PROCESS AND APPARATUS FOR ADAPTING THE OPERATION CHARACTERISTIC OF AN ACTUATING ROD

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

Description: Verfahren und Vorrichtung zur Adaption eines Stellglied-Kennlinienverlaufs Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs bzw. des ersten Vorrichtungsanspruchs..Auf vielen Gebieten der Technik ist es üblich, bestimmte Grössen, Werte oder Positionen durch Regelung oder Steuerung zu bestimmen, indem einem beliebigen Stellglied eine Ubli- cherweise elektrische, einen bestimmten Funktionsverlauf aufweisende Grösse von einem Regler zugeführt wird, der bestimmte Eingangssignale aus der Reglerstrecke verarbeitet und auch das durch die Stellglied Verstellung erzielte Ergebnis in sein Ansteuerverhalten einbezieht. Ergeben sich in der Gesamtkonzeption einer Steuerung oder Regelung dann schon Stör- oder sonstige unerwünschte Einflussgrössen, die ausschliesslich auf das 3tellgliedverhalten zurückzuführen sind, mit anderen iorten, dass das Stellglied in seinem Kennlinienverlauf sicht nur ausschliesslich dem ihm jeweils zugeführten Sollwert folgt, dann können erhebliche Abweichungen nvon den eingestellten Werten auftreten, die bei Rege lunge je nach den auftretenden Zeitkonstanten auch zu einem Uberschwingen führen können oder dazu, dass die 3Regelung einfach zu langsam wird. Nie Erfindung eignet sich in ihrer Anwendung grundsätz lich zur Adaption beliebiger Stellglied-Rennlinienver- läufe, wird im folgenden aber für ein bevorzugtes Aus Sünrungsbeispiel angewendet auf das Stellgliedverhalten çei der Leerlauf-Füllungsregelung (LFR) für eine Brenn ,kraftmaschine und genauer erläutert, da sich hier auchein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die vorliegende erfindung ergibt. 50 ist es bekannt, die Regelung der Leerlaufdrehzahl bei einer Brennkraftmaschine in der Weise durchzufühen, dass einem Leerlaufdrehzahlregler bestimmte Angaben Eber den momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine zugeführt werden, beispielsweise Druck im Ansaugrohr, Istdrehzahl, eine gewünschte Solldrehzahl ür den Leerlauffall und sonstige, peripher verwertbare Betriebszustandangaben, wie Drosselklappenstellung, Postition eines Bypassventils, an welchem die Leerlauf Füllungsregelung insbesondere angreift und/oder, auch anstelle des Drucks im Ansaugrohr, Angaben über die angesaugte Luftmenge oder Luftmasse Aus diesen GröBen kann der teerlaufdrehzahlregler eine elektrische Stellgrösse als Sollwert, beispiels weise ein Luftmengensignal Qsoll oder ein Luftmassensignal mSOll ermitteln und einem Leerlaufsteller (LL Steller) zuführen, der den Luftmassensollwert beispielsweise in einen öffnungsquerschnitt (des weiter vorn schon erwähnten Ventils im Bypass) umwandelt. - Gerade bei der Leerlauf-Füllungsregelung (TFR) einer Brennkraftmaschine müssen aber besondere Bedingungen einbezogen werden, beispielsweise möglichst geringer Kraftstoffverbrauch und die Ronstanthaltung einer minimalen Leerlaufdrehzahl auch bei plötzlichen Lastwechseln. Leerlaufdrehzahlregler sind daher bekannt (DE-OS 30 39 435) und so ausgelegt, dass Abweichungen von einer gewunschten Solldrehzahl aufgefangen und klein gehalten werden. Problematisch ist hier jedoch der Umstand, dass Drehzahlschwankungen letztendlich Reaktionen der Brennkraftmaschine auf äussere Einflüsse sind und entsprechende Drezahlsignale das letzte Glied in der Regel.ungskette bilden, so dass zwangsläufig eine gewisse Zeitdauer zwischen einer auf die Brennkraftmaschine ausgeübten Wirkung bis zum Auftreten der Reaktion der 3rennkraftmaschine verstreicht. Es besteht daher bei im Leerlauf extrem niedrig laufenden Brennkraftmaschinen mindestens die Gefahr eines unruhigen Rundlaufs und letztlich die Möglichkeit, dass die Brennkraftmaschine stehen bleibt, wenn schnell hohe Verbraucher, wie beispielsweise Klimaanlage und dergleichen zugeschaltet werden. Diese Problematik wird noch durch das Verhalten des Leerlaufstellers selbst vergrössert, da die Stellerkennlinie eine erhebliche Abhängigkeit tber der jeweiligen Temperatur und der Betriebsspannung der Brennkraftmaschine zeigt, die ebenfalls erheblich schwanken kann. Leerlaufsteller arbeiten üblicherweise bei der Verstellung des öffnungsquer- schnitts, über welchen der Brennkraftmaschine die erforderliche Luftmenge zugeführt wird, als elektromagnetische Wandler und können in diesem Fall als Einwicklungsdrehsteller (EWD) ausgebildet sein oder als Magnetteil für eine Ventilbetätigung. Bei kaltem Learlaufsteller nimmt die Wicklung des Stellers bei einem gegebenen Arbeitstastverhältnis einen grösseren Strom auf; es ergibt sich ein grösserer Ausschlag und eine entsprechende Fehlanpassung. thnliche negative Verhältnisse ergeben sich bei erheblichen Batteriespannungsschwankungen, wie dies bei Brennkraftmaschinen sehr häufig auftritt. Um daher im Stellerbereich eine möglichst geringe Fehlanpassung zu haben, muss der Leerlauf steIler, um-die Umwandlung der ihm zugeführten elektrischen Stellgrösse in den Üffnungsquerschnitt korrekt durchzuführen, aufwendig konstruiert sein und eine möglichst genau reproduzierbare Kennlinie aufweisen. Aber auch bei soweit wie möglich einwandfrei reagierendem Leerlaufsteller bleiben nicht vermeidbare Abhängigkeiten, beispielsweise an der Drosselklappe in der Leerlaufposition vorbeiströmende Leckluftmengen, eine Höhenabhängigkeit des vom Leerlaufsteller ausgegebenen öffnungsquerschnitts u. dgl. Eine der Aufgaben vorliegender Erfindung besteht daher darin, eine Einrichtung zur Adaption einer Stellglied Kennlinien zu schaffen, die die Bedingung erfüllt, dass die dem Stellglied zugeführte Ansteuersollgrösse im wesentlichen gleich ist der durch die Wirkung des Stellglieds unter Einbeziehung von Randeinflüssen sich ergebenden Istgrösse, angewendet auf den Leerlaufsteller bei einer Leerlaufstellerkennlinie also, dass die Luft mengen- oder Luftmassen-Sollgrösse am Ausgang des Leerlaufdrehzahlreglers im wesentlichen gleich ist der der Brennkraftmaschine zugeführten oder von ihm angesaugten Luftmenge oder Luftmasse. Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemässe Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs bzw. die erfindungsgemässe Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Vorrichtungsanspruchs haben demgegenüber den Vorteil, dass die Adaption an die (sich gegebenenfalls unter bestimmten Einflussgrössen verändernde) Kennlinie des Stellglieds sowie die Einbeziehung und insofern auch Ausregelung sonstiger Störgrössen so erfolgt, dass sich eine effektive Unabhängigkeit von der Stellerkennlinie ergibt, so dass es auch nicht mehr erforderlich ist, das jeweils verwendete Stellglied, angewendet auf die Leerlauf-Füllungsregelung, also den Leerlaufsteller, besonders aufwendig zu konstruieren. Durch die Erfindung ist es möglich, mit einfacheren Stellerausführungen zu arbeiten, wobei sich bei einer Luftmassenmessung eine vollständige Unabhängigkeit von der Höhe ergibt, auf welcher sich die Brennkraftmaschine jeweils befindet und bei der tuftmengenmessung jedenfalls die Abhängigkeit von der Höhe drastisch verringert ist. Die Erfindung sichert ferner eine Unabhängigkeit von der Leckluft, so dass Motoreinstellungen nicht mehr erforderlich sind und ausserdem ergeben sich durch die er findungsgemässe, während des gesamten Regelbetriebs erfolgende Adaption keine Beeinflussungen der eigentlichen Leerlauf-Füllungsregelung. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die MOglichkeit der Verringerung der Iterationsschritte und somit eine schnellere Adaption dadurch, dass bei einer Steigungsadaption gleichzeitig nach einer Rechenvorschrift auch der Offsetintegrator nachgezogen wird, so dass die Drehung der Kennlinie um den letzten Ar beitscwnkt eines gespeicherten Luftmengenistwerts, der beim vorherigen Öffnen der Drosselklappe abgespeichert worden ist, erfolgt und nicht um einen weiter weg liegenden Bezugswert. Ferner können Fehladaptionen, die unter Umständen durch eine merzfach hintereinander erfolgende Steigungsadaption erfolgen können, dadurch vermieden werden1 dass nach einer Steigungsadaption zunächst immer eine erfolgreiche Offsetadaption erst stattfinden muss, bevor eine neue Steigungsadaptionfreigegeben wird. Dabei läuft im ubrgen der Offsetintegrator grundsätzlich immer dann, ist also freigegeben, wenn die Drosselklappe geschlossen ist, der Steigungsintegrator nicht läuft und eine vorgegebene Sperrzeit abgelaufen ist. Der Steigungsintegrator wird im übrigen nur dann sinnvoll freigegeben, wenn der aktuelle Luftmengenistwert grösser als der beim Öffnen der Drosselklappe abgespeicherte Wert zuzüglich einer festlegbaren Luftmenge ist. Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigen Fig. 1 in Form eines Blockschaltbilds eine Leerlauf-Füllungsregelung mit Leerlaufdrehzahlregler und von diesem angesteuertem Leerlaufsteller und entsprechend einem Merkmal vorliegender Erfindung zwischengeschaltete Kennlinienadaptions Block, Fig. 2 ebenfalls vorwiegend in Form eines Blockschaltbildes die Vorrichtung zur Kennlinienadap- tion in grösserem Detail und Fig. 3 in Form eines Diagramms die Stellerkennlinie Luftmenge oder Luftmasse über der elektrischen Stellgrösse T und die Auswirkungen der erfindungsgemässen Adaption auf den Verlauf der Kennlinie. Beschreibung der Ausführungsbeispiele Bevor auf die Erfindung im folgenden eingegangen wird, wird ausdrücklich darauf hingewiesem, dass das in der Zeichnung dargestellte, die Erfindung anhand diskreter Schaltstufen angebende Blockschaltbild die Erfindung nicht beschränkt, sondern insbesondere dazu dient, die funktionellen Grundwirkungen der Erfindung zu veranschaulichen und spezielle Funktionsabläufe in einer möglichen Realisierungsform anzugeben. Es versteht sich, dass die einzelnen Bausteine und Blöcke in analoger, digitaler oder auch hybrider Technik aufgebaut sein können, oder auch, ganz oder teilweise zusammengefasst, entsprechende Bereiche von programmgesteuerten digitalen Systemen, beispielsweise also Mikroprozessoren, Mikrorechner, digitale oder analoge Logikschal tungen ut dgl. umfassen können. Die im folgenden angegebene Beschreibung des bevorzugten Ausfffhrungsbeispiels der Erfindung ist daher bezüglich des funktionellen Gesamt- und Zeitablaufs, der durch die jeweils besprochene Blöcke erzielte Wirkungsweise und bezüglich des jeweiligen Zusammenwirkens der durch die einzelnen Kom- ponenten dargestellten Teilfunktionen zu werten, wobei die Hinweise auf die einzelnen Schaltungsblöcke lediglich aus Gründen eines besseren Verständnisses erfolgen. Die folgenden Erläuterungen beziehen sich speziell auf das Anwendungsbeispiel der Erfindung auf die Optimierung der Leerlauf-Füllungsregelung (LFR) bei einer Brennkraftmaschine (Otto-Motor) derart, dass die von einem Leerlaufdrehzahlregler ausgegebene Soll-Luftmenge Qsoll über eine Stellerkennlinienadaption und den Leerlaufsteller in ein rist umgesetzt wird, wobei gelten soll, dass Qsoll g QIST' Entsprechend einem Grundgedanken vorliegender Erfindung erfolgt die Adaption an die dann in dem jeweiligen Zeitpunkt gerade vorliegende Kennlinie des Leerlaufstellers und die Leckluft nach einer bestimmten Strategie, die ein additives und/oder multiplikatives Eingreifen in die vom (Leerlaufdrehzahl)-Regler ausgegebene Sollgrösse zum Ziel hat. Auf diese Weise wird die sonst notwendige und übliche Grundeinstellung der Leckluft mit einem Zusatzbypass eliminiert (auch über der Lebensdauer). In Figur 1 ist der Leerlaufdrehzablregler mit 10 und das von ihm über das System zur Kennlinienadaption 71 angesteuerte Stellglied als Leerlaufsteller mit 12 bezeichnet. Der Leerlaufsteller wirkt im vorliegenden Anwendungsfall auf den Öffnungsquerschnitt im Saugrohr. einer Brennkraftmaschine 13 ein, insbesondere durch entsprechende Vergrösserung oder Verkleinerung eines Bypassquerschnitts oder auch durch motorische Verstellung der Drosselklappe. Dabei setzt sich die Luft, die die Brennkraftmaschine 13 letzt- endlich erhält, zusammen aus der Luft durch den Steller bzw. aus der Luft, die der Steller aufgrund seiner Ansteuerung durchlässt, und einer beispielsweise über die Drosselklappe strömende Leckluft-Restmenge. Durch die erfindungsgemässe Kennlinienadaption im Block 11 wird die vom Leerlaufdrehzahlregler 10 ausgegebene Solluftmenge QS oder mSOll so in eine elektrische Stellgrösse # umgewandelt, dass mit dem Leerlaufsteller 12 eine Luftmenge (Qder Luftmasse) eingestellt wird, die zusammen mit der Leckluft die gewünschte angesaugte Luftmenge t (oder Luftmasse mIst) ergibt. Die Adaption erfolgt dabei langsam nach Überprüfung von Betriebszuständen. In dem in Fig. 1 gezeigten Drehzahl-Regelkreis stellt der Block 11 - Adaption und Steller ein Proportional glied mit Verstärkung 1 dar und hat damit keinen Einfluss auf die Stabilität. Das Steuergerät bildet die inverse Stellerkennlinie :0+m T m Q nach (s. Fig. 3). Um die Kennlinienadaption durchzuführen, sind zwei Integratoren I1 fur den Kennlinienoffset oder die Fusspunktverschiebung der Kennlinie und I2 für die Kennliniensteigung vorgesehen, wobei die jeweiligen Integratoren immer nur dann laufen, wenn durch bestimmte Betriebsbedingungen der jeweils von ihnen bewirkte Eingriff in die Kennlinienadaption freigegeben werden kann; daher sind jedem Integrator Freigabe glieder zugeordnet, dem Offset-Integrator 11 ein Freigabeglied FG1 und dem Steigungs-Integrator I2 ein Freigabe glied FG2. Dementsprechend erfolgt der Eingriff des Steigungs-Integrators I2 auf die vom Leerlaufdrehzahlregler 10 ausgegebene Sollgrösse multiplikativ über einen Multiplizierer M mit einem vorgegebenen Multiplizie rfaktor, wEhrend die Offset-Korrektur vom Ausgang des Integrators I1 additiv an einem Summationspunkt S1 erfolgt. Beide Integratoren I1 und I2 werden von einem zweiten Summations- oder Vergleichspunkt 52 ein Luftmengendifferenzsignal GQ zugeführt, welches der Abweichung der Sollgrösse (Solluftmenge Soll oder Solluftmasse msoll) von der Istgrösse (Luftmenge QIst oder Luftmasse m¯st) entspricht. Die Angabe QIst kann von einem Luftmengenmesser im Ansaugrohr abgeleitet oder auf sonstige, für sich gesehen bekannte Weise gewonnen sein. Man kann daher die gewünschte Beziehung 0Ist = Qsoll (oder auch bezogen auf die Luftmasse, was im folgenden nicht mehr weiter wiederholt wird) durch Verändern von zwei Parametern erzielen, nämlich durch Variation des Offsets R1 und durch Variation der Steigung K2. Um bestimmte Kennlinienanfangswerte sicherzustellen, sind den Integratoren 11 und I2 jeweils noch Summationspunkte 53 und S4 nachgeschaltet, denen Anfangswerte KlO für den Offset und K20 für die Steigung zugeführt werden. Wesentlich ist, dass die Adaption an die gerade vorliegende Kennlinie des Leerlaufstellers und die Leckluft nach folgender Strategie erfolgt: Der Integrator I1 für den Offset oder die Fusspunktverschiebung der Kennlinie läuft nur, wenn die Drosselklappe länger als eine vorgegebene Zeit T1 = f(n) geschlossen ist und die Drehzahl r. des Motors sich in einem bestimmten Bereich, nämlich im Leerlaufbereich befindet. Dementsprechend ist das Freigabeglied FG1 für den Integrator 11 so ausgebildet, dass ihm ein Dros selklappensignal DK und der Istwert der Brennkraftmaschinendrehzahl n zugeführt ist und nur bei Vorliegen dieser beiden Bedingungen der Offset-Integrator 11 freigegeben ist und läuft. Für den Eingriff durch den Integrator I2, der multiplikativ eine Kennlinienverdrehung (Steigungsänderung) betrifft und daher erheblich stärker auf die elektrische Ausgangsstellgrösse T als Eingangssignal für den Leerlauf steller einwirkt, gilt, dass dieser Integrator nur dann freigegeben ist, wenn die Drosselklappe eine vorgegebene Zeitspanne T2, die beispielsweise 100 ms betragen kann, geschlossen ist, wobei für T2 die folgende Beziehung gilt T2 < t < T1 = f(n) wodurch es möglich ist, ein Uberschwingverhalten und eine entsprechende Fehlereinführung des Luftmengenmessers auszublenden, und ferner Qsoll grösser ist als der letzte Wert Qsoll vor dem öffnen der Drosselklappe. Das heisst, dass der momentane Adaptions-Arbeitspunkt für den Integrator I2 auf der Kennlinie über dem Adaptions-Arbeitspunkt liegen muss, der durch den Eingriff des Offset-Integrators I1 erreicht worden ist. Betrachtet man den in Fig. 3 dargestellten Verlauf der Stellerkennlinie Q = f(t, der von der Batteriespannung, der Wichtungste mperatur, Differenzdruck, Leckluft u. dgl. abhängt, wobei der in der Zeichenebene linke, schraffierte Kennlinienknickverlauf lediglich der Vollständigkeit halber bei einem Leerlaufsteller angegeben ist und als Notlaufkennlinie durch die erfindungsgemässen Massnahmen auch nicht beeinfluss wird, dann erkennt man bei zunächst die Modellkennlinie im Ausgangszustand, bei O2 die Kennlinie nach Adaption Offset und bei ) nach Adaption Steigung: identisch mit der tatsächlichen Stellerkennlinie. Als erster Adaptionsschritt erfolgt dann die Arbeitspunktverlagerung durch Offset, wie durch den Pfeil A angegeben; es ist offensichtlich, dass der zweite Schritt des multiplikativell Steigungseingriffs pfeil B) nicht in einem Arbeitspunkt realisiert werden darf, der unterhalb des Offset-Arbeitspunkts liegt, da sich in diesem Fall eine umgekehrte, also gerade nicht gewünschte Wirkung ergibt. Die Steigungsadaption erfolgt immer in Arbeitspunkten oberhalb des Offset-Arbeitspunktes. Dementsprechend sind die Bedingungen für den Freigabeblock FG2 des Steigungsintegrators I2 ergänzend so ausgelegt, dass die Steigung nur adaptiert wird bei Luftmengendurchsätzen, die grösser sind als beispielsweise ein minimaler Luftmengendurchsatz, wie er sich für den eindeutigen Leerlauffall ergibt Bevorzugt wird zur Gewinnung dieser Bedingungen daher so vorgegangen, dass im Moment des Öffnens der DrosseLklappe die momentanen QSoll- oder m Soll -Werte abgespeichert werden, wozu ein Speicherblock SB vorgesehen ist, demein Drossel klappensignal DK und der Q5011-Wert zugeführt wird; diese Abspeicherung entspricht dann dem letzteren Arbeitspunkt, an welchem durch den Offset-Integrator 11 adaptiert worden ist. Zur Freigabe der Steigungsadaption wird dann jeweils überprüft, ob der jetzt angeforderte Luftmengenwert (QSoll; m; ll) grösser ist als der jeweils zuletzt abgespeicherte Wert und erst dann kann die Freigabe erfolgen; der die beiden Sollwerte vergleichende Block ist in Fig. 2 mit VG bezeichnet. Diese Bedingung kann hilfsweise auch durch die Uberle- gung ersetzt werden, dass eine Steigungsadaption immer dann freigegeben werden kann, wenn die momentane Drehzahl sich oberhalb einer gewissen Drehzahl befindet, also beispielsweise die folgende Bedingung erfüllt ist n > nLL + 500 min 1, weil angenommen werden kann, dass bei höherer Drehzahl auch ein Arbeitspunkt auf der Rennlinie eingenommen wird, der über dem Leerlaufpunkt liegt, so dass man sich auf dem richtigen Kennlinienabschnitt befindet. Ein solcher Fall einer erhöhten Drehzahl tritt beispielsweise nach einem Gasstoss oder im Schub auf. Es muss aber erwähnt werden, dass diese Uberlegung nur hilfsweise gelten sollte und die Speicherung der Sollwerte vor dem öffnen der Drosselklappe unbedingten Vorzug hat. Auf einen Umstand ist noch einzugehen. Noch vor dem Multiplizierer M ist ein weiterer Summationspunkt 54 vorgesehen, an welchem von der Sollgrösse Q5011 eine Luftmenge QO abgezogen wird. Diese Massnahme dient der Optimierung des Arbeitsbereiches. Dabei sollte der Wert von QO nicht grösser sein als die minimal auftretende Solluftmenge soll so dass die zum Multiplizierer M gelangende Grösse nach dem Summationspunkt S4 vorzugsweise immer grösser als 0 ist. Durch diese Addition mit einem negativen Wert von QO gelingt es, den Drehpunkt der Kurve oder Kennlinie möglichst nahe an den Arbeitspunkt zu legen. Geht man von einem wünschenswerten Idealfall aus, in welchem der zugeführt te QO-Wert genau auf dem Arbeitspunkt liegt, dann ge lingt es nämlich, mit nur lediglich einem Iterationsschritt, nämlich einmal Offset-Einstellung und einmal Steigungs-Rinstellung, die Kurve zu adaptieren und darzustellen. Aber auch wenn der Drehpunkt durch die Abweichung des QO-Wertes vom direkten Arbeitspunkt tiefer liegt, kommt man doch insgesamt mit weniger Iterationsschritten aus. Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung zur Verbesserung der Adaption des Stellglied-Rennlinienverlaufs dahingehend, dass eine Verringerung der Iterationsschritte und somit eine schnellere-Adaption erreicht bzw. auch Fehladaptionen in der weise vermieden werden können, dass nicht beispielsweise mehrmals hintereinander die Steigung adap tiert wird, ohne dass zwischenzeitlich eine Offset Adaption stattfindet, besteht ferner noch darin, dass: der Offset-Integrator I1 immer dann läuft, also freigegeben ist, wenn die Drosselklappe geschlossen ist, wenn der Steigungsintegrator I2 nicht läuft und die Sperrzeit T2 abgelaufen ist; dass der Steigungsintegrator I2 nur dann läuft, wenn Qist ¯ Q5p 0sp + Q ist, wobei Q5p der beim Off- nen der Drosselklappe jeweils abgespeicherte Wert und AQ eine festlegbare Luftmenge ist; dass nach einer Steigungsadaption zunächst eine er folgreiche Offset-Adastion stattfinden muss, d.h. Qsoll = Qist' bevor eine neue Steigungsadaption stattfinden kann; und dass ferner bei einer Steigungsadaption gleich zeitig nach einer bestimmten Rechenvorschrift auch der Offset-Integrator zl nachgezogen wird, wodurch es gelingt, eine Drehung der Kennlinie um den letz ten Arbeitspunkt Qsp und nicht um QO zu erreichen. Man kann auf diese Weise im günstigsten Fall (wenn T1 sehr gross ist) die Anzahl der erforderlichen Iterationsschritte auf einen Schritt verringern. Um diese Massnahmen jeweils für sich und/oder bevorzugt insgesamt bei der erfindungsgemässen Leerlauffüllungs regelung einsetzen zu können, ist entsprechend Fig. 2 ein zusätzlicher Funktions-Schaltungsblock SB vorgesehen, der gleichzeitig auch die beiden Integratoren gegeneinander verriegelnde Funktionen übernehmen kann und dem Eingangssignale vom Ausgang des Speicherblocks SB (über den Vergleicher VG) bezüglich des beim letzten öffnen der Drosselklappe abgespeicherten Werts sowie die Ausgangssignale der beiden Integratoren und/ oder der diesen zugeordneten Freigabeschaltungen zugeführt sind. Der Funktionsblock wirkt dann bevorzugt auf die Freigabeschaltungen mit entsprechenden Ausgangssignalen und stellt hierdurch sicher, dass entsprechend den weiter vorn genannten Massnahmen der Offset-Generator über sein Freigabeglied FG1 immer dann freigegeben ist, wenn dies der obengenannten Bedingung entspricht, wobei entsprechend zusätzlich benötigte Eingangssignale noch zugeführt werden und auch der Steigungsintegrator nur dann freigegeben wird, wenn der aktuelle Qi5t-Wert grösser, mindestens aber gleich ist dem beim öffnen der Drosselklap-e abgespeicherten Wert und einer festlegbaren Luftmenge, denn durch die Steigungsadaption ergibt sich schnell ein relativ starker Eingriff auf die Ausgangsstellgrösse, der nur zugelas sen werden kann, wenn die genannte Bedingung erfüllt ist. Schliesslich ist der Funktionsblock FB so ausgebildet, dass er eine gegenseitige Verriegelung der Freigaben von Offset-Integrator und Steigungsintegrator bewirkt, so dass verhindert wird; dass durch Steigungsänderungen stark adaptiert wird, ohne dass zwischenzeitlich aufgrund einer Offset-Adaption der Fusspunkt bzw. Drehpunkt der Kennlinie eine Anpassung erfährt. Hierbei ist weiter vorn schon darauf hingewiesen worden, dass sich die Erfindung insbesondere auch zur Realisierung unter Einsatz von Rechenschaltungen, Mikroprozessoren, Kleinrechnern u. dgl. eignet, wobei insbesondere die zuletzt noch genannten Massnahmen Bedingungen darstellen, die sich durch eine entsprechende Programmgestaltung bei Einsatz eines Mikroprozessors o. dgl. gut angeben und abarbeiten lassen. Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Adaption eines Stellglied-Kennlinien verlaufs zur Eliminierung von auf das Stellglied ein wirkenden Stör- und sonstigen unerwünschten Einfluss grössen, insbesondere zur Adaption der Stellerkenn linie für die Leerlauf-Füllungsregelung (LFR) von Brennkraftmaschinen, wobei die der Brennkraftma schine unter bestimmten Betriebsbedingungen (Leer lauf) zugeführte Luftmenge geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Reglerausgang dem Stell glied (12; LL-S) zugeführte Ausgangssollgrösse (OSoll; soll) durch Regelung unter Einbeziehung eines von der momentanen Istposition des Stellglieds mindestens teilweise abhängigen Ausgangsistwertes (QISt; mIst) dadurch in eine adaptierte elektrische Ansteuergrösse (T) für das Stellglied umgewandelt wird, dass multiplikativ und/oder durch Summation die Ausgangssollgrösse verknüpft wird mit dem Aus gangssignal mindestens eines, den Offset (Fusspunkt) und/oder die Steigung der Stellgliedkennlinie be einflussenden Integrators (11, I2). 2. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeïchnet, dass die Integratoren (I1, 12 > jeweils in Abhängig keit zu unterschiedlichen Betriebszustandsgrössen der Brennkraftmaschine zur Beeinflussung der elektri schen Ansteuergrösse {T) für das Stellglied freige geben werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zeitkonstanten der Integratoren (11, I2) für Offset- und Steigungsadaption so gross sind, der Eingriff in die Kennlinienadaption daher so langsam ist, dass die eigentliche Leerlauffüllungs regelung nicht beeinflusst wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Offset-Integrator (I1) zur addi tiven Korrektur der elektrischen Leerlaufsteller Ansteuergrösse (t) nur dann freigegeben wird, wenn die Drosselklappe der Brennkraftmaschine für einen vorgegebenen, von der Drehzahl abhängigen Zeitraum (T1 = f(n)) geschlossen ist und die Drehzahl des Motors sich im Leerlaufbereich befindet. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass der Steigungs-Integrator (I2) nur dann freigegeben wird, wenn die Drossel klappe für eine vorgegebene Zeit (T2) ge schlossen ist und der Arbeitspunkt, an welchem eine Steigungsadaption er folgt, über dem Arbeitspunkt liegt, der durch eine Offsetverstellung erreicht wurde. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Freigabe der Steigungsadaption jeweils ein im Moment des letzten öffnens der Drosselklappe ge speicherter QsOll-Wert, entsprechend dem letzten Ar beitspunkt, bei welchem durch Offsetverstellung adap tiert worden ist, verglichen wird mit dem angefor derten QsOll-Wert, derart, dass der steigungsadap tierte Arbeitspunkt stets über dem 0ff setadaptierten Arbeitspunkt liegt. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzie rung der Iterationsschritte für Offset und Steigung dem vom Leerlaufdrehzahlregler (10) ausgegebenen Luftmengensollwert (soll) ein konstanter Luftmengen wert (wo) abgezogen wird, der höchstens gleich oder kleiner ist als der minimal auftretende Luftmengen sollwert. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset Integrator (I1) immer dann läuft (freigegeben ist), wenn die Drosselklappe (DR) geschlossen ist, der Steigungsintegrator (I2) nicht läuft und eine vor gegebene Sperrzeit (T2) abgelaufen ist. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigungs integrator (I2) nur dann läuft, wenn die Luftist menge (QIst) grösser oder gleich ist des letzten, beim oeffnen der Drosselklappe abgespeicherten Luft mengenwerts (QSp) zuzüglich einer festlegbaren Luftmenge (#Q). 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegen seitige Verriegelung von Offset- und Steigungs adaption in dem Sinne stattfindet, dass nach jeder Steigungsadaption zunächst eine erfolgreiche Off set-Ädaption (soll = 0ist stattfindet, bevor eine neue Steigungsadaption freigegeben wird. 11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Steigungsadaption gleichzeitig auch der Offset Integrator (I1) nachgezogen wird derart, dass die durch die -Steigungsadaption jeweils bewirkte Renn liniendrehung um den jeweils letzten Arbeitspunkt (beim letzten Drosselklappenöffnen abgespeicherten Wert QSp) erfolgt. 12. Vorrichtung zur Adaption eines Stellglied-Rennli nienverlaufs zur Eliminierung von Stör- und sonsti gen unerwünschten Einflussgrössen insbesondere zur Adaption der Stellerkennlinie bei der Leerlauf Füllungsregelung von Brennkraftmaschinen, bei der die der Brennkraftmaschine unter bestimmten Be triebsbedingungen (Leerlauf) zugeführte Luftmenge geregelt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Regler Ileerlaufdreh- zahlregler 10) ausgegebeneSollgrösse (fiSoll) min destens multiplikativ und/oder additiv zur Offset und/oder Steigungsadaption der Stellgliedkennlinie vom Ausgang mindestens eines Integrators (I1, I2) beeinflusst ist. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, dass ein 0ff set-Integrator (I1) zur Adaption des Kennlinienfusspunktes und ein Steigungs-Integra tor (I2) zur Adaption der Kennliniensteigung vorge sehen und parallel an einen die Differenz zwischen der vom Regler (10) ausgegebenen Solluftmenge {Qsoll} zur, beispielsweise von einem Luftmengen messer gelieferten Istluftmenge (rist) erzeugendem Summationspunkt (S2) angeschlossen sind, dass den Integratoren jeweils weitere Summationspunkte (S3, 54) zur Zuführung von Kennlinienanfangswerten (KlO, 20) nachgeschaltet sind und dass der Ausgang des Summationspunktes jS4) für den Steigungs-Inte grator (I2) mit einem Multiplikator (M) und der Ausgang des dem Offset-Integrator (I1) nachgeschal teten Summationspunkt (S3) mit einem in Reihe zum Multiplizierer (M) geschalteten Summationspunkt (S1) verbunden ist, derart, dass der Luftmengensollwert (QSoll) des Reglers (10) additiv und multiplikativ über eine Stellerkennlinienadaption und den Leer lauf steller (LL-S)- in einen Luftmengenistwert (rist) umgesetzt ist. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge kennzeichnet, dass den Integratoren (I1, I2) für offset und Steigung jeweils Freigabeblöcke (FG1, FG2) zugeordnet sind, die die Integratoren jeweils in Abhängigkeit zu bestimmten Betriebsbedingungen freigeben. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an einem dem Regler (10) nachgeschaltetem Summationspunkt (54) dem LuEtmengensoliwert ein negativer Luftmengengrund wert (00) zugesetzt ist, wobei der Luftmengengrund wert höchstens gleich oder kleiner als der minimale Luftmengensollwert ist. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dad'zrch gekennzeichnet, dass zusätzliche Verriege luncsmittel (FB) vorgesehen sind, die eine gegen sei-wge Einwirkung bzw. Rückwirkung zwischen Off set-lntegrator und Steigungsintegrator nach Massgabe der Merkmale der Unteransprüche 8 bis 11 bewirken.

Inventors: PETER, CORNELIUS, DIPL.-ING., RUPPMANN, CLAUS, DIPL.-ING.
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1985
Main classification: F02D41
IPC codes: G05B11, F02D41