DE4020654C2 - Regelverfahren in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine und/oder einem Kraftfahrzeug und Regelvorrichtung zur Durchführung des Regelverfahrens - Google Patents
Regelverfahren in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine und/oder einem Kraftfahrzeug und Regelvorrichtung zur Durchführung des RegelverfahrensInfo
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- DE4020654C2 DE4020654C2 DE19904020654 DE4020654A DE4020654C2 DE 4020654 C2 DE4020654 C2 DE 4020654C2 DE 19904020654 DE19904020654 DE 19904020654 DE 4020654 A DE4020654 A DE 4020654A DE 4020654 C2 DE4020654 C2 DE 4020654C2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Regelverfahren in Verbindung mit
einer Brennkraftmaschine und/oder einem Kraftfahrzeug gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und eine Regelvor
richtung zur Durchführung des Verfahrens.
In der Kraftfahrzeugtechnik ist es vielfach bekannt, zu
Steuerungs- bzw. Regelungszwecken über ein elektrisch betä
tigbares Element, welches mit impulsförmigen Signalen ange
steuert wird, auf eine Betriebskenngröße der Brennkraftma
schine und/oder des Kraftfahrzeugs einzuwirken.
Ein derartiges System wird in der DE 36 21 937 A1 am Bei
spiel einer elektronischen Motorleistungssteuerung vorge
stellt. Dort wird von einer Recheneinheit in Abhängigkeit
von Meßwerten, insbesondere der Position des Leistungsstell
gliedes der Brennkraftmaschine und eines vom Fahrer betätig
baren Bedienelements, ein impulsförmiges Ansteuersignal für
ein die Leistung der Brennkraftmaschine beeinflussendes
Stellelement erzeugt, wobei wenigstens ein Parameter des An
steuersignals, beispielsweise die Impulslänge bei festste
hender Ansteuerperiode des Ansteuersignals, veränderbar ist.
Das dort beschriebene System führt dabei zur Steuerung der
Motorleistung eine Regelung der Position des Leistungsstell
gliedes durch. Bei der Realisierung derartiger Regelsysteme
in digitaler Form tritt jedoch die Schwierigkeit auf, daß
die Regelung nicht die gewünschten Eigenschaften hinsicht
lich Dynamik, Stabilität und/oder Genauigkeit aufweist, da
zur Bestimmung des impulsförmigen Ansteuersignals die Meß
werte verwendet werden, die unmittelbar vor Beginn der An
steuerperiode des Ansteuersignals, beziehungsweise während
einer vorhergehenden Ansteuerperiode, erfaßt wurden. Das auf
der Basis dieser Meßwerte gebildete Ansteuersignal berück
sichtigt demnach nicht die während der aktuellen Ansteuerpe
riode auftretenden Änderungen bezüglich der Regelstrecke be
ziehungsweise ihrer Randbedingungen.
Die DE 27 42 765 C3 beschreibt eine elektrische Steuervor
richtung für einen Verbrennungsmotor, bei welchem sowohl ab
hängig von einem zeitgesteuerten Taktsignal als auch von ei
nem drehzahlabhängigen Impulssignal Unterbrechungssignale
für einen Rechner erzeugt werden. Dieser Rechner bildet er
ste Ansteuerwerte für die Steuerung des Zündzeitpunktes bzw.
der Kraftstoffmenge und zweite Steuerwerte zum Steuern der
Abgasmenge, die in den Motor zurückgeführt wird. Die ersten
Werte werden drehzahlsynchron, die zweiten Werte zeitsyn
chron berechnet. Läuft gerade eine Berechnung des zweiten
Wertes und tritt ein drehzahlsynchroner Unterbrechungsimpuls
auf, wird diese Berechnung unterbrochen und die ersten Steu
erwerte berechnet. Nach Beendigung dieser Berechnung wird
die Berechnung der zweiten Steuerwerte fortgesetzt.
Maßnahmen zur Verbesserung der Dynamik und/oder Genauigkeit
der Steuerung werden nicht vorgeschlagen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben,
welche die Eigenschaften einer solchen Regelung bzgl. Dyna
mik, Stabilität und Genauigkeit verbessern.
Diese Aufgabe wird mit einem Regelverfahren gemäß Patentan
spruch 1 sowie mit einer entsprechenden Regelvorrichtung ge
mäß Patentanspruch 8 gelöst.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen verbessert sich das
dynamische Verhalten des Regelverfahrens sowie seine Genau
igkeit erheblich, da das Ansteuersignal entsprechend dem ak
tuellsten Meßwert modifiziert wird.
Die dadurch erzielten Verbesserungen zeigen sich insbesonde
re bei Soll-Wert-Sprüngen, auf die Dank der erfindungsgemä
ßen Vorgehensweise das Regelverfahren entsprechend schnell
reagiert. Derartige Soll-Wert-Sprünge treten insbesondere in
Kraftfahrzeugen im Zusammenhang mit Antriebs-Schlupf-
Regelungs-(ASR)-Systemen auf. Dort wird durch die erfin
dungsgemäße Vorgehensweise eine schnelle Reaktion des Regel
systems und somit eine schnelle Reduzierung der Motorlei
stung bei zum Durchdrehen neigenden Antriebsrädern und somit
eine verbesserte Funktionsweise des Systems erreicht.
Weitere Anwendung finden die erfindungsgemäßen Maßnahmen
aufgrund der oben skizzierten Vorteile im Zusammenhang mit
weiteren, die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine steuernden
Systemen, wie beispielsweise Leerlaufdrehzahlregelungen,
elektronische Motorleistungssteuerungen.
Ein weiterer vorteilhafter Anwendungsfall ergibt sich im Zu
sammenhang mit der Kraftstoffzumessung.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
ist darin zu sehen, daß bei digitaler Realisierung des Re
gelverfahrens bzw. des Reglers von einem quasikontinuierli
chen System im Hinblick auf die Entwurfskriterien und Stabi
litätsbetrachtungen des Regelkreises
ausgegangen werden kann.
Aus den Unteransprüchen ergeben sich in Verbindung mit den
nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen weitere Vor
teile.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigt Fig.
1 ein schematisches Blockschaltbild einer Regelvorrichtung
mit einem mittels eines impulsförmigen Ansteuersignals ange
steuerten Stellglied. Fig. 2 stellt am Beispiel eines im
pulsförmigen Ansteuersignals, bei dem die Impulslänge und
somit das Tastverhältnis veränderbar ist, die Auswirkungen
der erfindungsgemäßen Vorgehensweise auf den Ansteuersignal
verlauf dar, während in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel ei
nes in der Regelvorrichtung ablaufenden Flußdiagramms zur
Bestimmung des impulsförmigen Ansteuersignals abgebildet
ist.
In Fig. 1 ist ein Regelsystem für eine Betriebsgröße einer
in Fig. 1 nicht dargestellten Brennkraftmaschine und/oder
eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Dieses System besteht im
wesentlichen aus einer Steuer- bzw. Regeleinheit 10, der
über die Eingangsleitungen 12 bis 14 und 16 meßbare Be
triebsparameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraft
fahrzeugs von entsprechenden Meßeinrichtungen 18 bis 20 und
22 zugeführt sind. Die Ausgangsleitung 24 der Steuer- bzw.
Regeleinheit 10 verbindet diese mit einem elektrisch betä
tigbarem Element 26, insbesondere einem Stellglied, welches
auf die zu steuernde bzw. zu regelnde Betriebsgröße ein
wirkt.
In der Kraftfahrzeugtechnik sind viele Regelsysteme bekannt,
die mit einer der Fig. 1 entsprechenden Anordnung arbeiten.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zeigt besondere Vorteile
im Zusammenhang mit ASR/MSR-Systeme, elektronische Motorlei
stungssteuerungen oder Leerlaufdrehzahlregelungen. Diese um
fassen im allgemeinen Lageregelungen des die Betriebsmittel
zufuhr zur Brennkraftmaschine steuernden Leistungsstellglie
des der Brennkraftmaschine. Daher kann im Rahmen eines Aus
führungsbeispiels unter dem Stellelement 26 eine elektrisch
betätigbare Drosselklappe verstanden werden, während die
Meßeinrichtung 22 einen Stellungsgeber darstellt, der mit
der Drosselklappe verbunden ist und der Steuer- bzw. Rege
leinheit 10 ein die Stellung der Drosselklappe repräsentie
rendes Signal zuführt.
Eine Anwendung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise auf an
dere impulsgesteuerte Stellglieder kann ebenfalls vorgenom
men werden.
Die Eingangsleitungen 12 bis 14 versorgen das Regelsystem
mit Signalen, die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine
und/oder des Kraftfahrzeugs repräsentieren und zur
Soll-Wert-Bildung des Regelsystems dienen. Bei einem
ASR/MSR-System handelt es sich dabei u. a. um Signale, die
die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kraftfahrzeugräder reprä
sentieren, sowie um ein Fahrgeschwindigkeitssignal und/oder
ein Drehzahlsignal. Aus diesen Signalen wird ein La
ge-Soll-Wert des Leistungsstellelements für die Reduzierung
der Motorleistung ermittelt, was eine Stabilisierung des
Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Eine elektro
nische Motorleistungssteuerung verfügt darüber hinaus über
das Signal eines Stellungsgebers eines vom Fahrer betätigba
ren Bedienelements, in dessen Abhängigkeit im wesentlichen
der Soll-Wert für die Lageregelung des Lei
stungsstellelements ermittelt wird. Bei Leerlaufdrehzahlre
gelungen werden ferner Meßwerte für die Batteriespannung,
die Motortemperatur und/oder Signale, welche den Betrieb ei
ner Klimaanlage oder einer Servolenkung anzeigen, etc. ver
arbeitet.
In analoger Weise kann es sich bei dem Regelsystem eine
Drehzahlregelung handeln, wobei das Ist-Wert-Signal, welches
über die Eingangsleitung 16 von der Meßeinrichtung 22 der
Steuer- bzw. Regeleinheit zugeführt wird, ein Drehzahlsignal
darstellt.
Die Regeleinheit 10 umfaßt im wesentlichen die den Ein
gangsleitungen 12 bis 14 bzw. der Eingangsleitung 16 zuge
ordneten Eingangstufen 30 bzw. 32, eine Recheneinheit 34 so
wie eine der Ausgangsleitung 24 zugeordnete Ausgangsstufe
36. Die Eingangsstufe 30 ist dabei auf der einen Seite mit
den Eingangsleitungen 12 bis 14
verbunden, auf der anderen Seite mit den Verbindungsleitun
gen 38 bis 40, welche die Eingangsstufe 30 mit der Rechen
einheit 34 verbinden.
Die Verbindungsleitungen 38 bis 40 sind dabei jeweils den
entsprechenden Eingangsleitungen 12 bis 14 zugeordnet und
Übermitteln die von den Eingangsleitungen 12 bis 14 geführ
ten Signalgrößen zu der Recheneinheit 34.
Die der Eingangsleitung 16 zugeordnete Eingangsstufe 32 ver
fügt über eine Ausgangsleitung 42, welche die Eingangsstufe
32 mit der Recheneinheit 34 verbindet. Die Recheneinheit 34
weist eine Ausgangsleitung 44 auf, die die Recheneinheit 34
mit der Ausgangsstufe 36 verbindet, deren Ausgangsleitung
die Ausgangsleitung 24 Regelsystems darstellt.
Die von den Meßeinrichtungen 18 bis 20 erfaßten, die obenge
nannten Betriebsparameter repräsentierende Signale, werden
über die Eingangsleitungen 12 bis 14 auf die Eingangsstufe
30 geführt, wo sie zur Weiterverarbeitung durch die Rechen
einheit 34 aufbereitet werden. Diese Aufbereitung kann bei
spielsweise eine Anpassung der Signalpegel, eine Glättung
des Signals oder ähnliche Maßnahmen zur Erzeugung eines de
finierten Meßsignales umfassen. Ferner kann in der Eingangs
stufe 30 auch eine Analog/Digital-Wandlung vorgenommen wer
den. Die aufbereiteten Signalwerte werden über die Verbin
dungsleitungen 38 bis 40 an die Recheneinheit 34 zur Berech
nung des Soll-Wertes des Regelsystems und zur entsprechenden
Weiterverarbeitung übermittelt.
In analoger Weise wird mit dem von der Meßeinrichtung 22 er
faßten und über die Eingangsleitung 16 an die Eingangsstufe
32 geführten Ist-Wert-Signal verfahren. Die in der Eingangs
stufe 32 aufbereiteten Signalwerte werden über die Verbin
dungsleitung 42 an die Recheneinheit 34 zur Weiterverarbei
tung abgegeben.
Die Recheneinheit 34 führt die zur Regelung der Betriebsgrö
ße notwendigen Berechnungen durch und erzeugt ein den ent
sprechenden Regelungszwecken entsprechendes Signal,
welches zur Ansteuerung des Stellelements 26 dient. Bei ei
ner Lageregelung des Leistungsstellgliedes berechnet dabei
die Recheneinheit 34 aus den über die Verbindungsleitungen
38 bis 40 zugeführten Signalgrößen den Soll-Wert für die Po
sition des Leistungsstellgliedes, vergleicht diesen Soll-
Wert mit dem über die Verbindungsleitung 42 zugeführten
Ist-Signalwert und bestimmt aus einem Vergleich von Soll-
und Ist-Wert gemäß einem vorgegebenen Regelalgorithmus den
veränderbaren Parameter des Ansteuersignals des Stellele
ments, so daß die Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert ver
ringert wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es
sich bei dem Ansteuersignal, wie in Fig. 1 skizziert, um ein
impulsförmiges Signal, bei dem der veränderbare Parameter
die Impulslänge y bzw. das Tastverhältnis des Signals ist.
In dieser speziellen Ausführung verfügt das Ansteuersignal
über eine feste Ansteuerperiode T bzw. Ansteuerfrequenz.
Neben dieser Ausführungsform ist die im folgenden beschrie
bene erfindungsgemäße Vorgehensweise vorteilhaft auch auf
Systeme anwendbar, die die Periode, die Signalhöhe oder den
Bereich niedriger Spannung des impulsförmigen Ansteuersi
gnals beeinflussen. Ferner sind auch Systeme bekannt, die
über mehrere impulsförmige Ansteuersignale verfügen und ei
nen Mehr-Phasen-Motor betreiben, wobei zwischen den Ansteu
ersignalen eine vorgegebene Beziehung bestehen kann. Auch
hier findet die erfindungsgemäße Vorgehensweise Anwendung.
In bekannter Weise kann das Regelsystem 10 weitere Funktio
nen umfassen, die aus Übersichtlichkeitsgründen nicht darge
stellt sind.
Zur Berechnung der Impulslänge des impulsförmigen Ansteuer
signals ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zu vorgegebenen
Abtastzeitpunkten, ti, die während einer Ansteuerperiode T
des Ansteuersignals in vorgegebenen Zeitabständen auftreten,
die den Soll-Wert und den Ist-Wert bildenden Signalgrößen
erfaßt werden. Dies ist in Fig. 1 symbolisch durch die Lei
tungen 46 bis 48 und 50 dargestellt. Diese Darstellungsweise
soll verdeutlichen, daß zu den vorgegebenen Abtastzeitpunk
ten ti die Recheneinheit 34 zur Neuberechnung der Impulslän
ge des Ansteuersignals die entsprechenden Signalwerte
erfaßt. Dabei wird ein aus den Signalgrößen auf den Leitun
gen 38 bis 40 gebildeter Soll-Wert mit dem Ist-Wert vergli
chen und die Impulslänge entsprechend der Differenz berech
net.
Mit Beginn einer Ansteuerperiode T des Ansteuersignals, der
mit dem ersten Abtastzeitpunkt ti der jeweiligen Ansteuerpe
riode T identisch ist, wird die positive Flanke des jeweili
gen Impulses des Ansteuersignals erzeugt, indem das Aus
gangssignal des Regelsystems auf einen höheren Pegel gesetzt
wird. Als Impulslänge wird dabei ein in Abhängigkeit der zu
diesem Zeitpunkt erfaßten oder berechneten Soll- und
Ist-Werte berechneter Wert vorgegeben. Zu jedem Abtastzeit
punkt ti berechnet die Recheneinheit 34 die Impulslänge neu,
solange bis das berechnete Impulsende erreicht ist. Dadurch
wird das die Impulslänge bestimmende Impulsende zu jedem Ab
tastzeitpunkt in Abhängigkeit der aktuellen
Soll-Ist-Differenz neu bestimmt und berücksichtigt somit die
aktuellen Verhältnisse des Regelsystems.
Fig. 2 stellt die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Be
rechnung der Impulslänge des Ansteuersignals am Beispiel von
Zeitdiagrammen dar. Dabei zeigt Fig. 2a eine Zeitskala,
welche vorgegebene, vom Typ des anzusteuernden Stellgliedes
abhängige Zeitpunkte T aufweist, deren Abstand die feste An
steuerperiode bzw. Ansteuerfrequenz des Ansteuersignals be
stimmen. In Fig. 2a sind die Zeitpunkte nT bis (n + 3)T
gezeigt. Innerhalb einer Ansteuerperiode sind in vorgegebe
nen Abständen Abtastzeitpunkte zur Erfassung oder Bestimmung
der Soll- und Ist-Werte vorgesehen, die in Fig. 2a mit ti
bezeichnet sind.
In Fig. 2b schließlich ist der zeitliche Signalverlauf des
impulsförmigen Ansteuersignals aufgezeichnet. Die
vertikale Achse stellt dabei den Signalpegel des Ansteuersi
gnales dar, während die horizontale Achse eine Zeitachse re
präsentiert.
Die Beschreibung der Impulslängenberechnung und deren Aus
wirkungen auf den Signalverlauf des Ansteuersignals wird im
folgenden am Beispiel der Ansteuerperiode nT dargestellt.
Grundlegend für die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist, daß
zu jedem Abtastzeitpunkt, zu denen auch der den Beginn einer
Ansteuerperiode kennzeichnende Zeitpunkt nT gehört, ein
Soll- und Ist-Wert bestimmt bzw. erfaßt wird und auf der Ba
sis dieser Soll- und Ist-Werte zum jeweiligen Abtastzeit
punkt die zur Ansteuerung des Stellgliedes unter den jewei
ligen Bedingungen benötigte Impulslänge berechnet wird. Zum
Zeitpunkt nT, der den Beginn einer Ansteuerperiode kenn
zeichnet, wird durch Ausgabe eines hohen Ansteuersignalpe
gels die positive Flanke eines Impulses des impulsförmigen
Ansteuersignals gemäß Fig. 2b erzeugt. Gleichzeitig wird
aus den gemessenen bzw. bestimmten Soll- und Ist-Wert zu
diesem Zeitpunkt eine Impulslänge y(n) bestimmt, welche als
Grundlage für die zu den nachfolgenden Abtastzeitpunkten
stattfindende Korrektur dient.
Zum darauffolgenden Abtastzeitpunkt ti(n) erfolgt eine er
neute Erfassung bzw. Bestimmung des Soll- und Ist-Wertes des
Regelsystems durch Abtastung der entsprechenden Signale und
eine erneute Berechnung der Impulslänge. Ergibt sich zwi
schen den beiden nacheinander bestimmten Impulslängen einen
Unterschied, so wird die zum Beginn der Ansteuerperiode be
stimmte Impulslänge y(n) auf der Basis der zum ersten Ab
tastzeitpunkt bestimmten Impulslänge yi(n) korrigiert. Im
Beispiel der Fig. 2 führt dies zu einer in Fig. 2b
strichliert ausgeführten Verringerung der Impulslänge. Dies
bedeutet, daß die negative Flanke und somit das Impulsende
zu einem früheren Zeitpunkt hin verschoben wird. Zum darauf
folgenden Abtastzeitpunkt ti + 1(n) wird entsprechend ver
fahren. In Fig. 2b ist die ausgehend von der berechneten
Impulslänge yi + 1(n) zum Zeitpunkt ti + 1(n) vorgenommene
Korrektur des Impulsendes anhand der zu einem späteren Zeit
punkt hin verschobenen, strichliert dargestellten negativen
Flanke des Impulses verdeutlicht. Bei den auf den Abtast
zeitpunkt ti + 1(n) folgenden Abtastzeitpunkten wird ent
sprechend verfahren.
In Fig. 2 wird davon ausgegangen, daß eine weitere Korrek
tur der Impulslänge bei den nachfolgenden Abtastzeitpunkten
nicht mehr notwendig ist, da die Differenz zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Berechnungen einen vorgegebenen Tole
ranzwert nicht Überschreitet. Der Impuls wird beendet, d. h.
ein niedrigerer Ansteuersignalpegel ausgegeben, sobald das
berechnete und möglicherweise korrigierte Impulsende er
reicht wurde. Zum darauffolgenden Abtastzeitpunkt, der in
Fig. 2a mit ti + m(n) bezeichnet wird, wird die auf der
Basis der dann vorliegenden Soll- bzw. Ist-Werte vorgenomme
ne Berechnung der Impulslänge nicht weiter verarbeitet.
Zum nächsten Ansteuerbeginn (n + 1)T beginnt die Berechnung
und Korrektur von neuem. Die Impulslänge, für die nächste
Ansteuerperiode kann dabei zum Zeitpunkt (n + 1)T entweder neu
bestimmt oder auf der Basis der korrigierten Impulslänge aus
der vorhergehenden Ansteuerperiode nT, bzw. deren letztem
Abtastzeitpunkt gemäß obiger Beschreibung der Korrektur, er
mittelt werden.
Alternativ zu einer Korrektur des jeweiligen Impulsendes
kann auch eine Neuberechnung des Impulses unter Berücksich
tigung des jeweiligen Abtastzeitpunktes vorgenommen werden.
Eine Realisierungsmöglichkeit der oben skizzierten Vorge
hensweise zur Bestimmung der Impulslänge bzw. des Tastver
hältnisses des Ansteuersignals wird in Fig. 3 anhand eines
Flußdiagramms für die Recheneinheit 34 skizziert. Mit Beginn
eines Betriebszyklus des Kraftfahrzeugs nach Ablauf des An
laß- bzw. Startvorganges des Kraftfahrzeugs, wird der in
Fig. 3 skizzierte Programmteil gestartet und initialisiert.
Dieser Programmteil läuft zu jedem der vorgegebenen Ab
tastzeitpunkte ti ab, was durch den Schalter 99 symbolisiert
ist. In einem ersten Schritt 100 wird dann der Soll-Wert des
Regelsystems erfaßt bzw. die zur Bildung des Soll-Wertes
heranzuziehenden Betriebsparameter der Brennkraftmaschine
oder des Kraftfahrzeugs gemessen und daraus der Soll-Wert
berechnet. Im nächsten Schritt 102 wird der Ist-Wert des Re
gelsystems eingelesen. Schließlich wird im Schritt 104 auf
der Basis der Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert sowie
dem bekannten Regleralgorithmus beispielsweise für einen
Regler mit P, I-, und/oder D-Anteil, die zur Verringerung
der Soll-Ist-Differenz benötigte Impulslänge y i (n) des An
steuersignals für das Stellgliedes berechnet.
Im Schritt 106 wird abgefragt, ob der momentane Abtastzeit
punkt dem fest vorgegebenen Zeitpunkt des Beginns einer An
steuerperiode entspricht. Ist dies der Fall, so wird mit
Schritt 108 fortgefahren, indem auf der Basis des in Schritt
104 berechneten Impulslänge des Ansteuersignals eine Zeit
berechnet wird, die dem Zeitpunkt des Impulsendes der jewei
ligen Ansteuerperiode entspricht. Diese Zeit te ist dabei
ein Maß für die zeitliche Länge des Impulses. Im Schritt 110
erfolgt die Ausgabe des Impulsbeginns, durch Ausgabe eines
höheren Ansteuersignalpegels. Darauffolgend wird die Pro
grammsequenz zum nächsten Abtastzeitpunkt erneut gestartet.
Zum nächsten Abtastzeitpunkt wird die Erfassung bzw. Berech
nung von Soll-, Ist-Wert und daraus folgender Impulslänge
gemäß den Schritten 100 bis 104 erneut durchgeführt und im
Abfrageschritt 106 festgestellt, daß der momentane Ab
tastzeitpunkt nicht dem Beginn der Ansteuerperiode ent
spricht. Dann wird mit dem Abfrageschritt 112 fortgefahren,
mit dessen Hilfe ermittelt wird, ob die im Schritt 108 be
rechnete Zeit bzw. der dort berechnete Zeitpunkt bereits ab
gelaufen bzw. erreicht worden ist. Diese Abfrage entspricht
der Feststellung, ob das Impulsende erreicht wurde.
Befindet sich der momentane Abtastzeitpunkt zeitlich gesehen
zwischen dem Beginn einer Ansteuerperiode und dem berechne
ten Ende des Ansteuerimpulses (Abfrageschritt 106, 112), so
wird mit dem Abfrageschritt 114 fortgefahren. Dieser dient
zur Überprüfung zweier aufeinanderfolgender, im Schritt 104
berechneten Impulslängen. Sind die beiden, aufeinanderfol
gend berechneten Impulslängen gleich bzw. liegt der Betrag
ihrer Differenz unterhalb bzw. innerhalb einer vorgegebenen
Toleranz- bzw. Genauigkeitsschwelle, so wird die Programmse
quenz beendet und zum nächsten Abtastzeitpunkt ti erneut
ausgeführt.
Ist im Schritt 114 eine Differenz zwischen den beiden, in
aufeinanderfolgenden Abtastzeitpunkten bestimmten Impulslän
gen festgestellt worden, so wird mit Schritt 116 und der
dort ausgeführten Abfrage, ob die zum gegenwärtigen Ab
tastzeitpunkt ermittelte Impulslänge Yi(n) größer oder
kleiner als die zum vorherigen Abtastzeitpunkt ermittelte
Impulslänge yi-1(n) ist, fortgefahren. Wird im Schritt 116
eine Vergrößerung der Impulslänge festgestellt, d. h. ist
die zum gegenwärtigen Zeitpunkt ermittelte Impulslänge yi
(n) größer als die zum vorherigen Zeitpunkt ermittelte Im
pulslänge Yi-1(n), so wird im Schritt 118 mit der
Korrektur der im Schritt 108 berechneten Zeit te fortgefah
ren. Aus der Differenz zwischen beiden, aufeinanderfolgend
ermittelten Impulslängen, wird eine Korrekturzeit ermittelt,
welche zur berechneten Impulsendezeit addiert wird und somit
eine neue, korrigierte Zeit te ermittelt. Diese neu bestimm
te, bzw. korrigierte Zeit bezeichnet das Impulsende, wie es
auf der Basis der aktuellen Soll- und Ist-Werte bestimmt
worden ist. Nach Schritt 118 wird die Programmsequenz zum
nächsten Abtastzeitpunkt erneut durchlaufen.
Unter der Annahme, daß zu einem späteren Abtastzeitpunkt die
Programmsequenz entsprechend der obigen Darstellung über die
Schritte 100 bis 106 und 112 bis 116 durchlaufen wurde und
im Schritt 116 eine Verkleinerung der Impulslänge zum gegen
wärtigen Zeitpunkt gegenüber dem vorherigen festgestellt
wurde, wo wird mit Schritt 120 und der Abfrage, ob der ge
genwärtige Zeitpunkt vor dem berechneten und gegebenenfalls
korrigierten Impulsende te liegt, fortgefahren. Ist dies der
Fall, so wird im Schritt 122 eine entsprechend dem Schritt
118 vorzunehmende Korrektur der das Impulsende repräsentie
renden Zeit te vorgenommen und die Programmsequenz zum näch
sten Abtastzeitpunkt erneut durchgeführt.
Wird zwischen zwei Abtastzeitpunkten das berechnete Impul
sende te erreicht, so wird automatisch der Impuls durch
Rückkehr auf den niedrigeren Ansteuersignalpegel beendet.
Demgemäß wird nach dem Abfrageschritt 120, wenn festgestellt
wurde, daß der gegenwärtige Abtastzeitpunkt bereits zeitlich
gesehen nach dem Ende des Impulses liegt, von einer Korrek
tur abgesehen und die Ausgabe des niedrigeren Ansteuersi
gnalpegels gemäß Schritt 124 aufrechtgehalten. Dieselbe Re
aktion erfolgt im Schritt 126, der auf den Abfrageschritt
112 folgt, wenn dort festgestellt wurde, daß das Impulsende
bereits erreicht bzw. Überschritten wurde. Nach den Schrit
ten 124 bzw. 126 wird analog die Programmsequenz beendet und
zum nächsten Abtastzeitpunkt erneut gestartet.
Die zu den Abtastzeitpunkten, die zwischen dem Impulsende
und dem Beginn der nächsten Ansteuerperiode liegen, bestimm
ten Impulslängen dienen in einem anderen Ausführungsbeispiel
als Ausgangspunkt gemäß der obigen Vorgehensweise zur Be
rechnung der Impulslänge zu Beginn der nächsten Ansteuerpe
riode.
Selbstverständlich kann im Abfrageschritt 114 anstelle der
Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulslänge
auch die Differenz zwischen der aktuellen und einem Mittel
wert der vorherigen oder der aktuellen und einer früheren
Impulslänge vorgenommen werden.
Claims (8)
1. Regelverfahren in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine
und/oder einem Kraftfahrzeug, mit einer Regeleinheit, die
mittels eines impulsförmigen Ansteuersignals auf ein elek
trisch betätigbares Element zur Beeinflussung einer Be
triebsgröße der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahr
zeugs einwirkt, wobei das impulsförmige Ansteuersignal durch
wenigstens eine veränderbare Größe charakterisiert wird und
diese Größe des impulsförmigen Ansteuersignals in Abhängig
keit von aktuellen Meßwerten verändert wird, die zu vorgege
benen Abtastzeitpunkten erfaßt werden, dadurch gekennzeich
net, daß
- 1. während die Regeleinheit ein auf der Basis einer zu einem früheren Zeitpunkt festgelegten Größe gebildetes, impuls förmiges Ansteuersignal (y(n)) abgibt,
- 2. die aktuellen Meßwerte innerhalb einer vorgegebenen An steuersignalperiode (T) zu vorgegebenen Abtastzeitpunkten (ti(n)) erfaßt werden,
- 3. innerhalb der Ansteuersignalperiode (T) abhängig von den erfaßten, aktuellen Meßwerten eine Korrektur der Neube rechnung der veränderbaren Größe (y(n + 1)) des impulsför migen Ansteuersignals erfolgt
- 4. und diese veränderbare Größe (y(n + 1)) bereits innerhalb der laufenden Ansteuerperiode für das Ansteuersignal (y) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das impulsförmige Ansteuersignal zur Ansteuerung eines elek
trisch betätigbaren Stellgliedes dient.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Impulslänge über die zwischen
Impulsbeginn und -ende ablaufende Zeit definiert ist und
diese Zeit bestimmt und/oder korrigiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß eine Korrektur dann stattfindet,
wenn die aktuell bestimmte Impulslänge im Vergleich zu einer
oder mehreren zu vorhergehenden Zeitpunkten bestimmten nicht
in einem vorgegebenen Toleranzband liegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die zu den Zeitpunkten, die zwi
schen Impulsen liegen, bestimmten Impulslängen nicht berück
sichtigt werden oder als Basis zur Bestimmung der Impulslän
ge in der darauffolgenden Ansteuerperiode dienen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß es sich bei dem veränderbaren Pa
rameter um den Ansteuersignalpegel, die Ansteuerperiode bei
konstanter Impulslänge oder die Zeit zwischen zwei aufeinander
folgenden Impulsen handelt.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Stellglied insbesondere im Zusammenhang mit wenigstens
einem der folgenden Systeme steht, nämlich einer Antriebs
schlupfregelung, Luftzumessung oder Kraftstoffzumessung.
8. Regelvorrichtung zur Durchführung eines Regelverfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in Verbindung mit einer
Brennkraftmaschine und/oder einem Kraftfahrzeug, mit einer
Regeleinheit, die mittels eines impulsförmigen Ansteuersi
gnals auf ein elektrisch betätigbares Element zur Beeinflus
sung einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine und/oder des
Kraftfahrzeugs einwirkt, wobei das impulsförmige Ansteuersi
gnal durch wenigstens eine veränderbare Größe charakteri
siert wird und die Regeleinheit eine Recheneinheit aufweist,
die diese Größe des impulsförmigen Ansteuersignals in Abhän
gigkeit von aktuellen Meßwerten verändert, die die Rechen
einheit zu vorgegebenen Abtastzeitpunkten erfaßt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Recheneinheit derart ausgestaltet
ist, daß
- 1. während die Regeleinheit ein auf der Basis einer zu einem früheren Zeitpunkt festgelegten Größe gebildetes, impuls förmiges Ansteuersignal (y(n)) abgibt,
- 2. sie die aktuellen Meßwerte innerhalb einer vorgegebenen Ansteuersignalperiode (T) zu vorgegebenen Abtastzeitpunk ten (ti, (n)) erfaßt,
- 3. innerhalb der Ansteuersignalperiode (T) abhängig von den erfaßten, aktuellen Meßwerten die Neuberechnung der ver änderbaren Größe (y(n + 1)) des impulsförmigen Ansteuersi gnals korrigiert
- 4. und diese veränderbare Größe (y(n + 1)) bereits innerhalb der laufenden Ansteuerperiode für das Ansteuersignal (y) verwendbar ist.
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