WO2008068177A1 - Verfahren zur adaption eines widerstandsbeiwertes eines mengenstellventils - Google Patents

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WO2008068177A1
WO2008068177A1 PCT/EP2007/062957 EP2007062957W WO2008068177A1 WO 2008068177 A1 WO2008068177 A1 WO 2008068177A1 EP 2007062957 W EP2007062957 W EP 2007062957W WO 2008068177 A1 WO2008068177 A1 WO 2008068177A1
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control
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Christoph FÖRSTER
Matthias Wiese
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Continental Automotive Gmbh
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    • F02D41/1402—Adaptive control

Definitions

  • the invention relates to a control method and a corresponding control device for controlling an actuator in an injection system for an internal combustion engine according to the independent claims.
  • VCV volume flow control valve
  • volume Control Valve is arranged, which passes depending on its control a certain volume of fuel flow.
  • the control of the volume flow control valve is conventionally via an output stage by a pulse width modulated voltage signal, the duty cycle is varied depending on the desired degree of opening of the flow control valve.
  • the electrical current flowing through the volume flow control valve for example, is measured at the end of each period of the pulse width modulated control signal, which represents the opening degree of the volume flow control valve.
  • the duty cycle of the pulse width modulated control signal is then varied within the scope of a control in order to set the desired opening degree of the volume flow control valve.
  • a problem in the conventional control of a volume flow control valve described above is the fact that the resistance of the system for controlling the flow control valve can fluctuate due to temperature. Of the Regulator must then compensate for such fluctuations in the resistance value by a relatively strong controller output signal, which requires a strong readjustment of the occurring during operation temperature-induced variations in resistance.
  • the invention is therefore based on the object to improve the conventional control of a volume flow control valve described above accordingly.
  • the regulator only has to output a controller output signal which is as small as possible, even in the case of temperature-induced fluctuations in the resistance, in order to compensate for the temperature-induced fluctuations of the resistance value.
  • the actuator is preferably a volumetric flow control valve in an injection system for an internal combustion engine, while the controlled variable is preferably the electric current flowing through the volumetric flow control valve, which represents the opening degree of the volumetric flow control valve with its time average.
  • a determination of an actual value of the controlled variable i. a current measurement.
  • the current measurement can be carried out, for example, by an analog / digital converter which measures the electrical voltage which drops above a resistor connected in series with the volumetric flow control valve and is therefore directly proportional to the electric current flowing through the volumetric flow control valve.
  • a determination of a desired-actual deviation between the predetermined desired value and the determined actual value of the controlled variable takes place.
  • the actuator is then controlled with a pre-controlled and controlled manipulated variable, which may be, for example, a pulse width modulated control signal whose duty cycle can be varied to set the desired value.
  • the invention thus provides, on the one hand, a precontrol which sets the manipulated variable without feedback in accordance with a predefined pilot control behavior as a function of the setpoint value.
  • the regulation according to the invention for setting the desired value provides for regulation of the manipulated variable by a regulator output variable which is determined according to a predetermined control behavior as a function of the feedback actual-actual deviation.
  • the invention additionally provides that a parameter (for example the temperature-dependent resistance) of the injection system is determined as a function of the controller output variable.
  • a parameter for example the temperature-dependent resistance
  • the invention is based on the technical knowledge that the controller output, i. normally the current correction, in steady-state operation is dependent on the change in the electrical resistance in the system for controlling the volume flow control valve, so that the current correction allows a conclusion on the resistance change and thus on the temperature.
  • the determined parameter (for example temperature) can be transmitted, for example, to the electronic engine control unit (ECU: E_lectronic control unit), which takes into account the temperature during the control of the injection system.
  • ECU E_lectronic control unit
  • the determined parameter (eg temperature) of the injection system is used to adjust the pilot control behavior in dependence on the determined parameter.
  • the pilot control behavior is adjusted in dependence on the determined parameter such that the controller output variable is minimized.
  • this change is therefore taken into account in the pilot control, so that the controller only has to generate a small controller output signal and beyond can be optimized for dynamic changes.
  • the determined parameter may, for example, be a physical quantity of the injection system, such as the resistance in the system for controlling the actuator.
  • the temperature can then be calculated from the resistance if the temperature dependence of the resistance is assumed to be known.
  • the determination of the characteristic of interest (e.g., temperature) of the injection system is preferably in a static or steady state operation of the injection system, i. if a temporally constant desired value is specified.
  • control of the manipulated variable is preferably carried out with an integral component, wherein the parameter of interest is determined as a function of the integral component.
  • the integral component of the controller output signal is then preferably multiplied by the pilot-controlled manipulated variable, in order then to drive the actuator.
  • control of the manipulated variable preferably also takes place with a proportional component, which is contained in the controller output signal.
  • the proportional component is preferably taken into account in the context of the regulation according to the invention by the proportional component being added to the predetermined nominal value, so that the sum of these two signals then enters into the precontrol.
  • the actuator is preferably a volume flow control valve in an injection system for an internal combustion engine.
  • the control according to the invention is also suitable for controlling other actuators (eg valves) in an injection system for an internal combustion engine.
  • Figure 1 is a simplified circuit diagram for controlling a
  • FIG. 2 is a control engineering equivalent circuit diagram of the controller
  • FIG. 3 shows the control method according to the invention in the form of a flow chart.
  • circuit diagram in Figure 1 shows a much simplified circuit for controlling a volume flow control valve VCV in an injection system for an internal combustion engine, the circuit diagram is only to illustrate the inventive control and therefore greatly simplified for clarity.
  • the volume flow control valve VCV is connected on its voltage side with a battery voltage VB, which is provided by the electrical system of a motor vehicle and, for example, may have a voltage of + 12V.
  • the volume flow control valve VCV On its ground side, however, the volume flow control valve VCV is connected to ground GND via an output stage T, which is shown only schematically here, and a resistor R connected in series with the output stage T. Parallel to the volume flow control valve VCV a so-called free-wheeling diode D is connected, which is known per se from the prior art.
  • the output stage T is driven by a controller C with a pulse-width-modulated control signal PWM, the output stage T being low-active, i. the output stage T switches through when the control signal PWM assumes a low level, whereas the output stage T blocks when the pulse width modulated control signal PWM has a high level.
  • the controller C assumes a desired value O, SOLL for the opening degree of the volume flow control valve VCV, wherein the target value O, SOLL can be provided by an electronic engine control unit ECU (Electronic Control Unit) of the injection system.
  • ECU Electronic Control Unit
  • controller C returns a temperature value T to the electronic engine control ECU, and the temperature value T in the electronic engine control unit ECU is evaluated.
  • controller C is connected to a connection point between the output stage T and the resistor R and therefore measures the voltage across the resistor R dropping electrical voltage U (I), which is directly proportional to the current flowing through the volume flow control valve VCV electric current I.
  • the controller C On the input side, the controller C has an allocation unit 1, which assigns a corresponding setpoint value I SOLL for the electric current I flowing through the volume flow control valve VCV to the desired value O SOLL for the opening degree of the volume flow control valve VCV specified by the engine control ECU.
  • the allocation unit 1 On the output side, the allocation unit 1 is connected via an adder 2 to a precontrol 3, wherein the precontrol 3 determines a pilot-controlled manipulated variable PWM as a function of the setpoint value I SOLL , which is a pulse-width-modulated control signal whose duty cycle for setting the desired target value I SOLL can be varied.
  • the pilot control 3 is connected via a multiplier 4 to the output stage T, which alternately turns on and off the current through the volume flow control valve VCV.
  • the controller C has a measuring element 5 which measures an actual value I actual of the electrical current I flowing through the volume flow control valve VCV and supplies the measured actual value I actual to a subtractor 6.
  • the subtracter 6 calculates from the predetermined desired value I SOLL and the measured actual value I IST a desired-actual deviation ⁇ l, which is supplied to a controller 7.
  • the controller 7 is used for readjusting the manipulated variable PWM 'in response to the target-actual deviation .DELTA.l and generates as a controller output signal for this purpose a proportional component and an integral component.
  • the proportional component of the controller output signal of the controller 7 is supplied to the adder 2, which adds the proportional component to the predetermined desired value I SOLL and calculates a readjusted desired value I ' SOLL , which is then fed to the pilot control 3.
  • the integral part of the controller output signal of the controller 7 is, however, supplied to the multiplier 4, which multiplies the integral component with the pilot-controlled manipulated variable PWM 'and generates a corresponding readjusted manipulated variable PWM, which then serves to control the output stage.
  • the integral part of the controller output signal of the controller 7 is in steady state operation, a temperature-induced deviation of the resistance R and is therefore an evaluation unit 8 which calculates a temperature value T according to the known temperature dependence of the resistance R.
  • the evaluation unit 8 is connected on the one hand to the electronic engine control ECU, which takes into account the determined temperature value T in the further control of the injection system.
  • the evaluation unit 8 is connected on the output side to an adaptation unit 9, which adapts the pilot control behavior of the pilot control 3 as a function of the temperature value T.
  • the adaptation unit 9 adjusts the pilot control behavior of the pilot control 3 in steady-state operation such that the controller output signal of the controller 7 is minimized, so that the controller 7 does not have to compensate for temperature-induced fluctuations in the resistance R during operation or only to a small degree.
  • a desired value I SOLL for the electric current I is first predetermined, which flows through the volume flow control valve VCV and reproduces the opening degree of the volume flow control valve VCV with its temporal mean value.
  • a pre-control of the manipulated variable PWM then takes place in accordance with the predetermined pilot control behavior as a function of the setpoint value I SOLL -
  • an actual value Ii ST of the electrical current I flowing through the volume flow control valve VCV is then measured.
  • the target actual deviation ⁇ I between the predefined desired value I SOLL and the measured actual value Ii ST is then measured in a step S4.
  • a controller output variable having a proportional component and an integral component is then determined in accordance with a predetermined control behavior as a function of the nominal-actual deviation .DELTA.l.
  • the integral component then serves in a step S6 for the readjustment of the manipulated variable PWM by the pre-controlled value PWM 'of the manipulated variable is multiplied by the integral component.
  • the proportional component of the controller output variable is also used in a step S7 for readjusting the manipulated variable PWM by adding the proportional component before the precontrol to the predetermined desired value I SOLL of the electrical current I flowing through the volume flow control valve VCV.
  • control according to the invention provides in a step S8 that the resistance R is calculated from the integral component of the controller output variable.
  • step S9 the temperature T is then measured on the basis of the known temperature dependence of the resistance R.
  • step S10 an adaptation of the pilot control behavior then takes place as a function of the temperature-dependent resistance R.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Regelverfahren bzw. eine Regeleinrichtung zur Ansteuerung eines Stellglieds (VCV) in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit den folgenden Schritten: Vorgabe eines Soll-Werts (I<SUB>SOLL</SUB>) für eine Regelgröße (I) des Stellglieds (VCV); Ermittlung eines Ist-Werts (I<SUB>IST</SUB>) der Regelgröße (I); Ermittlung einer Soll-Ist- Abweichung (?I) zwischen dem Soll-Wert (I<SUB>SOLL</SUB>) und dem Ist- Wert (I<SUB>IST</SUB>) der Regelgröße (I); Vorsteuerung einer Stellgröße (PWM) entsprechend einem vorgegebenen Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von dem Soll-Wert (I<SUB>SOLL</SUB>); Regelung der Stellgröße (PWM) durch eine Reglerausgangsgröße entsprechend einem vorgegebenen Regelverhalten in Abhängigkeit von der rückgekoppelten Soll-Ist-Abweichung (?I); Ansteuerung des Stellglieds (VCV) mit der vorgesteuerten und geregelten Stellgröße (PWM); sowie Ermittlung einer Kenngröße (T) der Einspritzanlage in Abhängigkeit von der Reglerausgangsgröße.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Adaption eines Widerstandsbeiwertes eines Men- genstellventils
Die Erfindung betrifft ein Regelverfahren und eine entsprechende Regeleinrichtung zur Ansteuerung eines Stellglieds in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.
Moderne Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen weisen in der Regel einen Hochdruckkraftstoffkreislauf auf, über den die Einspritzventile der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff versorgt werden, wobei in dem Hoch- druckkraftstoffkreislauf ein Volumenstromregelventil (VCV:
Volume Control Valve) angeordnet ist, das in Abhängigkeit von seiner Ansteuerung einen bestimmten Kraftstoffvolumenstrom durchlässt. Die Ansteuerung des Volumenstromregelventils erfolgt herkömmlicherweise über eine Endstufe durch ein puls- weitenmoduliertes Spannungssignal, dessen Tastverhältnis in Abhängigkeit von dem gewünschten Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils variiert wird. Zur Regelung der Ansteuerung des Volumenstromregelventils wird beispielsweise am Ende jeder Periodendauer des pulsweitenmodulierten Steuersignals der durch das Volumenstromregelventil fließende elektrische Strom gemessen, der den Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils wiedergibt. In Abhängigkeit von dem so ermittelten Ist-Wert des durch das Volumenstromregelventil fließenden Stroms bzw. des entsprechenden Öffnungsgrads des Volumenstromregelventils wird dann im Rahmen einer Regelung das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Steuersignals verändert, um den gewünschten Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils einzustellen .
Problematisch bei der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Regelung eines Volumenstromregelventils ist die Tatsache, dass der Widerstandswert des Systems zur Ansteuerung des Volumenstromregelventils temperaturbedingt schwanken kann. Der Regler muss dann derartige Schwankungen des Widerstandswerts durch ein relativ starkes Reglerausgangssignal kompensieren, was bei den im Betrieb auftretenden temperaturbedingten Schwankungen des Widerstands ein starkes Nachregeln erfordert .
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebene herkömmliche Regelung eines Volumenstromregelventils entsprechend zu verbessern. Vorzugsweise soll hierbei erreicht werden, dass der Regler auch bei temperaturbedingten Schwankungen des Widerstands nur ein möglichst kleines Reglerausgangssignal ausgeben muss, um die temperaturbedingten Schwankungen des Widerstandswerts zu kompensieren .
Vorzugsweise erfolgt im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung zunächst eine Vorgabe eines Soll-Werts für eine Regelgröße des Stellglieds. Bei dem Stellglied handelt es sich vorzugsweise um ein Volumenstromregelventil in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, während die Regelgröße vorzugsweise der durch das Volumenstromregelventil fließende elektrische Strom ist, der mit seinem zeitlichen Mittelwert den Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils wiedergibt.
Weiterhin erfolgt im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung vorzugsweise eine Ermittlung eines Ist-Werts der Regelgröße, d.h. eine Strommessung. Die Strommessung kann beispielsweise durch einen Analog/Digital-Wandler erfolgen, der die elektrische Spannung misst, die über einem mit dem Volumenstromregelventil in Reihe geschalteten Widerstand abfällt und deshalb direkt proportional zu dem durch das Volumenstromregelventil fließenden elektrischen Strom ist.
Darüber hinaus erfolgt im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung eine Ermittlung einer Soll-Ist-Abweichung zwischen dem vorgegebenen Soll-Wert und dem ermittelten Ist-Wert der Regelgröße . Im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung wird das Stellglied dann mit einer vorgesteuerten und geregelten Stellgröße angesteuert, wobei es sich beispielsweise um ein pulsweitenmodu- liertes Steuersignal handeln kann, dessen Tastverhältnis zur Einstellung des gewünschten Soll-Werts variiert werden kann.
Zur Einstellung des gewünschten Soll-Werts der Regelgröße sieht die Erfindung also zum Einen eine Vorsteuerung vor, welche die Stellgröße ohne eine Rückkopplung entsprechend einem vorgegebenen Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von dem Soll-Wert einstellt.
Zum Anderen sieht die erfindungsgemäße Regelung zur Einstellung des Soll-Werts eine Regelung der Stellgröße durch eine Reglerausgangsgröße vor, die entsprechend einem vorgegebenen Regelverhalten in Abhängigkeit von der rückgekoppelten SoIl- Ist-Abweichung bestimmt wird.
Die Erfindung sieht zusätzlich vor, dass in Abhängigkeit von der Reglerausgangsgröße eine Kenngröße (z.B. der temperaturabhängige Widerstand) der Einspritzanlage ermittelt wird. Die Erfindung geht hierbei von der technischen Erkenntnis aus, dass die Reglerausgangsgröße, d.h. normalerweise die Stromkorrektur, im stationären Betrieb von der Änderung des elektrischen Widerstands in dem System zur Ansteuerung des Volumenstromregelventils abhängig ist, so dass die Stromkorrektur einen Rückschluss auf die Widerstandsänderung und damit auf die Temperatur zulässt.
Die ermittelte Kenngröße (z.B. Temperatur) kann beispielsweise an die elektronische Motorsteuerung (ECU: E_lectronic Control Unit) übermittelt werden, welche die Temperatur bei der Ansteuerung der Einspritzanlage berücksichtigt.
Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die ermittelte Kenngröße (z.B. Temperatur) der Einspritzanlage herangezogen wird, um das Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von der ermittelten Kenngröße einzustellen. Vorzugsweise wird das Vorsteuerverhalten hierbei in Abhängigkeit von der ermittelten Kenngröße so eingestellt, dass die Reglerausgangsgröße minimiert wird. Bei einer temperaturbedingten Änderung des Widerstands in dem System zur Ansteuerung des Volumenstromregelventils wird diese Änderung also im Rahmen der Vorsteuerung berücksichtigt, so dass der Regler nur ein kleines Reglerausgangssignal erzeugen muss und darüber hinaus auf dynamische Änderungen optimiert werden kann.
Bei der ermittelten Kenngröße kann es sich beispielsweise um eine physikalische Größe der Einspritzanlage handeln, wie beispielsweise um den Widerstand in dem System zur Ansteuerung des Stellglieds. Aus dem Widerstand kann dann die Temperatur berechnet werden, wenn man die Temperaturabhängigkeit des Widerstands als bekannt voraussetzt.
Die Bestimmung der interessierenden Kenngröße (z.B. Temperatur) der Einspritzanlage erfolgt vorzugsweise in einem statischen oder stationären Betriebszustand der Einspritzanlage, d.h. wenn ein zeitlich konstanter Soll-Wert vorgegeben wird.
Im Rahmen der Erfindung erfolgt die Regelung der Stellgröße vorzugsweise mit einem Integralanteil, wobei die interessierende Kenngröße in Abhängigkeit von dem Integralanteil ermittelt wird.
Der Integralanteil des Reglerausgangssignals wird dann vorzugsweise mit der vorgesteuerten Stellgröße multipliziert, um anschließend das Stellglied anzusteuern.
Darüber hinaus erfolgt die Regelung der Stellgröße vorzugsweise auch mit einem Proportionalanteil, der in dem Reglerausgangssignal enthalten ist. Der Proportionalanteil wird vorzugsweise im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung berücksichtigt, indem der Proportionalanteil zu dem vorgegebenen Soll-Wert addiert wird, so dass dann die Summe dieser beiden Signale in die Vorsteuerung eingeht. Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass das Stellglied im Rahmen der Erfindung vorzugsweise ein Volumenstromregelventil in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine ist. Die erfindungsgemäße Regelung eignet sich jedoch auch zur Ansteuerung anderer Stellglieder (z.B. Ventile) in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein vereinfachtes Schaltbild zur Ansteuerung eines
Volumenstromregelventils in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine,
Figur 2 ein regelungstechnisches Ersatzschaltbild des Reglers sowie
Figur 3 das erfindungsgemäße Regelverfahren in Form eines Flussdiagramms .
Das Schaltbild in Figur 1 zeigt einen stark vereinfachten Schaltkreis zur Ansteuerung eines Volumenstromregelventils VCV in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, wobei das Schaltbild nur zur Illustration der erfindungsgemäßen Regelung dient und deshalb aus Übersichtlichkeitsgründen stark vereinfacht ist.
Das Volumenstromregelventil VCV ist auf seiner Spannungsseite mit einer Batteriespannung VB verbunden, die durch das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird und beispielsweise eine Spannung von +12V aufweisen kann.
Auf seiner Masseseite ist das Volumenstromregelventil VCV dagegen über eine hier nur schematisch dargestellte Endstufe T und einen in Reihe mit der Endstufe T geschalteten Widerstand R mit Masse GND verbunden. Parallel zu dem Volumenstromregelventil VCV ist eine sogenannte Free-Wheeling-Diode D geschaltet, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Endstufe T wird durch einen Regler C mit einem pulswei- tenmodulierten Steuersignal PWM angesteuert, wobei die Endstufe T low-aktiv ist, d.h. die Endstufe T schaltet durch, wenn das Steuersignal PWM einen Low-Pegel annimmt, wohingegen die Endstufe T sperrt, wenn das pulsweitenmodulierte Steuersignal PWM einen High-Pegel aufweist.
Eingangsseitig nimmt der Regler C einen Soll-Wert O,SOLL für den Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils VCV auf, wobei der Soll-Wert O,SOLL durch eine elektronische Motorsteuerung ECU (Electronic Control Unit) der Einspritzanlage bereitgestellt werden kann.
Darüber hinaus liefert der Regler C einen Temperaturwert T an die elektronische Motorsteuerung ECU zurück, wobei der Temperaturwert T in der elektronischen Motorsteuerung ECU ausgewertet wird.
Weiterhin ist der Regler C mit einem Verbindungspunkt zwischen der Endstufe T und dem Widerstand R verbunden und misst deshalb die über dem Widerstand R abfallende elektrische Spannung U(I), die direkt proportional zu dem durch das Volumenstromregelventil VCV fließenden elektrischen Strom I ist.
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf Figur 2 der Aufbau des Reglers C beschrieben.
Eingangsseitig weist der Regler C eine Zuordnungseinheit 1 auf, die dem von der Motorsteuerung ECU vorgegebenen Soll- Wert O-SOLL für den Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils VCV einen entsprechenden Soll-Wert ISOLL für den durch das Volumenstromregelventil VCV fließenden elektrischen Strom I zuordnet . Ausgangsseitig ist die Zuordnungseinheit 1 über einen Addierer 2 mit einer Vorsteuerung 3 verbunden, wobei die Vorsteuerung 3 in Abhängigkeit von dem Soll-Wert ISOLL eine vorgesteuerte Stellgröße PWM bestimmt, wobei es sich um ein pulswei- tenmoduliertes Steuersignal handelt, dessen Tastverhältnis zur Einstellung des gewünschten Soll-Werts ISOLL variiert werden kann.
Ausgangsseitig ist die Vorsteuerung 3 über einen Multiplizierer 4 mit der Endstufe T verbunden, die den Strom durch das Volumenstromregelventil VCV abwechselnd anschaltet und abschaltet .
Weiterhin weist der Regler C ein Messglied 5 auf, das einen Ist-Wert IIST des durch das Volumenstromregelventil VCV fließenden elektrischen Stroms I misst und den gemessenen Ist- Wert IIST einem Subtrahierer 6 zuführt. Der Subtrahierer 6 berechnet aus dem vorgegebenen Soll-Wert ISOLL und dem gemessenen Ist-Wert IIST eine Soll-Ist-Abweichung Δl, die einem Regler 7 zugeführt wird. Der Regler 7 dient zur Nachregelung der Stellgröße PWM' in Abhängigkeit von der Soll-Ist-Abweichung Δl und erzeugt als Reglerausgangssignal hierzu einen Proportionalanteil und einen Integralanteil.
Der Proportionalanteil des Reglerausgangssignals des Reglers 7 wird dem Addierer 2 zugeführt, der den Proportionalanteil zu dem vorgegebenen Soll-Wert ISOLL addiert und einen nachgeregelten Soll-Wert I' SOLL berechnet, der dann der Vorsteuerung 3 zugeführt wird.
Der Integralanteil des Reglerausgangssignals des Reglers 7 wird dagegen dem Multiplizierer 4 zugeführt, der den Integralanteil mit der vorgesteuerten Stellgröße PWM' multipliziert und eine entsprechend nachgeregelte Stellgröße PWM erzeugt, die dann zur Ansteuerung der Endstufe dient. Der Integralanteil des Reglerausgangssignals des Reglers 7 gibt im stationären Betrieb eine temperaturbedingte Abweichung des Widerstands R wieder und wird deshalb einer Auswertungseinheit 8 zugeführt, die entsprechend der bekannten Temperaturabhängigkeit des Widerstands R einen Temperaturwert T berechnet .
Ausgangsseitig ist die Auswertungseinheit 8 zum Einen mit der elektronischen Motorsteuerung ECU verbunden, welche den ermittelten Temperaturwert T bei der weiteren Ansteuerung der Einspritzanlage berücksichtigt.
Zum Anderen ist die Auswertungseinheit 8 ausgangsseitig mit einer Adaptionseinheit 9 verbunden, die das Vorsteuerverhalten der Vorsteuerung 3 in Abhängigkeit von dem Temperaturwert T adaptiert. Die Adaptionseinheit 9 stellt das Vorsteuerverhalten der Vorsteuerung 3 hierbei im stationären Betrieb so ein, dass das Reglerausgangssignal des Reglers 7 minimiert wird, so dass der Regler 7 im laufenden Betrieb temperaturbedingte Schwankungen des Widerstands R nicht oder nur in geringem Maße ausregeln muss.
Im Folgenden wird nun das erfindungsgemäße Regelverfahren unter Bezugnahme auf das in Figur 3 dargestellte Flussdiagramm beschrieben .
In einem ersten Schritt Sl wird zunächst ein Soll-Wert ISOLL für den elektrischen Strom I vorgegeben, der durch das Volumenstromregelventil VCV fließt und der mit seinem zeitlichen Mittelwert den Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils VCV wiedergibt .
In einem weiteren Schritt S2 erfolgt dann eine Vorsteuerung der Stellgröße PWM entsprechend dem vorgegebenen Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von dem Soll-Wert ISOLL- In einem weiteren Schritt S3 wird dann ein Ist-Wert IiST des durch das Volumenstromregelventil VCV fließenden elektrischen Stroms I gemessen.
Während des erfindungsgemäßen Regelverfahrens wird dann in einem Schritt S4 die Soll-Ist-Abweichung Δl zwischen dem vorgegebenen Soll-Wert ISOLL und dem gemessenen Ist-Wert IiST gemessen .
In einem weiteren Schritt S5 wird dann entsprechend einem vorgegebenen Regelverhalten in Abhängigkeit von der Soll-Ist- Abweichung Δl eine Reglerausgangsgröße mit einem Proportionalanteil und einem Integralanteil bestimmt.
Der Integralanteil dient dann in einem Schritt S6 zur Nachregelung der Stellgröße PWM, indem der vorgesteuerte Wert PWM' der Stellgröße mit dem Integralanteil multipliziert wird.
Der Proportionalanteil der Reglerausgangsgröße dient in einem Schritt S7 ebenfalls zur Nachregelung der Stellgröße PWM, indem der Proportionalanteil vor der Vorsteuerung zu dem vorgegebenen Soll-Wert ISOLL des durch das Volumenstromregelventil VCV fließenden elektrischen Stroms I addiert wird.
Darüber hinaus sieht die erfindungsgemäße Regelung in einem Schritt S8 vor, dass aus dem Integralanteil der Reglerausgangsgröße der Widerstand R berechnet wird.
In einem weiteren Schritt S9 wird dann anhand der bekannten Temperaturabhängigkeit des Widerstands R die Temperatur T gemessen .
In einem Schritt SlO erfolgt dann eine Adaption des Vorsteuerverhaltens in Abhängigkeit von dem temperaturabhängigen Widerstand R.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.
Bezugszeichenliste :
1 Zuordnungseinheit
2 Addierer
3 Vorsteuerung
4 Multiplizierer
5 Messglied
6 Subtrahierer
7 Regler
8 Auswertungseinheit
9 Adaptionseinheit
CX-SOLL Soll-Wert des Öffnungsgrads des VCV
C Regler
D Free-Wheeling-Diode
ECU MotorSteuerung
GND Masse
I Strom durch das VCV
IIST Ist-Wert des Stroms durch das VCV
I SOLL Soll-Wert des Stroms durch das VCV
PWM Pulsweitenmodulierte Stellgröße
R Widerstand
Sl-SlO Verfahrensschritte
T Temperatur
U Spannung über dem Widerstand R
VB BatterieSpannung
VCV Volumenstromregelventil

Claims

Patentansprüche
1. Regelverfahren zur Ansteuerung eines Stellglieds in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit den fol¬ genden Schritten: a) Vorgabe eines Soll-Werts (ISOLL) für eine Regelgröße (I) des Stellglieds (VCV) , b) Ermittlung eines Ist-Werts (IIST) der Regelgröße (I), c) Ermittlung einer Soll-Ist-Abweichung (Δl) zwischen dem Soll-Wert (ISOLL) und dem Ist-Wert (IIST) der Regelgröße
(D, d) Vorsteuerung einer Stellgröße (PWM) entsprechend einem vorgegebenen Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von dem Soll-Wert (ISOLL) , e) Regelung der Stellgröße (PWM) durch eine Reglerausgangs¬ größe entsprechend einem vorgegebenen Regelverhalten in Abhängigkeit von der rückgekoppelten Soll-Ist-Abweichung
(ΔI), f) Ansteuerung des Stellglieds (VCV) mit der vorgesteuerten und geregelten Stellgröße (PWM), g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgenden Schritt: g) Ermittlung einer Kenngröße (T) der Einspritzanlage in Abhängigkeit von der Reglerausgangsgröße.
2. Regelverfahren nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgenden Schritt:
Einstellung des Vorsteuerverhaltens in Abhängigkeit von der ermittelten Kenngröße (T) .
3. Regelverfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von der ermittelten Kenngröße (T) so eingestellt wird, dass die Reglerausgangsgröße minimiert wird.
4. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die ermittelte Kenngröße (T) der Einspritzanlage eine physikalische Größe darstellt.
5. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die ermittelte Kenngröße (T) der Einspritzanlage ein Temperaturwert oder ein Widerstandswert (R) ist.
6. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Kenngröße (T) der Einspritzanlage in einem stationären Betriebszustand ermittelt wird.
7. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Regelung der Stellgröße (PWM) mit einem Integralanteil (I-Anteil) erfolgt, wobei die Kenngröße (T) in Abhängigkeit von dem Integralanteil (I-Anteil) ermittelt wird.
8. Regelverfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die vorgesteuerte Stellgröße (PWM) mit dem Integralanteil (I- Anteil) des Reglerausgangssignals multipliziert wird.
9. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Regelung der Stellgröße (PWM) mit einem Proportionalanteil (P-Anteil) erfolgt.
10. Regelverfahren nach Anspruch 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Schritte: a) Berechnung einer Summe (I 'SOLL) aus dem vorgegebenen
Soll-Wert (ISOLL) und dem Proportionalanteil (P-Anteil) des Reglerausgangssignals, b) Vorsteuerung der Stellgröße (PWM) in Abhängigkeit von der Summe (I 'SOLL) des Soll-Werts (ISOLL) und des Propor¬ tionalanteils (P-Anteil) .
11. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Stellglied (VCV) ein Ventil, insbesondere ein Volumen¬ stromregelventil, in einer Einspritzanlage für eine Brenn¬ kraftmaschine ist.
12. Regeleinrichtung (C) zur Regelung eines Stellglieds (VCV) in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit a) einer Vorsteuerung (3) zur Ansteuerung des Stellglieds
(VCV) mit einer Stellgröße (PWM) entsprechend einem vor¬ gegebenen Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Soll-Wert (ISOLL) für eine Regelgröße (I) des Stellglieds (VCV) , und b) einem Regler (7) zur Nachregelung der Stellgröße (PWM) mit einer Reglerausgangsgröße (P-Anteil, I-Anteil) ent¬ sprechend einem vorgegebenen Regelverhalten in Abhängigkeit von einer rückgekoppelten Soll-Ist-Abweichung (Δl), g e k e n n z e i c h n e t d u r c h c) eine Auswertungseinheit (8), die in Abhängigkeit von der Reglerausgangsgröße (I-Anteil) eine Kenngröße (T) der Einspritzanlage ermittelt.
13. Regeleinrichtung nach Anspruch 12, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Adaptionseinheit (9) zur Adaption des Vorsteuerverhaltens in Abhängigkeit von der ermittelten Kenngröße (T) der Einspritzanlage .
14. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Regler (7) eine Reglerausgangsgröße mit einem Integralanteil (I-Anteil) ausgibt.
15. Regeleinrichtung nach Anspruch 14, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Multiplizierer (4), der die vorgesteuerte Stellgröße (PWM') mit dem Integralanteil (I-Anteil) des Reglerausgangssignals multipliziert.
16. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Regler (7) eine Reglerausgangsgröße mit einem Proportionalanteil (P-Anteil) ausgibt.
17. Regeleinrichtung nach Anspruch 16, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Addierer (2), der den Soll-Wert (ISOLL) für die Regelgröße (I) vor der Vorsteuerung mit dem Proportionalanteil (P- Anteil) des Reglerausgangssignals multipliziert.
18. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Stellglied (VCV) ein Ventil, insbesondere ein Volumenstromregelventil, in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine ist.
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