DE3811263A1 - Lernendes regelungsverfahren fuer eine brennkraftmaschine und vorrichtung hierfuer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein lernendes Regelungsverfahren mit Vorsteuerung für eine einzustellende Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine. Die einzustellende Betriebsgröße kann z. B. die Kraftstoffzumeßzeit, der Zündzeitpunkt, der Lade­ druck, die Abgasrückführungsrate oder auch die Leerlauf­ drehzahl sein. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vor­ richtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.

Stand der Technik

Ein derartiges Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung sind aus der DE 35 05 965 A1 (US-Ser. No. 8 31 476/1986) be­ kannt. Die Vorrichtung weist ein Vorsteuerungsmittel, ein Sollwertgebermittel, ein Regelungsmittel, ein Abschwächungs­ mittel, ein Lernbedingungs-Erkennungsmittel und ein Lern­ kennfeld auf. Das Vorsteuerungsmittel gibt abhängig von Werten von anderen Betriebsgrößen als der einzustellenden einen Vorsteuerungswert für die einzustellende Betriebs­ größe aus. Das Sollwertgebermittel liefert einen Regelgrö­ ßen-Sollwert, der mit einem jeweiligen Regelgrößen-Istwert verglichen wird. Das Regelungsmittel bildet abhängig von der Differenz zwischen den genannten beiden Werten einen Stellwert, mit dem der jeweilige Vorsteuerungswert regelnd korrigiert wird. Der Vorsteuerungswert wird jedoch auch steuernd korrigiert, und zwar mit Hilfe eines aus dem Lern­ kennfeld jeweils ausgelesenen Adaptionswertes. Das Lern­ kennfeld speichert Adaptionswerte adressierbar über Werte von Adressierbetriebsgrößen. Es liest zum Korrigieren des Vorsteuerungswertes jeweils denjenigen Adaptionswert aus, der zum jeweils vorliegenden Satz von Werten der Adressier­ betriebsgrößen gehört. Die Adaptionswerte werden immer wie­ der neu bestimmt, und zwar immer dann, wenn das Lernbedin­ gungs-Erkennungsmittel für einen jeweiligen Adaptionswert ein Lernsignal ausgibt, wenn eine vorgegebene Lernbedingung erfüllt ist. Das Korrigieren erfolgt mit Hilfe des von dem Regelungsmittel gelieferten Stellwertes, der allerdings nicht unmittelbar zur Korrektur herangezogen wird, sondern erst nach Multiplikation mit einem vom Abschwächungsmittel gelieferten Lernintensitätsfaktor.

Ein Lernkennfeld, dessen Stützstellenwerte mit Hilfe abge­ schwächter Werte einer Stellgröße bei Eintritt einer Lern­ bedingung verändert werden, ist auch aus dem SAE-paper No. 8 60 594, 1986, für eine Vorrichtung zum Einstellen der Einspritzzeit bekannt. Bei dieser Vorrichtung gibt das Ab­ schwächungsmittel nicht dauernd denselben Lernintensitäts­ wert aus, sondern dieser hängt davon ab, wie oft an einer Stützstelle bereits gelernt wurde und wie groß die jewei­ lige Stellgröße ist. Um die variablen Lernintensitätswerte, die Faktoren sind, liefern zu können, weist das Abschwä­ chungsmittel einen Zählerstandsspeicher und eine Lerninten­ sitätstabelle auf. Im Zählerstandsspeicher ist für jede Stützstelle dieses Kennfeldes, wobei die Stützstellen mit denen des Lernkennfeldes identisch sind, ein Zählerstand gespeichert. Der Stand wird bis zu einem 16-Bit-Wert mit jedem neuen Lernzyklus für jede betreffende Stützstelle um 1 erhöht. Ist jedoch der Stellwert für diese Stützstelle in drei aufeinanderfolgenden Lernzyklen größer als ein Schwellwert, wird der Zählerstand für diese Stützstelle auf 0 zurückgesetzt. Abhängig vom jeweiligen Zählerstand und vom jeweiligen Wert der Stellgröße wird aus der Lernin­ tensitätstabelle ein für diese Adressierwerte fest vorgege­ bener Lernintensitätsfaktor ausgelesen. Mit diesem wird die Stellgröße multipliziert und das Ergebnis wird zum vorher vorhandenen Stützstellenwert addiert.

Es hat sich herausgestellt, daß das System dann, wenn mit einem einzigen Lernintensitätswert gearbeitet wird, relativ wenig zu Schwingungen neigt, vorausgesetzt der Wert wird nicht zu hoch angesetzt. Andererseits besteht das Problem, daß dann, wenn große Werte der Stellgröße vorliegen, nicht ausreichend schnell gelernt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum lernenden Regeln mit Vorsteuerung für eine einzustel­ lende Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine anzugeben, das schnelle Lernfortschritte in einem Lernkennfeld erzielt, ohne daß das geregelte System zu Schwingungen neigt. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zum Ausführen eines solchen Verfahrens anzugeben.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung ist für das Verfahren durch die Merkmale von Anspruch 1 und für die Vorrichtung durch die Merkmale von Anspruch 2 gegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausge­ staltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß der Zählerstand im Zählerstandsspeicher nicht mehr grundsätzlich um den Wert 1 mit jedem Lernvorgang inkremen­ tiert wird und nach drei unzufriedenstellenden Lernzyklen auf 0 zurückgesetzt wird, sondern daß eine Zählerdifferenz­ tabelle vorhanden ist, die abhängig von der Regelstellgröße, also der Regelabweichung, und dem bereits erzielten Lern­ fortschritt, also dem Zählerstand im Zählerstandsspeicher, Zählerdifferenzen speichert, mit denen der Zählerstand für einen jeweils vorliegenden Betriebspunkt im Zählerstands­ speicher inkrementiert oder dekrementiert wird.

Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2 weist die bereits be­ schriebenen Mittel auf, also ein Vorsteuerungsmittel, ein Sollwertgebermittel, ein Regelungsmittel, ein Abschwächungs­ mittel, das ein Zählerstand-Kennfeld und eine Lernintensi­ tätstabelle beinhaltet, ein Lernbedingungs-Erkennungsmittel und ein Lernkennfeld. Dazuhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Zählerdifferenztabelle als Teil des Ab­ schwächungsmittels auf. Diese Zählerdifferenztabelle spei­ chert Zählerdifferenzwerte adressierbar über Werte von Zäh­ lerstand und einer stellgrößenabhängigen Größe. Für jeden Satz jeweils vorliegender Werte von Zählerstand und stell­ größenabhängiger Größe gibt sie den zugehörigen Zählerdif­ ferenzwert an das Zählerstand-Kennfeld aus, zum Ändern des Zählerstandes an der jeweiligen Stützstelle um den Zähler­ differenzwert.

Die Zählerdifferenztabelle bewirkt, daß nicht mehr bei einem jeweiligen Lernzyklus der Zählerstand für die betreffende Stützstelle um den festen Wert 1 erhöht wird wie beim System gemäß dem genannten SAE-paper, sondern daß die Zählerdif­ ferenz variabel gestaltet ist. So beträgt der Zählerdiffe­ renzwert nur für kleine Werte der Stellgröße und kleine Zählerstandswerte "+1". Für größere Abweichungen wird die Differenz kleiner, geht also über den Wert "0" bis zu ne­ gativen Werten. Außerdem sind die Zählerstandswerte im Zäh­ lerstand-Kennfeld auf einen Maximalwert begrenzt. Die Wir­ kung dieser Maßnahme ist die folgende.

Wird an einer Stützstelle aufgrund relativ kleiner Werte der stellgrößenabhängigen Größe immer wieder gelernt, wird schließlich der Maximalwert für den Zählerstand erreicht. Dies führt zu einem relativ niedrigen Lernintensitätswert, wodurch die Tatsache berücksichtigt ist, daß an einer Stel­ le, an der bereits viel gelernt wurde, die Wahrscheinlich­ keit für weitere größere Änderungen gering ist. Tritt nun doch ein großer Wert der stellgrößenabhängigen Größe für diese Stützstelle auf, bedeutet dies, daß wohl doch noch ein größerer Lernfortschritt erforderlich ist. Der Zähler­ stand wird daher um einige Punkte erniedrigt, was zu einem Vergrößern des Lernintensitätswertes führt. Die Vergrö­ ßerung ist jedoch nicht so stark, wie sie wäre, wenn der Zählerstand auf 0 zurückgesetzt werden würde. Dies macht ersichtlich, das das Verfahren in bezug auf die Lernge­ schwindigkeit variabel ist, aber dennoch nicht zu Schwin­ gungen neigt, da keine zu großen sprunghaften Änderungen in Lernintensitätswerten auftreten.

Dieser vorteilhafte Effekt ist noch durch einen Verzöge­ rungsschritt unterstützbar, der gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung zusätzlich einsetzbar ist. Dieser Verzöge­ rungsschritt verzögert die Änderung eines Zählerstandes im Zählerstand-Kennfeld so lange, bis, nach dem Auftreten eines Lernsignales, zunächst ein Lernintensitätswert auf­ grund des vor dem Auftreten des Lernsignales geltenden Zäh­ lerstandes aus der Lernintensitätstabelle ausgelesen worden ist. Tritt also ein großer Wert der stellgrößenabhängigen Größe auf, der zu einem verhältnismäßig starken Erniedrigen des Zählerstandes und damit einem verhältnismäßig starken Erhöhen des Lernintensitätswertes führt, wird nicht der vorliegende große Wert der Stellgröße mit dem neuen Lern­ intensitätswert abgeschwächt, der zu hoher Lernintensität führen würde, sondern der große Wert der Stellgröße wird nur mit dem alten Lernintensitätswert abgeschwächt, der zu geringerer Lernintensität führt. Wenn dann keine großen Werte der Stellgröße mehr für diese Stützstelle auftreten, sich also herausstellt, daß ein einmaliger starker Abwei­ chungsfall vorlag, führen diese kleinen Werte trotz des er­ höhten Lernintensitätswertes nicht zu zu großen Änderungen durch den Lernschritt. Tritt dagegen der große Wert der Stellgröße nochmals oder noch mehrmals auf, ist dies ein Zeichen dafür, daß nun doch, obwohl an dieser Stelle schon häufig gelernt wurde, weitere große Lernschritte erforder­ lich sind. Diese werden dann auch ausgeführt, da der erneu­ te große Wert der Stellgröße nun jeweils mit dem nach dem vorigen Lernschritt erhöhten Lernintensitätswert abge­ schwächt wird, der zu größerer Lernintensität führt. So sorgt der Verzögerungsschritt dafür, daß große Lernwerte nur dann ausgegeben werden, wenn große Werte von Stellgrö­ ßen mehrfach hintereinander auftreten. Es wird darauf hin­ gewiesen, daß im vorigen wie auch im folgenden die Aussage "großer Lernintensitätswert" jeweils bedeutet, daß dieser Wert zu einem großen Lernfortschritt führt, also den Wert der Stellgröße nur weniger abschwächt als ein "kleiner Lern­ intensitätswert".

Wie bereits eingangs erläutert, läßt sich das erfindungs­ gemäße Verfahren zum Einstellen unterschiedlichster Be­ triebsgrößen einer Brennkraftmaschine verwenden. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung jedoch zum Einstellen der Kraftstoffzumeßzeit, insbesondere der Einspritzzeit. Dies, weil bei Systemen zum Einstellen dieser Größe als Regel­ größe der Lambdawert verwendet wird, der im Abgas der Brennkraftmaschine gemessen wird, was mit einer beträcht­ lichen Totzeit zwischen dem Vornehmen einer Änderung und deren Messen verbunden ist. Solche Systeme neigen wegen der genannten Totzeit besonders zum Schwingen und daher ist die erfindungsgemäße schwingungsdämpfende Maßnahme besonders nützlich.

Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten AusführungsbeispieIen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein als Blockschaltbild dargestelltes Funktions­ diagramm eines lernenden Vorsteuerungs/Regelungs­ verfahrens zum Einstellen der Einspritzzeit; und

Fig. 2 ein als Blockschaltbild dargestelltes Funktions­ diagramm eines Abschwächungsmittels innerhalb dem Funktionsdiagramm von Fig. 1.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Die Fig. 1 und 2 betreffen ein einzelnes Ausführungsbei­ spiel. Dieses betrifft das Einstellen der Einspritzzeit für ein Einspritzventil einer Brennkraftmaschine 10. Das Ein­ stellen der Einspritzzeit wurde als Beispiel gewählt, da sich an ihm die Erfindung besonders gut veranschaulichen läßt. Ebenfalls allein aus Gründen der Anschaulichkeit ist die Darstellung in Form von Blockschaltbildern gewählt. Die Funktion, die anhand der Blockschaltbilder erläutert wird, wird in der Praxis in aller Regel durch einen Mikro­ rechner ausgeführt werden, wie er in der Kraftfahrzeug­ elektronik üblich ist.

Im Saugrohr 11 der Brennkraftmaschine 10 ist ein Einspritz­ ventil 12 angeordnet, das mit einem Signal für die Ein­ spritzzeit T I angesteuert wird. Abhängig von der einge­ spritzten Kraftstoffmenge und der angesaugten Luftmenge stellt sich ein Lambdawert ein, der von einer im Abgas­ kanal 13 der Brennkraftmaschine 10 angeordneten Lambda- Sonde 14 gemessen wird. Der gemessene Lambda-Istwert wird mit einem von einem Sollwertgebermittel 15 gelieferten Lambda-Sollwert in einem Vergleichsschritt 16 verglichen und der gebildete Regelabweichungswert wird einem Rege­ lungsmittel 17 mit integrierendem Verhalten zugeführt, das eine Stellgröße ausgibt, die im Fall der Einspritzzeitre­ gelung den Charakter eines Regelfaktors FR hat. Mit diesem Regelfaktor wird eine vorgegebene Einspritzzeit durch Multiplikation in einem Regelungs-Multiplizierschritt 18 modifiziert. Damit das System ohne zu große Regelabwei­ chungen bei Änderungen im Betriebszustand arbeiten kann, steht an seinem Eingang ein Vorsteuerwert T IV für die Ein­ spritzzeit zur Verfügung, der von einem Vorsteuerungsmittel geliefert wird, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Vorsteuerspeicher 19 realisiert ist, der adres­ sierbar über Werte der Drehzahl n und der Stellung eines Fahrpedales FP Vorsteuerwerte T IV speichert.

Die Vorsteuerwerte T IV sind für bestimmte Betriebsbedin­ gungen und bestimmte Systemeigenschaften festgelegt. Nun ändern sich jedoch beim Betrieb der Brennkraftmaschine die Betriebsbedingungen, z. B. der Luftdruck oder die System­ eigenschaften, z. B. Lecklufteigenschaften oder die Schließ­ zeit des Einspritzventiles 12. Um trotz dieser Änderungen dauernd einen möglichst guten Vorsteuerwert zu erzielen, wird der aus dem Vorsteuerspeicher 19 ausgelesene Vorsteuer­ wert noch mit einem Adaptionsfaktor FA in einem Adaptions- Multiplizierschritt 20 modifiziert. Der Adaptionsfaktor FA wird aus einem Adaptionsfaktorenspeicher 21 ausgelesen, der entsprechend viele Stützstellen aufweist wie der Vorsteuer­ speicher 19 und, wie dieser, über Sätze von Werten der Dreh­ zahl n und der Fahrpedalstellung FP adressierbar ist. Es handelt sich z. B. um jeweils 64 Stützstellen mit 8 Adres­ sen für Klassen von Drehzahlwerten und 8 Adressen für Klas­ sen von Fahrpedalstellungen.

Die Adaptionsfaktoren an den 64 Stützstellen werden bei der Inbetriebnahme alle auf den Wert "1" gesetzt. Um jede Stützstelle herum ist ein Bereich festgelegt. Wird dieser Bereich verlassen und befand sich die Brennkraftmaschine 10 zuvor in stationärem Betrieb, gibt ein Lernbedingungs-Er­ kennungsmittel 22 ein Lernsignal LS aus. Dies führt zu an­ schließendem Verändern des Adaptionsfaktors der Stützstel­ le, die durch die Koordinaten nv, FPv gegeben ist, wobei es sich hierbei um die Werte der Adressier-Betriebsgrößen zum Zeitpunkt des Verlassens des Bereiches handelt.

Zum Ausführen des Lernschrittes sind ein Mittelungsmittel 23 und ein Abschwächungsmittel 24 vorhanden. Das Mittelungs­ mittel 23 ist insbesondere in Verbindung mit einer Regelung auf Lambda =1 von Sinn, da in diesem Fall der Regelungs­ faktor FR systembedingte Schwingungen ausführt. Bei korrek­ ter Vorsteuerung muß dieser Mittelwert "1" sein. Weicht er von diesem Mittelwert ab, beträgt er z. B. "1,1", muß die Vorsteuerung durch Bestimmen eines neuen Adaptionsfaktors FA für die betreffende Stützstelle verbessert werden. Es wür­ de also naheliegen, den ermittelten Mittelwert des Regel­ faktors, also "1,1" im Beispielsfall, als neuen Adaptions­ faktor für die soeben verlassene Stützstelle beim Auftreten des Lernsignales LS für diese Stützstelle in den Adaptions­ faktorenspeicher 21 einzuschreiben. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß es vorteilhafter ist, den gemittelten Wert des Regelfaktors nicht in voller Höhe, sondern nur ab­ geschwächt zu übernehmen, was durch Multiplikation mit einem Lernintensitätsfaktor <1 im Abschwächungsmittel 24 erfolgt.

In der bis jetzt beschriebenen Funktionsweise ist das System identisch mit einem Ausführungsbeispiel, das in der bereits genannten DE 35 05 965 A1 anhand der dortigen Fig. 11 be­ schrieben ist. Der entscheidende Unterschied ist der, daß beim bekannten Verfahren das Abschwächungsmittel 24 dauernd denselben Lernintensitätsfaktor vorgibt, während das Ab­ schwächungsmittel des vorliegenden Verfahrens, wie weiter unten anhand von Fig. 2 im Detail erläutert wird, einen variablen Lernintensitätsfaktor ausgibt.

Bevor jedoch auf diesen entscheidenen Unterschied einge­ gangen wird, sei noch auf weitere Unterschiede zur genann­ ten Figur in der genannten Anmeldung verwiesen. Beim be­ kannten Ausführungsbeispiel fehlen das Sollwertgebermit­ tel 15 und der Vergleichsschritt 16 und es fehlt auch ein Integrationsschritt 25 zwischen der Lambdasonde 14 und dem Vergleichsschritt 16. Diese Funktionsgruppen sind beim be­ kannten System im Regelungsmittel 17 mitenthalten, da dort von einem dauernd festen Lambdasollwert von 1 ausgegangen ist. Die Funktionsgruppen sind im vorliegenden Fall geson­ dert gezeichnet, um darzustellen, daß der Lambda-Sollwert auch variabel sein kann, was bei Anwendung auf magere Lambdaregelung der Fall ist. Ein weiterer Unterschied zum bekannten Ausführungsbeispiel geht dahin, daß dort noch Funktionsgruppen zum Einstellen eines globaIen Adaptions­ faktors dargestellt sind. Diese Funktionsgruppen können auch beim vorliegenden System eingesetzt werden, wenn ein globaler Faktor eingearbeitet werden soll. Für die hier diskutierte Erfindung, nämlich die Art der variablen Ge­ staltung des Lernintensitätsfaktors M, sind diese Details jedoch unerheblich.

Das Abschwächungsmittel 24 weist, wie in Fig. 2 darge­ stellt, drei Hauptfunktionsgruppen auf, nämlich eine Lern­ intensitätstabelle 26, einen Zählerstandsspeicher 27 und eine Zählerdifferenztabelle 28. Alle drei Funktionsgruppen stellen Kennfelder dar, aus denen Werte, die Sätzen von Werten von Adressiergrößen zugeordnet sind, ausgelesen werden können. Die Adressiergrößen sind jedoch unterschied­ lich, weswegen auch unterschiedliche Begriffe für die Funk­ tionsgruppen verwendet wurden. Der Zählerstandsspeicher 27 ist wie auch der Vorsteuerspeicher 29 und der Adaptions­ faktorenspeicher 21 über Werte der Drehzahl n und der Fahr­ pedalstellung FP adressierbar, wobei in allen drei Spei­ chern dieselbe Klassenaufteilung, z. B. in 8×8 Stützstel­ len vorhanden ist. Die Kennfelder der beiden Tabellen, also der Lernintensitätstabelle 26 und der Zählerdifferenzta­ belle 28, werden statt dessen über Werte der prozentualen Stellgrößenabweichung und des vom Zählerstandsspeicher 27 ausgegebenen Zählerstandes für eine jeweilige Stützstelle adressiert. Die Klasseneinteilung dieser Größen ist absolut unabhängig von der Klasseneinteilung der anderen Größen, die zum Adressieren der genannten Speicher dienen. Gemäß Tabelle I für die Lernintensitätstabelle und Tabelle II für die Zählerdifferenztabelle (s. Ende der Beschreibung) sind bei einem praktischen Ausführungsbeispiel jedoch ebenfalls in 8×8 Stützstellen unterteilt, weil sich dies aufgrund der üblichen Adressierverfahren anbietet. Diese Aufteilung hat jedoch nichts mit der 8×8-Aufteilung der Speicher zu tun, könnte also auch jede andere Auf­ teilung sein.

Wie bereits erwähnt und wie auch aus den genannten Tabellen ersichtlich, ist eine Adressiergröße für die Lernintensi­ tätstabelle 26 und die Zählerdifferenztabelle 28 die pro­ zentuale Stellgrößenabweichung. Diese wird aus dem gemit­ telten Regelungsfaktor dadurch gebildet, daß von diesem Mittelwert der Wert "1" abgezogen wird und die Differenz als prozentualer Wert bezogen auf den Wert "1" berechnet wird. Tritt nun eine gemittelte Stellgröße, d. h. ein ge­ mittelter Regelungsfaktor von wiederum "1,1", wie in obigem Beispiel, auf, und gilt dies für eine Stützstelle, für die noch nie ein Lernzyklus ausgeführt wurde, für die also der Zählerstand "0" im Zählerstandsspeicher 27 abgelegt ist, gibt die Lernintensitätstabelle den Lernintensitätsfak­ tor "1" aus, wie aus Tabelle I ersichtlich. Dieser Lern­ intensitätsfaktor M wird in einem Abschwächungs-Multipli­ zierschritt 29 mit der absoluten Stellgrößenabweichung, also der Differenz aus der gemittelten Stellgröße und dem Sollwert "1", multipliziert und zum Gewinnen eines vor­ läufigen Adaptionsfaktors FAv wird der Sollwert "1" in einem Additionsschritt 30 addiert, so daß schließlich der Wert "1,1" erhalten wird. Mit diesem wird der alte Adap­ tionsfaktor FA, also "1", multipliziert, wodurch der neue Adaptionsfaktor "1,1" erhalten wird.

Wird der Bereich um dieselbe Stützstelle noch drei weitere Male angefahren und wieder verlassen, wobei zuvor stationä­ rer Betrieb herrschte, befindet sich der Zählerstand für diese Stützstelle schließlich auf dem Wert "4" und der Adaptionsfaktor FA angenommenerweise auf dem Wert "1,2". Tritt beim vierten Verlassen wieder eine mittlere Stell­ größe von "1,1", also von 10% auf, führt dies zu einem Lernintensitätsfaktor von 0,9, wie aus der Lenrintensitäts­ tabelle gemäß Tabelle I ersichtlich. Mit diesem Wert wird der bereits obengenannte absolute Stellgrößendifferenz­ wert "0,1" multipliziert, wodurch sich der Wert 0,09 er­ gibt, zu dem im Additionsschritt 30 wiederum der Sollwert "1" addiert wird, wodurch nun der vorläufige Adaptionsfak­ tor FAv "1,09" erhalten wird. Dieser, multipliziert mit dem alten Adaptionsfaktor von "1,2", ergibt den nunmehr für die zuvor gerade verlassene Stützstelle neuen Adap­ tionsfaktor 1,2×1,09, also "1,308".

Wird dieselbe Stützstelle noch 24 weitere Male angefahren, wobei die Stellgrößenabweichung jedoch jeweils nur etwa 2% beträgt, wird der Zählerstand für diese Stützstelle jeweils um "1" erhöht, wie sich aus der Zählerdifferenz­ tabelle gemäß Tabelle II ergibt, also bis auf den Wert "28". Wird nun diese Stützstelle noch ein weiteres Mal angefah­ ren und wieder verlassen, nun jedoch mit einer Stellgrößen­ abweichung von 15%, wird der Lernintensitätsfaktor "0,4" ausgelesen, wie Tabelle I entnehmbar. Für die Multiplika­ tion mit dem alten Adaptionsfaktor FA im Adaptionsfaktoren­ speicher 21 für diese Stützstelle ergibt sich dann 1+0,4×(1,1-1). Nachdem dieser Wert ausgelesen worden ist, wird der Zählerstand für die betreffende Stütz­ stelle um "4" erniedrigt, wie sich aus dem Wert "-4" aus Tabelle II für 15% Stellgrößenabweichung und den Zähler­ stand "28" ergibt. Der Zählerstand für die dauernd betrach­ tete Stützstelle beträgt dann "24". Die Tatsache, daß das Auslesen aus der Lernintensitätstabelle 26 zunächst noch nach dem alten Zählerstand erfolgt und erst dann der Zäh­ lerstand dem Zählerstandsspeicher 27 für die entsprechende Stützstelle korrigiert wird, ist im Funktionsbild gemäß Fig. 2 durch einen Verzögerungsschritt 31 zwischen der Zählerdifferenztabelle 28 und dem Zählerstandsspeicher 27 angedeutet.

Die genannte Verzögerung hat den Vorteil, daß eine große Stellgrößenabweichung zunächst nur mit einem Lernintensi­ tätsfaktor multipliziert wird, der die Abweichung stark abgeschwächt weitergibt. Treten danach wieder nur kleinere Stellgrößenabweichungen auf, wird der Zählerstand bis auf "28" erhöht, so daß schließlich wieder der kleine Lernin­ tensitätsfaktor gilt. Damit hat sich eine einmalige größere Abweichung kaum ausgewirkt. Tritt eine solche jedoch noch­ mals auf, wird sie stärker weitergegeben als beim ersten Mal, da nun der Zählerstand erniedrigt ist und damit der Lernintensitätsfaktor erhöht ist. Diese Tatsache, daß ein­ malige größere Abweichungen kaum berücksichtigt werden, führt zu stark erniedrigter Schwingungsneigung des Systems.

Das Verfahren bzw. die Vorrichtung des Ausführungsbeispie­ les können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt wer­ den. Zum Beispiel muß das Vorsteuerungsmittel nicht durch einen Vorsteuerspeicher 19 realisiert sein, sondern ein Vorsteuerwert kann auf beliebige andere Art und Weise ge­ wonnen werden, z. B. durch Quotientenbildung aus der Luft­ masse und der Drehzahl, wie im bereits genannten SAE- paper beschrieben. Beim Ändern eines Adaptionsfaktors für eine Stützstelle können zugleich die Adaptionsfaktoren benachbarter Stützstellen geändert werden, wie ausführ­ lich z. B. in DE 34 08 215 (US-Ser. No. 6 96 536/1985) be­ schrieben. Es muß kein gesonderter Adaptionsfaktorenspei­ cher vorliegen, sondern es ist auch möglich, Werte aus einem Vorsteuer-ROM in einen RAM einzulesen und dann un­ mittelbar die Vorsteuerwerte zu modifizieren, wie z. B. in BG 20 34 930 B beschrieben. Weiterhin kann, wie be­ reits oben erwähnt, noch ein globaler Faktor bestimmt werden.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist davon ausge­ gangen, daß alle Verknüpfungen multiplikativ erfolgen. Dies ist in Vorrichtungen zum Regeln der Einspritzzeit ange­ bracht. In Vorrichtungen zum Einstellen des Zündzeitpunk­ tes werden dagegen Korrekturen üblicherweise additiv aus­ geführt. Eine solche Vorrichtung ist dadurch gekennzeich­ net, daß die einzustellende Betriebsgröße der Zündzeit­ punkt, die Regelgröße, z. B. eine drehmomentanzeigende Größe, die Stellgröße ein Regelsummand, der Adaptionswert ein Adaptionssummand und der Lernintensitätswert ein Lern­ summand ist, wobei alle Summanden auch negative Werte ein­ nehmen können, und das Abschwächungs-Verknüpfungsmittel einen Addierschritt aufweist, der die Adaptionswerte durch die Korrekturwerte additiv korrigiert.

Unerheblich ist auch, unter welcher Bedingung das Lernsig­ nal LS ausgegeben wird. Die obengenannte Bedingung ent­ spricht derjenigen, wie sie in den beiden genannten deut­ schen Patentanmeldungen beschrieben ist. Das ebenfalls be­ reits genannte SAE-paper nennt als Bedingung diejenige, daß bei einer Regelung auf Lambda = 1 mit einem Zweipunkt­ regler mindestens zweimal eine Umkehr der Regelrichtung stattgefunden hat. Das Lernsignal kann auch mit jedem Pro­ grammzyklus ohne zusätzliche Bedingung ausgegeben werden.

Im Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß zum Gewinnen eines neuen Adaptionsfaktors FA der Regelfaktor FR verwendet wird, wie er vom Regelungsmittel 17 ausgegeben wird. Dieser Regelfaktor FR enthält typischerweise einen Proportional- und einen Integral-Anteil. Dabei ist der Integral-Anteil das direkte Maß für den Aufwand zum Besei­ tigen einer Regelabweichung. Wenn dieser Integral-Anteil gesondert vom Regelungsmittel 17 abgreifbar ist, ist es daher von Vorteil, nur diesen Integral-Anteil des Regel­ faktors FR und nicht den gesamten Regelfaktor zum Berech­ nen eines neuen Adaptionsfaktors FA heranzuziehen.

Wesentlich ist alleine die Art und Weise, wie der Lernin­ tensitätswert zum Verändern der Adaptionswerte gewonnen wird, nämlich durch Nachschlagen in einer Lernintensitäts­ tabelle mit dem Zählerstand eines Stützpunktes als einer Adressiergröße, wobei dieser Zählerstand abhängig von posi­ tiven oder negativen Werten, die aus einer Zählerdifferenz­ tabelle ausgelesen werden, bis zu einem Maximalwert verän­ derbar ist.

Tabelle I

Lernintensitätstabelle

Tabelle II

Zählerdifferenztabelle

Claims (7)

1. Verfahren zum lernenden Regeln mit Vorsteuerung für eine einzustellende Betriebsgröße einer Brennkraft­ maschine, bei dem ein Vorsteuerwert bestimmt und durch einen Adaptionswert und einen Stellwert korrigiert wird, wobei die Adaptionswerte aus den Sollwerten durch Ver­ knüpfen mit Korrekturwerten gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in einem Zählerstandsspeicher für eine vorgegebene An­ zahl von Betriebspunkten Zählerwerte gespeichert werden, die ein Maß für den Lernfortschritt an diesem Betriebs­ punkt sind, wobei der Zählwert auf einen Maximalwert begrenzt ist,
• - einer Zählerdifferenztabelle der jeweilige Zählerstand aus dem genannten Zählerstandsspeicher und ein jeweili­ ger stellgrößenabhängiger Wert zugeführt wird und für diese Werte eine zugehörige Zählerdifferenz ausgelesen wird, mit der der Zählerstand im Zählerstandsspeicher für den betreffenden Betriebspunkt verändert wird,
• - ein jeweiliger Zählerstandswert und ein jeweiliger stellgrößenabhängiger Wert einer Lernintensitätstabelle zugeführt wird und abhängig von den zugeführten Werten aus der Tabelle ein zugehöriger Lernintensitätswert ausgelesen wird, und
• - der stellgrößenabhängige Wert mit dem Lernintensitäts­ wert zum Bilden des Korrekturwertes verknüpft wird.

2. Vorrichtung zum lernenden Regeln mit Vorsteuerung für eine einzustellende Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine, mit

• - einem Vorsteuerungsmittel (19), das abhängig von Werten anderer Betriebsgrößen als der einzustellenden einen Vorsteuerungwert für die einzustellende Betriebsgröße ausgibt,
• - einem Sollwertgebermittel (15) zum Ausgeben eines Regel­ größen-Sollwertes,
• - einem Regelungsmittel (17), das abhängig von der Diffe­ renz zwischen dem Regelgrößen-Sollwert und dem jeweils gemessenen Regelgrößen-Istwert einen Stellwert einer Stellgröße bildet, mit dem der jeweilige Vorsteuerwert regelnd korrigiert wird,
• - einem Abschwächungsmittel (24), dem die Stellgröße zu­ geführt wird und das einen Korrekturwert ausgibt,
• - ein Lernbedingungs-Erkennungsmittel (22), das ein Lern­ signal ausgibt, wenn eine vorgegebene Lernbedingung er­ füllt ist, und
• - einem Adaptionswertspeicher (21), der Adaptionswerte adressierbar über Werte von Adressierbetriebsgrößen spei­ chert und jeweils denjenigen Adaptionswert zum steuernden Korrigieren des Vorsteuerwertes ausgibt, der zum jeweils vorliegenden Satz von Werten der Adressierbetriebsgrößen gehört, wobei mindestens ein Adaptionswert dann durch den Korrekturwert korrigiert wird, wenn das Lernbedingungs- Erkennungsmittel das Lernsignal ausgibt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Abschwächungsmittel (24) folgende Mittel umfaßt:
  • - einen Zählerstandsspeicher (24), der wie der Adaptions­ wertspeicher adressierbar ist und für jede Stützstelle einen Zählerstand speichert, der ein Maß für den Lern­ fortschritt an dieser Stützstelle ist, und der auf einen Maximalwert begrenzt ist,
  • - eine Lernintensitätstabelle (26), die adressierbar über Werte von Zählerstand und einer stellgrößenabhängigen Größe Lernintensitätswerte speichert und für jeden je­ weils vorliegenden Satz von Werten von Zählerstand und genannter Größe den zugehörigen Lernintensitätswert aus­ gibt,
  • - ein Verknüpfungsmittel (29, 30), das den stellgrößen­ abhängigen Wert mit dem Lernintensitätswert zum Bilden des Korrekturwertes abschwächt, und
  • - eine Zählerdifferenztabelle (28), die adressierbar über Werte von Zählerstand und stellgrößenabhängiger Größe Zählerdifferenzwerte speichert und für einen jeweils vorliegenden Satz von Werten von Zählerstand und genann­ ter Größe den zugehörigen Zählerdifferenzwert an das Zählerstand-Kennfeld ausgibt, zum Ändern des Zähler­ standes an der jeweiligen Stützstelle um den Zähler­ differenzwert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Verzögerungsmittel (31), das die Änderung eines Zählerstandes im Zählerstandsspeicher (27) so lange verzögert, bis, nach dem Auftreten eines Lernsignales, zu­ nächst ein Lernintensitätswert aufgrund des vor dem Auf­ treten des Lernsignales geltenden Zählerstandes aus der Lernintensitätstabelle (26) ausgelesen worden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die einzustellende Betriebsgröße die Kraftstoffzumeßzeit, die Regelgröße der Lambdawert, die Stellgröße ein Regelfaktor, der Adaptions­ wert ein Adaptionsfaktor und der Lernintensitätswert ein Lernfaktor ist und das Verknüpfungsmittel einen Multipli­ zierschritt (29) aufweist, der die Adaptionsfaktoren durch die Korrekturwerte multiplikativ korrigiert.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die einzustellende Betriebsgröße der Zündzeitpunkt, die Regelgröße eine dreh­ momentanzeigende Größe, die Stellgröße ein Regelsummand, der Adaptionswert ein Adaptionssummand und der Lerninten­ sitätswert ein Lernsummand ist, wobei alle Summanden auch negative Werte einnehmen können, und das Verknüpfungsmittel einen Addierschritt aufweist, der Adaptionswerte durch die Korrekturwerte additiv korrigiert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Lernbedingungs- Erkennungsmittel (22) ein Lernsignal ausgibt, wenn ein Stützstellenbereich des Adaptionswertspeichers (21) verlas­ sen wird und zuvor stationärer Betrieb vorlag.