DE3416812A1 - Verfahren zur regelung von prozessgroessen in motorfahrzeugen - Google Patents

Verfahren zur regelung von prozessgroessen in motorfahrzeugen

Info

Publication number
DE3416812A1
DE3416812A1 DE19843416812 DE3416812A DE3416812A1 DE 3416812 A1 DE3416812 A1 DE 3416812A1 DE 19843416812 DE19843416812 DE 19843416812 DE 3416812 A DE3416812 A DE 3416812A DE 3416812 A1 DE3416812 A1 DE 3416812A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
help
speed
parameters
variables
setpoint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19843416812
Other languages
English (en)
Inventor
Chi-Thuan 7015 Korntal-Münchingen Cao
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19843416812 priority Critical patent/DE3416812A1/de
Publication of DE3416812A1 publication Critical patent/DE3416812A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K31/00Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • B60K31/02Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically
    • B60K31/04Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically and means for comparing one electrical quantity, e.g. voltage, pulse, waveform, flux, or the like, with another quantity of a like kind, which comparison means is involved in the development of an electrical signal which is fed into the controlling means
    • B60K31/042Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically and means for comparing one electrical quantity, e.g. voltage, pulse, waveform, flux, or the like, with another quantity of a like kind, which comparison means is involved in the development of an electrical signal which is fed into the controlling means where at least one electrical quantity is set by the vehicle operator
    • B60K31/045Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically and means for comparing one electrical quantity, e.g. voltage, pulse, waveform, flux, or the like, with another quantity of a like kind, which comparison means is involved in the development of an electrical signal which is fed into the controlling means where at least one electrical quantity is set by the vehicle operator in a memory, e.g. a capacitor
    • B60K31/047Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically and means for comparing one electrical quantity, e.g. voltage, pulse, waveform, flux, or the like, with another quantity of a like kind, which comparison means is involved in the development of an electrical signal which is fed into the controlling means where at least one electrical quantity is set by the vehicle operator in a memory, e.g. a capacitor the memory being digital
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

  • Verfahren zur Regelung von Prozeßgrößen in Motor-
  • fahrzeugen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Regeln von Prozeßgrößen von Motorfahrzeugen, insbesondere von Fahrgeschwindigkeit oder Leerlaufdrehzahl von Kraftfahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine, mit Hilfe eines optimalen Einschrittreglers nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Im modernen Fahrzeugbau ist es üblich zu versuchen, Prozeßgrößen wie die Fahrgeschwindigkeit, die Leerlaufdrehzahl oder andere Größen mit Hilfe eines Mikrocomputers zu regeln. Für die Regelung der Fahrgeschwindigkeit beispielsweise erfolgt dabei die Regelung mit Hilfe eines Stellers, der bei Fahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine verstellt. Bei Ottomotoren wird dazu beispielsweise mit Hilfe eines "elektronischen Fahrpedals die Luftzufuhr variiert, bei Dieselmotoren ist die Variation der Vorgabe des Kraftstoffs über den Regelstangenweg der Dieseleinspritzpumpe üblich.
  • Für die Systeme zur Fahrgeschwindigkeitsregelung wurden bisher PI-Regel-Algorithmen eingesetzt. Die Realisierung solcher Algorithmen erfordert einen verhältnismäßig hohen Aufwand. Weiter haben PI-Regler einen im vorliegenden Fall unangenehmen Hang zu einem Einschwingverhalten mit schlecht gedämpften Schwingungen. Dies stört den Fahrkomfort, der bei Fahrzeugen der oberen Klasse vorausgesetzt wird. Weiter lassen die Regeleigenschaften bei Sollwertänderungen und bei Betriebsänderungen zu wünschen übrig. Einfache Änderungen des Betriebszustands sind beispielsweise der Beginn einer Steigung oder das Einsetzen eines Gegenwinds oder eine sonstige Änderung der Fahrzeugbelastung.
  • Weiter ist bei den üblichen Regelsystemen vorausgesetzt, daß die Systemparameter konstant und bekannt sind und bleiben. Einige der Systemparameter sind jedoch nicht von Anfang an bekannt oder sie sind veränderlich.
  • Beispielsweise sind die Momentenkennlinien der Brennkraftmaschine unbekannt oder veränderlich, die Gangübersetzung des der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Getriebes sind veränderbar, die gesamte Anlage, die aus dem Fahrzeug, der Brennkraftmaschine und der Steuerung besteht, ändert ihre Eigenschaften infolge ihrer Alterung.
  • Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß gute Regeleigenschaften unter allen Betriebsbedingungen, insbesondere unter geänderten oder unbekannten Betriebsbedingungen, eingehalten werden.
  • Weiter von Vorteil ist, daß der Aufwand für den Entwurf gering ist. Auch der Realisierungsaufwand ist im Vergleich zum erreichten Nutzen äußerst gering. In vorteilhafter Weise können übliche serienmäßige Bauteile verwendet werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
  • Der konventionelle Regelkreis mit einem PID-Regler wird durch einen adaptiven Regelkreis mit einem optimalen Einschrittregler ersetzt.
  • Ein systematischer Entwurf des Regelkreises auf der Basis eines mathematischen Modells wird ermöglicht, wobei die Parameter des Modells nicht einmal bekannt sein müssen. Diese Parameter werden vielmehr von einem im Mikrorechner programmierten Adaptionsblock während des Betriebs on-line geliefert. Vorteilhaft ist weiter, daß aufgrund der geschätzten Systemparameter die Reglerparameter automatisch nachgestellt werden, sodaß sich der Regelkreis unter allen Betriebsbedingungen optimal verhält. Dadurch wird der Applikationsaufwand reduziert.
  • Zwischen der Regelgenauigkeit und der Stellamplitude, also zwischen der Regeldifferenz und dem Regelaufwand, können durch die Auswertung eines Kostenfunktionals Kompromisse geschlossen werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist ganz allgemein zur Regelung von Prozeßgrößen in Kraftfahrzeugen geeignet.
  • Als erstes Ausführungsbeispiel ist ein Fahrgeschwindigkeitsregler für Kraftfahrzeuge gewählt. Ein anderer Anwendungsfall ist beispielsweise die Leerlaufdrehzahlregelung.
  • Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 ist eine Darstellung der Struktur des erfindungsgemäßen Reglers und Figur 2 eine Übersichtsskizze eines Fahrgeschwindigkeits-Regelungssystems, Darstellung der Struktur des erfindungsgemäßen Reglers Im Blockschaltbild Figur 1 ist zunächst ein Fahrzeugkomplex 32 mit einem Istwertgeber 33 zu sehen. Vom Istwertgeber 33 führt eine Leitung zunächst zu einem Kalman-Filter 34. Weiter ist der Ausgang des Istwertgebers 33 mit einem Summierer 35 und einem optimalen Einschrittregler 36 verbunden. Alle drei genannten Leitungen führen das Signal des Istwertes y (k), beispielsweise Fahrgeschwindigkeit, Leerlaufdrehzahl.
  • Ein Ausgang des alan-Filters 34 ist mit einem weiteren Eingang des Summierer 35 verbunden, zwei weitere Ausgänge des Kalman-Filters 34 sind an entsprechende Eingänge eines Identifikationsblockes 37 angeschlossen. Die mit dem Summierer 35 verbundene Ausgangsleitung führt ein Signal yA (k), von den beiden an den Identifikationsblock 37 angeschlossenen Leitungen führt die eine ein Signal g i (k) und die andere ein Signal gui (k) mit i = 1, 2, ..., dabei ist n die Ordnung des entsprechenden Fahrzeugmodells. Die Bedeutung dieser Signale und der noch folgenden Signale ist später bei der Funktionsbeschreibung im einzelnen erläutert. Der Ausgang des Summierers 35 ist mit einem weiteren Eingang des Identifikationsblockes 37 verbunden und führt das Signal e (k). Der Ausgang des Identifikationsblockes 37 ist an einen dritten Eingang des Kalman-Filters 34 und an einen weiteren Eingang des optimalen Einschrittreglers 36 angeschlossen. Diese Leitungen führen Signale P1i (k) und P2i (k) (i = 1, 2, ..., n).
  • Schließlich ist noch ein Sollwertgeber 38 vorgesehen, der über eine entsprechende Verbindungsleitung das Sollwertsignal w (k+1) an den Einschrittregler 36 gibt. Der Einschrittregler 36 liefert von seinem Ausgang das Stellsignal u (k) an den Fahrzeugkomplex 32 und an das Kalman-Filter 34. Das Kalman-Filter 34 und der Identifikationsblock 37 sind zusammen mit dem Summierer 35 in einem Adaptionsblock 39 zusammengefaßt.
  • Funktion des erfindungsgemäßen Regelungskonzeptes Im Unterschied zu konventionellen Regelkreisen wird der optimale Einschrittregler 36 verwendet, der durch den Adaptionsblock 39 ergänzt wird. Der Entwurf des Reglers basiert auf einem entsprechenden Fahrzeugmodell: wobei die Parameter a und b mittels des Adaptions-1 1 blockes 39 gesc hätzt werden. u (k) ist die Stellgröße zum Zeitpunkt k; y (k) ist die Ist größte zum Zeitpunkt k.
  • Die Schätzungen von a. und b zum Zeitpunkt k werden 1 1 mit a.(k) und B.fk) bezeichnet.
  • 1 1 Als Regler 36 ist ein optimaler Einschrittregler gewählt. Der Regelalgorithmus ist so ausgelegt, daß das Kostenfunktional J minimiert wird.
  • Mit den gewählten Gewichtungsfaktoren p und q und mit den geschätzten Parametern a.(k) und ti(k) ergibt sich 1 1 für die Stellgröße u (k) die folgende Beziehung: w (k+i) ist der Sollwert zum Zeitpunkt k+1.
  • Daraus ist zu erkennen, daß die Reglerparameter aus den geschätzten Parametern des Fahrzeugmodells bestimmbar sind.
  • Der Adaptionsblock 39 liefert während des Betriebes die Parameter des Fahrzeugmodells und stellt damit die Reglerparameter automatisch ein. Dadurch verhält sich der Regelkreis unter allen Betriebsbedingungen so, wie es in seinem Entwurf vorgesehen ist. Die Betriebsbedingungen können sich durch Belastungsänderung, Störungen im Kraftfahrzeugsystem oder Schwankungen von Parametern ändern.
  • Der Adaptionsblock 39 besteht aus zwei Teilblöcken, nämlich der äquivalenten Struktur eines Kalman-Filters 34 und einer stochastischen Approximation als Identifikationsalgorithmus 37.
  • Die äquivalente Struktur eines Kalman-Filters 34 hat zwei grundsätzliche Funktionen. Einmal verhält sie sich wie ein Linear-Filter und filtert die am Eingang und am Ausgang der Regelstrecke auftretenden Störungen aus. Die Regel-strecke umfaßt die Stellgrößen und die Regelgrößen des Fahrzeugs 32. Die gefilterten Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen sind mit g .(k) und bezeichnet und werden wie folgt berechnet: Diese gefilterten Größen gUi(k) und g i(k) werden dem zweiten Teilblock, der stochastischen Approximation 37, zur Parameterschätzung zugeführt. Die zweite Grundfunktion des ersten Blocks, der äquivalenten Struktur 34, ist wichtig für den Identifikationsalgorithmus 37.
  • Der erste Teilblock 34 liefert nämlich den Schätzwert yA (k) des Istwertes: und damit über den Summierer 35 den Schätzfehler e (k) = y (k) - yA (k) Der Schätzfehler e (k) stellt ein Maß der Genauigkeit der Identifikation dar. P1i und P2i sind die vom Teilblock 37 gelieferten Zwischengrößen.
  • Im zweiten Teilblock 37 wird als Identifikationsalgorithmus eine stochastische Approximation gewählt, damit das adaptive Konzept im Mikrorechner realisiert werden kann. Der Algorithmus kann sehr einfach gehalten werden. Bei der Ausführung wird trotzdem eine modifizierte Version verwendet; damit kann einerseits die Realisierung im Mikrocomputer-Programm in Grenzen gehalten werden und andererseits die Konvergenz des Identifikationsalgorithmus garantiert werden. Somit müssen einerseits im Mikrocomputer nur wenige Plätze belegt werden, andererseits bleibt der gesamte Regelkreis stabil.
  • Der Identifikationsalgorithmus lautet wie folgt: p1i(k) = p1i(k-1) + h(k) ' e (k) g g P2i(k) = p2i(k-1) + h(k) ' e (k) gui (k) i = 1, 2, ..., nn Aus den Schätzungszwischenwerten P1i(k) und P2i(k) werden die Schätzwerte für die Parameter des Fahrzeugmodells âi(k) und bi(k) ermittelt: 1 1 äi(k) P pA1i(k) + bi(k) = P2i(k) i = i, 2, ..., n .
  • Diese Parameter werden dann für die Berechnung der Stellgröße u (k) des Einschritt-Reglers verwendet.
  • Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Regelungskonzepts, das zur Regelung von Prozeßgrößen insbesondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann, wird hier zunächst anhand eines Fahrgeschwindigkeitsreglers für Kraftfahrzeuge beschrieben.
  • Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels In Figur 2 ist das System einer Fahrgeschwindigkeitsregelung skizziert. Einer Brennkraftmaschine 11 - als Beispiel ist ein Dieselmotor gezeigt - ist ein Mikrocomputer-Steuergerät 12 vorgeschaltet. Eine Verbindungsleitung 13 dient zum Übermitteln eines Stellsignals, eine andere Verbindungsleitung 14 dient zur Lagerückmeldung.
  • Die Verbindungsleitungen 13, 14 führen im gezeigten Ausführungsbeispiel zu einer Diesel-Einspritzpumpe 16 mit einem elektromagnetischen Stellglied. Das System umfaßt weiter ein Fahrpedal 17 mit einem zugehörigen Fahrpedal-Stellungsgeber 18. Der Ausgang des Fahrpedal-Stellungsgebers 18 ist mit einem Eingang des Steuergeräts 12 verbunden. Ein Tachogeber 19 dient zum Feststellen der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs, in das die Brennkraftmaschine 11 eingebaut ist. Auch der Ausgang des Tachogebers 19 ist mit einem Eingang des Steuergeräts 12 verbunden. Ein Kupplungspedal 21 ist mit einem Kupplungsschalter 22 gekoppelt. Der Kupplungsschalter 22 ist über eine Entkopplungsdiode 23 an einen weiteren Eingang des Steuergeräts 12 gelegt. Ein Bremspedal 24 ist mechanisch mit einem Bremsschalter 25 gekoppelt.
  • Der Bremsschalter 25 ist über eine Entkopplungsdiode 26 mit einem Eingang des Steuergeräts 12 verbunden.
  • Schließlich ist noch ein Funktionsschalter 27 an der Lenksäule des Fahrzeugs vorgesehen. Der Funktionsschalter 27 kann in drei Positionen 28, 29 und 31 gebracht werden. In der Position 28 wird ein Signal "Wiederaufnahme" abgegeben, in der Position 29 ein Signal "Speichern" und in der Position 31 ein Signal "Aus". Von allen drei Positionen führt je eine Signalleitung zu einem entsprechenden Eingang des Steuergeräts 12.
  • Beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit der Brennkraftmaschine 11 und dem in Figur 2 vorgestellten Regelungssystem fährt der Fahrer mit dem Fahrpedal 17 auf eine von ihm gewünschte Geschwindigkeit y (k). Dann setzt er den Funktionsschalter 27 auf die Position 29 "Speichern". Die zu diesem Zeitpunkt k erreichte Fahrzeug-Istgeschwindigkeit y (k) wird im Steuergerät 12 als Sollwert w (k+1) zum nächsten Zeitpunkt k+1 gespeichert. Der Fahrgeschwindigkeitsregler wird durch ein Betätigen des Bremspedals 24 ausgeschaltet. Über den Bremspedalschalter 25 und die Entkopplungsdiode 26 wird dann ein "Aus"-Signal an das Steuergerät 12 gegeben. Weiter wird dann der Fahrgeschwindigkeitsregler beim Betätigen des Kupplungspedals 21 ausgeschaltet.
  • In diesem Fall wird ein "Aus"sSignal über den Kupplungsschalter 22 und die Entkopplungsdiode 23 an das Steuergerät 12 gegeben.
  • Wünscht der Fahrer die Wiederaufnahme der zuvor gefahrenen Geschwindigkeit, so kann er diesen Wunsch ebenfalls mit dem Funktionsschalter 27 verwirklichen.
  • Er muß den Funktionsschalter 27 in die Position 28 "Wiederaufnahme" bringen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit, die der Fahrer vorher eingegeben hatte, wird dann wieder als Sollwert w (k+1) zum nächsten Zeitpunkt k+1 vom Steuergerät 12 übernommen.
  • Setzt der Fahrer den Funktionsschalter 27 in die Position 31 "Aus", so wird der Fahrgeschwindigkeitsregler ausgeschaltet.
  • Zum Entwurf des Fahrgeschwindigkeitsreglers wird das oben erwähnte erfindungsgemäße Regelungskonzept verwendet.
  • Der Entwurf des Fahrgeschwindigkeitsreglers basiert auf einem Modell für die Fahrzeuggeschwindigkeit: y(k+1) = a1 y(k) + b1 u(k).
  • Dies entspricht der allgemein gültigen Modellgleichung bei n=1. y(k) ist die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt k, u(k) die Stellgröße zum Zeitpunkt k.
  • Die zur Realisierung des adaptiven Fahrgeschwindigkeitsreglers benötigten Gleichungen ergeben sich durch Einsetzen von n=1 in die allgemein abgeleiteten Gleichungen des erfindungsgemäßen Regelungskonzeptes.
  • Die Bestimmung der Systemparameter a1 und b1 ist zwar mittels der physikalisch bekannten Gleichungen möglich, dazu müssen die Parameter aus den physikalischen Fahrzeuggrößen wie der Getriebeübersetzung, der Übersetzung zwischen der Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern, dem Wirkungsgrad der Kraftübertragung, dem Radradius, dem Luftwiderstand des Fahrzeugs aber konstant und bekannt sein. Häufig sind jedoch die Fahrzeugparameter unbekannt und/oder veränderlich, insbesondere die Momentenkennlinien des Motors, die Gangübersetzung des Getriebes und die Alterung der Fahrzeugteile. Es ist daher notwendig, die Systemparameter a1 und b1 auf einem anderen Weg zu gewinnen. Dazu dient erfindungsgemäß der Adaptionsblock 39. Mit Hilfe des Adaptionsblockes 39 werden die Systemparameter a1 und b1 ständig während des Betriebs aus bekannten oder gemessenen Größen, nämlich aus der Stellgröße u(k) und dem Istwert y(k), ermittelt.
  • Der Adaptionsblock 39 wird durch die Teilblöcke 34 - äquivalente Struktur eines Kalman-Filters - und 37 - stochastische Approximation als Identifikationsalgorithmus - verwirklicht.
  • In der äquivalenten Struktur des Kalman-Filters 34 erzeugen lineare Filter aus dem Sollwert u (k-1) und dem Istwert y (k-1) die gefilterten Werte gul(k) f1f1 g (k-1) + u(k-1) gy1(k) = f1 gy1(k-1) + y(k-1) Aus diesen gefilterten Größen wird ein Schätzwert yA (k) für die Ist geschwindigkeit gewonnen: y(k) = p1l(k-l) . gy1(k) + P21(k-1) . gu1(k) Aus dem geschätzten Istwert yA (k) und dem tatsächlichen Istwert y (k) wird der Schätzfehler e (k) über den Summierer 35 gebildet e(k) = y(k) - y(k) und der stochastischen Approximation 37 zugeführt.
  • Weiter wird ein Zwischenwert h(k) = 1/(1+gu1²(k) + gy1²(k) in der stochastischen Approximation 37 gebildet. Diese Werte e (k) und h (k) liefern dann die Zwischenwerte für die Schätzung p11(k) = p11(k-1) + h(k) . e(k) . gy1(k) P21(k) = p21(k-1) + h(k) e(k) . gy1(k) Aus den Schätzungszwischenwerten p11(k) und p21(k) werden die Schätzwerte für die Systemparameter a1(k) und 8 (k) ermittelt: â1(k) = p11(k) + f1 b1(k) = p21(k) Damit kann die Stellgröße u (k) berechnet werden: Das folgende Flußdiagramm gibt den Rechenweg im Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reglers wieder.
  • @as Reglerprinzip läßt sich beispielsweise auch auf eine Leerlaufdrehzahl-Regelstrecke einer i2rennkraftmaschine 11 anwenden, dies wird im folgenden beschrieben.
  • wird mit y (t) die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 11 und mit u (t) die von einem Leerlaufdrehzahlziegler gelieferte Stellgröße bezeichnet, dann lät sich eine solche Regelstrecke beschreiben durch eine Xifferéntialgleicllung zweiter Crdnung von der Form T1T2ij(t) + (T 1+T2)y(t) + (1+v3v4k1k2)y(t) = v3v1k1k2 u(t) 1 wobei T1, T2, k1, k2, v1, v3, v4 die physikalischen Kenngrößen der Leerlaufdrehzahl-Regelstrecke sind.
  • Zum Entwurf des reglers 36 wird eine dieser Differentialgleichungen zweiter Ordnung äquivalente Differenzengleichung als Basis verwendet, die folgende Form aufweist: y(k+1) = a1 y(k) + ao y(k-1) + b 1 u(k) + b2 u(k-1) Dabei ist y (k) die Leerlaufdrehzahl zum Zeitpunkt k und u (k) die Stellgröße zum Zeitpunkt k.
  • Die gewonnene äquivalente Differenzengleichung entspricht der oben schon erwähnten allgemein gültigen Modellgleichung die im erfindungsgemäßen Regelungskonzept angenommen wird, bei n = 2. Selbstverständlich besteht zwischen den Parametern a., b mit i=1, 2 und den physikalischen Größen ein fester Zusammenhang.
  • Alle zum Realisieren des adaptiven Leerlaufdrehzahlreglers benötigten Gleichungen ergeben sich durch Einsetzen von n = 2 in die allgemein abgeleiteten Gleichungen des erfindungsgemäßen Regelungskonzepts.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Regelung von Prozeßgrößen in Motorfahrzeugen Patentansprüche Verfahren zum Regeln von Prozeßgrößen in Motorfahrzeugen, insbesondere von Fahrgeschwindigkeit oder Leerlaufdrehzahl in Kraftfahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine, bei dem die Regelgröße mit Hilfe eines Istwertgebers - insbesondere die Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs mit Hilfe der Drehzahl eines Tachogenerators - und der Sollwert mit Hilfe eines Sollwertgebers - insbesondere die Sollgeschwindigkeit vorzugsweise mit Hilfe der Stellung eines Fahrpedals - dargestellt wird, der Istwert an den Sollwert gemäß einer vorgebbaren Funktion vorzugsweise mit Hilfe eines Mikrocomputers angepaßt wird und die Drehzahl der Brennkraftmaschine über die Betätigung eines zugehörigen Steller nach der Maßgabe einer Stellgröße gesteuert wird, wobei zum Zweck der Regelung für das Fahrzeug ein lineares Modell mit der Ordnung n und den Parametern ( (au, bs), i=1, 2, ...,n) vorgegeben und dazu in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines optimalen Einschrittreglers die Regelgröße gesteuert wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zum Erzeugen der Stellgröße (u(k)) mittels des Reglers (36) abhängig vom Istwert (y(k)) und vom Sollwert (w(k)) die Systemparameter (ai, bi) des Fahrzeugmodells während des Betriebs der Brennkraftmaschine (ii) ständig aus bekannten und/oder gemessenen Größen (Stellgröße u(k), Regelgröße y(k)) adaptiv ermittelt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - zum automatischen Ermitteln der Systemparameter (ai, b) ist ein zusätzlicher Adaptionsblock (39) vorgesehen, - der Adaptionsblock (39) umfaßt ein Kalman-Filter (34), einen Summierer (35) und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Identifikationsalgorithmus (37).
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalman-Filter (34) eingerichtet ist - zum Ausfiltern von Störgrößen, - zum Schätzen der Regelgröße (y(k)).
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Summierer eingerichtet ist zum Ermitteln eines Schätzfehlers (e(k)) als Differenz aus tatsächlicher Regelgröße (y(k)) und geschätzter Regelgröße (y(k)).
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Identifikationsalgorithmus (37) eingerichtet ist zum Ermitteln der für den optimalen Einschrittregler (36) benötigten Zwischenschätzwerte (p1i(k), p2i(k)); i = 1, 2, ..., n).
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalman-Filter (34) durch eine äquivalente Rechnerstruktur ersetzt ist, bei der - ein erstes lineares Filter mit den Filterfaktoren ((ei),i= 1, 2, ..., n) aus der Stellgröße (u(k-1)) die gefilterten Größen erzeugt, - ein weiteres lineares Filter mit den Filterfaktoren ((fi),i = 1, 2, ..., n) aus der Istgröße (y(k-l)) die gefilterten Größen erzeugt, - der Schätzwert der Regelgröße (y(k)) mit Hilfe von Zwischenwerten (P3i) #2i) und mit Hilfe der gefilterten Werte (g (k), gyi(k))(k)) aus der Beziehung bestimmt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Identifikationsalgorithmus (37) eine stochastische Approximation gewählt wird und dazu - aus den Werten für den Schätzfehler e(k) = y(k) - y(k) und der Zwischengröße - die Schätzungen für die Zwischenwerte p2i(k) = p2i(k-1) + h(k) * e(k) * - und daraus die geschätzten Parameter aAi(k) = ß ii(k) + t (k) p (k) mit i = 1, 2, ..., n berechnet werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der geschätzten Parameter (âi(k), ti(k)) im optimalen Einschrittregler (36) die Stellgröße (u(k)) mit Hilfe bekannter Gewichtungsfaktoren (p, q) nach der Formel berechnet wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit (y(k)) des Kraftfahrzeugs verwendet wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Regelung der Leerlaufdrehzahl (y(t)) der Brennkraftmaschine (li) verwendet wird.
DE19843416812 1984-05-07 1984-05-07 Verfahren zur regelung von prozessgroessen in motorfahrzeugen Withdrawn DE3416812A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843416812 DE3416812A1 (de) 1984-05-07 1984-05-07 Verfahren zur regelung von prozessgroessen in motorfahrzeugen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843416812 DE3416812A1 (de) 1984-05-07 1984-05-07 Verfahren zur regelung von prozessgroessen in motorfahrzeugen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3416812A1 true DE3416812A1 (de) 1985-11-07

Family

ID=6235127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843416812 Withdrawn DE3416812A1 (de) 1984-05-07 1984-05-07 Verfahren zur regelung von prozessgroessen in motorfahrzeugen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3416812A1 (de)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3605117A1 (de) * 1985-02-18 1986-08-21 Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi Vorrichtung zur regelung der fahrzeuggeschwindigkeit
EP0292286A1 (de) * 1987-05-19 1988-11-23 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fahrzeug-Regelsystem
EP0297606A2 (de) * 1987-07-01 1989-01-04 Nissan Motor Co., Ltd. System und Verfahren zur automatischen Steuerung einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine gewünschte Reisegeschwindigkeit
DE3841386A1 (de) * 1987-12-11 1989-06-29 Mazda Motor Konstant-fahrgeschwindigkeits-regelvorrichtung
DE3815625A1 (de) * 1988-05-07 1989-11-16 Koelner Verkehrs Betriebe Ag Verfahren zur automatischen vorgabe von antriebsparametern im ein automatisches getriebe aufweisenden antriebsstrang eines linienbusses sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3930911A1 (de) * 1988-09-20 1990-03-22 Mitsubishi Motors Corp Fahrtregler fuer kraftfahrzeuge
US5094213A (en) * 1991-02-12 1992-03-10 General Motors Corporation Method for predicting R-step ahead engine state measurements
FR2684933A1 (fr) * 1991-12-17 1993-06-18 Bosch Gmbh Robert Regulateur de la vitesse de marche d'un vehicule.
US5270935A (en) * 1990-11-26 1993-12-14 General Motors Corporation Engine with prediction/estimation air flow determination
DE19615542A1 (de) * 1996-04-19 1997-10-23 Daimler Benz Ag Einrichtung zur Motorlastbestimmung für einen Verbrennungsmotor
FR2752204A1 (fr) * 1996-08-10 1998-02-13 Daimler Benz Ag Procede et dispositif de regulation de la dynamique longitudinale d'un vehicule automobile
LU90706B1 (en) * 2000-12-18 2002-06-19 Delphi Tech Inc Method for estimating a road load force encountered by a vehicle
WO2003023334A1 (de) * 2001-09-06 2003-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer fahrzeugmasse und einer fahrbahnsteigung durch einen rekursiven zustandsschätzalgorithmus

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3605117A1 (de) * 1985-02-18 1986-08-21 Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi Vorrichtung zur regelung der fahrzeuggeschwindigkeit
EP0292286A1 (de) * 1987-05-19 1988-11-23 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fahrzeug-Regelsystem
EP0297606A2 (de) * 1987-07-01 1989-01-04 Nissan Motor Co., Ltd. System und Verfahren zur automatischen Steuerung einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine gewünschte Reisegeschwindigkeit
EP0297606A3 (en) * 1987-07-01 1989-02-08 Nissan Motor Co., Ltd. A system and method for automatically controlling a vehicle speed to a desired cruising speed
US4958288A (en) * 1987-07-01 1990-09-18 Nissan Motor Company, Limited System and method for automatically controlling a vehicle speed to a desired cruising speed
DE3841386A1 (de) * 1987-12-11 1989-06-29 Mazda Motor Konstant-fahrgeschwindigkeits-regelvorrichtung
DE3815625A1 (de) * 1988-05-07 1989-11-16 Koelner Verkehrs Betriebe Ag Verfahren zur automatischen vorgabe von antriebsparametern im ein automatisches getriebe aufweisenden antriebsstrang eines linienbusses sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3930911A1 (de) * 1988-09-20 1990-03-22 Mitsubishi Motors Corp Fahrtregler fuer kraftfahrzeuge
US5270935A (en) * 1990-11-26 1993-12-14 General Motors Corporation Engine with prediction/estimation air flow determination
US5094213A (en) * 1991-02-12 1992-03-10 General Motors Corporation Method for predicting R-step ahead engine state measurements
FR2684933A1 (fr) * 1991-12-17 1993-06-18 Bosch Gmbh Robert Regulateur de la vitesse de marche d'un vehicule.
DE19615542A1 (de) * 1996-04-19 1997-10-23 Daimler Benz Ag Einrichtung zur Motorlastbestimmung für einen Verbrennungsmotor
DE19615542C2 (de) * 1996-04-19 1998-05-07 Daimler Benz Ag Einrichtung zur Motorlastbestimmung für einen Verbrennungsmotor
US5889204A (en) * 1996-04-19 1999-03-30 Daimler-Benz Ag Device for determining the engine load for an internal combustion engine
FR2752204A1 (fr) * 1996-08-10 1998-02-13 Daimler Benz Ag Procede et dispositif de regulation de la dynamique longitudinale d'un vehicule automobile
US6098007A (en) * 1996-08-10 2000-08-01 Daimlerchrysler Ag Control arrangement for longitudinal dynamics of a motor vehicle
LU90706B1 (en) * 2000-12-18 2002-06-19 Delphi Tech Inc Method for estimating a road load force encountered by a vehicle
EP1215071A1 (de) * 2000-12-18 2002-06-19 Delphi Technologies, Inc. Methode zur Bestimmung einer Fahrwiderstandskraft die einem Fahrzeug entgegenwirkt
WO2003023334A1 (de) * 2001-09-06 2003-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer fahrzeugmasse und einer fahrbahnsteigung durch einen rekursiven zustandsschätzalgorithmus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4304779B4 (de) Vorrichtung zur Steuerung des von einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs abzugebenden Drehmoments
DE3930911C2 (de) Fahrgeschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug
DE3416369C2 (de) Vorrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs
DE19540061C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Dieselmotors
DE19756053B4 (de) Drosselklappensteuervorrichtung
DE4037237A1 (de) Verfahren zum betreiben einer aus brennkraftmaschine und automatischem getriebe bestehenden antriebseinheit
DE69614167T2 (de) Drosselsteuerung einer Brennkraftmaschine mit variablen Regelkonstanten
DE4235827B4 (de) Verfahren und Einrichtung zur Steuerung der Ausgangsleistung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs
DE3416812A1 (de) Verfahren zur regelung von prozessgroessen in motorfahrzeugen
DE2712327A1 (de) Verfahren zur selbsttaetigen regelung von kraftfahrzeugen
EP0286644B1 (de) Verfahren zur elektronischen bestimmung der kraftstoffmenge einer brennkraftmaschine
DE4305573C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs
EP0347446B1 (de) Verfahren und einrichtung zur beeinflussung der luftzumessung bei einer brennkraftmaschine, insbesondere im leerlauf und schubbetrieb
EP0892726A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer antriebseinheit eines fahrzeugs
EP0591139B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung der luftzufuhr zu einer brennkraftmaschine
DE3344415A1 (de) Fahrgeschwindigkeitsregler fuer kraftfahrzeuge
DE3432757A1 (de) Adaptive pi-dead-beat-regler fuer kraftfahrzeuge
EP0768455A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE4313746C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Leistung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs
WO1999058360A1 (de) Fahrzeugmotorsteuerungsvorrichtung mit regelung und/oder begrenzung der fahrgeschwindigkeit
EP1242732B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung der antriebseinheit eines fahrzeugs
DE10114040A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs
DE102008042783A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit
DE4303560B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Verstelleinrichtung
DE10135077A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee