EP0191923B1 - Method and device for the controlling of and regulation method for the operating parameters of a combustion engine - Google Patents

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Einrichtung zur Regelung von Betriebskenngrößen einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche (vergl US-A-4 348 727). Die Erfindung baut auf auf dem Gegenstand der nicht vorveröffentlichten DE-OS 3 408 215 der Anmelderin. Diese bezieht sich auf die Möglichkeit, bei einem gattungsgemäßen Verfahren jeweils in einem Kennfeld gespeicherte und in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine angewählte Werte entsprechend einem Lernvorgang so zu verändern, daß nicht nur lediglich ein einziger vorgegebener Kennfeldwert, sondern auch die in seiner Umgebung liegenden jeweiligen Kennfeldwerte in Abhängigkeit zur Änderung des jeweils betroffenen Kennfeldwertes zusätzlich modifiziert werden. Im einzelnen kann dabei so vorgegangen werden, daß ein Integralregler fortlaufend multiplikativ während des aktuellen Betriebs der Brennkraftmaschine den aus dem Kennfeld ausgelesenen Wert beeinflußt, gleichzeitig aber der multiplikative Korrekturfaktor des Reglers gemittelt wird und beim Verlassen des Einzugsbereichs einer betimmten Stützstelle im Kennfeld, welches in eine vorgegebene Anzahl von Stützstellen unterteilt ist, und bei welchem Zwischenwerte durch eine lineare Interpolation berechnet werden, wodurch um jede Stützstelle der erwähnte Einzugsbereich definiert ist, dieser Mittelwert in die entsprechende Stützstelle eingearbeitet wird. Es gelingt auf diese Weise, einerseits das Kennfeld durch Änderung der Stützstellen an die vom Regler vorgegebenen Werte anzupassen, so daß der gesamte Bereich der Vorsteuerung adaptiv lernt, andererseits aber zu vermeiden, daß überhaupt nur bestimmte Bereiche des Kennfeldes lernen können, was sonst bei einer Einzelwertanpassung der Fall wäre. Daher wird durch den Gegenstand der DE-OS 3408215 das Problem beseitigt, daß insbesondere bei relative fein unterteilten Kennfeldern einzelne Werte nur sehr selten oder nie angewählt und daher auch nicht angepaßt werden, wordurch das gesamte, der Vorsteuerung entsprechender Betriebskenngrößen dienende Kennfeld im Laufe der Zeit erhebliche Verzerrung erfahren würde.The invention is based on a method and a device for controlling operating parameters of an internal combustion engine according to the category of the independent claims (see US Pat. No. 4,348,727). The invention is based on the subject of the not previously published DE-OS 3 408 215 of the applicant. This relates to the possibility, in a generic method, of changing values stored in a map and selected as a function of operating parameters of the internal combustion engine in accordance with a learning process so that not only a single predetermined map value but also the respective map values in its environment can also be modified depending on the change in the map value concerned. In particular, it can be done so that an integral controller continuously multiplies the current value of the engine during the current operation of the internal combustion engine, but at the same time the multiplicative correction factor of the controller is averaged and when leaving the catchment area of a specific support point in the map, which is in a predetermined number of support points is subdivided, and at which intermediate values are calculated by a linear interpolation, as a result of which the mentioned catchment area is defined around each support point, this mean value is worked into the corresponding support point. In this way it is possible, on the one hand, to adapt the map to the values specified by the controller by changing the interpolation points, so that the entire area of the pilot control learns adaptively, but on the other hand to avoid that only certain areas of the map can learn at all, which otherwise with a Individual value adjustment would be the case. Therefore, the object of DE-OS 3408215 eliminates the problem that, in particular in the case of relatively finely divided characteristic diagrams, individual values are selected only very rarely or never, and therefore are not adapted, so that the entire characteristic diagram serving to pre-control corresponding operating characteristic variables over the course of time would experience significant distortion.

Allgemein ist es in diesem Zusammenhang bekannt (DE-OS 28 47 021, GB-PS 20 34 930B, EP 151 768 A3, DE-OS 28 12 442), Gemischzumeßsysteme so auszubilden, daß die Dosierung oder Zumessung des Kraftstoffs beispielsweise über sogenannte lernende Regelsysteme erfolgt. Eine solches lernendes Regelsystem enthält in einem Kennfeld abgelegt beispielsweise Werte für die Einspritzung, die dann jeweils beim Starten der Maschine in einen Schreib-Lese-Speicher ubertragen werden können. Durch die Kennfelder ergibt sich eine sehr schnell reagierende Vorsteuerung beispielsweise für die Einspritzmenge oder generell für die Draftstoffzumessung oder auch für andere, möglichst schnell den sich ändernden Betriebsbedingungen einer Brennkraftmaschine anzupassende Größen, auch Zündzeitpunkt, Abgasrückführrate u. dgl. Um hierbei zu lernenden Regelsystemen zu gelangen, können die einzelnen Kennfeldwerte betriebskenngrößenabhängig korrigiert und in den jeweiligen Speicher eingeschrieben werden.In this context, it is generally known (DE-OS 28 47 021, GB-PS 20 34 930B, EP 151 768 A3, DE-OS 28 12 442) to design mixture metering systems in such a way that the metering or metering of the fuel, for example, via so-called learning Control systems. Such a learning control system contains, for example, values for the injection stored in a characteristic diagram, which can then be transferred to a read-write memory each time the machine is started. The characteristic maps result in a very quickly reacting pilot control, for example for the injection quantity or generally for the metering of fuel or also for other variables to be adapted as quickly as possible to the changing operating conditions of an internal combustion engine, including the ignition timing, exhaust gas recirculation rate and the like. In order to get control systems to be learned, the individual map values can be corrected depending on the operating parameters and written into the respective memory.

Die folgenden Erläuterungen, die im übringen mindestens teilweise und aus Gründen einer Vermeidung von Wiederholungen auf den Ausführungen und Feststellungen in der DE-OS 3 408 215 basieren, beziehen sich auf weitere Verbesserungen im Regelverhalten von selbstanpassenden Kennfeldern.The following explanations, which are based at least in part on the explanations and findings in DE-OS 3 408 215 in order to avoid repetition, relate to further improvements in the control behavior of self-adapting characteristic diagrams.

Dabei besitzen selbstoptimierende Einspritzsysteme oder andere Systeme zur Steuerung und Regelung von Betriebskenngrößen eine Kennfeld, hier für die Einspritzzeit, mit den Eingangsgrößen (Adressen), Drehzahl und beispielsweise Drosselklappenstellung, und das Kennfeld ist z.B. in die Bereich Leerlauf, Teillast, Vollast und Schub unterteilt. Im Leerlauf wird die Drehzahl geregelt, im Teillastbereich wird beispielsweise auf minimalen Kraftstoffverbrauch und im Volllastbereich auf maximale Leistung geregelt. Im Schub wird der Kraftstoff abgeschnitten, wobei durch die Anpassung des Kennfeldes an die jeweils vom Regler vorgenommenen Werte allgemein ein Lernverfahren für den schnellen Steuerungsbereich (selbstanpassende Vorsteuerung) eingeführt wird. Der wiederholt erwähnte Regler, dessen Ausgangsgröße für den Bereich der Aktuellen Regelung den jeweils vom Kennfeld in Abhängigkeit zu den ihn ansteuernden Adressen (beispielsweise Drehzahl und Drosselklappenstellung oder Last) herausgegebenen Wert multiplikativ beeinflußt und, vorzugsweise über einen gemittelten Regelfaktor in den Lernbereich der Vorsteuerung (Kennfeld) eingreift, kann jede beliebige, geeignete lstwertgröße der Regetstrecke als Eingangsgröße auswerten; ist die Regelstrecke eine Brennkraftmaschine, wie beim vorliegenden Anwendungsfall, dann kann die als Istwert jeweils ausgewertete Maschinvariable das Ausgangssignal einer Lambda- oder einer sonstigen geeigneten Sonde im Abgaskanal sein, oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine, wenn durch eine Extremwertregelung (Wobbelung) bestimmter geregelter Betriebskenngrößen (Einspritzzeitdauer ti, Luftmenge u. dgl.) auf minimalen Kraftstoffverbrauch oder maximale Leistung abgestellt wird - solche Regelverfahren sind in der DE-OS 3 408 215 ebenfalls umfassend beschrieben.Self-optimizing injection systems or other systems for controlling and regulating operating parameters have a map, here for the injection time, with the input parameters (addresses), speed and throttle valve position, for example, and the map is e.g. divided into the areas of idling, partial load, full load and thrust. The idle speed is regulated, in the partial load range, for example, the minimum fuel consumption and in the full load range, the maximum output. The fuel is cut off in the overrun, whereby by adapting the map to the values undertaken by the controller in general, a learning procedure for the fast control range (self-adapting pilot control) is introduced. The repeatedly mentioned controller, the output variable for the area of the current control has a multiplicative influence on the value given by the map depending on the addresses controlling it (e.g. speed and throttle valve position or load) and, preferably via an averaged control factor in the learning area of the pilot control (map ) intervenes, can evaluate any suitable actual value of the control section as an input variable; If the controlled system is an internal combustion engine, as in the present application, the machine variable evaluated as the actual value can be the output signal of a lambda or other suitable probe in the exhaust gas duct, or the speed of the internal combustion engine if certain regulated operating parameters are controlled by an extreme value control (wobble) Injection time period ti, air quantity and the like) is set to minimum fuel consumption or maximum output - such control methods are also described in detail in DE-OS 3 408 215.

Weiterhin ist aus der US―PS 4 348 727 ein lernendes Regelsystem bekannt, das für die Kraftstoffdosierung u. a. zwei Faktoren K₂ und K₃ verwendet. K₂ wird bestimmt aus dem Ausgangssignal einer Lambda-Sonde und K₃ = K₃ (n, Q) bilden ein Kennfeld über der Drehzahl (n) und der angesaugten Luftmenge (Q). Ein Teil dieses Kennfeldes kann beeinflußt werden durch Multiplikation mit einer Konstanten. Eine Änderung eine Kennfeldwertes K₃(N, M) um einen Wert 3·Δ führt bei benachbarten Kennfeldwerten K₃ (N + 1, M + 1), K₃(N + 2, M + 2) zu Änderungen um den Wert 2-A bzw. Δ. Zu verbessern bleibt dabei noch, daß eine Beeinflussung der Kennfeldwerte durch Größen erfolgt, die aufgrund von Betriebskenngrößen bestimmt werden.Furthermore, a learning control system is known from US Pat. No. 4,348,727 which uses, among other things, two factors K ₂ and K ₃ for fuel metering. K ₂ is determined from the output signal of a lambda probe and K ₃ = K ₃ (n, Q) form a map over the speed (n) and the amount of air drawn in (Q). Part of this map can be influenced by multiplying by a constant. A change in a map value K ₃ (N, M) by a value 3 * Δ leads to changes by the value 2 in the case of adjacent map values K ₃ (N + 1, M + 1), K ₃ (N + 2, M + 2) -A or Δ. To What remains to be improved here is that the characteristic values are influenced by variables which are determined on the basis of operational parameters.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Lernverfahren bei selbstanpassenden Kennfeldern zu berbessern und durch die Einführung zusätzlicher Möglichkeiten die Dauer der adaptiven Übernahme entscheidend zu verkürzen, insbesondere möglichst schnell auf solche Einflußfaktoren bei Kennfeldänderungen zu reagieren, die ausgedehnte Kennfeldbereiche in der gleichen Weise beeinflussen.The present invention is therefore based on the object of improving the learning method in the case of self-adapting characteristic diagrams and decisively shortening the duration of the adaptive takeover by introducing additional options, in particular reacting as quickly as possible to those influencing factors in the case of changes in the characteristic diagram which influence extensive characteristic diagram areas in the same way .

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst mit dem Vorteil, daß gerade bei den Haupttanteil der Kennfelddänderungen ausmachenden, multiplikativ und/ oder additiv wirkenden Störgrößen das gesamte Kennfeld über die Einführung eines sogenannten globalen Faktors wesentlich schneller angepaßt werden kann als über eine, wenn auch den jeweiligen Einzugsbereich miterfassende Anpassung der jeweiligen Enzelwerte oder Stützstellen. Ferner ergibt sich auch eine schnellere und entsprechend genaue Anpassung solcher Kennfeldbereiche, die nur selten oder sehr selten angesteuert werden.This object is achieved by the characterizing features of the independent claims with the advantage that, especially in the case of the majority of the changes in the map, which have multiplicative and / or additive effects, the entire map can be adapted much faster by introducing a so-called global factor than by a albeit adapting the respective individual values or support points to the respective catchment area. Furthermore, there is also a faster and correspondingly precise adaptation of those characteristic map areas which are only rarely or very rarely activated.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung verliegender Erfindung besteht darin, daß durch eine Unterteilung in ein Grunkdkennfeld und in ein die Selbstanpassung (das adaptive Lernen) realisierendes Faktorkennfeld die üblicherweise im Bereich des Grundkennfelds durchzuführende Interpolation keine störenden Einflüsse auf das Lernverfahren ausüben kann, wobei das selbstanpassende Kennfeld (Faktorkennfeld) vor allem die Berücksichtigung von additiven Einflüssen und Störgrößen ermöglicht, während multiplikative Einflüsse, die einen gleichförmigen Anteil der Störeinflüsse üblicherweise bilden, durch eine Kombination mit dem weiter vorn schon erwähnten globalen Faktor berücksichtigt werden können, so daß sich insgesamt eine schnelle und optimale Anpassung unter Berücksichtigung additiver und multiplikativer Einflüsse realisieren läßt.A further advantageous embodiment of the present invention is that by subdividing into a basic map and a factor map that realizes self-adaptation (adaptive learning), the interpolation that is usually to be carried out in the area of the basic map cannot exert any disruptive influences on the learning method, the self-adapting map ( Factor map) enables the consideration of additive influences and disturbance variables, while multiplicative influences, which usually form a uniform proportion of the disturbance influences, can be taken into account by a combination with the global factor already mentioned earlier, so that overall a quick and optimal adjustment can be realized taking into account additive and multiplicative influences.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind verteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den Hauptansprüchen und nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Aspekte vorliegender Erfindung möglich.The measures listed in the subclaims enable distributive further developments and improvements to the aspects of the present invention specified in the main claims and the subordinate claims.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 stark schematisiert als Blockschaltbild das Grundprinzip eines kombinierten Steuer- und Regelverfahrens zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, wobei von der aktuellen Regelung abgeleitet auch in den Bereich der schnellen Versteuerung zur Erzielung einer relativ langsam verlaufenden Selbstanpassung des bei dieser Vorsteuerung beispielsweise vorgesehenen Kennfeldes eingegriffen wird (adaptives Lernen), Fig. 2 ein erstes, sofort eine Kombination bevorzugter Lernverfahren angebendes Ausführungsbeispiel als Blockschaltbild, mit einer Darstellung der Möglichkeiten, wie vom Selbstanpassungsbereich auf den Vorsteuerwert der jeweils betroffenen Betriebskenngröße eingewirkt werden kann, Fig. 3 ein detaillierteres Ausführungsbeispiel zur Ermittlung eines globalen Faktors, der die vom Kennfeld ausgegebene Vorsteuergröße ergänzend beeinflußt, wobei als ein mögliches Regelverfahren eine Extremwertregelung zugrundegelegt ist, Fig. 4 Kurvenverläufe zur Erreichung des Endwertes des globalen Faktors in Abhängigkeit zu einem dessen Berechnung dienendem Einflußfaktor, die Figuren 5 und 6 den Verlauf des Einschwingverhaltens des globalen Faktors in Abhängigkeit zur Anzahl der jeweiligen Durchläufe bei einem zugrundegelegten Rechnungsverfahren und einem vorgegebenen Wert des Einflußfaktors, Fig. 7 ebenfalls das Einschwingverhalten des globalen Faktors bei einem anderen Wert des einflußfaktors, Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer selbstanpassenden Vorsteuerung, wobei die Selbstanpassung mit Hilfe eines Faktorkennfeldes durchgeführt wird, Fig. 9 in dreidimensionaler Darstellung die Abhängigkeit hier speziell von Kraftstoffeinspritzimpulsen von Drosselklappenstellung und Drehzahl (Bereich Vorsteuerung - t, - Kennfeld), Fig. 10 bei a) einen Auszug aus dem Grundkennfeld mit Fahrkurve und Darstellung des Einzugsgebiets für eine aktuelle Stützstelle und bei b) den Verlauf des Regelfaktors über der Zeit mit Darstellung des Übernahmezeitpunktes zur Stützstellenanpassung, Fig. 11 zeigt in Form eines Blockschaltbildes ein erstes Ausführungsbeispiel zur Ermittlung des globalen Faktors aus dem Regelfaktor, und Fig. 12 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel die Ermittlung des glabalen Faktors aus einem zusätzlichen Faktorkennfeld und das Zusammenwirken der einzelnen Größen zur Beeinflussung des ausgegebenen Vorsteuerwerts.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. 1 shows a highly schematic block diagram of the basic principle of a combined control and regulating method for operating an internal combustion engine, whereby, derived from the current regulation, intervention also takes place in the area of fast control to achieve a relatively slow self-adaptation of the characteristic map provided in this pilot control (adaptive learning), Fig. 2 shows a first embodiment immediately indicating a combination of preferred learning methods as a block diagram, with a representation of the possibilities of how the self-adjustment area can act on the pilot control value of the operating parameter in question, Fig. 3 shows a more detailed embodiment for determination of a global factor which additionally influences the input control variable output from the characteristic diagram, extreme value control being used as a possible control method, FIG. 4 curve profiles for reaching the final value es of the global factor as a function of an influencing factor serving to calculate it, FIGS. 5 and 6 the course of the transient response of the global factor as a function of the number of respective runs in an underlying calculation method and a predetermined value of the influencing factor, FIG. 7 also the transient response of the global factor at a different value of the influencing factor, FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of a self-adapting pilot control, the self-adaptation being carried out with the aid of a factor map, , - map), Fig. 10 at a) an extract from the basic map with driving curve and representation of the catchment area for a current support point and at b) the course of the control factor over time with representation of the takeover time Support point adaptation, FIG. 11 shows in the form of a block diagram a first exemplary embodiment for determining the global factor from the control factor, and FIG. 12 shows, as a second exemplary embodiment, the determination of the global factor from an additional factor map and the interaction of the individual variables to influence the output Input tax value.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Die verschiedenen Formen und Varianten der vorliegenden Erfindung ergänzen den in der Hauptanmeldung ausführlich erläuterten Grundgedanken in zwei verschiedenen, wesentlichen Aspekten, nämlich einmal, vereinfacht ausgedrückt, durch Aufteilung des selbstanpassenden Kennfeldes in ein nicht veränderbares Grundkennfeld und in ein dazugehöriges, veränderbares Faktorkennfeld, wobei der jeweils ausgelesene, bestimmten Eingangsadressen zugeordnete Grundwert und der aus dem Faktorkennfeld gewonnene, den gleichen Eingangsadressen zugeordnete Faktor miteinander multipliziert werden, sowie, als zweiten Aspekt, die Möglichkeit, einen auf das gesamte Kennfeld wirkenden, worzugsweise multiplikativ und/oder additiv wirkenden globalen Faktor zu definieren.The various forms and variants of the present invention supplement the basic idea explained in detail in the main application in two different, essential aspects, namely, to put it simply, by dividing the self-adapting map into a non-changeable basic map and into an associated, changeable factor map, each of which read basic value assigned to certain input addresses and the factor obtained from the factor map, assigned to the same input addresses, are multiplied with one another, and, as a second aspect, the possibility of, preferably, an effect on the entire map define multiplicative and / or additive global factor.

Ferner wird darauf hingewiesen, daß die in dem Zeichnungen jeweils dargestellten, diskreten Schaltstufen oder Blöcke dazu dienen, deren funktionelle Grundwirkungen zu veranschaulichen und spezielle Funktionsabläufe in einer möglichen Realisierungsform anzugeben. Es versteht sich, daß einzelne Bausteine, Komponenten oder Blöcke in analoger, digitaler oder auch hybrider Technik aufgebaut sein können, oder auch, ganz oder teilweise zusammengefaßt, entsprechende Bereiche von programmgesteuerten digitalen Systemen oder Programmen sein können, beispielsweise also realisiert werden können durch Mikroprozessoren, Mikrorechner, digitale Logikschaltungen u. dgl. Die im folgenden angegebene Beschreibung der Erfindung ist daher lediglich als bevorzugtes Ausführungsbeispiel bezüglich des funktionellen Gesamt- und Zeitablaufs, der durch die jeweiligen besprochenen Blöcke erzielten Wirkungsweise und bezüglich des jeweiligen Zusammenwirkens der durch die einzelnen Komponenten dargestellten Teilfunktionen zu werten, wobei die Hinweise auf die Schaltungsblöcke aus Gründen eines besseren Verständnisses erfolgen.It is also pointed out that the discrete switching stages or blocks shown in the drawings serve to illustrate their basic functional effects and to indicate special functional sequences in a possible form of implementation. It goes without saying that individual building blocks, components or blocks can be constructed using analog, digital or hybrid technology, or can also be, in whole or in part, corresponding areas of program-controlled digital systems or programs, for example can be implemented by microprocessors, Microcomputers, digital logic circuits and. The following description of the invention is therefore only to be evaluated as a preferred exemplary embodiment with regard to the overall functional and time sequence, the mode of operation achieved by the respective blocks discussed and with regard to the respective interaction of the sub-functions represented by the individual components, the references to the circuit blocks are made for better understanding.

Fig. 1 zeigt ein kombiniertes Steuer- und Regelsystem für den Betrieb einer Brennkraftmaschine, nämlich fremdgezündeter Otto-Motor oder selbstzündender Dieselmotor, jeweils mit inermittierender oder kontinuierlicher Einspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzanlage oder durch Zuführung des Kraftstoffs durch beliebige Kraftstoffzumeßmittel (gesteuerter Vergaser), wobei die folgenden Ausführungen sich im wesentlichen mit der Kraftstoffzumessung, noch genauer mit der Erstellung von in ihrer Dauer jeweils zu bestimmenden Kraftstoffeinspritzimpulsen t_; beschäftigen, das kombinierte Steuer- und regelverfahren aber auch für die Erstellung und Bemessung anderer Betriebskenngrößen insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Vorzug Anwendung finden kann, beispielsweise bei der Zündzeitpunktregelung, der Ladedruckregelung, der Bestimmung der Abgasrückführungsrate oder auch der Leerlaufregelung.Fig. 1 shows a combined control and regulating system for the operation of an internal combustion engine, namely spark-ignition gasoline engine or self-igniting diesel engine, each with an emitting or continuous injection by a fuel injection system or by supplying the fuel by any fuel metering means (controlled carburetor), the following Essentially, the statements are made with the fuel metering, more precisely with the creation of fuel injection pulses t to be determined in their duration _; deal, the combined control and regulation method but also for the creation and measurement of other operating parameters, in particular an internal combustion engine, can be used with preference, for example in the ignition timing control, the charge pressure control, the determination of the exhaust gas recirculation rate or the idle control.

Das Blockschaltbild der Fig. 1 läßt sich in einen (Vor)Steuerungsbereich 10 für die schnelle Erstellung heir eines Vorsteuerwertes te für die Kraftstoffeinspritzung und in einen dei Steuerung überlagernden Regelungsbereich 11 unterteilen, der den vom Kennfeld in Abhängigkeit der zugeführten Adressen, die ihrerseits wieder von Betriebsgrößen abhängen, erstellten jeweiligen Kennfeldwert bei 13 multiplikativ beeinflußt. Da der Regler 14 allerdings in jedem Arbeitspunkt neu einschwingen muß, ist, wie schon in der DE-OS 3408215 beschrieben, der Vorsteuerbereich 10 ergänzend so asugelegt, daß ein Block 15 für adaptives Lernen aus dem Reglerausgangswert vorgesehen ist, der eine Selbstanpassung der Kennfeldgrößen für die jeweiligen Betriebspunkte bewirkt, so daß die durch den Regler 14 normalerweise so schnell wie möglich ausgeregelte Fehlanpassung des Grundkennfeldes 12 zunehmend geringer wird.The block diagram of FIG. 1 can be divided into a (pre) control area 10 for the rapid creation of a pre-control value te for fuel injection and a control area 11 superimposed on the control, which comprises the map as a function of the supplied addresses, which in turn depend on Depending on the operating parameters, the respective map value is multiplied by 13. However, since the controller 14 has to settle anew at each operating point, the pilot control area 10 is additionally designed, as already described in DE-OS 3408215, in such a way that a block 15 is provided for adaptive learning from the controller output value, which allows the characteristic map variables to be self-adjusted causes the respective operating points so that the mismatch of the basic map 12, which is normally corrected as quickly as possible, becomes increasingly smaller.

In der DE-OS 3408215 ist im einzelnen erläutert, wie die adaptiven Korrekturen der jeweiligen Kennfeldwerte bewirkt werden mit der Maßgabe, in die Umgebung von jeweils geänderten Kennfeldwerten fallende weitere Kennfeldwerte (Einzugsbereich) in Abhängigkeit zu der Änderung des jeweiligen Kennfeldwertes zusätzlich zu modifizieren, vorzugsweise gewichtet zu modifizieren, so daß sich eine schnelle und genaue Anpassung des Kennfeldes an die aktuellen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 16 ergibt.DE-OS 3408215 explains in detail how the adaptive corrections of the respective map values are brought about, with the proviso that additional map values (catchment area) falling in the vicinity of respectively changed map values are additionally modified, preferably depending on the change in the respective map value weighted to modify, so that there is a quick and accurate adaptation of the map to the current operating conditions of the engine 16.

Um eine schnelle Optimierung der Kennfeld-Selbstanpassung sicherzustellen bei Berücksichtigung sowohl von additiven als auch multiplikativen Störeinflüssen, schlägt die vorliegende Erfindung entsprechend Fig. 2 im wesentlichen die beiden, weiter vorn schon genannten, unterschiedliche Aspekte der Erfindung wiedergebenden Ausgestaltungen vor, nämlich den Block 15 für das adaptive Lernen der Vorsteuerung, also des Kennfeldes, so auszubilden, daß, wie am Beispiel der in Fig. 2 gezeigten elektronischen Benzineinspritzung mit überlagerter Lambda-Regelung, Extremwertregelung o.dgl. dargestellt, das Lernverfahren dür das Kennfeld eine Spezialisierung erfährt, wie folgt:

• 1. Die Einspritzzeit wird, wie bisher auch, durch ein Grundkennfeld 20 dargestellt, welches bevorzugt ein Nur-Lesespeicher (ROM) ist, der durch zugeführte Betriebsgrößen, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Drehzahl n und einer Lastgröße (Q_L oder Drosselklappenstellung α) adressiert wird und, je nach Anzahl der in ihm vorhandenen Stützstellen und Anzahl der Interpolationsschritte in der entsprechend gewünschten Quantisierung einen Vorsteuerwert (T_K) der zu diesen Adressen jeweils gehörenden Kraftstoffmenge ausgibt.
• 2. Die Selbstanpassung (das adaptive Lernen) erfolgt mit Hilfe eines separaten sog. Faktorkennfelds 21, weiches bevorzugt ein Schreiblesespeicher (RAM) ist und der ebenfalls und daher parallel von den gleichen Adressen (hier Drehzahl n und Last) angesteuert ist, wie das Grundkennfeld 20 auch. Vorzugsweise wird hierzu das Grundkennfeld 20 in bestimmte Bereiche vorgegebener Größe eingeteilt, wobei jedem Bereich ein Faktor aus dem Faktorkennfeld zugeordnet wird. Innerhalb dieser Bereiche wird dann die Ausgangsgröße I_K des Grundkennfeldes mit dem jeweiligen, vom Faktorkennfeld ausgegebenen Faktor F an einer Einwirkungsstelle 22, vorzugsweise Multiplizierstelle, multipliziert.
• 3. Dabei erfolgt die Anpassung durch das Faktorkennfeld nur in stationären Betriebspunkten.
• 4. Der zweite grundlegende erfindungsgemäße Aspekt, der in Fig. 2 gleich mitangegeben ist, besteht darin, daß hauptsächlich zur Berücksichtigung multiplikativ einwirkender Störgrößen, also Störgrößen, die gleichförmig das gesamte Kennfeld beeinflussen können, durch einen sog. globalen Faktor berücksichtigt werden, der das gesamte Grundkennfeld 20 multiplikativ beeinflußt. Die Bildung des globalen Faktors kann dabei entweder abgeleitet werden aus dem gemittelten Wert des vom Regler 23 stammenden Regelfaktors ; RF oder aus dem schon erwähnten Faktorkennfeld 21, wobei der globale Faktor als Block 24 dargestellt ist und seine multiplikative Einwirkungsstelle auf den durch den jeweiligen Faktor F schon korrigierten Kennfeldwert TK bei 25 hat.

In order to ensure a rapid optimization of the map self-adaptation while taking into account both additive and multiplicative interference, the present invention essentially proposes the two embodiments which represent different aspects of the invention, namely the block 15 for FIG the adaptive learning of the precontrol, that is, the characteristic diagram, should be designed such that, as in the example of the electronic gasoline injection shown in FIG. 2 with superimposed lambda control, extreme value control or the like. shown, the learning process for the map is specialized as follows:

• 1. As before, the injection time is represented by a basic map 20, which is preferably a read-only memory (ROM), which is addressed by supplied operating variables, in the exemplary embodiment shown the speed n and a load variable (Q _L or throttle valve position α) and, depending on the number of support points present in it and the number of interpolation steps in the correspondingly desired quantization, outputs a pilot control value (T _K ) of the amount of fuel associated with these addresses.
• 2. The self-adaptation (adaptive learning) takes place with the aid of a separate so-called factor map 21, which is preferably a read-write memory (RAM) and which is also and therefore controlled in parallel by the same addresses (here speed n and load) as the basic map 20 too. For this purpose, the basic map 20 is preferably divided into specific areas of a predetermined size, each area being assigned a factor from the factor map. Within these ranges, the output variable I _{K of} the basic map is then multiplied by the respective factor F output by the factor map at an action point 22, preferably a multiplier.
• 3. The adjustment by the factor map is only carried out at stationary operating points.
• 4. The second basic aspect of the invention, which is also given in Fig. 2, consists in the fact that mainly to take into account multiplicative disturbance variables, i.e. disturbance variables that can influence the entire map, are taken into account by a so-called global factor that entire basic map 20 is influenced multiplicatively. The formation of the global factor can either be derived from the averaged value of the control factor originating from the controller 23; RF or from the already mentioned factor map 21, the global factor being shown as block 24 and has its multiplicative point of action on the map value TK already corrected by the respective factor F at 25.

Die Ausführungsform der Fig. 2 vervollständigt sich dann noch durch die Regelschleife, gebildet von dem schon erwähnten Regler 23, der von einer geeigneten Meßeinrichtung 26 angesteuert ist, die eine als Istwert der Regelstrecke 'Brennkraftmaschine' zu behandelnde Ausgangsgröße (Lambda-Wert, Drehzahl, genauer gesagt Drehzahlschwankungen bei einer noch zu erläuternden Extremwertregelung oder dergleichen). erfaßt. Demnach ergibt sich entsprechend der Gesamtdarstellung der Fig. 2 - es versteht sich, daß die beiden Aspekte Faktorkennfeld und globaler Faktor auch für sich getrennt jeweils erfinderische Bedeutung haben, und selbstverständlich unabhängig voneinander eingesetzt werden können und in der Darstellung der Fig. 2 lediglich zur Gewinnung eines besseren Verständnisses für die erfindungsgemäße Gesamtkonzeption in ihrer gegenseitigen Einwirkung auf die Beeinflussung des Vorsteuerwerts dargestellt sind - die endgültige Einspritzzeit t_; entsprechend Fig. 2 nach der folgenden Formel

The embodiment of FIG. 2 is then completed by the control loop, formed by the above-mentioned controller 23, which is controlled by a suitable measuring device 26, which is an output variable (lambda value, rotational speed, more specifically, fluctuations in speed in the case of an extreme value control to be explained or the like). detected. 2 - it goes without saying that the two aspects of the factor map and the global factor also have an inventive meaning separately and can of course be used independently of one another and in the illustration of FIG. 2 only for gain a better understanding of the overall concept according to the invention in their mutual influence on influencing the pilot control value are shown - the final injection time t _; 2 according to the following formula

Der globale Faktor GF wirkt multiplikativ und/oder additiv auf jeden der vom Kennfeld ausgegebenen Vorsteuerwerte; der aus dem Faktorkennfeld 21 herrührende Faktor F wirkt nur insoweit lokal. Deshalb auch die parallele Ansteuerung mit den gleichen Eingangsadressen wie beim Grundkennfeld 20. Neben der mit 27 in Fig. 2 bezeichneten, die Regelstrecke bildenden Brennkraftmaschine ist noch ein Mittelwert-Bildungsblock 28 für den Regelfaktor RF vom Ausgang des Reglers 23 vorgesehen; dabei kann dann der globale Faktor aus dem jeweils gemittelten Regelfaktor RF oder aus dem Faktorkennfeld abgeleitet werden.The global factor GF has a multiplicative and / or additive effect on each of the input control values output by the characteristic diagram; the factor F originating from the factor map 21 acts locally only to this extent. Therefore also the parallel control with the same input addresses as for the basic map 20. In addition to the internal combustion engine forming the control path designated 27 in FIG. 2, a mean value formation block 28 is also provided for the control factor RF from the output of the controller 23; the global factor can then be derived from the averaged control factor RF or from the factor map.

Im folgenden wird anhand der Darstellung der Fig. 3 genauer auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines selbstanpassenden Kennfeldes mit Korrektur durch den globalen Faktor GF eingegangen sowie auf ein erstes mögliches Bestimmungs- oder Rechenverfahren für den Wert des globalen Faktors. Dabei zeigt die Darstellung der Fig. 3 detaillierter die Erzeugung eines Kraftstoffeinspritz-Vorsteuerwerts mit überlagerter Regelung einer Brennkraftmaschine, wobei diese Regelung, anders als beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 speziell als Extremwertregelung ausgebildet ist. Es sei noch bemerkt, daß in den Zeichnungen die jeweiligen Komponenten oder Blöcke dann, wenn sie von gleichem Aufbau sind und gleiche Funktionen erfüllen, identische Bezugszeichen tragen; unterscheiden sie sich in beiden lediglich geringfügig, dann weisen sie zusätzlich einen Beistrich oben auf. In Fig. 3 erfolgt die Steuerung der der Brennkraftmaschine 27 als Regelstrecke zuzumessenden Kraftstoffmenge über eine Kennfeld 12, dem wiederum als Eingangsgrößen (Adressen) die Drehzahl n und die Drosselklappenstellung D_K (auch als Winkel a angebbar) zugeführt werden. Die Drosselklappe 29 ist von einem Fahrpedal 30 angesteuert. Die im Kennfeld abgespeicherte Einspritzzeit t_; wird über Einspritzventile 31 in eine entsprechende Kraftstoffmenge Q_K umgesetzt; diese Kraftstoffmenge sowie die von der Drosselklappenstellung bestimmte Luftmenge O_L werden der Brennkraftmaschine 27 zugeführt, wobei in Abhängigkeit vom Lambda-Wert des Luftkraftstoffgemisches ein gewisses Drehmoment M bewirkt wird. Die Regelstrecke Brennkraftmaschine 27 kann dabei angenähert durch ihre durch den Block 27a dargestellte Integratorwirkung angenähert werden. Die Ausgangsgröße (Drehzahl n) der Brennkraftmaschine dient dann neben der Drosselklappenstellung wieder als Ansteuergröße für das Kennfeld 12.In the following, a preferred embodiment of a self-adapting map with correction by the global factor GF and a first possible determination or calculation method for the value of the global factor are discussed in more detail with reference to the illustration in FIG. 3. 3 shows in more detail the generation of a fuel injection pilot control value with superimposed control of an internal combustion engine, this control, in contrast to the exemplary embodiment of FIG. 3, being designed specifically as an extreme value control. It should also be noted that in the drawings, the respective components or blocks, if they have the same structure and perform the same functions, bear identical reference numerals; if they differ only slightly in both, then they also have a comma at the top. In FIG. 3, the fuel quantity to be metered to the internal combustion engine 27 as a controlled system is controlled via a map 12, to which the speed n and the throttle valve position D _K (which can also be specified as angle a) are in turn supplied as input variables (addresses). The throttle valve 29 is controlled by an accelerator pedal 30. The injection time t stored in the map _; is converted into a corresponding fuel quantity Q _K via injection valves 31; this amount of fuel and the amount of air O _L determined by the throttle valve position are supplied to the internal combustion engine 27, a certain torque M being effected as a function of the lambda value of the air / fuel mixture. The controlled system internal combustion engine 27 can be approximated by its integrator effect represented by the block 27a. The output variable (speed n) of the internal combustion engine then serves, in addition to the throttle valve position, as a control variable for the characteristic diagram 12.

Dieses bisher beschriebene, reine Steuerungsverfahren wird durch eine auf dem Grundprinzip einer Extremwertregelung basierenden Regelung überlagert (es ist schon darauf hingewiesen worden, daß hier auch mit anderen Brennkraftmaschinen-Istwertausgangsgrößen gearbeitet werden kann, etwa Zusammensetzung des Abgases, Laufunruhe o. dgl.). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer Extremwertregelung werden entweder die Luftmenge QL (beispielsweise über einen Bypass) mit einem vorgegebenen Hub ΔQ_L oder die Einspritzzeit t, mit einem Hub Δt gewobbelt. Hierzu notwendige Testsignale werden von einem Testsignalgenerator 32 erzeut, wobei diese, je nach Art der Extremwertregelung, entweder auf die Kraftstoff- oder die Luftmenge wirkt, mit einer Wobbelfrequenz, die konstant oder aber drehzahlabhängig gewählt werden kann. Durch diese jeweiligen periodischen Änderungen von Luftmenge O_L oder der der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge ergeben sich, wie ohne weiteres einzusehen, Drehmomentänderungen, die auch als Drehzahländerungen durch eine Meßeinrichtung 33 erfaßt werden können, die diese Drehzahländerungen analysiert und in geeigneter Weise durch Amplituden und/oder Phasenauswertung auf die Wobbelfrequenzen und den Wobbeleinfluß bezieht. Der Meßeinrichtung 33 ist eine Sollwert-Istwertvergleichsstelle 34 nachgeschaltet, deren Ausgang mit einem Regler 35 verbunden ist, der einen Regelfaktor RF erzeugt, der unmittelbar für die Beeinflussung der vom Kennfeld ausgegebenen Werte dienen kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird allerdings unterschiedlich verfahren, worauf gleich noch eingegangen wird.This pure control method described so far is overlaid by a control based on the basic principle of extreme value control (it has already been pointed out that other internal combustion engine actual value output variables can also be used here, such as the composition of the exhaust gas, uneven running or the like). In the exemplary embodiment of an extreme value control shown, either the air quantity QL (for example via a bypass) is wobbled with a predetermined stroke ΔQ _L or the injection time t with a stroke Δt. Test signals required for this purpose are generated by a test signal generator 32, which, depending on the type of extreme value control, acts either on the fuel or the air quantity, with a wobble frequency which can be selected to be constant or depending on the speed. As a result of these respective periodic changes in the amount of air O _L or the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, there are torque changes which can also be detected as changes in speed by a measuring device 33 which analyzes these changes in speed and suitably by means of amplitudes and / or Phase evaluation relates to the wobble frequencies and the wobble influence. The measuring device 33 is followed by a setpoint-actual value comparison point 34, the output of which is connected to a controller 35 which generates a control factor RF which can directly influence the values output by the characteristic diagram. In the illustrated embodiment, however, the procedure is different, which will be discussed in a moment.

Dem vorzugsweise als Integrator ausgebildeten Regler 35 ist ein Block 36 zur Mittelwertbildung des Regelfaktors nachgeschaltet, der mit seinem Ausgang RF über einen Schalter S1 einzelne Kennfeld- bzw. Stützstellenwerte des Kennfeldes 12 beeinflußt. Die Beeinflussung kann dabei so erfolgen, wie in der DE-OS 3408215 ausführlich erläutert, insbesondere also mit abnehmender Gewichtung im Umfeld des jeweils betroffenen Kennfeld- oder Stützstellenwerts.The controller 35, which is preferably in the form of an integrator, is followed by a block 36 for averaging the control factor, which, with its output RF, influences individual map or reference point values of the map 12 via a switch S1. The influencing can take place as described in detail in DE-OS 3408215, in particular with decreasing weighting in the environment of the map or reference point value concerned in each case.

Ein Block 37 Bereichserkennung, der parallel von den Eingangsgrößen oder Adressen des Kennfeldes 12 angesteuert ist, dient zur Betätigung des Schalters S1 und weiterer Schalter S2 und S3, durch welche der Mittelwertbildner 36 und der Regler 35 auf jeweilige Anfangswerte zurückgesetzt werden können. Die Bereichserkennung 37 stellt fest, in welchem Bereich (auch Leerlauf, Teillast, Vollast und Schub) oder Einzugsbereich einer Stützstelle (1/2 Stützstellenabstand) sich die durch die Eingangsdaten D_K und n zum Kennfeld 12 definierte Fahrkurve befindet und gibt dementsprechend die Einarbeitung des jeweils gemittelten Korrekturwerts RF in die zuletzt angesteuerte Stützstelle des Kennfeldes 12 und, über eine Querverbindung 38, zu einem Block 39 für die globale Faktorbildung, frei; bei gleichzeitiger Rücksetzung von Regler 35 und Mittelwertbildner 36 auf ihre Anfangswerte.A block 37 area detection, which is controlled in parallel by the input variables or addresses of the map 12, serves to actuate the switch S1 and further switches S2 and S3, by which the Averaging device 36 and controller 35 can be reset to respective initial values. The area detection 37 determines in which area (also idling, partial load, full load and thrust) or the catchment area of a support point (1/2 support point spacing) the travel curve defined by the input data D _K and n to the map 12 is located and accordingly provides the incorporation of the in each case averaged correction value RF into the last activated support point of the characteristic diagram 12 and, via a cross connection 38, to a block 39 for global factor formation; with simultaneous resetting of controller 35 and averager 36 to their initial values.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wirken die Ausgangsgröße GF des Blocks 39 für die globale Faktorbildung und der Regelfaktor RF als Ausgang des Reglers 35 nicht getrennt über jeweilige multiplikative Einflußstellen auf den Vorsteuerwert te aus dem Kennfeld 12 ein, sondern sind an einer gesonderten Multiplizier- oder auch Addierstelle 40 zusammengeführt und beeinflussen dann gemeinsam an der Multiplizierstelle 41 den jeweiligen te-Wert im Sinne einer Gesamtkorrektur Daher erfolgt bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Ermittlung des globalen Faktors GF aus dem Wert des gemittelten Regelfaktors, und zwar so, wie im folgenden im enzelnen genauer erläutert.In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the output variable GF of the block 39 for the global factor formation and the control factor RF as the output of the controller 35 do not act separately on the pilot control value te from the characteristic diagram 12 via respective multiplicative influence points, but are at a separate multiplier - or also adding point 40 merged and then influencing together at multiplication point 41 the respective te value in the sense of an overall correction. Therefore, in the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the global factor GF is determined from the value of the averaged control factor, specifically in such a way that as explained in more detail below.

Verfahren I zur Ermittlung des globalen Faktors GFMethod I for determining the global factor GF

Bei Auftreten einer Kennfeldänderung wird festgestellt, in welchem Maß des kennfeld verändert worden ist, wobei ein wählbarer, also vorgebbarer Prozentsatz dieser Änderung in den globalen Faktor GF übernommen wird. Jeder aus dem Kenfeld gewonnene oder interpolierte Steuerwert wird dann mit diesem globalen Faktor GF (über die Enfluß- oder Multiplizierstellen 40, 41) multipliziert, so daß der Faktor wie eine multiplikative Verschiebung aller Stützstellen wirkt.When a map change occurs, it is determined to what extent the map has been changed, with a selectable, that is to say a predetermined percentage of this change being adopted in the global factor GF. Each control value obtained or interpolated from the Kenfeld is then multiplied by this global factor GF (via the inflow or multiplication points 40, 41), so that the factor acts as a multiplicative shift of all reference points.

Entsprechend der Darstellung der Fig. 3 bildet der I-Regler 35 aus der Regeldifferenz den Regelfaktor RF, der über 40,41 fortlaufend die aus dem Kennfeld interpoliert Stellgröße multiplikativ beeinflußt, wobei zunächst, nämlich zur Kennfeldadaption, bei einer Änderung der Motordrehzahl bzw. der Drosselklappenstellung und einem hierdurch bewirkten Verlassen des Einzugsbereichs einer Stützstelle der gemittelte Regelfaktor RF in das Kennfeld eingearbeitet wird, was nach der folgenden Formel geschiehtAccording to the representation of FIG. 3, the I controller 35 forms the control factor RF from the control difference, which continuously and multiply influences the manipulated variable interpolated from the map via 40, 41, initially, namely for map adaptation, when the engine speed or the change Throttle valve position and a resultant leaving the catchment area of a support point, the averaged control factor RF is incorporated into the map, which is done according to the following formula

Aus die Herleitung dieser Formel wird weiter unten eingegangen; gleichzeitig wird eine Teil dieser Korrektur auch in den globalen Faktor GF übernommen, wobei der Block 39 für die globale Faktorbildung entsprechend ausgebildet ist, beispielsweise auch als Mikroprozessor oder Mikrocomputer, um die entsprechenden Rechenarbeiten durchzuführen. Der globale Faktor wird dabei nach der folgenden Näherungsformel bestimmt:

The derivation of this formula is discussed below; at the same time, part of this correction is also adopted in the global factor GF, the block 39 being designed accordingly for the global factor formation, for example also as a microprocessor or microcomputer, in order to carry out the corresponding computing work. The global factor is determined using the following approximation:

Auch diese Formel wird weiter unten noch genauer erläutert; der globale Faktor erhält demnach ein Integratorverhalten mit einer großen Zeitkonstante. Da eine Veränderung des globalen Faktors nur jeweils beim Kennfeldangleich durchgeführt wird, ist auch sichergestellt, daß ein größerer Kennfeldbereich zur Ermittlung des globalen Faktors herangezogen wird. Der globale Faktor und der Regelfaktor werden multiplikativ, wie in Fig. 3 bei 40 gezeigt, zu einer Gesamtkorrekturgröße verknüpft, die dann ebenfalls (bei 41) multiplikativ auf den aus dem Kennfeld interpolierten Steuerwert einwirkt.This formula is also explained in more detail below; the global factor therefore receives an integrator behavior with a large time constant. Since the global factor is only changed when the map is adjusted, it is also ensured that a larger map area is used to determine the global factor. The global factor and the control factor are multiplicatively linked, as shown in FIG. 3 at 40, to form an overall correction quantity, which then also acts (at 41) multiplicatively on the control value interpolated from the characteristic diagram.

Allgemein können Änderungen auf die Werte des Sollkennfeldes durch Einflüsse hervorgerufen werden, die vorzugsweise multiplikativ, was nämlich den Hauptanteil der Kennfeldänderungen überhaupt ausmacht, die aber auch additiv auf das gesamte Kennfeld wirken können, oder die die Struktur des Kennfeldes verändern. Untersuchungen haben ergeben, daß, obwohl die beiden Einflußgrößen nur zum Teil getrennt werden können, eine optimale Korrektur der beiden einflüsse durch das Nachführen der Stützstellen und des globalen Faktors vorgenommen werden kann. Dabei wird allerdings, je vollständiger eine multiplikative Beeinflussung des Kennfeldes durch den globalen Faktor erfaßt wird, die Einschwingzeit umso größer. Es ist daher sinnvoll, einen Kompromiß bei einer etwa 50 %igen multiplikativen Beeinflussung durch den globalen Faktor vorzunehmen, während der Rest durch Änderung der Stützstellen Berücksichtigung findet. Man erzielt daher durch die Einführung des globalen Faktors zusätzlich zu der Stützstellen-Adaption eine wesentlich bessere Kennfeldanpassung.In general, changes to the values of the target map can be caused by influences, which are preferably multiplicative, which is the main part of the map changes at all, but which can also have an additive effect on the entire map, or which change the structure of the map. Studies have shown that although the two influencing factors can only be partially separated, an optimal correction of the two influences can be made by tracking the reference points and the global factor. However, the more completely a multiplicative influence on the characteristic diagram is recorded by the global factor, the greater the settling time. It therefore makes sense to make a compromise in the case of an approximately 50% multiplicative influence by the global factor, while the rest is taken into account by changing the reference points. The introduction of the global factor therefore achieves a much better map adaptation in addition to the base point adaptation.

Wird das Fahrzeug über längere Zeiträume abgestellt, dann kann während dieser Zeit eine relativ starke Kennfeldverschiebung, beispielsweise durch veränderten Luftdruck, Temperatur u. dgl. auftreten. Wird eine solche "globale Änderung" nach dem Start teilweise auch in das Kennfeld mitübernommen, bis der globale Faktor neu ermittelt ist, dann ist nicht auszuschließen, daß sich hierdurch eine Verfälschung einer bereits richtig angeglichenen Kennfeldstruktur ergibt. Die Erfindung sieht daher Mittel vor, während einer gewissen Zeit nach dem Start ausschließlich den globalen Faktor zu ermitteln, was über dem Block Bereichserkennung 37 erfolgen kann, und erst dann, wenn der neue Wert des globalen Faktors erfaßt worden ist, auch das Kennfeld wieder zu aktualisieren. Damit andererseits vermieden werden kann, daß der globale Faktor auch dann neu ermittelt wird, wenn das Fahrzeug nur kurzfristig abgestellt worden ist, wird die weiter oben beschriebene Funktion der Ermittlung des globalen Faktors nur nach dem Warmlauf der Brennkraftmaschine aktiviert.If the vehicle is parked for a longer period of time, then a relatively strong shift in the map, for example due to changes in air pressure, temperature, etc. Like. occur. If such a "global change" is also included in the map after the start until the global factor is newly determined, it cannot be ruled out that this will result in a falsification of a map structure that has already been correctly adjusted. The invention therefore provides means for only determining the global factor for a certain time after the start, which can be done via the area detection block 37, and only then, when the new value of the global factor has been recorded, for the map to be closed again To update. So that, on the other hand, it can be avoided that the global factor is determined anew even if the vehicle has only been parked for a short time, the function of determining the global factor described above is activated only after the internal combustion engine has warmed up.

Die Ermittlung und Berechnung des globalen Faktors GF kann nach dem folgenden Grundprinzip durchgeführt werden:The determination and calculation of the global factor GF can be carried out according to the following basic principle:

Bei jedem Kennfeldangleich wird eine wählbarer Prozentsatz a des Regelfaktors in den globalen Faktor übernommen, nach folgender Formel oder Vorschrift:

mit der Forderung, daß bei 1/a maliger Anwendung der Vorschrift 1) der gesamte (gemittelte) Regelfaktor übernommen werden soll.

bzw.

d.h. der globale Faktor wird bei jedem Angleich mit RFa multipliziert;

Each time a map is adjusted, a selectable percentage a of the control factor is adopted in the global factor, using the following formula or rule:

with the requirement that the entire (averaged) control factor should be adopted if the regulation 1) is applied once.

respectively.

ie the global factor is multiplied by RFa with each adjustment;

Der dem kennfeld entonommene Steuerwert wird nach der Interpolation zusätzlich mit dem neuen globalen Faktor multipliziert:

wobei SS der Steuer- oder Stützstellenwert aus dem Kennfeld ist.The control value taken from the map is additionally multiplied by the new global factor after the interpolation:

where SS is the control or support point value from the map.

Um einen Stellgrößensprung zu vermeiden, darf deshalb nicht der gesamte Regelfaktor in das Kennfeld eingearbeitet werden.In order to avoid a jump in the manipulated variable, the entire control factor must not be incorporated into the map.

Forderung: Stellgröße alt = Stellgröße neu bzw.

wird

zu 3):Requirement: manipulated variable old = manipulated variable new or

becomes

to 3):

Der globale Faktor kann bei einer Realisierung im Kraftfahrzeug näherungsweise nach folgender Vorschrift 5) berechnet werden, um den rechenaufwand zu reduzieren. (Gute Näherung bei GF - 1)

zu 4):When implemented in a motor vehicle, the global factor can be calculated approximately in accordance with the following regulation 5) in order to reduce the computing effort. (Good approximation with GF - 1)

to 4):

Der Einflußfaktor'a' wird in der Praxis sehr klein gewählt: a « 1. Deshalb kann er mit guter Näherung gegen 1 vernachlässigt werden, und man erhält:

wie weiter vorn erwähnt.In practice, the influencing factor 'a' is chosen to be very small: a «1. Therefore, with a good approximation to 1, it can be neglected, and one obtains:

as mentioned earlier.

Weitere Untersuchungen haben ergeben, daß der gleichförmige Anteil einer Kennfeldkorrektur bei der soeben angegebenen Art der Berechnung nur zum Teil im globalen Faktor erfaßt wird, weil dieser Anteil solange, wie der globale Faktor seinen Endwert noch nicht erreicht hat, ins Kennfeld übernommen wird.Further investigations have shown that the uniform portion of a map correction is only partially recorded in the global factor in the type of calculation just specified, because this portion is taken over into the map as long as the global factor has not yet reached its final value.

Die nachfolgend anhand der Darstellung der Fig. 4-7 angegebenen Diagrammverläufe, die Endwert und Einschwingverhalten des globalen Faktors (bei Fig. 7 mit unterschiedlichem Einflußfaktor) betreffen, ergeben sich aus weiteren Messungen und Untersuchungen, die durchgeführt worden sind zur Klärung, wie sich eine gleichförmige Änderung in der Praxis auf den globalen Faktor und das Kennfeld verteilt. Zu diesem Zweck wurde ein Istkennfeld (entspricht dem Kennfeld des Regelgeräts), ein Sollkennfeld (entspricht den Idealwerten für den Motor), ein Durchlaufgenerator (entspricht der vom fahrer erzeugten Fahrkurve) definiert und die in den weiter vorn in den Vorschriften 5) und 6) angegebene Lernstrategie zugrundegelegt. Dei Überprüfung kann durch eine Rechnersimulation realisiert werden, wobei, ohne daß hierdurch die Aufteilung des gleichförmigen Anteils der Kennfeldkorrektur beeinflußt wird, ein möglicher Kennfelddurchlauf auf einen Kennliniendurchlauf reduzierbar ist. Der Durchlaufgenerator erzeugt die Adresse der aktuellen Stützstelle des Kennfeldes; der Quotient aus Soll- und lststützstelle wird direkt als Korrekturfaktor verwendet und von der jeweiligen Lernstrategie auf den globalen Faktor und das Kennfeld verteilt. Dabei wird der Ablauf (die Simulation) solange fortgeführt, bis das System sich stabilisiert hat, d.h. bis der globale Faktor sich nicht mehr ändert. Variiert man mit verschiedenen Parametern, beispielsweise des Einflußfaktors, der Anzahl der vom Durchlaufgenerator angesteuerten aktiven Stützstellen, der Größe und Strucktur der Abweichung des Sollkennfeldes vom Istkennfeld, der Art des Durchlaufs (sequentiell, zufällig), dann ergeben sich die in den Fig. 4-7 niedergelegten Kurvenverläufe, wobei die Fig. 4 den in den globalen Faktor Übernommenen Anteil der gleichförmigen Abweichung, normiert auf die Gesamtabweichung des Sollkennfeldes, in Abhängigkeit zum Einflußfaktor a darstellt; der Einflußfaktor a ist logarithmisch aufgetragen. Dabei bezieht sich der Kennlinienverlauf I der Fig. 4 auf acht aktive Stützstellen bei

die Kennlinie II auf 16 aktive Stützstellen bei gleichen Bedingungen; die Kenlinie III auf eine Näherung ohne Multiplikation, Division mit Abweichung = 20 % und die Kennlinie IV auf eine Abweichung = 100 %.The diagrams given below based on the representation of FIGS. 4-7, which relate to the final value and transient behavior of the global factor (in FIG. 7 with a different influencing factor), result from further measurements and investigations that have been carried out to clarify how a uniform change in practice distributed over the global factor and the map. For this purpose, an actual map (corresponds to the map of the control device), a target map (corresponds to the ideal values for the engine), a continuous-flow generator (corresponds to the driving curve generated by the driver) was defined and those described earlier in regulations 5) and 6) given learning strategy. The check can be carried out by a computer simulation, without this affects the distribution of the uniform portion of the map correction, a possible map run can be reduced to a map run. The run generator generates the address of the current support point of the map; the quotient from the target and actual support point is used directly as a correction factor and is distributed from the respective learning strategy to the global factor and the map. The process (the simulation) continues until the system has stabilized, ie until the global factor no longer changes. If you vary with different parameters, for example the influencing factor, the number of active support points controlled by the run generator, the size and structure of the deviation of the target map from the actual map, the type of run (sequential, random), then the result in FIGS. 7 recorded curve profiles, FIG. 4 depicting the proportion of the uniform deviation adopted in the global factor, normalized to the total deviation of the target characteristic map, as a function of the influencing factor a; the influencing factor a is plotted logarithmically. The course of the characteristic curve I in FIG. 4 relates to eight active support points

the characteristic curve II to 16 active support points under the same conditions; the characteristic curve III on an approximation without multiplication, division with deviation = 20% and the characteristic curve IV on a deviation = 100%.

Die Kurvenverläufe in den Fig. 5, 6 und 7 zeigen die verschiedenen Stadien zweier Simulations-läufe. Die Diagramme zeigen die sequentiell durchlaufene Kennlinie (Stützstellen 1-8) und die Werte der Stützstellen und des globalen Faktors während eines Durchlaufs von SS1 nach SS8. Bei großem Enflußfaktor 1 = 0,5 (Fig. 5 und 6) wird zwar ein Großteil der Änderung vom globalen Faktor erfaßt (Endwert nach dem 20. Durchlauf = 80 %); das System stabilisiert sich aber wesentlich langsamer (20 Durchläufe bei a = 0,5, verglichen mit 4 Durchläufen bei a = 0,0625), und der Einschwingvorgang verläuft unruhiger.5, 6 and 7 show the different stages of two simulation runs. The diagrams show the sequential characteristic curve (nodes 1-8) and the values of the nodes and the global factor during a cycle from SS1 to SS8. With a large inflow factor 1 = 0.5 (FIGS. 5 and 6), a large part of the change is recorded by the global factor (final value after the 20th run = 80%); however, the system stabilizes much more slowly (20 runs at a = 0.5, compared to 4 runs at a = 0.0625), and the settling process is more restless.

Die folgenden Berechnungen betreffen den sich jeweils ergebenden Endwert, der von verschiedenen Einflußgrößen abhängig ist:
A) E = f (a ^* SSA) mit E = Endwert des globalen Faktors und

• SSA = Anzahl der aktiven Stützstellen.

The following calculations relate to the resulting final value, which depends on various influencing factors:
A) E = f (a ^* SSA) with E = final value of the global factor and

• SSA = number of active support points.

Der Endwert ist vom PRODUKT des Einflußfaktors und der aktiven Stützstellen abhängig. (Doppeltes 'a' und halbe SS-Anzahl ergeben denselben Endwert.)The final value depends on the PRODUCT of the influencing factor and the active support points. (Double 'a' and half the SS number result in the same final value.)

Dieses Abhängigkeit ist allerdings nur im linearen Teil der kennlinien der Fig. 4 (bei Endwert = 50 %, Wendepunkt) erfüllt.

• b) E = 0 für a = 0
• c) E = 0,5 für a = 1/SSA
• d) E = 1-1/SSA für a = 1 (Dauerschwingung)

This dependency is, however, only fulfilled in the linear part of the characteristic curves in FIG. 4 (at final value = 50%, inflection point).

• b) E = 0 for a = 0
• c) E = 0.5 for a = 1 / SSA
• d) E = 1-1 / SSA for a = 1 (continuous vibration)

Der maximal erreichbare Endwert ist direkt von der Anzahl der aktiven Stützstellen abhängig. Er beträgt bei SSA = 8 87,5 % der gleichförmigen Kennfeldänderung, bei SSA = 16 93,75 %, bei SSA = 20 95 % etc.The maximum attainable end value is directly dependent on the number of active support points. With SSA = 8 it is 87.5% of the uniform map change, with SSA = 16 93.75%, with SSA = 20 95% etc.

• e) E = 1 für unendliche SS-Anzahle) E = 1 for infinite number of SS
• f) E = f(SSK/SSA) mit SSK = Anzahl der zu korrigierenden Stützstellenf) E = f (SSK / SSA) with SSK = number of support points to be corrected

Der Endwert ist vom Verhältnis der zu korrigierenden Stützstellen zur Gesamtzahl der aktiven Stützstellen abhängig. (Ist nur 1/4 der aktiven Stützstellen mit einer Korrektur beaufschlagt, beträgt der globale Faktor auch nur 1/4 des möglichen Endwerts.)The final value depends on the ratio of the points to be corrected to the total number of active points. (If only 1/4 of the active reference points are corrected, the global factor is only 1/4 of the possible final value.)

Allgemein:General:

Variiert der Betrag der Korrektur von Stützstelle zu Stützstelle, so kann zur Berechnung des Endwerts des globalen Faktors der Mittelwert aller Korrekturen herangezogen werden.

• g) E = f(1/n ^* ΣKorr.i) mit ΣKorr.i = Summe der individuell unterschiedlichen Stützstellenkorrektur
• h) Der Endwert ist unabhängig von der Art des Durchlaufs.

If the amount of the correction varies from point to point, the mean of all corrections can be used to calculate the final value of the global factor.

• g) E = f (1 / n ^* ΣCorr.i) with ΣCorr.i = sum of the individually different interpolation point corrections
• h) The final value is independent of the type of run.

Allerdings ist die Einschwingdauer unterschiedlich. (Bei sequentiellem Durchlauf: SS1 -* SS8, SS1 → ... ergibt sich eine kleinere Einschwingdauer als bei sequentiellem VOR/RÜCK-Durchlauf: SS1 → SS8, SS8 → SS1, SS1 →....However, the settling time is different. (With sequential run: SS1 - * SS8, SS1 → ... there is a shorter settling time than with sequential FORWARD / BACK run: SS1 → SS8, SS8 → SS1, SS1 → ....

Bei Andreßvorgabe durch einen Pseudozufallsgenerator ergibt sich für große Einflußfaktoren (a > 1/3) eine kürzere Einschwingdauer, während für kleine Einflußfaktoren längere Einschwingdauer auftritt.When given by a pseudo-random generator, a shorter settling time results for large influencing factors (a> 1/3), while a longer settling time occurs for small influencing factors.

Bei multiplikativer Berechnung des globalen Faktors nach der vorne angegebenen Formel 3) bestimmt sich der qlobale Faktor zu:

und es ergeben sich niedrigere Endwerte als bei additiver Berechnung nach Gleichung 5). Der Faktor beträgt:

When the global factor is calculated multiplicatively according to the formula 3) given above, the qlobal factor is determined as follows:

and there are lower final values than with additive calculation according to equation 5). The factor is:

Der Verlauf der Endwertkennlinie entspricht (um E = 0,5) dem Verlauf bei additiver Berechnung. Die Einschwingdauer ist nahezu identisch.The course of the end value characteristic curve (around E = 0.5) corresponds to the course with additive calculation. The settling time is almost identical.

Bei der Anwendung im Kraftfahrzeug ist aus Rechenzeitgründen ein Verfahren, das ohne Multiplikation und Division auskommt, besser geeignet. In diesem Fall wird die aus dem Kennfeld interpolierte Stellgröße nicht zusätzlich mit dem globalen Faktor multipliziert, sondern Regelfaktor und globaler Anteil werden vor der Multiplikation mit dem interpolierten Kennfeldwert addiert.

Kennfeldanpassung:

When used in motor vehicles, a method that does not require multiplication and division is more suitable for reasons of computing time. In this case, the manipulated variable interpolated from the map is not additionally multiplied by the global factor, but the control factor and global share are added before the multiplication with the interpolated map value.

Map adjustment:

Zur Berechnung der neuen Stützstelle ist damit eine Division nötig. Dieser aufwendige Rechenvorgang kann, wie schon bei der multiplikativen Verknüpfung von Regelfaktor und globalem Faktor durch Gleichung 6) angenähert werden.

A division is therefore required to calculate the new base. As with the multiplicative combination of control factor and global factor, this complex calculation process can be approximated by equation 6).

Es ergeben sich hierbei dieselben Endwerte wie bei der Stützstellenberechnung mit Division. Die Einschwingdauer ist sogar erhbelich kürzer.This results in the same final values as in the calculation of base points with division. The settling time is even considerably shorter.

Allerdings ist bei additiver Berechnung der Endwert generell von der Größe der erforderlichen Stützstellenkorrektur abhängig. Bei großer Korrektur und großem Einflußfaktor ergeben sich wesentlich höhere Werte für den globalen Faktor als nach Fig. 4, Kennlinie I zu erwarten. (Vergl. Kennlinie 111 und VI).However, in the case of additive calculation, the final value generally depends on the size of the required point correction. With a large correction and a large influencing factor, significantly higher values for the global factor result than expected according to FIG. 4, characteristic curve I. (Compare characteristic curves 111 and VI).

Bei einer Kennfeldverschiebung von +100 % ergeben sich ab einem Einflußfaktor von a = 0,14 sogar negative Werte für den globalen Faktor. Außerdem verlängert sich die Einschwingdauer erheblich.With a map shift of +100%, an influence factor of a = 0.14 even results in negative values for the global factor. In addition, the settling time is extended considerably.

Der Einflußfaktor sollte bei einem derartigen Verfahren nicht größer als a = 0,1 gewählt werden, falls Kennfeldverschiebungen >20 % auftreten können.With such a method, the influencing factor should not be chosen to be greater than a = 0.1 if map changes> 20% can occur.

Selbstanpassung mit Faktor-KennfeldSelf-adjustment with factor map

In dem Blockschaltbild der Fig. 8 ist das Grundprinzip eines selbstanpassenden Kennfeldes (lernende Vorsteuerung) in schematisiert vereinfachter Blockbilddarstellung angegeben; der Kennfeldbereich ist in ein Grundkennfeld 20, vorzugsweise in Form eines Festwertspeichers (ROM) unterteilt, in welchem entsprechende Daten in Form von Stützstellen abgespeichert sind, wobei Zwischenwerte durch eine lineare Interpolation berechnet werden können. Die Anzahl der Stützstellen und interpolieren Zwischenwerte werden entsprechend der geforderten Quantisierung für das jeweils betroffene Steuer/ Regelverfahren festgelegt; bei der Bestimmung von Kraftstoffeinspritzwerten, die auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Erläuterung der Erfindung dienen, kann die Quantisierung so gewählt werden, daß das Kennfeld 16 ^* 16 Stützstellen umfaßt, mit jeweils 15 Zwischenwerten.The block principle of FIG. 8 shows the basic principle of a self-adapting map (learning pilot control) in a schematically simplified block diagram representation; the map area is subdivided into a basic map 20, preferably in the form of a read-only memory (ROM), in which corresponding data are stored in the form of reference points, intermediate values being able to be calculated by a linear interpolation. The number of interpolation points and interpolating intermediate values are determined in accordance with the required quantization for the respective control process; When determining fuel injection values, which also serve to explain the invention in this exemplary embodiment, the quantization can be selected such that the map comprises 16 ^* 16 reference points, each with 15 intermediate values.

Die Selbstanpassung erfolgt mit Hilfe eines zweiten oder separaten, sogenannten Faktorkennfeldes 21, welches vorzugsweise als Schreiblesespeicher (RAM) ausgebildet ist und in welchem die Selbstanpassungswerte abgelegt werden. Dabei ist das Grundkennfeld in Bereiche unterteilt, wobei jedem Bereich ein Faktor des Faktorkennfeldes 21 zugeordnet ist. Der interpolierte Ausgangswert des Grundkennfeldes 20 wird dann jeweils mit dem dazugehörigen Faktor oder mit einem aus mehreren Faktoren interpolierten Wert multipliziert, und zwar an der Multiplikationsstelle 22 bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind für das Faktorkennfeld 8 ^* 8 Faktoren vorgesehen, die jeweils die Ausgangswerte "1.0" haben und im Laufe des Anpassungsvorgangs entsprechende Änderungen erfahren.The self-adaptation takes place with the aid of a second or separate, so-called factor map 21, which is preferably designed as a read-write memory (RAM) and in which the self-adaptation values are stored. The basic map is divided into areas, each area being assigned a factor of the factor map 21. The interpolated output value of the basic characteristic diagram 20 is then multiplied in each case by the associated factor or by a value interpolated from several factors, specifically at the multiplication point 22 in the exemplary embodiment in FIG. 8. In this exemplary embodiment, 8 ^* 8 factors are provided for the factor characteristic diagram. which each have the initial values "1.0" and undergo corresponding changes in the course of the adaptation process.

Der endgültig einspritzwert entsteht dann durch eine Multiplikation des vom Grundkennfeld herausgegebenen Grundwerts t_K, des Faktors F aus dem faktorkennfeld 21 und des jeweils aktuellen Regelfaktors RF aus der Regelschleife (nachgeschaitete Multiplikationssstelle 25) sowie eines weiteren, evtl. Korrekturfaktors zu:

The final injection value is then obtained by multiplying the basic value t _K issued by the basic map, the factor F from the factor map 21 and the current control factor RF from the control loop (subsequent multiplication point 25) as well as a further, possibly correction factor to:

Beim Wechsel des Arbeitspunktes in einen anderen Bereich mit einem anderen Faktor F des Faktorkennfelds 21 tritt in der Ausgangsgröße ein Sprung auf, der, wenn dieser störend sein sollte, durch ein entsprechendes Setzen des Regelfaktors RF vermieden werden kann. Es kann auch sinnvoll sein, zwischen den einzelnen Faktoren F im Faktorkennfeld 21 zu interpolieren; auf den Einfluß einer solchen Interpolation auf das Lernverfahren wird weiter unten noch eingegangen. Die Anpassung der im Faktorkennfeld 21 abgelegten Faktoren erfolgt nach der folgenden Formel:

When the operating point changes to another area with a different factor F of the factor map 21, a jump occurs in the output variable, which, if this should be disruptive, can be avoided by correspondingly setting the control factor RF. It can also make sense to interpolate between the individual factors F in the factor map 21; the influence of such an interpolation on the learning process will be discussed further below. The factors stored in factor map 21 are adjusted using the following formula:

Solange daher ein Bereich im Grundkennfeld 20 angesteuert wird, wird der Regelfaktor RF gemittelt und der dazugehörige Faktor F über den zwischengeschalteten Block 40 Lernverfahren für das Faktorkennfeld varändert.Therefore, as long as an area in the basic map 20 is being controlled, the control factor RF is averaged and the associated factor F is varied via the interposed block 40 learning method for the factor map.

Hierbei wird zunächst auf die Darstellung der Fig. 9 verwiesen, der ein mögliches Grundkennfeld 20 mit seinen 16 ^* 16 Stützstellen entnommen werden kann, in numerischen Werten zeigt dieses Grundkennfeld die jeweilige Dauer von Kraftstoffeinspritzimpulsen t, in Abhängigkeit zur Drosselklappenstellung DK (= Y) und zur Drehzahl n (= X). In dem Kennfeld der Fig. 9 sind Gebiete mit und ohne Schraffur dargestellt; wobei diese Gebiete mit und ohne Schraffur (insgesamt also 64 Bereiche) den jeweiligen Einzugbereich andeuten, für die dann ein (gemeinsamer) Faktor im Faktorkennfeld 21 abgespeichert ist. Wie schon erwähnt, verfügt in diesem vorliegenden Fall das Faktorkennfeld dann über 8 ^* 8 Faktoren, und es versteht sich, daß die Einteilung der in Fig. 9 dargestellten Einzugsbereiche beliebig wählbar ist.Here, reference is first made to the illustration in FIG. 9, from which a possible basic map 20 with its 16 ^* 16 reference points can be found; in numerical values, this basic map shows the respective duration of fuel injection pulses t, depending on the throttle valve position DK (= Y) and for speed n (= X). Areas with and without hatching are shown in the map of FIG. 9; these areas with and without hatching (a total of 64 areas) indicate the respective catchment area, for which a (common) factor is then stored in the factor map 21. As already mentioned, the factor map then has 8 ^* 8 factors in this case, and it goes without saying that the division of the catchment areas shown in FIG. 9 can be chosen as desired.

Der Anpassungsvorgang für einen Faktor läuft dann so ab, wie schematisch in Fig. 10 dargestellt, wobei das Diagramm bei a) in Fig. 10 einen Auszug aus dem Grundkennfeld 20 angibt mit einer eingezeichneten Fahrkurve und dem jeweiligen Einzugsgebiet für den gewählten (einen) Faktor. Bei A kommt die Fahrkurve in diesen Einzugsbereich, und bei B wird der Einzugsbereich von der Fahrkurve wieder verlassen.The adjustment process for a factor then proceeds as shown schematically in FIG. 10, the diagram at a) in FIG. 10 indicating an extract from the basic map 20 with a drawn driving curve and the respective catchment area for the selected (one) factor . At A the driving curve comes into this catchment area, and at B the catchment area is left again by the driving curve.

Entsprechend ist bie b) in Fig. 10 der Verlauf des Regelfaktors RF über der Zeit dargestellt. Nach dem Eintreten in den Einzugsbereich bei a) wird nach einer vorgegebenen Einschwingverzögerung, die bestimmbar ist, der Regelfaktor gemittelt, wobei eine vorgegebene Mindest-Mittelungsdauer eingehalten werden muß, die in der Darstellung der Fig. 10 ebenfalls angegeben ist. Beim Verlassen des Einzugsbereichs durch die Fahrkurve bei B oder nach jeweils einer zeitlich vorgebbaren Mittelungsdauer wird dann der gemittelte Regelfaktor RF nach der weiter vorn soeben schon angegebenen Formel in den Faktor F eingerechnet.Correspondingly, bie b) in FIG. 10 shows the course of the control factor RF over time. After entering the catchment area at a), the control factor is averaged after a predetermined settling delay, which can be determined, whereby a predetermined minimum averaging period must be observed, which is also indicated in the illustration in FIG. 10. When leaving the catchment area through the driving curve at B or after a predefinable averaging period, the averaged control factor RF is then included in the factor F according to the formula just given earlier.

Durch die angegebene Einschwingverzögerung und die minimale Mittelungsdauer wird zwischen stationären und dynamischen Betriebspunkten unterschieden; es ist weiter vorn schon erwähnt worden, daß die Anpassung nur im stationären Bereich sinnvoll ist, wobei diese zusätzlich bei Warmlauf, Nachstart, Schubabschneiden und bei Beschleunigungsanreicherung unterbunden wird; Aufgaben, die ebenfalls durch den Bereichserkennungsblock 37 der Fig. 3 wahrgenommen werden können, unter verständlicher Würdigung der Maßgabe, daß entsprechende Funktions- und Wirkungsabläufe auch teilweise oder ganz, beispielsweise in Form von Programmen, durch entsprechend geeignete Rechnersysteme, Mikrocomputer o. dgl. durchgeführt und insoweit realisert werden können.The specified settling delay and the minimum averaging time distinguish between stationary and dynamic operating points; it has already been mentioned above that the adjustment is only sensible in the stationary area, this being additionally prevented during warm-up, post-start, thrust cutting and during acceleration enrichment; Tasks, which can also be performed by the area recognition block 37 of FIG. 3, with an understandable assessment of the proviso that corresponding functional and effect sequences are also carried out in part or in whole, for example in the form of programs, by means of suitable computer systems, microcomputers or the like and to that extent can be realized.

Durch die Anordnung eines Faktorkennfelds 21 können unter Zugrundelegung entsprechend geeigneter Regelverfahren alle Fehlanpassungen des Grundkennfeldes 20 korrigiert werden, wobei alle diese Korrekturen nur in solchen Teilbereichen wirksam werden, die nicht zu selten im stationären Betrieb angefahren werden; es stellt daher eine vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung vor, additiv und/oder multiplikativ wirkende Störeinflüsse noch dadurch optimal und in Ergänzung zu der Anordnung eines Faktorkennfeldes zu berücksichtigen, daß insbesondere bei Einwirken gleichförmiger Störeinfluß-Anteile diese durch das Prinzip der globalen Faktorbildung noch berücksichtigt und korrigiert werden.By arranging a factor map 21 on the basis of suitable control methods, all mismatches of the basic map 20 can be corrected, all of these corrections only being effective in those subareas that are not frequently approached in stationary operation; It therefore presents an advantageous embodiment of the present invention, in which additive and / or multiplicative interfering influences are also optimally taken into account and in addition to the arrangement of a factor map, in particular when uniform interfering influence components act on them, and are taken into account and corrected by the principle of global factor formation will.

Dabei zeigt die nachfolgend in Form einer Tabelle angegebene Aufteilung, welche Störgrößen im wesentlichen multiplikativ und welche additiv einwirken, sowie deren Charakter bei Verwendung in Verbindung mit einem Alpha-N-System (Drosselklappenstellung und Drehzahl als Haupteingangsgrößen für die Berechnung der Einspritzzeit). Dabei sind die Zeiten, in denen sich diese Störgrößen ändern können, unterschiedlich.

The breakdown given below in the form of a table shows which disturbance variables are essentially multiplicative and which are additive, as well as their character when used in conjunction with an Alpha-N system (throttle valve position and speed as main input variables for calculating the injection time). The times in which these disturbance variables can change are different.

Die Darstellung der Fig. 11 zeigt in größerem Detail die eingangs schon angesprochene Ermittlung des globalen Faktorwerts, wobei dieses erste Ermittlungsverfahren darin besteht, den einer Mittelung beim Block 28' unterworfenen Regelfaktor über einen Doppelschalter S4 auf zwei parallele Abschwächerblöcke 41, 42 zu schalten, zur separaten Beaufschlagung des aus der Darstellung der Fig. 8 schon bekannten Faktorkennfelds 21 sowie des Blocks 24' für den globalen Faktor, der, ebenso wie das Faktorkennfeld als Schreiblesespeicher (RAM) ausgebildet sein kann. Die Mittelung des Regelfaktors RF erfolgt, solange die Betriebspunkte in einem jeweils vorgegebenen Einzugsbereich des Grundkennfeldes 20 liegen. In vorgegebenen Zeitabschnitten oder dann, wenn dieser Einzugsbereich verlassen wird, erfolgt eine Anpassung des entsprechenden Faktors F, wie erläutert, wobei der globale Faktor GF nur bei Wechsel des Einzugsbereichs jeweils geändert wird. Entsprechend den im folgenden angegebenen Formeln verläuft die Anpassung für den jeweils neuen Faktor F des Faktorkennfeldes und den jeweils neuen globalen Faktor, wobei also immer ein Teil der mittleren Regelabweichung in den zugehörigen Faktor und eine weiterer Teil in den globalen Faktor eingearbeitet wird.

The illustration in FIG. 11 shows in greater detail the determination of the global factor value already mentioned at the beginning, whereby this first determination method consists in switching the control factor subjected to averaging at block 28 ′ to two parallel attenuator blocks 41, 42 via a double switch S4 8 and the block 24 'for the global factor, which, like the factor map, can be designed as a read / write memory (RAM). The averaging of the control factor RF takes place as long as the operating points lie in a respectively specified feed range of the basic map 20. The corresponding factor F is adjusted, as explained, in predetermined time intervals or when this feed area is left, the global factor GF being changed only when the feed area changes. The adjustment for the new factor F of the factor map and the respective new global factor follows the formulas given below, so that part of the mean control deviation is always incorporated into the associated factor and another part into the global factor.

Der Ablauf dieses Lernverfahrens zur Ermittlung des globalen Faktors entsprechend Fig. 11 ist in Form eines Flußdiagramms auf Seite 37 angegeben, wobei dieses Verfahren als Verfahren I bezeichnet ist, während ein weiteres Verfahren zur Ermittlung des globalen Faktors als Verfahren 11 mit zwei Untervarianten im folgenden anhand der Darstellung der Fig. 12 zunächst mittels eines Blockschaltbilds und nachfolgend ebenfalls als Flußdiagramm auf den Seiten 38 und 39 als Zusatz zum Flußdiagramm auf Seite 37 angegeben ist.The course of this learning method for determining the global factor according to FIG. 11 is given in the form of a flowchart on page 37, this method being referred to as method I, while another method for determining the global factor as method 11 with two sub-variants in the following the representation of FIG. 12 is initially given by means of a block diagram and subsequently also as a flow chart on pages 38 and 39 as an addition to the flow chart on page 37.

Bei dem Blockschaltbild der Fig. 12 ist bemerkenswert, daß ein zusätzliches, also zweites Faktorkennfeld II vorgesehen und mit dem Bezugszeichen 21^* bezeichnet ist, welches ebenfalls parallel zum Grundkennfeld 20 und erstem Faktorkennfeld I (Bezugszeichen 21') von den gleichen Eingangsdaten (hier Drehzahl und Last) als Adressen angesteuert ist und ebenfalls multiplikativ auf das Grundkennfeld wirkt, mit einer ersten Multiplikationsstelle bei 43 und einer zweiten Multiplikationsstelle bei 44, an welcher ein Gesamtkorrekturfaktor dann auf den vom Grundkennfeld 20 ausgegebenen jeweiligen te-Wert einwirkt. Das Faktorkennfeld II wird beim Start der Brennkraftmaschine jeweils auf "1.0" gesetzt und dann laufend angepaßt. Das Faktorkennfeld I und der globale Faktor ändern sich zunächst nicht. Zusätzlich wird in einem Merkerkennfeld festgehalten, welche Faktoren angesteuert werden.In the block diagram of FIG. 12, it is noteworthy that an additional, i.e. second factor map II is provided and is designated by the reference symbol 21 ^* , which is also parallel to the basic map 20 and the first factor map I (reference symbol 21 ') from the same input data (in this case the speed and Last) is controlled as addresses and also has a multiplicative effect on the basic map, with a first multiplication point at 43 and a second multiplication point at 44, at which a total correction factor then acts on the respective te value output by the basic map 20. The factor map II is set to "1.0" at the start of the internal combustion engine and then continuously adjusted. The factor map I and the global factor do not change initially. In addition, a flag map shows which factors are controlled.

In vorgegebenen größeren Zeitabschnitten wird das Faktorkennfeld II dann ausgewertet, wobei die Abweichung des Mittelwerts aller Faktoren vom Anfangswert "1.0" in den globalen Faktor eingearbeitet wird (Verbindungsleitung 45 über einen Schalter 46), während die restliche "strukturelle" Abweichung von "1.0" in das Faktorkennfeld I eingearbeitet wird, wobei nur die angesteuerten Faktoren berücksichtigt werden. Danach wird das Faktorkennfeld II wieder auf "1.0" gesetzt, und es beginnt ein neuer Anpassungsvorgang in der gleichen Weise. Die Formeln, die bei dieser nach dem Verfahren II sich ergebenden Ermittlung des globalen Faktors gültig sind, sind im folgenden angegeben:

Aus den veränderten Stützstellen F_" wird:

The factor map II is then evaluated in predetermined larger time periods, the deviation of the mean value of all factors from the initial value "1.0" being incorporated into the global factor (connecting line 45 via a switch 46), while the remaining "structural" deviation from "1.0" in the factor map I is incorporated, whereby only the controlled factors are taken into account. Thereafter, the factor map II is reset to "1.0" and a new adjustment process begins in the same way. The formulas that are valid for this determination of the global factor resulting from method II are given below:

The changed support points F _" become:

Ein entsprechendes Programm für dieses Ermittlungsverfahren II besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil entspricht dem auf Seite 37 angegebenen Verfahren I mit der dort dargestellten Alternative, wobei der globale Faktor dort nicht eingerechnet wird (b = 0). Der zweite Teil ist ein zusätzliches Unterprogramm des Verfahrens I und ist als Flußdiagramm auf Seite 38 dargestellt mit entsprechenden Angaben in Kreisen, wo die Einfügung vorgenommen werden soll.A corresponding program for this Investigation Procedure II consists of two parts. The first part corresponds to the procedure I given on page 37 with the alternative shown there, whereby the global factor is not included (b = 0). The second part is an additional subroutine of method I and is shown as a flowchart on page 38 with corresponding information in circles where the insertion is to be made.

Schließlich ist es möglich, daß Ermittlungsverfahren II für den globalen Faktor im Bereich der Software so darzustellen, daß auf den Schreiblesespeicher (RAM) für das Faktorkennfeld II verzichtet werden kann und alle Rechenschritte nur mit dem Faktorkennfeld durchgeführt werden; ein entsprechendes Teilflußdiagramm für dieses Verfahren ist auf Seite 39 dargestellt.

Finally, it is possible to present the determination method II for the global factor in the area of the software in such a way that the read-write memory (RAM) for the factor map II can be dispensed with and all calculation steps are carried out only with the factor map; a corresponding partial flow diagram for this process is shown on page 39.

Claims (20)

1. Method for the open-loop/closed-loop control of operating parameters of an internal combustion engine, having a characteristic map for the precontrol of engine variables influencing the operating parameters, said map being set up by operating variables of the internal combustion engine, a control device sensitive to at least one engine variable as actual value correctively influencing the characteristic map values output in each case and, furthermore, the values stored in the characteristic map and selected as a function of operating parameters of the internal combustion engine being altered via the control deivce for the purpose of correcting the characteristic map values, characterized in that, taking the alteration of the characteristic map values as a basis and evaluating it, a predetermined proportion of this alteration is adopted as an additional global factor (GF) and each control value obtained from the characteristic map is multiplicatively and/or additively influenced by the global factor (GF).

2. Method for the open-loop/closed loop-control of operating parameters of an internal combustion engine, having a characteristic map for the precontrol of engine variables influencing the operating parameters, said map being set up by operating variables of the internal combustion engine, a control device sensitive to at least one engine variable as actual value correctively influencing the characteristic map values output in each case and, furthermore, the values stored in the characteristic map and selected as a function of operating parameters of the internal combustion engine being altered via the control device for the purpose of correcting the characteristic map values, characterized in that a predetermined proportion of the averaged value (RF) of the control factor (RF) output by the control device in at least one part region of the characteristic map, said part region comprising a plurality of characteristic map values, is used to form an additional global factor (GF) and each control value obtained from the characteristic map, including those obtained by interpolation, is multiplicatively and/or additively influenced by the global factor (GF) in the region in which the averaged value was determined.

3. Method according to Claim 2, characterized in that, for the self-adaptation of the characteristic map values, the latter are divided into a basic characteristic map formed by a read-only memory (ROM) and a factor characteristic map accessible in each case to corrections, certain regions of the basic characteristic map being multiplicatively and/or additively influenced by in each case one specific factor (F) derived from the factor characteristic map.

4. Method according to one or more of Claims 1 to 3, characterized in that the control value in each case output by the basic characteristic map and selected by addressing by specified operating parameters, such as speed, load, air quantity, throttle valve position, is corrected both by multiplicative and/or additive influencing by the global factor (GF) and by multiplicative and/or additive influencing of the factor value (F) of the additional factor characteristic map, likewise selected in each case as a function of the internal combustion engine operating parameters selected as addresses.

5. Method according to Claim 4, characterized in that, combined multiplicatively and/or additively to form an overall correction factor, the global factor for the multiplicative and/or additive overall shifting of the characteristic map values, which factor is obtained by averaging the control factor, taking as a basis a predetermined influencing factor (a), and the current control factor (RF) multiplicatively and/or additively influence the control value (t_e) output in each case by the basic characteristic map.

6. Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that, as actual value of the engine variables, the control device evaluates the exhaust gas composition, such as, for example, the oxygen content of the exhaust gas, the smoothness of running of the internal combustion engine, the speed of the internal combustion engine and the like and, with the control factor (RF) for current control formed, influences the control value output by the precontrol and, in parallel, via the averaged control factor, influences the self-adaptation of the precontrol.

7. Method according to one or more of Claims 1 to 6, characterized in that disturbances whose action is predominantly multiplicative, such as air temperature, air pressure, fuel pressure, fuel quality, are taken into account by the global factor (GF) multiplicatively influencing the overall basic characteristic map and disturbances whose action is predominantly additive, such as valve release and pull-in times, potentiometer adjustment, flap closure, tank ventilation, are taken into account by individual factors of the factor characteristic map allocated to the respective basic characteristic map.

8. Method according to Claim 3, characterized in that, to determine the individual factors (GF and F) from the averaged control factor (RF) the averaging of the control factor is carried out for as long as the operating points driven to in each case by the internal combustion engine are situated in an in each case predetermined capture area of the basic characteristic map and in that, in each case upon a change of capture area, the factors (GF and F) are altered by incorporation of a predetermined proportion of the averaged control factor.

9. Method according to Claim 8, characterized in that in each case one part of the averaged control factor (RF) is incorporated into the global factor and one part is incorporated into the factor of the factor characteristic map.

10. Method according to Claim 3, characterized in that the adaptation of the respective factor (F) of the additional factor characteristic map is effected by supplying the averaged control deviation factor (RF) and simultaneously by definition of a predetermined capture area within the basic characteristic map for this factor, the operating parameters fed to the basic characteristic map for the output of the precontrol variable also being fed, in parallel, as addresses to the additional factor characteristic map, the adaptation being effected either at predetermined intervals or when the in each case defined capture area in the basic characteristic map is left, and a predetermined proportion of the average control deviation in each case being incorporated into the associated factor (F) of the additional factor characteristic map.

11. Method according to Claim 10, characterized in that the basic characteristic map (20) is formed by a read-only memory and the additional factor characteristic map is formed by a write/read memory.

12. Method according to Claim 11, characterized in that, after the entry of the driving curve into a predetermined capture area, the control factor is first of all averaged after a predetermined settling delay and then a predetermined minimum averageing period is subsequently complied with and subsequently, either when the capture area is left or after a certain averaging period, the averaged control factor is added into that factor (F) of the additional factor characteristic map which is in each case responsible for this capture area.

13. Method according to Claim 1 or one or more of subsequent Claims 2 to 12, characterized in that a second factor characteristic map II is defined for the purpose of acting multiplicatively on the basic characteristic map, this second factor characteristic map II being set upon starting to a predetermined initial value and continuously adapted, the values in the first additional factor characteristic map I and of the global factor initially being retained unaltered, and in that at predetermined, preferably relatively large time intervals the additional second factor characteristic map II is evaluated, the deviation of the average value of all the factors from the initial value is incorporated into the formation of the global factor value and the remaining structural deviation from the initial value, i.e. that which is not incorporated into the formation of the global factor, is incorporated into the first factor characteristic map I, only the activated factors being taken into account, whereupon the additional second factor characteristic map II is reset to the predetermined initial value and a new adaptation procedure is initiated.

14. Method according to one or more of Claims 1 to 13, characterized by use in internal combustion engines of arbitrary type, in particular compression-ignition or spark-ignition internal combustion engines with fuel metering or with intermittent or continuous injection, furthermore in Wankel engines, Stirling engines, gas turbines and the like.

15. Method according to one or more of Claims 1 to 14, characterized by use in at least one of the systems for fuel-air mixture metering, closed-loop ignition-point control, closed-loop charging-pressure control, exhaust-gas recirculation rate, closed-loop idle control and the like.

16. Device for the open-loop/closed-loop control of operating parameters of an internal combustion engine for carrying out the method according to Claim 1 or 2 having means which

acquire operating variables and emit a corresponding output signal,

store a characteristic map (12, 21, 21', 21^*) obtained from predetermined operating variables and control values, to be determined, for operating parameters,

emit a control signal (RF) on the basis of at least one operating variable, which control signal corrects the control values output by the characteristic map, characterized in that means are provided which, taking as a basis the alteration of the characteristic map values and evaluating it, adopt a predetermined proportion of this alteration as additional global factor (GF) and multiplicatively and/or additively influence by the global factor (GF) each control value obtained from the characteristic map, or in that means are provided which use a predetermined proportion of the averaged value (RF) of the control factor (RF) output by the control device in at least one part region of the characteristic map, said part region comprising a plurality of characteristic map values, to form an additional global factor (GF) and multiplicatively and/or additively influence by the global factor (GF) each control value obtained from the characteristic map, including those obtained by interpolation, in the region in which the averaged value was determined.

17. Device for the open-loop/closed-loop control of operating parameters of an internal combustion engine according to Claim 16 for carrying out the method according to one or more of Claims 1 to 15 having means which

acquire operating variables and emit a corresponding output signal,

store a characteristic map (12, 21, 21', 21^*) obtained from predetermined operating variables and control values, to be determined, for operating parameters,

emit a control signal (RF) on the basis of at least one operating variable, which control signal corrects the control values output by the characteristic map, characterized in that means are provided which

form average values (RF) of the controller signal (RF),

on the basis of (RF) determine a global factor (GF),

additively and/or multiplicatively correct, using the global factor (GF), the control values output from the characteristic map.

18. Device for the open-loop/closed-loop control of operating parameters of an internal combustion engine according to Claim 16 or 17, characterized in that

the storage means for the characteristic map comprise a read-only memory for the unalterable basic characteristic map and a write/read memory for the factor characteristic map, which can be influenced by the averaged control factor (RF) at least in its individual values,

both the read-only memory and the write/read memory are addressable by the same operating parameters,

means are provided which additively and/or multiplicatively correct the control values (tk) output by the basic characteristic map using the value (F) output by the factor characteristic map.

19. Device for the open-loop/closed-loop control of operating parameters of an internal combustion engine according to one of Claims 16 to 18, characterized in that means are provided which

combine the global factor (GF) and the respective factor (F) for a predetermined capture area, said factor originating from the factor characteristic map,

jointly multiply these combined factors (GF, F) (multiplying point 44) in order in this way to effect an overall correction of the control value in each case output by the characteristic map to produce a self- adapting precontrol,

feed the combined factors (GF, F) to the multiplying point (44).

20. Device for the open-loop/closed-loop control of operating parameters of an internal combustion engine according to Claim 18 or 19, characterized in that means are provided which

in addition to the first additional factor characteristic map I (21') accommodate a further factor characteristic map II (21 ^*) which is acted upon directly by the averaged control factor (RF), the deviation of the average value of all factors of the additional factor characteristic map 11 being evaluated at predetermined time intervals to form the global factor and the remaining structural deviation from the initial value, i.e. that which is not incorporated into the formation of the global factor, is incorporated into the values of the first additional factor characteristic map I (21, 21').

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