the switching element 400 and the current actual value of the air quantity or mass into the storage unit 408 as a reference value Q transferred.
  • the characteristic curve is therefore adapted for the stored reference value by adapting its slope.
  • the adaptation of the pivot point A is now based on the following basic idea.
  • the reference value for the air quantity or mass stored with the slope adaptation before the pivot point adaptation must remain part of the characteristic curve after completion of the pivot point adaptation with slope adaptation.
  • an adaptation of the characteristic curve is to be achieved for the new operating point, so that the air quantity or mass actually supplied corresponds to the one specified for the reference point and the operating point via the adapted characteristic curve.
  • the storage and calculation unit 432 determines the slope of a new characteristic curve, which includes both the reference point and the new operating point, on the basis of the reference point and the measured actual value of the air quantity or mass.
  • the slope is calculated using the known characteristic equation on the basis of The nominal / actual value difference of the air quantity or mass supplied to line 154, the deviation of the measured value of the air quantity or mass supplied via line 36 from the reference value supplied via line 410 and the existing value supplied via line 438 Slope of the characteristic ("slope triangle").
  • the storage and calculation unit determines the relative change in gradient ((new gradient - old gradient) / new gradient) from the calculated new and the known old gradient.
  • the new pivot point is calculated by evaluating the relative slope change.
  • the change in the pivot point results from the sum of the reference point value and the value of the previous pivot point, multiplied by the relative change in gradient.
  • the release means 334 closes the switching element 428.
  • a pivot point adaptation is carried out in a time window after the idle switch has been closed, the lower time threshold being selected in such a way that in the case of pressure-controlled systems the air quantities are falsified - or measured mass values is prevented by a still filled suction tube and the maximum value of the time window is selected such that the previously learned reference point remains valid.
  • a successful slope adaptation must have been completed before the switching element 428 is closed, for example a certain time before activation of the pivot point adaptation, so that the learned reference value can form the basis for the further calculation.
  • the current air quantity or mass value must be considerably larger than the stored reference value in order to ensure sufficient measurement accuracy by means of a sufficiently large difference.
  • the shear conditions closed idle switch, increased speed
  • a pivot adaptation in selected operating points.
  • the calculation unit 424 which outputs a measure for the fulcrum on the lines 426 and 414, integrates the product formed in the junction 418 from the relative change in gradient during the gradient adaptation and the sum of the reference air quantity or mass value and currently existing pivot point, ie the necessary pivot point change calculated as shown above.
  • the new slope is subsequently set using the slope adaptation described.
  • the above-mentioned actuator characteristic equation is obtained by adding the setpoint given by the controller via line 27 and the point of rotation given via line 426, and then multiplying this sum by the slope of the characteristic line supplied on line 196.
  • the calculation unit 16 then outputs on the line 28 a control signal which serves to set the desired value.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the inventive concept in the form of a sketch of a computer program based on a flow chart. This embodiment is advantageous in terms of its simplicity.
  • FIG. 7 shows elements which are already known from FIG. 4. These have the same reference symbols and fulfill the same function. With regard to their mode of operation, reference is therefore made to the description of FIG. 4.
  • a step 500 queries whether the above-mentioned conditions for carrying out the pivot point adaptation are present. When the slope adaptation was successfully completed, the reference value was stored in step 213 in the event of a no decision. The conditions for carrying out the pivot adaptation are checked, for example, on the basis of moving counters and set marks. If the conditions for carrying out the pivot point adaptation are not present, step 502 is carried out after the query step 500, in which the control signal size is calculated on the basis of the calculated slope and pivot point values via the inverse characteristic curve.
  • step 504 checks whether there is a difference between the setpoint and actual value of the air quantity or mass at the present operating point, which difference is greater than a predetermined value £ . If this is not the case, step 502 follows; in the opposite case, if there is a deviation, in step 506 an integrator, in which a measure of the change in the pivot point is stored, is changed by a predetermined value.
  • the change in the integrator level is dependent on the sign of the deviation, and in an advantageous exemplary embodiment can be selected depending on the size of this deviation. It should be noted that the pivot point is always changed in such a way that a shift in the characteristic curve results in the sense of an increase in the deviation.
  • step 508 the pivot point value used to calculate the drive signal size is set to the integrator level. Then, according to step 502, the control signal size is calculated and output. Since the pivot point is a measure of the amount of leakage air flowing into the internal combustion engine, values about this amount of leakage air can be derived from the stored learned pivot point for diagnostic purposes.

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, mit einem Übertragungsglied, das den Zusammenhang zwischen seiner Ein- und Ausgangsgröße in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes festlegt, wie ein elektrisch betätigbares Stellelement, das die Betriebsgröße der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mittel- oder unmittelbar beeinflußt und das dem Zusammenhang zwischen Ansteuerung und Betriebsgröße oder einer diese Betriebsgröße beeinflussende Größe in Form einer Kennlinie oder Kennfeld festlegt. Das Übertragungselement bzw. die Kennlinie oder das Kennfeld ist dabei Veränderungen unterworfen. Durch Adaption der Kennlinie bzw. die sie repräsentierende Berechnungsvorschrift oder des Kennfeldes werden diese diesen Veränderungen angepaßt. Diese Adaption wird derart vorgenommen, daß wenigstens ein Bereich der Kennlinie oder des Kennfeldes um einen vorgegebenen, stellglied- bzw. brennkraftmaschinenspezifischen, außerhalb der Kennlinie liegenden Punkt gedreht wird und dieser Punkt im Rahmen einer Langzeitadaption anpaßbar ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Be¬ triebsgröße einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steue¬ rung und/oder Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Bei Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung und/oder Regelung ei¬ ner Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine werden vielfach Übertra¬ gungsglieder, wie beispielsweise elektrisch betätigbare Stellglieder eingesetzt, die auf die zu steuernde bzw. zu regelnde Betriebsgröße mittelbar oder unmittelbar einwirken. Der durch ein solches Übertra¬ gungsglied festgelegte Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangs¬ größe bzw. bei einem Stellglied zwischen elektrischer Ansteuergröße und der Betriebsgröße bzw. einer diese Betriebsgröße beeinflußenden Größe ist als Kennfeld oder Kennlinie darstellbar. Dieses Kennfeld bzw. diese Kennlinie ist dabei Einflüssen ausgesetzt, die verändernd auf Kennfeld bzw. Kennlinie einwirken, so daß die Steuerung und/oder Regelung der Betriebsgröße außerhalb ihres im Normalbetrieb vorge¬ sehenen Arbeitspunktes, unter Umständen am Rande ihres Signalbe¬ reichs, arbeitet. Dies kann letztendlich zu einem fehlerhaften Ar¬ beiten der Steuerung und/oder Regelung führen, welches insbesondere negative Auswirkungen auf Stabilität, Genauigkeit und/oder Dynamik der Steuerung und/oder Regelung hat.
Derartige Einflüsse zeigen sich beispielsweise bei einem Stellglied in einer Abhängigkeit der Stellgliedkennlinie bzw. des -kennfeldes von der Temperatur der Stellgliedwicklung. Bei kaltem Stellglied nimmt die Wicklung des Stellgliedes bei gleicher Ansteuersignalgröße einen größeren Strom als bei erwärmtem Stellglied auf, so daß sich bei gleicher Ansteuersignalgröße jeweils ein anderer Wert der Be¬ triebsgröße bzw. der diese beeinflussenden Größe einstellt.
Ähnliche Auswirkungen haben Batteriespannungsschwankungen und bei einem die Luftzufuhr steuerndem Stellglied Änderungen in der nicht vom Stellglied beeinflußbaren Leckluftmengen oder Veränderungen des Umgebungsluftdruckes.
In der DE-OS 34 15 183 sind daher ausgehend von einem elektromagne¬ tischen Stellglied mit vorgegebener Kennlinie, welches bei einer Leerlaufdrehzahlregelung für die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine eingesetzt wird, Maßnahmen zur Adaption des Stellgliedkennlinienver¬ laufs angegeben.
Diese Adaption nimmt einen Vergleich zwischen dem vom Regler berech¬ neten Soll- und dem gemessenen Istwert einer durch das Stellglied beeinflußten Größe vor und stellt in Abhängigkeit des Vergleichser¬ gebnisses im Arbeitsast der Kennlinie, der weitestgehend linear aus¬ gebildet ist, unabhängig voneinander Fußpunkt (Offset-Adaption) und Steigung (Steigungs-Adaption) ein. Zur Vermeidung von Fehladaptionen und zur Beschleunigung des AdaptionsVorgangs sind in der DE-OS 34 15 183 Freigabebedingungen für die Offset- und Steigungsadap- tion, die zueinander in Beziehung stehen, definiert. Die dort beschriebene Offsetadaption ist jedoch lediglich in der La¬ ge, eine Korrektur der Kennlinie in einem einzelnen Arbeitspunkt auszuführen. In Betriebszuständen, in denen sich die Einflüsse auf die Stellgliedkennlinie schnell ändern, ist der Verlauf der Adaption daher nicht zufriedenstellend. In einem derartigen Betriebszustand arbeitet die zur schnellen Korrektur ausgelegte Offsetadaption stän¬ dig. Dies kann zu einer unbefriedigenden Laufruhe der Brennkraft¬ maschine in diesem Betriebszustand führen. Erst ein Eingreifen der Steigungsadaption, die, weil eine wiederholte Adaption der Steigung ohne Adaption des Fußpunktes zu Fehlfunktionen des Steuer- bzw. Re¬ gelsystems führen kann, aus Funktionsgründen erweiterten Freigabebe- dingungen unterliegt, paßt die Kennlinie den veränderten Umständen an und beruhigt somit den AdaptionsVorgang und das Laufverhalten der Brennkraftmaschine.
Eine Übertragung der bekannten Stellgliedkennlinienadaption auf druckgesteuerte Systeme, d.h. Systeme die auf der Basis eines den Druck im Ansaugrohr repräsentierenden Signals die zur Bestimmung der zuzumessenden Einspritzmenge benötigte Lastinformation gewinnen, ist nicht möglich. Insbesondere beim Übergang aus dem Teillastbereich in den Leerlaufzustand wird aus dem Drucksignal ein zu hoher Lastwert bestimmt, da das Drucksignal erst nach mehreren Arbeitstakten ein korrektes Lastsignal liefert. Eine in diesem Übergangsbereich durch¬ geführte Adaption würde fehlerhaft sein und möglicherweise zu unge¬ wollten Betriebszuständen führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, welche die Anpassung einer Steuer- bzw. Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine an sich verändernde Betriebsumstände ver¬ bessern.
Dies wird durch eine Adaption des Kennfeldes bzw. der Kennlinie des Übertragungsgliedes bzw. des Stellgliedes erreicht, wobei wenigstens ein Bereich des Kennfeldes bzw. der Kennlinie um einen vorgegebenen, stellgliedspezifischen, außerhalb des Kennfelds bzw. der Kennlinie liegenden Drehpunkt (A) gedreht wird. Dabei werden die aus dem Stand der Technik für Stellglieder bekannte Fußpunkt- und Steigungs¬ adaption gleichzeitig durchgeführt.
Eine weitere Verbesserung dieser Kennfeld- bzw. Kennlinienadaption wird dadurch erreicht, daß eine Langzeitadaption des außerhalb des Kennfelds bzw. der Kennlinie liegenden Drehpunkts (A) zur Anpassung an stellgliedspezifische Gegebenheiten vorgenommen wird.
Aus der DE-OS 36 31 283 ist ein derartiges Stellglied zur Steuerung der Drosselklappe einer Brennkraftmaschine im Zusammenhang mit einem elektronischen Gaspedal bekannt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise führt zu einer Adaption des Kennfeldes bzw. der Kennlinie des Übertragungsgliedes bzw. des Stellgliedes, die bei schneller Anpassung an sich verändernde Be- triebsumstände das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine nicht verschlechternd beeinflußt, da die aus dem Stand der Technik für Stellgliedkennlinien bekannte getrennte Adaption von Offset und Steigung entfällt und lediglich ein Parameter der Kennlinie bzw. des Kennfeldes an die sich verändernde Betriebsumstände angepaßt wird.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise auf das Stellglied einer Leerlaufdrehzahlregelung wird ein befriedigendes Betriebsverhalten auch in kritischen Betriebsbereichen wie der Nach- startphase erreicht. Durch eine Langzeitanpassung des außerhalb des Kennfelds bzw. der Kennlinie liegenden Drehpunkts (A) wird eine Anpassung des Dreh¬ punkts an die sich ändernden stellgliedspezifischen Gegebenheiten erreicht. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorteilhaft aus dem adaptierten Drehpunkt Informationen über das Stellglied zu Diagnosezwecken erhalten werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung ausge¬ führten Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein allge¬ meines Übersichtsblockschaltbild eines Regelsystems am Beispiel ei¬ ner Leerlaufdrehzahlregelung mit Stellgliedkennlinienadaption, wäh¬ rend in Fig. 2 beispielhaft Kennlinie sowie die Auswirkungen der Kennlinienadaption dargestellt sind. Fig. 3 zeigt ein detaillierte¬ res Blockschaltbild für die Kennlinienadaption, während in Fig. 4 ein Flußdiagramm gezeigt ist, welches die Adaption der Kennlinie als Skizze einer Rechnerrealisierung verdeutlicht.
In Figur 5 ist Drehpunkt- und Steigungsadaption anhand eines Kenn- lieniendiagramms dargestellt, während Figur 6 ein Ausführungsbei- spiel zur Drehpunkts- und Steigungsadaption in Form eines Über¬ sichtsblockschaltbildes darstellt. In Figur 7 zeigt ein Flußdiagramm eine Skizze einer Realisierung der Drehpunkts- und Steigungsadaption in Form eines Rechnerprogramms. Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Fig. 1 zeigt am Beispiel einer Leerlaufdrehzahlregelung in Form ei¬ nes Übersichtsblockschaltbildes ein Steuer- und/oder Regelsystem für eine Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine, welches über Mittel zur Adaption der Stellgliedkennlinie verfügt. Dabei ist eine Rechenein¬ heit 10 vorgesehen, die unter anderem eine Reglereinheit 12, eine Adaptionseinheit 14 und eine Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 umfaßt.
Der Reglereinheit 12 werden dabei über die Eingangsleitung 18 bis 20 Betriebsparameter der nicht dargestellten Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs übermittelt, die von entsprechenden Meßeinrich¬ tungen 22 bis 24 ermittelt werden. Bei diesen Betriebsparametern handelt es sich um die aus dem Stand der Technik geläufigen, zur Steuerung und/oder Regelung der Betriebsgröße notwendigen Parameter. Im Falle einer Leerlaufdrehzahlregelung sind das insbesondere Dreh¬ zahl, Motortemperatur, Batteriespannung, ein Lasterkennungssignal, Leerlaufzustandssignal, etc.
Die Reglereinheit 12 ermittelt aus den ihr zugeführten Betriebspara¬ meterwerten einen Sollwert für die Drehzahl, den sie mit der aktuell gemessenen Ist-Drehzahl vergleicht und aus der Differenz einen Vor¬ gabewert V für eine den Luftdurchsatz durch die Brennkraftmaschine charakterisierende Größe, wie beispielsweise Luftmenge, Luftmasse, Druck im Ansaugrohr oder Drosselklappenstellung ermittelt, der über die Ausgangsleitung 26 der Reglereinheit 12 sowohl an die Adaptions- einheit 14 als auch an die Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 ab¬ gegeben wird.
In Abhängigkeit dieser ermittelten Größe wird aus der Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 gemäß einer, die inverse Kennlinie entspre¬ chend Fig. 2b darstellenden Berechnungsvorschrift die Ansteuer- signalgröße C berechnet bzw. mittels der dort in Tabellenform abge- legten inversen Stellgliedkennlinie ein Ansteuersignalwert l* für das Stellglied ermittelt und über die Ausgangsleitung 28 der Rechen¬ einheit 10 an eine Endstufenschaltung 30 für ein die Betriebsgröße mittelbar oder unmittelbar beeinflussendes Stellglied 32 abgegeben.
Im Falle des Ausführungsbeispieles einer Leerlaufdrehzahlregelung handelt es sich bei dem Stellglied 32 um ein die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine oder die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflussendes Stellglied, wie Drosselklappe oder Bypass-Steller oder im Falle einer Diesel-Brennkraftmaschine um eine Regelstange. Die Stellgliedkennlinie des Stellglieds 32, die die Zuordnung von Ansteuersignal £ zur Größe der zu steuernden und/oder zu regelnden Betriebsgröße bzw. eines diese repräsentierenden Signals bildet, ist im Falle eines sogenannten Einwicklungsdrehstellers zur Beeinflus¬ sung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine wie in Fig. 2a darge¬ stellt, ausgeführt. Daraus abgeleitet ist die in Fig. 2b gezeigte inverse Stellgliedkennlinie. Diese ist in der Speicher- und Berech¬ nungseinheit 16 beispielweise als Berechnungsvorschrift oder in Ta¬ bellenform abgelegt.
In einer Meßeinrichtung 34, die mit dem Stellglied 32 verbunden ist, wird die Ist-Größe der vom Stellglied 32 beeinflußten Betriebsgröße gemessen und über die Leitung 36 der Recheneinheit 10 bzw. der Adaptionseinheit 14 zugeführt. Im Falle eines die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflussenden Stellgliedes 32 ist die mittels der Meßeinrichtung 34 ermittelte Große Q für den Luftzufluß zur Brennkraftmaschine die momentan der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge, Luftmasse, Ansaugdruck und/oder Drosselklappensstellung, während die Meßeinrichtung 34 selbst entsprechend ein Luftmengen-, Luftmassenmesser, Druckfühler oder Drosselklappenstellungsgeber ist. Neben dem von der Reglereinheit 12 ermittelten Soll- oder Vorgabe¬ wert V für die Betriebsgröße und der mittels der Meßeinrichtung 34 ermittelten Ist-Größe Q dieser Betriebsgröße, wird der Adaptionsein¬ heit 14 über weitere Eingangsleitungen 38 bis 40 von entsprechenden Meßeinrichtungen 42 bis 44 Informationen über den Betriebszustand der Brennkraftmaschine zugeführt. Der Sollwert V wird der Adaptions- einheit 14 über die Leitung 27 zugeleitet, die Adaptionseinheit 14 und Leitung 26 miteinander verbindet. Dabei handelt es sich insbe¬ sondere um Informationen betreffend den Start- und den Leerlaufzu¬ stand der Brennkraftmaschine, ein Lastsignal und die Batteriespan¬ nung. Dabei können die Meßeinrichtungen 42 bis 44 mit den entspre¬ chenden Meßeinrichtungen 22 bis 24, die im Zusammenhang mit der Re¬ geleinheit 12 beschrieben worden sind, identisch sein. Die in Abhän¬ gigkeit ihrer EingangsSignale von der Adaptionseinheit 14 ermittel¬ ten Kennlinienparameter werden über die Adaptionseinheit und Spei¬ cher- bzw. Berechnungseinheit 16 verbindende Leitung bzw. Busverbin¬ dung 46 von der Adaptionseinheit 14 an die Speicher- bzw. Berech¬ nungseinheit 16 abgegeben, wobei die inverse Kennlinie, die in der Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 als Berechnungsvorschrift oder in Tabellenform dargestellt ist, entsprechend den von der Adaptions- einheit 14 über die Leitung 46 abgegebenen Werte verändert bzw. an¬ gepaßt wird.
Die Anordnung nach Fig. 1 ist prinzipiell für alle Steuer- und/oder Regelsysteme der Brennkraftmaschine denkbar, die über ein Stellglied mit durch äußere Einflüsse veränderbaren Kennlinien verfügen. Insbe¬ sondere läßt sich die erfindungsgemäße Vorgehensweise auch auf ein Stellglied eines elektronischen Motorleistungssystems, d.h. eines elektronischen Gaspedals, anwenden. In vorteilhafter Weise ist die Anordnung auf ein Drehzahlregelsystem übertragbar, wobei Sollwert V und Istwert Q in diesem Fall die Dreh¬ zahl der Brennkraftmaschine repräsentierende Größe darstellen.
Ferner ist diese Anordnung und die nachfolgend beschriebene Vorge¬ hensweise in vorteilhafter Weiterbildung auch auf Übertragungsglie¬ der mit Kennfeldern anwendbar.
In Fig. 2a und 2b ist beispielhaft eine Stellgliedkennlinie aufge¬ tragen, wie sie für einen mit einem Ein-Phasen-Motor ausgestatteten Einwicklungsdrehsteller oder für ein mit einem Zwei-Phasen-Motor ausgerüsteten Zweiwicklungsdrehsteller gegeben ist. Diese werden insbesondere als Bypasssteller für Leerlaufregelungen verwendet. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist jedoch in vorteilhafter Weise auch auf andere Kennlinienformen anwendbar.
In Fig. 2a ist die mittels des Öffnungsguerschnitts des Stellgliedes zugeführte Ist-Luftzufuhr Q über der Ansteuersignalgröße aufge¬ tragen. Die durchgezogene Linie 100 repräsentiert dabei die Kennli¬ nie des Stellgliedes 32. Im rechten Teil findet sich ein Bereich mit geradenförmigem Verlauf der Kennlinie, bei dem es sich um den Ar¬ beitsast des Stellgliedes handelt. Dieser Arbeitsast wird im Zusam¬ menhang mit der Darstellung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise be¬ vorzugt betrachtet. Er läßt sich mathematisch durch eine Geraden- gleichung mit positiver Steigung S und negativem Achsenabschnitt A beschreiben (s. strichliert dargestellte Gerade 101).
Dieser Achsenabschnitt A repräsentiert dabei einen Wert, um den die durch den Steller fließende Luftmenge für eine bestimmte Ansteuer¬ signalgröße geringer ist als diese Luftmenge wäre, wenn die Kenn¬ linie durch den Nullpunkt des /2"7Q-Systems gehen würde. Dieser Ach¬ senabschnitt stellt somit einem konstruktiven Punkt des jeweiligen Stellgliedes dar. Mit anderen Worten ist der Achsenabschnitt A der Schnittpunkt der vertikalen Achse des _»/Q-Systems mit der Verlängerung 101 des Ar¬ beitsastes der Kennlinie 100, d.h. der fiktive Wert für die zuge¬ führte Luftmenge für die AnSteuergröße O = null, wenn der vorgege¬ bene Bereich der Kennlinie (in diesem Fall der geradenförmige Ab¬ schnitt) zugrunde gelegt wird, d.h. auf der Basis des jeweilig ausgewählten Bereichs der Kennlinie bzw. des Kennfeldes.
Der Achsenabschnitt A unterliegt dabei noch Veränderungen, die von der Stellglied- bzw. brennkraftmaschinenspezifischen Leckluft, d.h. der zugeführten Luftmenge, die nicht durch das Stellglied beeinflu߬ bar ist, herrühren. Diese bewirken eine Verschiebung des Kenn¬ linien-Achsenabschnitts A nach oben.
Für den Bereich kleiner werdender Ansteuergrößen steigt die Luftmen¬ ge nach einem waagrechten Ast wieder an, bis ein fester Wert, der sogenannte Notlaufquerschnitt erreicht ist, der einen Betrieb der Brennkraftmaschine bei ausgefallenem Steuersignal bzw. Stellmotor erlaubt.
Ein Stellglied mit entsprechender Kennlinie im Zusammenhang mit ei¬ nem E-Gas-System ist aus der DE-OS 36 31 283 bekannt.
Fig. 2b zeigt die aus der Kennlinie nach Figur 2a abgeleitete inver¬ se Kennlinie 100', bei der die Ansteuersignalgröße über den von der Regeleinheit 12 ermittelten Vorgabewert V aufgetragen ist. Der inverse Arbeitsast ist dabei ebenfalls durch Steigung S und Achsen¬ abschnitt A' (s. strichliert dargestellte Gerade 101*) charakteri¬ siert. Im Idealfall stimmen die die Kennlinien charakterisieren¬ den Größen bzw. Parameter betragsmäßig überein. Diese Übereinstim¬ mung wird durch die eingangs beschriebenen Einflüße gestört. Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel der Adaptionseinheit 14 dar. Die strichliert dargestellte Einheit 14 hat als Eingangsleitungen die bereits anhand von Fig. 1 beschriebenen Leitungen 27 und 36, auf denen die von der Reglereinheit 12 ermittelten Vorgabewerte V und die ermittelten Ist-Werte Q zugeführt werden.
In einer Vergleichsstelle 150 wird die Differenz zwischen Vorga¬ be- und Istwert gebildet und auf einer Leitung 152 der Differenzwert über einen Schalter 154 an eine Integrationseinheit 156 weiterge¬ führt. Die Schalteinheit 154 wird durch ein über die Leitung 158 zu¬ geführtes, in einer Auswerteeinheit 160 ermitteltes Signal akti¬ viert. Der Auswerteeinheit 160 sind zur Bildung des aktivierenden Signals folgende Eingangsgrößen zugeführt. Von einer Leerlauferken- nungsschaltung 162 wird über die Verbindungsleitung 164 ein den Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine repräsentierendes Signal zu¬ geführt, während von der Meßeinheit 166 ein die Last der Brennkraft¬ maschine repräsentierendes Signal ermittelt und über die Verbin¬ dungsleitung 168, den Schwellwertschalter 170 sowie die Verbindungs¬ leitung 172 an die Auswerteeinheit 160 weitergeleitet wird. Ferner ist eine Ermittlungseinheit 174 für den Startzustand der Brennkraft¬ maschine vorhanden, die über eine Leitung 176 mit der Auswerteein¬ heit 160 als auch mit einer weiteren Schalteinheit 178 verbunden ist. Das von der Ermittlungseinheit 174 erzeugte Signal wird in der Auswerteeinheit 160 negiert verarbeitet.
Ein zweiter Eingang der Integriereinrichtung 156 bildet die Verbin- dungsleitung 180, welche die Integrationseinheit 156 mit der Schalt¬ einheit 178 verbindet. Die Schalteinheit 178 ist ferner über eine Verbindungsleitung 182 mit einem Speicherelement 184 verknüpft, in dem ein Initialisierungswert der Integrationseinheit 156 abgelegt ist. Die Ausgangsleitung 186 der Integrationseinheit 156 ist über einen Begrenzer 188 und eine Einheit zur Batteriespannungskorrektur 190 geführt, die andererseits über eine Leitung 192 mit einer Me߬ einrichtung 194 zur Erfassung eines Batteriespannungswertes verbun¬ den ist. Die Ausgangsleitung 196 der Einheit 190 verbindet die Adaptionseinheit 14 mit der Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 der inversen Stellgliedkennlinie.
Die Adaptionseinheit 14 wird bei schließender Schalteinheit 154 ak¬ tiviert. Die Bedingungen, die zur Aktivierung der Adaption vorliegen müssen, geben die Betriebszustände der Brennkraftmaschine an, wäh¬ rend denen die Adaption durchführbar ist. Die Funktion der Auswerte¬ einheit 160 entspricht daher einer logischen UND-Funktion. Zur Akti¬ vierung der Adaption muß sich die Brennkraftmaschine im stabilen Leerlaufzustand befinden. Dies wird durch die Meßeinheit 162, bei¬ spielsweise durch Erkennen des Schließens des Leerlaufschalters der Drosselklappe und Ablauf einer darauffolgenden, vorgegebenen Zeit¬ dauer, ermittelt.
Ferner wird über die negierte Auswertung des von der Einheit 174 er¬ mittelten Startsignals der Startfall der Brennkraftmaschine ausge¬ schlossen. Während des Starts ist das Signal der den Luftdurchsatz repräsentierenden Größe Q zur Adaption nicht brauchbar.
Eine weitere Bedingung wird durch den SchwellSchalter 170 vorgege¬ ben, wobei das in der Meßeinheit 166 ermittelte Lastsignal unterhalb einer durch den Schwellwertschalter 170 vorgegebenen Lastschwelle liegen muß. Durch diese Maßnahme wird die Adaption auf Betriebsbe¬ reiche mit überkritischen Druckverhältnissen im Ansaugsystem be¬ schränkt. Bei überkritischen Verhältnissen ist die Kennlinie des Stellgliedes unabhängig von der Druckdifferenz zwischen Ansaugdruck und Außendruck. Überkritische Verhältnisse liegen dann vor, wenn das Verhältnis aus Saugrohrdruck und Außendruck kleiner als ein vorgege¬ bener Wert ist. Bei gleichzeitigem Vorliegen aller drei oben genannter Bedingungen aktiviert die Auswerteeinheit 160 über ihre Ausgangsleitung 158 die Adaption durch Schließen der Schalteinheit 154. Damit wird eine An¬ wendung der nachfolgend beschriebenen Vorgehensweise auch für druck- gesteuerte Systeme möglich.
Während des Startvorgangs, was durch die Meßeinrichtung 174 festge¬ stellt wird, ist die Schalteinheit 178 geschlossen, so daß die Inte¬ grationseinheit 156 auf ihren, in dem Speicherelement 184 abgelegten Initialisierungswert gesetzt wird.
Bei aktivierter Adaption wird die aus Vorgabe- und Istwert gebildete Differenz über die Leitung 152 der Integrationseinheit 156 zuge¬ führt. Diese integriert die Differenz, so daß ihr Ausgangssignal auf Leitung 186 ein Maß für die Abweichung zwischen Vorgabe- und Istwert ist. Das Ausgangssignal wird durch die Begrenzungseinheit 188 auf physikalisch sinnvolle Werte begrenzt.
In der Einheit 190 wird eine Korrektur des AusgangsSignals der Inte¬ grationseinheit 156 als Funktion der Batteriespannung über eine batteriespannungsabhängige Kennlinie bzw. einer Verknüpfung mit einem batteriespannungsabhängigen Wert vorgenommen.
Der auf der Ausgangsleitung der Adaptionseinheit 14 anstehende Adap¬ tionswert wird dann, wie nachstehend erläutert, zur Korrektur der inverse Stellerkennlinie in der Speicher- bzw. Berechnungseinheit 16 verarbeitet.
Wie oben erwähnt, besteht die Kennlinie 100 in Fig. 2a aus mehreren Bereichen, wobei ein Bereich geradenformigen Verlaufs oberhalb einer Ansteuersignalgröße tT vorliegt. Der Strom, der in Abhängigkeit des Ansteuersignais *_ die Position des Stellglieds und damit die Größe der zu steuernden Betriebsgröße der Brennkraftmaschine festlegt, ist über den Wicklungswiderstand des Stellgliedantriebs temperaturabhängig. Ferner zeigt er eine Bat¬ teriespannungsabhängigkeit.
Temperatur- und Batteriespannungsänderungen führen somit zu einer Veränderung der Zuordnung Ansteuersignal/Betriebsgröße. Dies bedeu¬ tet, daß der Arbeitsast der Kennlinie 100 bezüglich seiner Steigung wenigstens temperatur- und/oder batteriespannungabhängig ist.
Demgegenüber ist der Achsenabschnitt A der Kennlinie 100 von den oben skizzierten Einflüssen unabhängig. Die Anpassung der Kennlinie an die auf sie infolge der oben beschriebenen Einflüsse wirkenden Veränderungen wird daher durch eine Anpassung der Steigung S des ge¬ radenformigen Teils der Kennlinie mittels Drehung dieses Teils der Kennlinie um den festen, motorspezifischen Achsenabschnitt A (s. Fig. 2a. strichpunktierte Kennlinie 102 bzw, Fig.2b Kennlinie 102 ) vorgenommen.
Der Integrator 156 bzw. sein Ausgangssignal stellen ein Maß für die Veränderung der Kennlinie dar, da sie in Abhängigkeit der aktuellen Veränderung, die aus der Abweichung zwischen Vorgabe- V und Istwert Q abzuleiten sind, im Leerlaufzustand gebildet wurden.
Das gegebenenfalls batteriespannungsabhängig korrigierte, die Infor¬ mation über die auf die Kennlinie einwirkenden Veränderungen tragen¬ de Inte gratorausgangssignal entspricht somit der notwendigen Verän¬ derung der Kennliniensteigung zur Anpassung der Kennlinie an die oben beschriebenen Einflüsse.
Die Kennliniensteigung der inversen Stellgliedkennlinie wird somit in Abhängigkeit des Intergratorausgangssignals korrigiert und die Kennlinie um den festen, motorspezifischen Achsenabschnitt A gedreht. Fig. 4 verdeutlicht die erfindungsgemäße Vorgehensweise, die anhand des Blockschaltbilds von Fig. 3 dargestellt wurde.
Nach Start des Programmteils wird im Schritt 200 überprüft, ob ein Startzustand der Brennkraftmaschine vorliegt. Ist dies der Fall, wird das System gemäß Schritt 202 initialisiert. Die Initialisierung besteht vorzugsweise darin, den Integrator auf seinen Startwert festzulegen. Danach wird der Programmteil beendet und neu gestartet.
Ist in Schritt 200 entschieden worden, daß die Startphase abgelaufen ist, d.h. die Brennkraftmaschine sich außerhalb ihres Startzustandes befindet, wird in Schritt 204 überprüft, ob die Brennkraftmaschine sich in einem stabilen Leerlaufzustand befindet. Ist dies nicht der Fall, so werden die Schritte 200 und 204 solange wiederholt, bis der stabile Leerlaufzustand eingetreten ist.
Im erkannten, stabilen Leerlauffall berechnet die Regeleinheit 12 aus ihren Eingangssignalen den Vorgabewert V für die zu steuernde Betriebsgröße gemäß Schritt 206. In Schritt 208 wird abgefragt, ob die oben genannten Bedingungen zur Durchführung der Kennlinienadap- tion vorliegen. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 210 ge¬ mäß der oben erwähnten Gleichung der inversen Kennlinie die An¬ steuersignalgröße Hs berechnet bzw. bei einer gespeicherten Kenn¬ linie ausgelesen und der Programmteil beendet und neu gestartet.
Sind die Adaptionsbedingungen im Schritt 208 als erfüllt erkannt worden, so wird in Schritt 212 die Differenz aus dem Vorgabe- V und dem gemessenen Istwert Q der zu steuernden Betriebsgröße berechnet.
Danach kann sich eine Abfrage anschließen, mit deren Hilfe überprüft wird, ob sich die Differenz dieser Werte innerhalb eines vorgegebe¬ nen Wertebereichs befindet (Schritt 213). Ist dies der Fall, so wird keine Adaption vorgenommen und mit Schritt 210 fortgesetzt. Diese Maßnahme soll ein Ansprechen der Adaption auf kleine Abweichung und somit ein ständiges Arbeiten der Adaption verhindern.
Schritt 213 kann auch noch eine Abfrage umfassen, die eine zeitliche Konstanz des Differenzwertes überprüft. Um ein fehlerhaftes Anspre¬ chen der Adaption bei kurzfristigen Anderungseinflüssen auf die Stellgliedkennlinie zu vermeiden, kann der Adaption die Bedingung vorausgeschaltet werden, daß die Differenz zwischen Vorgabe- V und Istwert Q eine gewisse Zeit lang konstant sein muß. Im anderen Fall wird dann mit Schritt 210 fortgefahren.
Nach dem nicht notwendigerweise vorhandenen, jedoch vorteilhaften Schritt 213 wird in Schritt 214 die Differenz integriert. Das Inte¬ grationsergebnis wird schließlich in Schritt 216 einer Begrenzung unterworfen, die eine Maximal- bzw. für negative Intergratorwerte Minimalbegrenzung des Interationsergebnisses vornimmt.
Das begrenzte Integrationsergebnis wird gemäß Schritt 218 durch bei¬ spielweise Multiplikation mit einem batteriespannungsabhangigen Wert korrigiert, so daß nach Schritt 218 der Integratorwert ein Maß für die oben beschriebenen, verändernd wirkenden Einflüsse darstellt. Der nach Schritt 218 vorliegende Intergratorwert wird dann als neue Steigung der inversen Kennlinie gemäß Schritt 220 betrachtet.
Danach wird im Schritt 222 die Ausgangssignalgröße £, entsprechend der oben skizzierten Gleichung der inversen Kennlinie aus festem Achsenabschnitt A', d.h.Drehpunkt, und der neu ermittelten Steigung S', die dem mittels der Schritte 214 bis 218 bestimmten Integra¬ tionswert entspricht, berechnet. Bei einer in Tabellenform gespei¬ cherten Kennlinie werden in Schritt 222 die Kennlinienwerte gemäß den neuen Parametern angepaßt und die Ansteuersignalgröße '2 in Ab¬ hängigkeit des Reglerausgangssignals ausgelesen. Danach wird der Programmteil beendet und neu gestartet.
Eine weitere vorteilhafte Anwendung findet der erfindungsgemäße Ge¬ danke bei einer Anpassung des motorspezifischen Achsenabschnitts bzw. Drehpunkt an sich ändernde Leckluftverhältnisse.
Jedes Stellglied besitzt aufgrund von Fertigungstoleranzen der Ein¬ zelbauelemente oder als Folge von Einstellmaßnahmen eine dieses Stellglied charakterisierende Kennlinie. Durch die obenbeschriebene Steigungsadaption durch Drehung um einen stellgliedspezifischen Drehpunkt außerhalb der Kennlinie bzw. des Kennfeldes wird eine An¬ passung der im Rechner gespeicherten zur Bestimmung der Ansteuerrate dienenden Kennlinie in einem Punkt erreicht. Die Steigungsadaption berücksichtigt daher nicht vollständig die stellgliedspezifischen Gegebenheiten. Befindet sich der Betriebspunkt des Stellgliedes bei¬ spielsweise außerhalb des der Steigungsadaption zugrundegelegten Re¬ ferenzpunktes, so kann weiterhin eine Abweichung des tatsächlich eingestellten vom vorgegebenen Betriebspunkt exisitieren. Eine voll¬ ständige Anpassung der gespeicherten Kennlinie an die stellgliedspe¬ zifischen Gegebenheiten wird durch die Langzeitadaption des außer¬ halb der Kennlinie bzw. dem Kennfeld liegenden Drehpunktes in Ver¬ bindung mit einer Steigungsadaption erreicht.
Figur 5 zeigt die aus Figur 2a bekannte Kennlinie eines Leerlauf¬ stellgliedes zur Beeinflussung der Luftzufuhr zu einer Brennkraftma¬ schine. Auf der vertikalen Achse ist dabei die Ansteuergröße, das TastVerhältnis, des Stellgliedes bzw. der durch das Stellglied flie¬ ßende Strom aufgetragen, während die vertikale Achse die eingestell¬ te Luftmenge bzw. -masse beschreibt. Die Kennlinie 100 (durchgezoge¬ ne Linie) wurde in ihrem Arbeitsast für Referenzpunkte _✓ und
Q , durch Drehung um den Drehpunkt A angepaßt, re Bei nicht angepaßter Kennlinie wird im beliebigen Betriebspunkt Δr eine Abweichung der vom Stellglied tatsächlich eingestellten Luft¬ menge bzw. -masse und der aufgrund der gespeicherten Kennlinie vor¬ gegebenen Luftmenge bzw. -masse festgestellt, obwohl die Kennlinie für den Referenzpunkt adaptiert wurde. Zur weiteren Anpassung der Kennlinie unter Adaption des Drehpunktes wird nun wie folgt vorge¬ gangen. Bei festgestellter Abweichung wird der Drehpunkt verändert (neuer Drehpunkt A ). Dies bedeutet eine Parallelverschiebung des Arbeitsastes der Kennlinie im Sinne einer Vergrößerung der Ab¬ weichung (Kennlinie 300). Darauffolgend wird durch die obendarge¬ stellte Adaption der Steigung die Kennlinie an die stellgliedspezi¬ fischen Gegebenheiten am Betriebspunkt C angepaßt (Kennlinie 302). Dadurch wird letztendlich eine Kennlinie abgespeichert, welche die stellgliedspezifischen Gegebenheiten berücksichtigt. Da während der Betriebsdauer des Stellgliedes Veränderungen am Stellglied nicht sehr häufig auftreten, handelt es sich bei der Drehpunktsadaption im Vergleich zur Steigungsadaption um eine Langzeitadaption.
Neben der in Figur 5 dargestellten Drehpunktsadaption im Sinne einer Erhöhung der Luftmenge bzw. -masse kann bei anderen Verhältnissen analog eine Erniedrigung, d. h. eine Verschiebung des Drehpunktes nach unten, vorgesehen sein.
Die oben geschilderten Maßnahmen haben entsprechende Auswirkungen auf die in Figur 2b dargestellte inverse Kennlinie. Ferner gelten die nachfolgenden Ausführungen gleichermaßen für die inverse Kenn¬ linie.
Figur 6 zeigt in Form eines Übersichtsblockschaltbildes ein erstes Ausführungsbeispiel zur Durchführung der Drehpunktsadaption in Ver¬ bindung mit einer Steigungsadaption. Dabei sind die aus Figur 3 bekannten Elemente mit denselben Bezugs¬ zeichen bezeichnet. Bezüglich ihrer Funktionsweise wird auf die Be¬ schreibung zur Figur 3 verwiesen.
Die Adaptionseinheit 14 verfügt in diesem Ausführungsbeispiel zu¬ sätzlich über ein weiteres Schaltelement 400, welches über die Lei¬ tung 401 mit der Leitung 36 verbunden ist. Das Schaltelement 400 ist über eine Verbindungsleitung 402 von Freigabemitteln 404 betätigbar. Eine weitere Leitung 406 verbindet das Schaltelement 400 mit einem Eingang eines Speicherelementes 408. Ein Ausgang des Speicherele¬ ments 408 bildet die Leitung 410, die das Speicherelement 408 mit einem Verknüpfungspunkt 412 verbindet. Der Verknüpfungspunkt 412 weist als zweite Eingangsleitung die Leitung 414 auf, während seine Ausgangsleitung 416 den Verknüpfungspunkt 412 mit einem weiteren Verknüpfungspunkt 418 verbindet. Der Verknüpfungspunkt 418 hat als zweite Eingangsleitung die Leitung 420. Seine Ausgangsleitung 422 verbindet ihn mit einem Berechnungselement 424. Die Leitung 414 bil¬ det eine Ausgangsleitung des Berechnungselements 424, während die Leitung 426 Ausgangsleitung des Berechnungselements 424 und der Adaptionseinheit 14 selbst ist. Die Leitung 420 verbindet ein Schaltelemeht 428 mit dem Verknüpfungspunkt 418. Das andere Ende des Schaltelements 428 ist über eine Leitung 430 mit einer Speicher- und Berechnungseinheit 432 verbunden. Das Schaltelement 428 ist über eine Leitung 434 mit den Freigabemitteln 436 verbunden und von die¬ sen betätigbar. Dem Speicher- und Berechnungselement 432 werden als Eingangsleitungen die Leitung 152, die Leitung 36 und 410 sowie eine Leitung 438 zugeführt, wobei letztere von der Ausgangsleitung 196 der Adaptionseinheit 14 abzweigt.
Der Berechnungseinheit 16 werden die beiden Ausgangsleitungen 426 und 196 der Adaptionseinheit 14 sowie die Leitung 27 zugeführt. In einer ersten Verknüpfungsstelle 440 werden die Leitungen 27 und 426 verknüpft. Die Ausgangsleitung 442 des Verknüpfungselements 440 wird über ein Verknüpfungselement 444 mit der Leitung 196 verbunden. Aus¬ gangsleitung des Verknüpfungselements 444 ist die Ausgangsleitung 28 der Berechnungseinheit 16.
Aus Übersichtlichkeitsgründen wurden in Figur 3 auf die Leitungen verzichtet, die den Freigabemitteln 404 und 436 die entsprechenden Informationen, in deren Abhängigkeit das Schließen bzw. Öffnen der Schaltelemente 400 bzw. 428 vorgenommen wird, verzichtet. Ein Fach¬ mann kann jedoch ohne weiteres aus der nachfolgenden Beschreibung die entsprechenden Zusammenhänge herausarbeiten.
Unterschreitet bei aktiver Steigungsadaption, d. h. geschlossenem Schaltelement 154, die Differenz zwischen Soll- und Istwert der Luftmenge bzw. -masse einen vorbestimmten Wert, so wird vom Frei¬ gabemittel 404 das Schaltelement 400 geschlossen und der aktuelle Istwert der Luftmenge bzw. -masse in die Speichereinheit 408 als Re¬ ferenzwert Q übertragen. Für den gespeicherten Referenzwert ist somit die Kennlinie durch Adaption ihrer Steigung angepaßt.
Die Adaption des Drehpunktes A basiert nun auf folgendem Grundgedan¬ ken. Der vor der Drehpunktsadaption mit Steigungsadaption gespei¬ cherte Referenzwert für die Luftmenge bzw. -masse muß nach Abschluß der Drehpunktadaption mit Steigungsadaption Bestandteil der Kennli¬ nie bleiben. Ferner soll für den neuen Betriebspunkt eine Anpassung der Kennlinie erreicht werden, so daß die tatsächlich zugeführte Luftmenge bzw. -masse der über die adaptierte Kennlinie vorgegebene für Referenzpunkt und Betriebspunkt entspricht.
Die Speicher- und Berechnungseinheit 432 bestimmt auf der Basis des Referenzpunktes und des gemessenen Istwerts der Luftmenge bzw. -masse die Steigung einer neuen Kennlinie, die sowohl Referenzpunkt als auch neuen Betriebspunkt umfaßt. Die Berechnung der Steigung er¬ folgt mit der bekannten Kennliniengleichung auf der Basis der auf der Leitung 154 zugeführten Soll- Istwertdifferenz der Luftmenge bzw. -masse, der Abweichung des über die Leitung 36 zugeführten Me߬ wertes der Luftmenge bzw. -masse von über die Leitung 410 zugeführ¬ ten Referenzwerts und der über die Leitung 438 zugeführten bestehen¬ der Steigung der Kennlinie ("Steigungsdreieck") . Aus der berechneten neuen und der bekannten alten Steigung ermittelt die Speicher- und Berechnungseinheit die relative Steigungsanderung ((Steigung neu - Steigung alt)/Steigung neu).
Auf der Basis einer Kennliniengleichung mit veränderten Steigung und Drehpunkt, die die obengenannten Forderung erfüllt und Referenzpunkt und Meßpunkt umfaßt, wird unter Auswertung der relativen Steigungs¬ änderung der neue Drehpunkt berechnet. Die Drehpunktsänderung ergibt sich dabei aus der Summe des Referenzpunktwertes und des Wertes des bisherigen Drehpunkts, multipliziert mit der relativen Steigungs¬ änderung.
Liegen die zur Durchführung der Drehpunktsadaption vorgegebenen Be¬ dingungen vor, schließt das Freigabemittel 334 das Schaltelement 428. Eine Drehpunktsadaption wird in einem Zeitfenster nach Schließen des LeerlaufSchalters durchgeführt, wobei die untere Zeit¬ schwelle derart gewählt ist, daß bei druckgesteuerten Systemen ein Verfälschen des Luftmengen- bzw. massenmeßwertes durch ein noch ge¬ fülltes Saugrohr verhindert wird und der maximale Wert des Zeitfen¬ sters so gewählt ist, daß der zuvor gelernte Referenzpunkt seine Gültigkeit behält. Ferner muß vor Schließen des Schaltelements 428, z.B. eine gewisse Zeit vor Aktivierung der Drehpunktadaption, eine erfolgreiche Steigungsadaption abgeschlossen worden sein, so daß der gelernte Referenzwert eine Grundlage für die weitere Berechnung bil¬ den kann. Ferner muß der aktuelle Luftmengen- bzw. -massenwert we¬ sentlich größer als der gespeicherte Referenzwert sein, um durch ei¬ ne genügend große Differenz eine ausreichende Meßgenauigkeit sicher¬ zustellen. Alternativ kann bei Vorliegen der Schubbedingungen (ge- schlossener LeerlaufSchalter, erhöhte Drehzahl) und der obengenann¬ ten Bedingungen eine Drehpunktsadaption in ausgewählten Betriebs¬ punkten vorgenommen werden.
Bei geschlossenem Schaltelement 428 integriert die Berechnungsein¬ heit 424, die auf den Leitungen 426 bzw. 414 ein Maß für den Dreh¬ punkt abgibt, das in der Verknüpfungsstelle 418 gebildete Produkt aus relativer Steigungsänderung während der Steigungsadaption und der Summe aus Referenzluftmengen- bzw. -massenwert und aktuell vor¬ liegendem Drehpunkt, d.h. der wie oben dargestellt berechneten not¬ wendigen Drehpunktänderung.
Nachfolgend wird durch die beschriebene Steigungsadaption die neue Steigung eingestellt.
In der Berechnungseinheit 16 wird die obengenannte Stellgliedkennli- niengleichung durch Addition des vom Regler über die Leitung 27 vor¬ gegebenen Sollwerts und des über die Leitung 426 abgegebenen Dreh¬ punkts sowie durch anschließende Multiplikation dieser Summe mit der auf der Leitung 196 zugeführten Steigung der Kennlinie. Auf der Lei¬ tung 28 gibt die Berechnungseinheit 16 dann ein zur Einstellung des Sollwertes dienendes Ansteuersignal aus.
Figur 7 zeigt anhand eines Flußdiagramms eine weitere Ausführungs¬ form des erfindungsge äßen Gedankens in Form einer Skizze eines Rechnerprogramms. Diese Ausführungsform ist bezüglich ihrer Einfach¬ heit vorteilhaft.
Figur 7 zeigt Elemente, welche bereits aus Figur 4 bekannt sind. Diese tragen dieselben Bezugszeichen und erfüllen dieselbe Funktion. Bezüglich ihrer Funktionsweise wird daher auf die Beschreibung zu Figur 4 verwiesen. Nach Start des Programmteils und Abarbeitung der Schritte 200 bis 220 wird in einem Schritt 500 abgefragt, ob die vorstehend genannten Bedingungen zur Durchführung der Drehpunktadaption vorliegen. Dabei wurde bei erfolgreich abgeschlossener Steigungsadaption bei einer Nein-Entscheidung im Schritt 213 der Referenzwert abgespeichert. Die Bedingungen zur Durchführung der Drehpunktsadaption werden bei¬ spielsweise anhand mitlaufender Zähler und gesetzten Marken über¬ prüft. Liegen die Bedingungen zur Durchführung der Drehpunktsadap¬ tion nicht vor, so wird nach dem Abfrageschritt 500 der Schritt 502 ausgeführt, bei dem des Ansteuersignalgröße auf der Basis der be¬ rechneten Steigungs- und Drehpunktswerten über die inverse Kennlinie berechnet. Liegen gemäß Schritt 500 die Bedingungen zur Durchführung der Drehpunktsadaption vor, so wird im Abfrageschritt 504 überprüft, ob zum vorliegenden Betriebspunkt eine Differenz zwischen Soll- und Istwert der Luftmenge bzw.- masse, welche größer als ein vorgegebe¬ ner Wert £ ist, vorhanden ist. Ist dies nicht der Fall, folgt Schritt 502, im gegenteiligen Fall, bei vorhandener Abweichung, wird im Schritt 506 ein Integrator, in welchem ein Maß für die Verände¬ rung des Drehpunktes abgespeichert ist, um einen vorgegebenen Wert verändert. Die Veränderung des Integratorstandes erfolgt dabei ab¬ hängig vom Vorzeichen der Abweichung, kann in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel abhängig von der Größe dieser Abweichung gewählt werden. Dabei ist zu beachten, daß der der Drehpunkt immer derart verändert wird, daß eine Kennlinienverschiebung im Sinne einer Er¬ höhung der Abweichung die Folge ist. D.h. daß der Integratorstand erhöht wird, wenn die Abweichung zwischen Soll- undlstwert positiv ist. Dadurch entsteht zunächst eine größere Abweichung, die jedoch nachfolgend durch Steigungsadaption verringert wird. Im Schritt 508 wird schließlich der zur Berechnung der Ansteuersignalgröße benutzte Drehpunktwert auf den Stand des Integrators gesetzt. Danach wird ge¬ mäß Schritt 502 die Ansteuersignalgröße berechnet und ausgegeben. Da der Drehpunkt ein Maß für die der Brennkraftmaschine zufließenden Leckluftmenge ist, lassen sich aus dem gespeicherten gelernten Dreh¬ punkt zu Diagnosezwecken Werte über diese Leckluftmenge ableiten.
Neben den beiden geschilderten Ausführungsbeispielen sind auch vor¬ teilhafte Adaptionsverfahren vorstellbar, die beide Ausführungs¬ formen kombiniert verwenden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, über wenigstens ein Übertragungsglied, das den Zusammenhang zwischen Ein- und Ausgangs¬ größe in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes festlegt, wie über ein elektrisch betätigbares, diese Betriebsgröße mittel- oder unmittelbar beeinflussendes und von der Steuerung und/oder Regelung angesteuerten Stellelements, das den Zusammenhang zwischen Ansteuer- größe und Betriebsgröße oder einer diese Betriebsgröße beeinflus¬ sende Größe in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes festlegt und eine Anpassung der Steuerung und/oder Regelung an sich verän¬ dernde Betriebsumstände durchgeführt wird, indem die Kennlinie oder das Kennfeld durch Adaption an die sich verändernde Betriebsumstände angepaßt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Adaption derart vorgenommen wird, daß wenigtens ein Bereich der Kennlinie oder des Kennfeldes um einen vorgegebenen, brennkraft- maschinenspezifischen, außerhalb der Kennlinie oder des Kennfeldes liegenden Punkt gedreht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt (A) durch den fiktiven Wert der Betriebsgröße für die Eingangs- bzw. Ansteuergröße Null bestimmt wird, auf der Basis des wenigstens einen Bereichs der Kennlinie bzw. des Kennfeldes.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Übertragungsglied ein Stellelement ist, wel¬ ches die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflußt und vorzugs¬ weise bei einer Leerlaufdrehzahlregelung eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Kennlinie bzw. die sie repräsentierende Be¬ rechnungsvorschrift durch wenigstens einen Parameter, insbesondere durch Steigung und/oder Achsenabschnitt, charakterisiert ist und daß diese in wenigstens einem Bereich geradenformigen Verlauf aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Adap¬ tion der Kennlinie durch Veränderung des wenigstens einen, die Kenn¬ linie charakterisierenden Parameters in Abhängigkeit von der gemes¬ senen, von dem Stellelement beeinflußten Größe und einem von der Steuerung und/oder Regelung vorgegebenen, diese Größe repräsen¬ tierenden Wert vorgenommenen wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß dieser Parameter die Steigung der Kennlinie in wenigstens einem Bereich der Kennlinie ist und diese abhängig von der Differenz zwischen gemessenem und vorgegebenem Wert eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Adaption nur außerhalb des Startfalls der Brennkraftmaschine in der Leerlaufbetriebsphase der Brennkraft¬ maschine vorgenommen wird, wenn die Last der Brennkraftmaschine ei¬ nen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der wenigstens eine, die Kennlinie charakterisie¬ render Parameter abhängig von der Batteriespannung korrigiert wird.
9. Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem Übertra¬ gungsglied, welches den Zusammenhang zwischen seiner Ein- und Aus¬ gangsgröße in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes festlegt, wie ein elektrisch betätigbares, die Betriebsgröße mittel- oder un¬ mittelbar beeinflussendes und von der Steuerung und/oder Regelung angesteuertes Stellelement, das den Zusammenhang zwischen Ansteuer- große und Betriebsgröße oder einer diese Betriebsgröße beeinflus¬ sende Größe in Form einer Kennlinie oder Kennfeld festlegt und einer Adaptionseinheit, die eine Anpassung der Steuerung und/oder Regelung an sich verändernde Betriebsumstände vornimmt, indem die Kennlinie oder das Kennfeld durch Adaption an die sich verändernde Betriebsum¬ stände angepaßt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel vorhanden sind, die die Adaption derart vornehmen, daß wenig¬ stens ein Bereich der Kennlinie oder des Kennfeldes um einen vorge¬ gebenen, brennkraftmaschinenspezifischen, außerhalb der Kennlinie liegenden Punkt gedreht wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt (A) durch den fiktiven Wert der Betriebsgröße für die An- steuergröße Null bestimmt wird, auf der Basis des wenigstens einen Bereichs der Kennlinie bzw. des Kennfeldes.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Adaptionseinheit Mittel umfaßt, die abhängig von der Abweichung der gemessenen, von dem Stellelement beeinflußten Be¬ triebsgröße der Brennkraftmaschine und der von der Steuerung und/oder Regelung vorgegebenem Wert der Betriebsgröße ein die Kenn¬ linie charakterisierenden Parameter, insbesondere die Steigung, ver¬ ändert.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die Adaptionseinheit in vorgegebenen Betriebszuständen aktivieren.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Adaptionseinheit Mittel umfaßt, die die Steigung in Abhängigkeit der Batteriespannung korrigieren.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Adaptionseinheit intergrierende Elemente umfaßt, die die Abweichung zwischen gemessenem und vorgegebenem Wert verar¬ beiten und wenigstens einen Parameter abhängig von dieser Abweichung beeinflussen.
15. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, über wenigstens ein Übertragungsglied, das den Zusammenhang zwischen Ein- und Ausgangs¬ größe in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes festlegt, wie über ein elektrisch betätigbares, diese Betriebsgröße mittel- oder unmittelbar beeinflussendes und von der Steuerung und/oder Regelung angesteuerten Stellelements, das den Zusammenhang zwischen Ansteuer- größe und Betriebsgröße oder einer diese Betriebsgröße beeinflus¬ sende Größe in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes festlegt und eine Anpassung der Steuerung und/oder Regelung an sich verän¬ dernde Betriebsumstände durchgeführt wird, indem die Kennlinie oder das Kennfeld durch Adaption an die sich verändernde Betriebsumstände angepaßt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Adaption derart vorgenommen wird, daß wenigtens ein Bereich der Kennlinie oder des Kennfeldes um einen vorgegebenen, Stell¬ glied- bzw. brennkraftmaschinenspezifischen, außerhalb der Kennlinie oder des Kennfeldes liegenden Punkt gedreht wird und dieser Dreh¬ punkt im Rahmen einer Langzeitadaption anpaßbar ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß aus¬ gehend von einem durch Steigungsadaption angepaßten Referenzpunkt in einem anderen Betriebspunkt Drehpunkt und Steigung derart verändert werden, daß sowohl Referenzpunkt als auch Betriebspunkt auf einer Kennlinie liegen.
17. Verfahren nach Anspruch 15 und/oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehpunktsadaption nur in einer vorgegebenen Zeitspanne nach Eintritt des Leerlaufzustandes durchgeführt wird, wenn die Stei¬ gungsadaption vor einer gewissen Zeit erfolgreich war und die ak¬ tuelle Luftmenge bzw. -masse größer als die Luftmenge bzw. -masse im Referenzpunkt ist.
18. Verfahren nach Anspruch 15, 16 und/oder 17, dadurch gekennzeich¬ net, daß bei Vorliegen der Bedingungen zur Durchführung der Dreh¬ punktsadaption und einer Abweichung des tatsächlichen vom vorgegebe¬ nen Lastsignalwert im einem Betriebspunkt ein den Drehpunkt repräsentierender Wert im Sinne einer Vergrößerung der Abweichung verändert wird und nachfolgend die Steigungsadaption wirksam ist.
19. Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem Übertra¬ gungsglied, welches den Zusammenhang zwischen seiner Ein- und Aus¬ gangsgröße in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes festlegt, wie ein elektrisch betätigbares, die Betriebsgröße mittel- oder un¬ mittelbar beeinflussendes und von der Steuerung und/oder Regelung angesteuertes Stellelement, das den Zusammenhang zwischen Ansteuer- größe und Betriebsgröße oder einer diese Betriebsgröße beeinflus¬ sende Größe in Form einer Kennlinie oder Kennfeld festlegt und einer Adaptionseinheit, die eine Anpassung der Steuerung und/oder Regelung an sich verändernde Betriebsumstände vornimmt, indem die Kennlinie oder das Kennfeld durch Adaption an die sich verändernde Betriebsum¬ stände angepaßt wird. dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel vorhanden sind, die die Adaption derart vornehmen, daß wenig¬ stens ein Bereich der Kennlinie oder des Kennfeldes um einen vorge¬ gebenen, Stellglied- bzw. brennkraftmaschinenspezifischen, außerhalb der Kennlinie liegenden Punkt gedreht wird und dieser Punkt im Rahmen einer Langzeitadaption angepaßt wird.
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