Verfahren und Vorrichtung zur Adaption eines Stellglied-Kennlinienverlaufs

Abstract

 Regelverfahren und Vorrichtung zur Adaption einesStellglied-Kennlinienverlaufs zur Eliminierung von Stör- und sonstigen unerwünschten Einflußgrößen, insbesondere zur Adaption der Stellerkennlinie bei der Leerlauf-Füllungs-regelung von Brennkraftmaschinen. Ein von einem Regler aufgrund verschiedener Betriebszustände herausgegebener Luftmengensollwert erfährt vor seiner Zuführung zum Leerlaufsteller, durch welchen sich beispielsweise der Öffnungsquerschnitt eines Bypass in der Kraftstoffdosiereinrichtung der Brennkraftmaschine verändern läßt, durch multiplikative und/oder additive Einwirkung eine Korrektur. Diese Korrektur betrifft eine Kennlinienadaption des Leerlaufstellers bezüglich offset (Fußpunkt) und Steigung, indem die Ausgangssignale mindestens eines Offset-Integrators oder eines Steigungs- Integrators zur Erstellung einer adaptierten elektrischen Ansteuergröße für den Leerlaufsteller ausgewertet werden. Die Integratoren sind je nach Betriebszuständen freigegeben und sie erhalten ein Eingangsdifferenzsignal aus Luftmengensollwert vom Regler und einem Luftmengenistwert.

Beschreibung

[0001] 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 üblicherweise 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 Stellgliedverhalten zurückzuführen sind, mit anderen worten, daß das Stellglied in seinem Kennlinienverlauf nicht nur ausschließlich dem ihm jeweils zugeführten Sollwert folgt, dann können erhebliche Abweichungen von den eingestellten Werten auftreten, die bei Rege-Jungen je nach den auftretenden Zeitkonstanten auch zu seinem Überschwingen führen können oder dazu, daß die Regelung einfach zu langsam wird.

[0002] Die Erfindung eignet sich in ihrer Anwendung grundsätzlich zur Adaption beliebiger Stellglied-Kennlinienverläufe, wird im folgenden aber für ein bevorzugtes Aus- ührungsbeispiel angewendet auf das Stellgliedverhalten bei der Leerlauf-Füllungsregelung (LFR) für eine _Brenn- kraftmaschine und genauer erläutert, da sich hier auch ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die vorliegende Erfindung ergibt.

[0003] So ist es bekannt, die Regelung der Leerlaufdrehzahl bei einer Brennkraftmaschine in der Weise durchzuführen, daß einem Leerlaufdrehzahlregler bestimmte Angaben über den momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine zugeführt werden, beispielsweise Druck im Ansaugrohr, Istdrehzahl, eine gewünschte Solldrehzahl für den Leerlauffall und sonstige, peripher verwertbare Betriebszustandangaben, wie Drosselklappenstellung, Position eines Bypassventils, an welchem die Leerlauf-Füllungsregelung insbesondere angreift und/oder, auch anstelle des Drucks im Ansaugrohr, Angaben über die angesaugte Luftmenge oder Luftmasse.

[0004] Aus diesen Größen kann der Leerlaufdrehzahlregler eine elektrische Stellgröße als Sollwert, beispielsweise ein Luftmengensignal Q_Soll oder ein Luftmassensignal m_Soll ermitteln und einem Leerlaufsteller (L_L-Steller) zuführen, der den Luftmassensollwert beispielsweise in einen öffnungsquerschnitt (des weiter vorn schon erwähnten Ventils im Bypass) umwandelt..

[0005] Gerade bei der Leerlauf-Füllungsregelung (LFR) einer Brennkraftmaschine müssen aber besondere Bedingungen einbezogen werden, beispielsweise möglichst geringer Kraftstoffverbrauch und die Konstanthaltung einer minimalen Leerlaufdrehzahl auch bei plötzlichen Lastwechseln. Leerlaufdrehzahlregler sind daher bekannt (DE-OS 30 39 435) und so ausgelegt, daß Abweichungen von einer gewünschten Solldrehzahl aufgefangen und klein gehalten werden. _Pro- blematisch ist hier jedoch der Umstand, daß Drehzahlschwankungen letztendlich Reaktionen der Brennkraftmaschine auf äußere Einflüsse sind und entsprechende Drezahlsignale das letzte Glied in der Regelungskette bilden, so daß zwangsläufig eine gewisse Zeitdauer zwischen einer auf die Brennkraftmaschine ausgeübten Wirkung bis' zum Auftreten der Reaktion der Brennkraftmaschine 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 über der jeweiligen Temperatur und der Betriebsspannung der Brennkraftmaschine zeigt, die ebenfalls erheblich schwanken kann. Leerlaufsteller arbeiten üblicherweise bei der Verstellung des öffnungsquerschnitts, 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 Leerlaufsteller nimmt die Wicklung des Stellers bei einem gegebenen Arbeitstastverhältnis einen größeren Strom auf; es ergibt sich ein größerer Ausschlag und eine entsprechende Fehlanpassung. Ähnliche 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 Leerlaufsteller, um-die Umwandlung der ihm zugeführten elektrischen Stellgröße in den öffnungsquerschnitt korrekt durchzuführen, aufwendig konstruiert sein und eine möglichst genau reproduzierbare Kennlinie aufweisen.

[0006] 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.

[0007] 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 Luftmengen- 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

[0008] 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 Luftmengenmessung 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 erfindungsgemäße, während des gesamten Regelbetriebs erfolgende Adaption keine Beeinflussungen der eigentlichen Leerlauf-Füllungsregelung.

[0009] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit 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 Arbeitspunkt eines gespeicherten Luftmengenistwerts, der beim vorherigen öffnen der Drosselklappe abgespeichert worden ist, erfolgt und nicht um einen weiter wegliegenden Bezugswert.

[0010] Ferner können Fehladaptionen, die unter Umständen durch eine mehrfach hintereinander erfolgende Steigungsadaption erfolgen können, dadurch vermieden werden, daß nach einer Steigungsadaption zunächst immer eine erfolgreiche Offsetadaption erst stattfinden muß, bevor eine neue Steigungsadaption freigegeben wird. Dabei läuft im übrigen 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

[0011] 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 Kennlinienadaption 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

[0012] Bevor auf die Erfindung im folgenden eingegangen wird, wird ausdrücklich darauf hingewiesen, 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 e_'iner 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 Logikschaltungen u. dgl. umfassen können. Die im folgenden angegebene Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels 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 Komponenten dargestellten Teilfunktionen zu werten, wobei die Hinweise auf die einzelnen Schaltungsblöcke lediglich aus Gründen eines besseren Verständnisses erfolgen.

[0013] 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 Q_Soll über eine Stellerkennlinienadaption und den Leerlaufsteller in ein Q_Ist umgesetzt wird, wobei gelten soll, daß Q_Soll ≅ Q_Ist.

[0014] 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).

[0015] In Figur 1 ist der Leerlaufdrehzahlregler mit 10 und das von ihm über das System zur Kennlinienadaption 11 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.

[0016] Dabei setzt sich die Luft, die die Brennkraftmaschine 13 letztendlich 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 Q_Soll oder m_Soll so in eine elektrische Stellgröße _T umgewandelt, daß mit dem Leerlaufsteller 12 eine Luftmenge (oder Luftmasse) eingestellt wird, die zusammen mit der Leckluft die gewünschte angesaugte Luftmenge Q_Ist (oder Luftmasse m_Ist) 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 Proportionalglied mit Verstärkung 1 dar und hat damit keinen Einfluß auf die Stabilität. Das Steuergerät bildet die inverse Stellerkennlinie Z = τ_O + m Q nach (s. Fig. 3).

[0017] Um die Kennlinienadaption durchzuführen, sind zwei Integratoren Il für den Kennlinienoffset oder die Fußpunktverschiebung der Kennlinie und 12 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 I1 ein Freigabeglied FG1 und dem Steigungs-Integrator 12 ein Freigabe glied FG2.

[0018] Dementsprechend erfolgt der Eingriff des Steigungs-Integrators 12 auf die vom Leerlaufdrehzahlregler 10 ausgegebene Sollgröße multiplikativ über einen Multiplizierer M mit einem vorgegebenen Multiplizierfaktor, während die Offset-Korrektur vom Ausgang des Integrators I1 additiv an einem Summationspunkt 51 erfolgt.

[0019] Beide Integratoren I1 und I2 werden von einem zweiten Summations- oder Vergleichspunkt S2 ein Luftmengendifferenzsignal ΔQ zugeführt, welches der Abweichung der Sollgröße (Solluftmenge Q_Soll.oder Solluf^tmas^se m_Soll) von der Istgröße (Luftmenge Q_Ist oder Luftmasse n_Ist) entspricht. Die Angabe _QIst kann von einem Luftmengenmesser im Ansaugrohr abgeleitet oder auf sonstige, für sich gesehen bekannte Weise gewonnen sein.

[0020] Man kann daher die gewünschte Beziehung Q_Ist = Q_Soll (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 K1 und durch Variation der Steigung K2. Um bestimmte Kennlinienanfangswerte sicherzustellen, sind den Integratoren I1 und I2 jeweils noch Summationspunkte S3 und S4 nachgeschaltet, denen Anfangswerte K10 für den Offset und K20 für die Steigung zugeführt werden.

[0021] 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 n des Motors sich in einem bestimmten Bereich, nämlich im Leerlaufbereich befindet. Dementsprechend ist das Freigabeglied FG1 für den Integrator I1 so ausgebildet, daß ihm ein Drosselklappensignal DK und der Istwert der Brennkraftmaschinendrehzahl n zugeführt ist und nur bei Vorliegen dieser beiden Bedingungen der Offset-Integrator 11 freigegeben ist und läuft.

[0022] 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 Leerlaufsteller einwirkt, gilt, daß dieser Integrator nur dann freigegeben ist, wenn die Drosselklappe eine vorgegebene Zeitspanne T2, die beispielsweise

[0023] 100 ms betragen kann, geschlossen ist, wobei für T2 die folgende Beziehung gilt

wodurch es möglich ist, ein überschwingverhalten und eine entsprechende Fehlereinführung des Luftmengenmessers auszublenden, und ferner Q_soll größer ist als der letzte Wert Q_soll 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.

[0024] Betrachtet man den in Fig. 3 dargestellten Verlauf der Stellerkennlinie Q = f(τ), der von der Batteriespannung, der Wichtungstemperatur, 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 ① zunächst die Modellkennlinie im Ausgangszustand, bei ② die Kennlinie nach Adaption Offset und bei ③ 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 multiplikativen 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.

[0025] Dementsprechend sind die Bedingungen für den Freigabeblock FG2 des Steigungsintegrators 12 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.

[0026] Bevorzugt wird zur Gewinnung dieser Bedingungen daher so vorgegangen, daß im Moment des Öffnens der Drosselklappe die momentanen Q_Soll- oder m_Soll-Werte abgespeichert werden, wozu ein Speicherblock SB vorgesehen ist, dem ein Drossel- _klappe_nsig_{nal DK} und der Q_Soll-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 über- prüft, _ob der jetzt angeforderte Luftmengenwert (Q_Soll ; m_SOll) 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.

[0027] Diese Bedingung kann hilfsweise auch durch die Überlegung ersetzt werden, daß eine Steigungsadaption immer dann freigegeben werden kann, wenn die momentane _Dreh- zahl sich oberhalb einer gewissen Drehzahl befindet, also beispielsweise die folgende Bedingung erfüllt ist n > n_LL + 500 min^-1, weil angenommen werden kann, daß bei höherer Drehzahl auch ein Arbeitspunkt auf der Kennlinie 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 Überlegung nur hilfsweise gelten sollte und die Speicherung der Sollwerte vor dem öffnen der Drosselklappe unbedingten Vorzug hat.

[0028] Auf einen Umstand ist noch einzugehen. Noch vor dem Multiplizierer M ist ein weiterer Summationspunkt S4 vorgesehen, an welchem von der Sollgröße Q_Soll eine Luftmenge Q_O abgezogen wird. Diese Maßnahme dient der Optimierung des Arbeitsbereiches. Dabei sollte der Wert von Q_O nicht größer sein als die minimal auftretende Solluftmenge Q_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 Q_O 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 zugeführte Q_O-Wert genau auf dem Arbeitspunkt liegt, dann gelingt es nämlich, mit nur lediglich einem Iterationsschritt, nämlich einmal Offset-Einstellung und einmal Steigungs-Einstellung, die Kurve zu adaptieren und d_ar- zustellen. Aber auch wenn der Drehpunkt durch die Abweichung des Q_O-Wertes vom direkten Arbeitspunkt tiefer liegt, kommt man doch insgesamt mit weniger Iterationsschritten aus.

[0029] Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung zur Verbesserung der Adaption des Stellglied-Kennlinienverlaufs 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 adaptiert 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 Q_ist ≥ Q_sp + ΔQ ist, wobei Q_sp der beim Öffnen der Drosselklappe jeweils abgespeicherte Wert und ΔQ eine festlegbare Luftmenge ist;

daß nach einer Steigungsadaption zunächst eine erfolgreiche Offset-Adaption stattfinden muß, d.h.

Q_soll = Q_ist' bevor eine neue Steigungsadaption stattfinden kann;

und daß ferner bei einer Steigungsadaption gleichzeitig nach einer bestimmten Rechenvorschrift auch der Offset-Integrator I1 nachgezogen wird, wodurch es gelingt, eine Drehung der Kennlinie um den letzten Arbeitspunkt Q_sp und nicht um Q_o zu erreichen. Man kann auf diese Weise im günstigsten Fall (wenn T₁ sehr groß ist) die Anzahl der erforderlichen Iterationsschritte auf einen Schritt verringern.

[0030] Um diese Maßnahmen jeweils für sich und/oder bevorzugt insgesamt bei der erfindungsgemäßen Leerlauffüllungsregelung 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 Q _sp 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 Q_ist-Wert größer, mindestens aber gleich ist dem beim öffnen der Drosselklappe abgespeicherten Wert und einer festlegbaren Luftmenge, denn durch die Steigungsadaption ergibt sich schnell ein relativ starker Eingriff auf die AusgangsstellgröBe, der nur zugelassen werden kann, wenn die genannte Bedingung erfüllt ist.

[0031] 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.

[0032] Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Ansprüche

1. Verfahren zur Adaption eines Stellglied-Kennlinienverlaufs zur Eliminierung von auf das Stellglied einwirkenden Stör- und sonstigen unerwünschten Einflußgrößen, insbesondere zur Adaption der Stellerkennlinie für die Leerlauf-Füllungsregelung (LFR) von Brennkraftmaschinen, wobei die der Brennkraftmaschine unter bestimmten Betriebsbedingungen (Leerlauf) zugeführte Luftmenge geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Reglerausgang dem Stellglied (12; LL-S) zugeführte Ausgangssollgröße (Q_Soll; m_Soll) durch Regelung unter Einbeziehung eines von der momentanen Istposition des Stellglieds mindestens teilweise abhängigen Ausgangsistwertes (Q_Ist; m_Ist) dadurch in eine adaptierte elektrische Ansteuergröße (_T) für das Stellglied umgewandelt wird, daß multiplikativ und/oder durch Summation die Ausgangssollgröße verknüpft wird mit dem Ausgangssignal mindestens eines, den Offset (Fußpunkt) und/oder die Steigung der Stellgliedkennlinie beeinflussenden Integrators (I1, I2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß die Integratoren (11, I2) jeweils in Abhängigkeit zu unterschiedlichen Betriebszustandsgrößen der Brennkraftmaschine zur Beeinflussung der elektrischen Ansteuergröße (τ) für das Stellglied freigegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 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 Leerlauffüllungsregelung nicht beeinflußt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Offset-Integrator (I1) zur additiven Korrektur der elektrischen Leerlaufsteller-Ansteuergröße (τ) 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, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungs-Integrator (I2) nur dann freigegeben wird, wenn die Drosselklappe für eine vorgegebene Zeit (T2) geschlossen ist und der Arbeitspunkt, an welchem eine Steigungsadaption erfolgt, 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 gespeicherter Q_Soll-Wert, entsprechend dem letzten Arbeitspunkt, bei welchem durch Offsetverstellung adaptiert worden ist, verglichen wird mit dem angeforderten Q_Soll-Wert, derart, daß der steigungsadaptierte Arbeitspunkt stets über dem offsetadaptierten Arbeitspunkt liegt.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Iterationsschritte für Offset und Steigung dem vom Leerlaufdrehzahlregler (10) ausgegebenen Luftmengensollwert (Q_Soll) ein konstanter Luftmengenwert (Q_O) abgezogen wird, der höchstens gleich oder kleiner ist als der minimal auftretende Luftmengensollwert.

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 (DK) geschlossen ist, der Steigungsintegrator (I2) nicht läuft und eine vorgegebene 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 Luftistmenge (Q_Ist) größer oder gleich ist des letzten, beim öffnen der Drosselklappe abgespeicherten Luftmengenwerts (Q_Sp) zuzüglich einer festlegbaren Luftmenge (AQ).

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenseitige Verriegelung von Offset- und Steigungsadaptibn in dem Sinne stattfindet, daß nach jeder Steigungsadaption zunächst eine erfolgreiche Off- se^t-Äda^ption (Q_Soll = Q_Ist) 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 Kennliniendrehung um den jeweils letzten Arbeitspunkt (beim letzten Drosselklappenöffnen abgespeicherten Wert Q_sp) erfolgt.

12. Vorrichtung zur Adaption eines Stellglied-Kennlinienverlaufs zur Eliminierung von Stör- und sonstigen unerwünschten Einflußgrößen insbesondere zur Adaption der Stellerkennlinie bei der Leerlauf-Füllungsregelung von Brennkraftmaschinen, bei der die der Brennkraftmaschine unter bestimmten Betriebsbedingungen (Leerlauf) zugeführte Luftmenge geregelt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Regler (Leerlaufdrehzahlregler 10) ausgegebene SollgröBe (Q_Soll) ^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 gekennzeichnet, daß ein Offset-Integrator (I1) zur Adaption des Kennlinienfußpunktes und ein Steigungs-Integrator (I2) zur Adaption der Kennliniensteigung vorgesehen und parallel'an einen die Differenz zwischen der vom Regler (10) ausgegebenen Solluftmenge (Q_Soll) zur, beispielsweise von einem Luftmengenmesser gelieferten Istluftmenge (QIst) erzeugendem Summationspunkt (S2) angeschlossen sind, daß den Integratoren jeweils weitere Summationspunkte (S3, S4) zur Zuführung von Kennlinienanfangswerten (K10, K20) nachgeschaltet sind und daß der Ausgang des Summationspunktes (S4) für den Steigungs-Integrator (I2) mit einem Multiplikator (M) und der Ausgang des dem Offset-Integrator (I1) nachgeschalteten Summationspunkt (S3) mit einem in Reihe zum Multiplizierer (M) geschalteten Summationspunkt (S1) verbunden ist, derart, daß der Luftmengensollwert (Q_Soll) des Reglers (10) additiv und multiplikativ über eine Stellerkennlinienadaption und den Leerlaufsteller (LL-S)- in einen Luftmengenistwert (Q_Ist) umgesetzt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, 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 (S4) dem Luftmengensollwert ein negativer Luftmengengrundwert (Q_O) zugesetzt ist, wobei der Luftmengengrundwert höchstens gleich oder kleiner als der minimale Luftmengensollwert ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Verriegelunc smittel (FB) vorgesehen sind, die eine gegenseitige Einwirkung bzw. Rückwirkung zwischen Offset-Integrator und Steigungsintegrator nach Maßgabe der Merkmale der Unteransprüche 8 bis 11 bewirken.

Zeichnung