DE4223253A1 - Motor vehicle control appts. including digital PID regulator - is adaptable to requirements of idling, wheel-slip control, torque control, road speed regulation and accelerator-pedal modes - Google Patents
Motor vehicle control appts. including digital PID regulator - is adaptable to requirements of idling, wheel-slip control, torque control, road speed regulation and accelerator-pedal modesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung in einem Fahrzeug ge mäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.The invention relates to a control device in a vehicle according to the preamble of the independent claim.
Heutige Steuereinrichtungen für Fahrzeuge erfüllen verschiedene Funktionen, welche von der Kraftstoffzumessung bis zur Einstellung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine oder zur Steuerung eines auto matischen Getriebes reichen. Innerhalb dieser Grundaufgaben moderner Steuereinrichtungen für Fahrzeuge werden durch Betätigung eines Stellelements in verschiedenen Betriebszuständen des Fahrzeugs ver schiedene Steuer- bzw. Regelfunktionen (Betriebsmodi) ausgeführt. Beispielsweise ist im Zusammenhang mit der Steuerung der Luftzufuhr zum Motor die Einstellung eines die Luftzufuhr beeinflussenden Stellelements im Hinblick auf eine Leerlaufregelung, Antriebs schlupfregelung, Fahrgeschwindigkeitsregelung und/oder die Regelung in Abhängigkeit des Fahrpedals (E-Gas), etc. geläufig. Eine Motor steuerungsanlage gemäß dem letztgenannten Beispiel ist aus der Ver öffentlichung "Gerhard Kolberg, Elektronische Motorsteuerung für Kraftfahrzeuge, MTZ Motortechnische Zeitschrift, 46. Jahrgang, Heft 4/1985" bekannt. Alle diese Regelungsfunktionen (Betriebsmodi) werden dabei durch einen Lageregler für das Stellelement zur Beeinflussung der Leistung der Brennkraftmaschine durchgeführt. Je nach Regelungsfunktion sind an den Regler unterschiedliche Anforde rungen hinsichtlich seiner Dynamik und Genauigkeit gestellt. Bei spielsweise steht bei der Leerlaufregelung die Genauigkeit des Reg lers im Vordergrund, während eine zu große Dynamik einen unruhigen Leerlauf bedeuten würde und somit unerwünscht ist. Bei einer An triebsschlupfregelung ist die Genauigkeit der Regelung zweitrangig, während die Dynamik des Regelvorgangs im Vordergrund steht. Der vor handene Regler stellt somit einen Kompromiß zwischen diesen unter schiedlichen Anforderungen dar.Today's control devices for vehicles fulfill various Functions ranging from fuel metering to adjustment the air supply to the internal combustion engine or to control an auto matic transmission range. Within these basic tasks more modern Control devices for vehicles are activated by operating a Ver in different operating states of the vehicle various control functions (operating modes). For example, in connection with the control of the air supply for the engine, the setting of an influence on the air supply Actuator with a view to idling control, drive slip control, vehicle speed control and / or the control depending on the accelerator pedal (E-gas), etc. An engine control system according to the latter example is from Ver publication "Gerhard Kolberg, electronic engine control for Motor vehicles, MTZ Motortechnische Zeitschrift, 46th year, Booklet 4/1985 "known. All these control functions (operating modes) are used by a position controller for the control element Influencing the performance of the internal combustion engine performed. Each The controller has different requirements depending on the control function with regard to its dynamics and accuracy. At for example, the accuracy of the reg is in idle control lers in the foreground, while a dynamic that is too great makes one restless Would mean idling and is therefore undesirable. With an arrival traction control, the accuracy of the control is secondary, while the dynamics of the control process are in the foreground. The before existing controller thus compromises between them different requirements.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung für Fahr zeuge anzugeben, bei der die verschiedenen Anforderungen an den Reg ler bzw. Regelkreis je nach Regelungsfunktion Berücksichtigung fin den.It is therefore an object of the invention to provide a control device for driving to provide evidence in which the various requirements for the Reg Depending on the control function, fin the.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein digitaler Regler vorgese hen ist, welcher in den verschiedenen Betriebsphasen zur Durchfüh rung des jeweiligen Betriebsmodus unterschiedliche, an den jeweili gen Betriebsmodus angepaßte Werte aufweist derart, daß der Regler bzw. der Regelkreis an die jeweiligen Anforderungen bzgl. Dynamik, Genauigkeit, etc. angepaßt ist.This object is achieved in that a digital controller is provided hen, which is to be carried out in the various operating phases tion of the respective operating mode different, at the respective has adjusted values in such a way that the controller or the control loop to the respective requirements regarding dynamics, Accuracy, etc. is adjusted.
Aus der DE-OS 33 46 436 ist eine Einrichtung zur Leerlaufdrehzahlre gelung bekannt, bei der ein digitaler PID-Regler Anwendung findet. Das Reglerausgangssignal wird dabei in Abhängigkeit der Regelabwei chung und deren Änderung aus Tabellenwerten gebildet.From DE-OS 33 46 436 is a device for idle speed known in which a digital PID controller is used. The controller output signal depends on the control deviation and their change from table values.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise führt zu einer Steuereinrichtung für Fahrzeuge, deren Dynamik der Regelungs- bzw. Steuerungsvorgänge dem jeweiligen Betriebszustand angepaßt sind. The procedure according to the invention leads to a control device for vehicles, the dynamics of the regulation or control processes are adapted to the respective operating state.
Dadurch ergibt sich eine Verbesserung des Regelverhaltens und somit eine Verbesserung der jeweiligen Steuer- bzw. Regelfunktion.This results in an improvement in the control behavior and thus an improvement of the respective control or regulation function.
Ferner ist vorteilhaft, daß ein Verstellen des Stellmotors mit gro ßer Schnelligkeit nur in Betriebszuständen durchgeführt ist, welche diese schnelle Verstellung erfordern. Dadurch wird der Stellmotor geschont, da Verstellgeschwindigkeit und Energieaufwand nur in eini gen Betriebsmodi auf hohem Niveau liegen.It is also advantageous that an adjustment of the servomotor with large is carried out only in operating states which require this quick adjustment. This will make the servomotor spared, because adjustment speed and energy consumption only in one operating modes are at a high level.
Dies führt auch zu einer Erhöhung der Lebensdauer des mit dem Stell motor verbunden Potentiometers zur Stellungserfassung. Eine weitere Verbesserung kann darin gesehen werden, daß, vor allem zur Leerlauf regelung, eine weiche, genaue Verstellung des Stellelements ermög licht wird, so daß sich die Qualität der Leerlaufregelung verbes sert. Damit verbunden ist eine durch das weiche Verstellen des Stellmotors verminderte Geräuschentwicklung, so daß eine weitere Verbesserung der Qualität der Regelung zu erwarten ist.This also leads to an increase in the life of the actuator Motor-connected potentiometers for position detection. Another Improvement can be seen in that, especially at idle regulation, a soft, precise adjustment of the control element enables light so that the quality of the idle control improves sert. This is associated with a soft adjustment of the Actuator reduced noise, so that another Improvement in the quality of the scheme is expected.
Durch die Bestimmung der Reglersignale aus Tabellen wird ein schnel ler Programmdurchlauf mit einfacher Programmstruktur für einen digi talen Regler erreicht, was in vorteilhafter Weise eine Reduzierung des Aufwandes für die Steuereinrichtung bedeutet.By determining the controller signals from tables a quick Program run with a simple program structure for a digi tal regulator achieved, which is advantageously a reduction means the effort for the control device.
Vorteilhaft ist ferner eine je nach Betriebsmodus unterschiedliche Vorgabe der Reglerparameter bei Berechnung des Reglerausgangssignals gemäß vorgegebener Reglergleichungen.A different one depending on the operating mode is also advantageous Specification of the controller parameters when calculating the controller output signal according to the given regulator equations.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantages result from the following description of Embodiments as well as from the dependent claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge stellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung für Fahrzeuge, während in Fig. 2 ein Flußdiagramm dargestellt ist, welches die erfindungsge mäße Vorgehensweise an einem Ausführungsbeispiel für ein sogenanntes E-Gas-System verdeutlicht.The invention is explained below with reference to the embodiments presented in the drawing Darge. In this case, 1, Fig. Is a block diagram of a control device for vehicles, while in Fig. 2 a flow chart is shown, which gas system E illustrates the erfindungsge Permitted procedure of an embodiment for a so-called.
Fig. 1 zeigt eine Steuereinheit 10, bestehend aus Eingangsbereich 12, Rechenbereich 14, Speicherbereich 16 und Ausgangsbereich 18. Die genannten Bereiche sind über ein Leitungssystem 20 zum gegenseitigen Datenaustausch miteinander verbunden. Der Eingangsbereich 12 ist über eine Eingangsleitung 22 mit einer Meßeinrichtung 24 verknüpft, welche zur Erfassung der Stellung des über eine mechanische Verbin dung 26 mit der Meßeinrichtung verbundenen, vom Fahrer betätigbaren Bedienelement 28, vorzugsweise einem Fahrpedal, dient. Ferner ist der Eingangsbereich 12 über Eingangsleitungen 30 bis 32 mit Meßein richtungen 34 bis 36 zur Erfassung von weiteren Betriebsgrößen der Antriebseinheit des Fahrzeugs und/oder des Fahrzeugs verbunden. Der Ausgangsbereich 18 der Steuereinheit 10 ist über eine Ausgangslei tung 38 mit einer Verstelleinrichtung 40 zur Einstellung der Luftzu fuhr zur Antriebseinheit des Fahrzeugs verbunden. Ferner ist der Ausgangsbereich 18 der Steuereinheit 10 über weitere Ausgangsleitun gen 42 mit nicht dargestellten Einrichtungen zur Steuerung weiterer Verstellelemente, wie Ventile zur Kraftstoffzumessung, Einrichtungen zur Zündungsverstellung, Verstelleinrichtungen eines automatischen Getriebes, Stellelemente für elektronisch betätigbare Kupplungen, etc. verbunden, was durch die strichliert dargestellte Leitung 42 symbolisiert ist. Fig. 1 shows a control unit 10 consisting of an entrance 12, calculating section 14, storage area 16 and output area 18. The areas mentioned are connected to one another via a line system 20 for mutual data exchange. The input region 12 is linked via an input line 22 with a measuring device 24, which for detecting the position of the 26 connected to the measuring device, the driver-operable control element 28 of a mechanical manure Verbin, preferably an accelerator pedal, is used. Furthermore, the input area 12 is connected via input lines 30 to 32 to measuring devices 34 to 36 for detecting further operating variables of the drive unit of the vehicle and / or of the vehicle. The output region 18 of the control unit 10 is connected via an output line 38 to an adjusting device 40 for setting the air supply to the drive unit of the vehicle. Furthermore, the output area 18 of the control unit 10 is connected via further output lines 42 to devices (not shown) for controlling further adjusting elements, such as valves for fuel metering, devices for ignition adjustment, adjusting devices for an automatic transmission, adjusting elements for electronically actuatable clutches, etc., which is indicated by the dashed lines line 42 shown is symbolized.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt die in Fig. 1 gezeigte Steuereinrichtung eine elektronische Motorleistungssteuerung dar. Bei einer derartigen Steuereinrichtung sind in der Regel folgende Regelfunktionen bzw. Betriebsmodi vorgesehen. Im Fahrbetrieb, bei betätigtem Fahrpedal 28 wird im Rechenbereich 14 wenigstens in Ab hängigkeit der vom Geber 24 erfaßten Stellung des Fahrpedals ein Sollwert für die Stellung des die Luftzufuhr beeinflussenden Stell elements der Verstelleinrichtung 40 gebildet. Dieser wird zur Bil dung einer Regelabweichung mit dem von einer der Meßeinrichtungen 34 bis 36 erfaßten Stellung der Verstelleinrichtung 40 in Beziehung ge setzt, die so gebildete Regelabweichung durch einen digitalen Regel algorithmus in ein Ansteuersignal umgesetzt, welches über die Aus gangsleitung 38 zur Einstellung der Verstelleinrichtung im Sinne ei ner Annäherung der Ist- an die Sollstellung zugeführt wird. Beim be schriebenen Regelkreis werden an den Regler bezüglich Schnelligkeit und Genauigkeit durchschnittliche Anforderungen gestellt.In the preferred exemplary embodiment, the control device shown in FIG. 1 represents an electronic engine power control. In the case of such a control device, the following control functions or operating modes are generally provided. In driving mode, when the accelerator pedal 28 is actuated, a setpoint for the position of the actuating element of the adjusting device 40 influencing the air supply is formed in the computing area 14 at least as a function of the position of the accelerator pedal detected by the encoder 24 . This is used to form a control deviation with the position of the adjusting device 40 detected by one of the measuring devices 34 to 36 , the control deviation thus formed is converted by a digital control algorithm into a control signal which is sent via the output line 38 to adjust the adjusting device in the sense of an approximation of the actual position to the target position. In the described control loop, the controller is subject to average requirements with regard to speed and accuracy.
Ferner kann im Fahrbetrieb ein Betriebsmodus auftreten, der durch überschreiten eines vorbestimmten Schlupfes der Antriebsräder ge kennzeichnet ist. Im Rechenbereich 14 wird durch Auswertung der von den Meßeinrichtungen 34 bis 36 erfaßten Radumdrehungsgeschwindigkei ten der Antriebsräder festgestellt, ob ein unzulässiger Schlupf an wenigstens einem der Antriebsräder auftritt. In einem derartigen Fall wird unter anderem der Stellungssollwert der Verstelleinrich tung 40 derart manipuliert, daß durch Zurücknahme der Leistung der Antriebseinheit der Schlupf des wenigstens einen Antriebsrads derart reduziert wird, daß ein vorgegebener Wert eingenommen wird. Dies er fordert vom obendargestellten Regelkreis eine sehr schnelle Reaktion (< 100 ms) auf die entsprechende Anforderung zur Zurücknahme der Verstelleinrichtung 40. Eine vergleichbare Anforderung entsteht im Zusammenhang mit einer Motormomentenschleppregelung, welche bei un zulässigem Schlupf an wenigstens einem der Räder infolge des Motor bremsmoments oder während einer Kurvenfahrt zu einem Öffnen der Verstelleinrichtung 14 führt. Die Reaktion auf eine derartige Anfor derung muß ebenfalls sehr schnell erfolgen, insbesondere dann wenn die entsprechenden Korrekturen zur Verbesserung der Stabilität des Fahrverhaltens in Kurven ausgenutzt wird. Die Genauigkeit steht da bei nicht im Vordergrund, eine große Genauigkeit ist nicht erforder lich (ca. 0,3 Grad ausreichend).Furthermore, an operating mode can occur in driving operation, which is characterized by exceeding a predetermined slip of the drive wheels. In the arithmetic area 14 , by evaluating the wheel rotation speeds of the drive wheels detected by the measuring devices 34 to 36, it is determined whether an impermissible slip occurs on at least one of the drive wheels. In such a case, the position setpoint of the adjusting device 40 is manipulated in such a way that the slippage of the at least one drive wheel is reduced by reducing the power of the drive unit in such a way that a predetermined value is assumed. This requires the control loop shown above to respond very quickly (<100 ms) to the corresponding request to withdraw the adjusting device 40 . A comparable requirement arises in connection with an engine torque control, which leads to an opening of the adjusting device 14 in the event of inadmissible slip on at least one of the wheels as a result of the engine braking torque or during cornering. The response to such a requirement must also be very fast, especially if the appropriate corrections are used to improve the stability of driving behavior in curves. Accuracy is not in the foreground, a high degree of accuracy is not necessary (approx. 0.3 degrees is sufficient).
Im Betriebsmodus "Fahrgeschwindigkeitsregelung" wird die Verstell einrichtung 40 derart gesteuert, daß die von einer der Meßeinrich tungen 34 bis 36 erfaßte Fahrgeschwindigkeit einem vorgegebenen Sollwert entspricht. Dieser Sollwert wird in der bekannten Art vom Fahrer über ein weiteres Bedienelement vorgegeben. Da die Einstel lung der gewünschten Fahrgeschwindigkeit sehr genau erfolgen muß, sind hier an den Regler die Anforderungen einer sehr hohen Genauig keit und einer mäßigen Geschwindigkeit, so daß der vorgegeben Wert sehr genau ohne große Regelschwingungen eingehalten werden kann.In the operating mode "vehicle speed control", the adjusting device 40 is controlled in such a way that the vehicle speed detected by one of the measuring devices 34 to 36 corresponds to a predetermined target value. This setpoint is specified in the known manner by the driver using a further control element. Since the setting of the desired driving speed must be very precise, the requirements for the controller are a very high accuracy and a moderate speed, so that the specified value can be adhered to very precisely without large control vibrations.
Vergleichbare Anforderungen werden zur Leerlaufdrehzahlregelung über die Verstelleinrichtung 40 gestellt. Dabei wird in Abhängigkeit von Betriebsgrößen wie Batteriespannung, Motortemperatur, Motordrehzahl, Fahrgeschwindigkeit, Betriebestellung, etc. ein Sollwert für die Stellung der Verstelleinrichtung gebildet, der durch den vorstehend beschriebenen Regelkreis eingestellt wird. Zur Verbesserung der Qualität der Leerlaufregelung wird vom Regler in diesem Betriebsmo dus eine sehr hohe Genauigkeit (Lagegenauigkeit im Bereich von 0,02 Grad) mit mäßiger Schnelligkeit bei kleinen Drehzahlabweichungen und ein sehr schnelles Eingreifen bei sprunghafter Leerlaufdrehzahlab senkung z. B. durch Zuschalten des Kompressors der Klimaanlage ver langt, so daß die vorgegebene Stellung zur Leerlaufregelung genau und unter weicher Verstellung eingehalten werden kann. Dadurch wird die Qualität der Leerlaufregelung erheblich verbessert, insbesondere die Geräuschentwicklung reduziert. Comparable requirements are made for the idle speed control via the adjusting device 40 . Depending on the operating parameters such as battery voltage, engine temperature, engine speed, driving speed, operating position, etc., a setpoint for the position of the adjusting device is formed, which is set by the control circuit described above. To improve the quality of the idle control is the controller in this operating mode a very high accuracy (position accuracy in the range of 0.02 degrees) with moderate speed with small speed deviations and a very quick intervention in the event of sudden idling speed reduction z. B. by switching on the compressor of the air conditioning system ver so that the predetermined position for idle control can be maintained precisely and with soft adjustment. This significantly improves the quality of the idle control, in particular reduces noise.
Weitere Betriebsmodi können in diesem Zusammenhang die Einstellung der Verstelleinrichtung 40 in Verbindung mit einer Regelung der Ab gaszusammensetzung, zur Stellungsregelung der Verstelleinrichtung 40 bei Getriebeeingriffen, zur Regelung der Stellung der Verstellein richtung 40 zur Begrenzung von Fahrgeschwindigkeit und/oder Dreh zahl, etc., sein.In this context, further operating modes can be the setting of the adjusting device 40 in connection with a regulation of the gas composition, for regulating the position of the adjusting device 40 during gearbox interventions, for regulating the position of the adjusting device 40 for limiting the driving speed and / or speed, etc., etc. .
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, zur Durchführung des jeweiligen Betriebsmodus einen digitalen Regler vorzusehen, welcher entweder auf der Basis vorgegebener Regelalgorithmen mit proportionalen, in tegralen und/oder differentiellen Gleichungen oder auf der Basis von Tabellen, bei welchen in Abhängigkeit der Regelabweichung und der zeitlichen Änderung Proportional-, Integral- und/oder Differential anteile zur Bildung eines Reglerausgangssignals ausgelesen werden, verwendet. Dabei ist vorgesehen, daß zur Durchführung der jeweiligen Betriebsmodi dieser Regler unterschiedliche, speziell an den jewei ligen Betriebsmodus angepaßte, die gesetzten Anforderungen erfüllen de Werte aufweist.According to the invention, provision is now made for carrying out the respective Operating mode to provide a digital controller, which either based on specified control algorithms with proportional, in tegral and / or differential equations or based on Tables in which depending on the control deviation and the temporal change proportional, integral and / or differential portions of the controller output signal are read out, used. It is provided that to carry out the respective Operating modes of these controllers different, especially on the respective current operating mode adapted to meet the requirements de has values.
Anhand des Flußdiagramms nach Fig. 2 wird am Ausführungsbeispiel einer elektronischen Motorleistungssteuerung mit den Betriebsmodi Fahrbetrieb, Antriebsschlupfregelungs-/Motorschleppmomentregelungs betrieb, Fahrgeschwindigkeitsregelungsbetrieb und Leerlaufregelungs betrieb die erfindungsgemäße Vorgehensweise verdeutlicht.Reference to the flowchart of Fig. 2 of an electronic engine power control with the operating modes of driving, Antriebsschlupfregelungs- / engine drag torque regulation is operating at the embodiment, the vehicle speed control operation and idling operation, the regulation procedure of the invention illustrated.
Die Unterscheidung der einzelnen Betriebsmodi wird dabei anhand von Betriebsgrößen der Antriebseinheit und/oder des Fahrzeugs, welche von den Meßeinrichtungen 34 bis 36 sowie der Meßeinrichtung 24 er faßt werden, vorgenommen. Derartige Unterscheidungen sind aus dem Stand der Technik im wesentlichen bekannt. The distinction between the individual operating modes is made on the basis of operating variables of the drive unit and / or the vehicle, which are detected by the measuring devices 34 to 36 and the measuring device 24 . Such distinctions are essentially known from the prior art.
Nach Start des Programmteils unter Initialisierung und Eingabe der Startbedingungen wird in einem ersten Schritt 100 die für die nach folgenden Programmschritte zur Auswertung vorgesehenen Betriebsgrö ßen der Antriebseinheit bzw. des Fahrzeugs eingelesen. Die diese Be triebsgrößen repräsentierenden Werte werden entweder direkt von der jeweiligen Meßeinrichtung geliefert oder über ein Bussystem, z. B. CAN, zugeführt. Bei den Betriebsgrößen handelt es sich um die fol genden Größen: Stellung des Fahrpedals, Stellung der Verstellein richtung 40, Fahrzeuggeschwindigkeit, gegebenenfalls Leerlaufschal ter, Motordrehzahl, Radumdrehungszahlen bzw. ASR- und/oder MSR-An forderungssignale, Motortemperatur, Batteriespannung, eingelegte Ge triebestufe, Status einer Klimaanlage und ähnlicher Verbraucher, etc., Schaltzustand des Bedienelements zur Fahrgeschwindigkeitsrege lung, usw.After starting the program part under initialization and entering the start conditions, the operating variables of the drive unit or of the vehicle, which are intended for the evaluation after the following program steps, are read in in a first step 100 . The values representing these operating values are either supplied directly by the respective measuring device or via a bus system, e.g. B. CAN supplied. The operating variables are the following variables: position of the accelerator pedal, position of the adjusting device 40 , vehicle speed, possibly idle switch, engine speed, number of wheel revolutions or ASR and / or MSR request signals, engine temperature, battery voltage, engaged gear stage , Status of an air conditioning system and similar consumers, etc., switching state of the control element for driving speed control, etc.
Im darauffolgenden Abfrageschritt 102 wird überprüft, ob der Leer laufbetriebszustand vorliegt. Diese Abfrage wird anhand der Stellung des Fahrpedals bzw. der Verstelleinrichtung 40, am Schaltzustand ei nes möglicherweise vorhandenen Leerlaufschalters, an der Motordreh zahl und/oder der Fahrgeschwindigkeit vorgenommen. Ist das Fahrpedal losgelassen, bzw. befindet sich die Verstelleinrichtung in ihrer Leerlaufstellung und ist Motordrehzahl und/oder Fahrgeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Wertes, so befindet sich die Antriebs einheit im Leerlaufzustand, worauf mit Schritt 104 im Programmteil nach Fig. 2 fortgefahren wird. Dort wird auf der Basis der eingele senen Betriebsgrößen, wie Motordrehzahl, Motortemperatur, Batterie spannung, etc. ein Sollwert für die Stellung der Verstelleinrichtung 40 berechnet und mit dem gemessenen Istwert zur Bildung einer Regel abweichung in Beziehung gesetzt. Im darauffolgenden Schritt 106 schließlich wird die zur Regelung der Leerlaufdrehzahl ausgewählte Tabelle des digitalen Reglers ausgewählt bzw. die die Anforderungen an den Regler erfüllende Reglerparameter ausgelesen, worauf im darauffolgenden Schritt 108 durch Auslesen der Tabellenwerte der ausgewählten Tabelle in Abhängigkeit der Regelabweichung bzw. deren Änderung oder die Berechnung des Reglerausgangssignals auf der Basis der ausgewählten Parameter sowie der Regelabweichung ein Regleraus gangssignal gebildet wird. Dabei kann es sich bei dem verwendeten Regleralgorithmus um einen Regler mit proportionalem, integralem und/oder differentiellem Anteil handeln.In the subsequent query step 102 , it is checked whether the idle operating state is present. This query is carried out on the basis of the position of the accelerator pedal or the adjusting device 40 , the switching state of an idle switch that may be present, the engine speed and / or the driving speed. If the accelerator pedal is released or the adjustment device is in its idle position and the engine speed and / or driving speed is below a predetermined value, the drive unit is in the idle state, whereupon proceeding to step 104 in the program part according to FIG. 2. There, a setpoint for the position of the adjusting device 40 is calculated on the basis of the input operating parameters such as engine speed, engine temperature, battery voltage, etc. and is related to the measured actual value to form a control deviation. In the subsequent step 106, finally, the table of the digital controller selected for regulating the idling speed is selected or the controller parameters fulfilling the requirements for the controller are read out, whereupon in subsequent step 108 by reading out the table values of the selected table as a function of the control deviation or its change or the controller output signal is calculated based on the selected parameters and the control deviation, a controller output signal is formed. The controller algorithm used can be a controller with a proportional, integral and / or differential component.
Nach Bestimmung bzw. Berechnung des Reglerausgangssignals wird im darauffolgenden Schritt 110 eine Begrenzung im Sinne einer Begren zung der Stellgeschwindigkeit und/oder der Absolutverstellung der Verstelleinrichtung oder bei Überschreitung der maximalen Drehzahl bzw. der maximalen Geschwindigkeit vorgenommen und der Programmteil mit Schritt 100 wiederholt.After determining or calculating the controller output signal, a limitation in the sense of limiting the actuating speed and / or the absolute adjustment of the adjusting device or if the maximum speed or the maximum speed is exceeded is carried out in the subsequent step 110 and the program part is repeated with step 100 .
Wurde im Abfrageschritt 102 erkannt, daß sich die Antriebseinheit nicht im Leerlaufbetrieb befindet, so wird im darauffolgenden Abfra geschritt 112 überprüft, ob ein Anforderungssignal einer Antriebs schlupfregelung und/oder einer Motormomentschleppregelung vorliegt. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 114 analog zum Schritt 106 aus dem Anforderungssignal ein Sollstellungswert für die Verstellein richtung 14 gebildet, dieser zur momentanen Iststellung in Beziehung gesetzt zur Bildung einer Regelabweichung, worauf im Schritt 116 die jeweilige Tabelle durch den entsprechenden Tabellenzeigerwert ausge wählt bzw. die entsprechenden Parameter geladen werden. Die Bildung des Reglerausgangssignals gemäß Schritt 108 erfolgt auf der Basis der im Schritt 106 ausgewählten Tabellen bzw. Parameter analog zu Schritt 108, wobei die Begrenzungsoperation nach Schritt 110 auch auf den Schritt 108 folgt. Nach Beendigung des Schritts 110 wird der Programmteil mit Schritt 100 wiederholt.If it was recognized in query step 102 that the drive unit is not in idle mode, then in the subsequent query step 112 it is checked whether there is a request signal for a drive slip control and / or an engine torque drag control. If this is the case, then in step 114, analogous to step 106, a setpoint value for the adjusting device 14 is formed from the request signal, which is related to the current actual position to form a control deviation, whereupon in step 116 the respective table is indicated by the corresponding table pointer value selected or the corresponding parameters are loaded. The controller output signal according to step 108 is formed on the basis of the tables or parameters selected in step 106 analogously to step 108 , the limiting operation following step 110 also following step 108 . After step 110 has ended , the program part is repeated with step 100 .
Liegt gemäß Schritt 112 kein Anforderungssignal vor, so wird im Schritt 120 überprüft, ob sich die Antriebseinheit bzw. das Fahrzeug im Betriebsmodus Fahrgeschwindigkeitsregelung befindet. Dies wird im wesentlichen auf der Basis der Statusanzeige des vom Fahrer betätig baren Bedienelements zur Fahrgeschwindigkeitsregelung festgestellt. Ist der Fahrgeschwindigkeitsregler eingeschaltet, so wird im auf den Schritt 120 folgenden Schritt 122 der Sollstellungswert auf der Ba sis der Differenz zwischen Sollfahrgeschwindigkeit und Istfahrge schwindigkeit berechnet, zur Bildung der Regelabweichung zur Ist stellung der Verstelleinrichtung in Beziehung gesetzt und im darauf folgenden Schritt 124 die zur Fahrgeschwindigkeitsregelung vorgege bene Tabelle bzw. die Parameter des digitalen Reglers ausgewählt. Die Berechnung des Reglerausgangssignals gemäß Schritt 126 entspre chend zu den Schritten 108 und 118 mit den im Schritt 124 ausgewähl ten Parametern führt zur Betätigung der Verstelleinrichtung gemäß der vorgegebenen Daten. Nach dem Schritt 110 zur Begrenzung wird der Programmteil auch hier mit Schritt 100 beginnend wiederholt.If there is no request signal in accordance with step 112 , then in step 120 it is checked whether the drive unit or the vehicle is in the operating speed control mode. This is determined essentially on the basis of the status display of the operating element for driving speed control which can be actuated by the driver. If the vehicle speed controller is switched on, then in step 122 following step 120, the setpoint value is calculated on the basis of the difference between the setpoint vehicle speed and the actual vehicle speed, related to the formation of the control deviation from the actual position of the adjusting device, and in step 124 which follows Vehicle speed control specified table or the parameters of the digital controller selected. The calculation of the controller output signal in accordance with step 126 corresponding to steps 108 and 118 with the parameters selected in step 124 leads to the actuation of the adjusting device in accordance with the specified data. After the step 110 for limitation, the program part is also repeated starting here with step 100 .
Wird im Abfrageschritt 120 erkannt, daß sich das System nicht im Fahrgeschwindigkeitsregelungsmodus befindet, so befindet sich die Steuereinrichtung im Fahrbetrieb. Gemäß Schritt 128 wird in diesem Fall der Sollstellungswert auf der Basis des von der Stellung des Bedienelements bestimmten Fahrerwunsches und wenn nötig über Tabel lenwerte transformiert gebildet, zur Bildung der Regelabweichung mit dem Iststellungswert in Beziehung gesetzt und im Schritt 130 die für diesen Betriebsmodus ausgewählte Tabelle bzw. die ausgewählten Para meter bestimmt. Die Berechnung des Regelausgangssignals im Schritt 132 ergibt sich entsprechend dem Vorstehenden, worauf gemäß Schritt 110 die Begrenzung erfolgt. Danach wird der Programmteil mit Schritt 100 wiederholt.If it is recognized in query step 120 that the system is not in the cruise control mode, the control device is in the driving mode. In this case, according to step 128 , the target position value is formed on the basis of the driver request determined by the position of the operating element and, if necessary, transformed via table values, related to the actual position value to form the control deviation, and in step 130 the table or table selected for this operating mode the selected parameters are determined. The calculation of the control output signal in step 132 results from the foregoing, whereupon the limitation takes place in step 110 . The program part is then repeated with step 100 .
Zusammenfassend ist festzustellen, daß bei der Berechnung des Reg lerausgangssignals nach den Schritten 108, 118, 126 und 132 notwen dige Programm immer den gleichen Umfang aufweist. Die unterschiedli chen Dynamikwerte des Reglers werden dadurch erreicht, daß das zur Berechnung des Reglerausgangssignals notwendige Programm mit unterschiedlichen Tabellenzeigerwerten aufgerufen wird, so daß un terschiedliche Tabellen der Reglerberechnung zugrundeliegen. Dadurch können unterschiedliche Dynamiken für den Lageregler erreicht wer den, weil die Zuordnung der Regelabweichung bzw. deren Änderungen zum Reglerausgangssignal je nach Tabelle hinsichtlich der Anforde rung (LCR, ASRMSR, FGR, Normalbetrieb) entsprechend gewählt sind.In summary, it should be noted that when calculating the controller output signal after steps 108 , 118 , 126 and 132, the necessary program always has the same scope. The controller's various dynamic values are achieved by calling up the program required to calculate the controller output signal with different table pointer values, so that different tables are used to calculate the controller. This means that different dynamics for the position controller can be achieved, because the assignment of the control deviation or its changes to the controller output signal are selected according to the table (LCR, ASRMSR, FGR, normal operation) depending on the table.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Bestimmung des Lage reglers über Tabellenwerte. Ferner handelt es sich bei der Verstell einrichtung um eine Drosselklappe einer Brennkraftmaschine oder um die Regelstange einer Einspritzpumpe.In the preferred embodiment, the position is determined regulator over table values. It is also the adjustment device around a throttle valve of an internal combustion engine or the control rod of an injection pump.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern findet überall dort Anwen dung, wo mit einem einzigen Regelkreis mit digitalem Regler über ein Stellelement mehrere Betriebsmodi mit unterschiedlichen Anforderun gen bezüglich der Schnelligkeit, der Genauigkeit, der Robustheit, Stabilität, etc. des Reglers bzw. des Regelkreises durchgeführt wer den.The procedure according to the invention is not based on that shown Embodiment limited, but finds applications everywhere where, with a single control loop with digital controller over a Actuator several operating modes with different requirements speed, accuracy, robustness, Stability, etc. of the controller or the control loop the.
Dabei ist anzumerken, daß bei Beschreibung des Ausführungsbeispiels lediglich Schnelligkeits- und Genauigkeitsforderungen angeführt wur den. In anderen Ausführungsbeispielen können jedoch auch andere Kri terien angelegt werden, wie z. B. Robustheit und Stabilität des Re gelkreises, welche in einem Betriebsmodus hoher anzusetzen ist, oder Einschwingverhalten, etc.It should be noted that in the description of the embodiment only speed and accuracy requirements were mentioned the. In other exemplary embodiments, however, other criteria can also be used teries are created, such as B. Robustness and stability of the Re gelkreises, which is to be set higher in an operating mode, or Transient response, etc.
Claims (8)
- - mit einem Stellelement,
- - mit wenigstens einem Regler zur Einstellung des Stellelements im Rahmen eines Regelkreises,
- - wobei in verschiedenen Betriebsphasen des Fahrzeugs bzw. dessen Antriebseinheit durch den Regler verschiedene Betriebsmodi mit unter schiedlichen Anforderungen an den Regler bzw. den Regelkreis durch geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Regler ein digitaler Regler ist, welcher in den verschiedenen Betriebsphasen zur Durchführung des jeweiligen Betriebsmodus unter schiedliche, an den jeweiligen Betriebsmodus angepaßte Werte, insbe sondere Proportional-, Integral- und/oder Differentialfaktoren oder Tabellenwerte aufweist derart, daß die für jeden Betriebsmodus ge stellten Anforderungen an den Regler bzw. Regelkreis erfüllt werden.
- - with an actuator,
- with at least one controller for setting the control element in the context of a control loop,
- - Wherein in different operating phases of the vehicle or its drive unit by the controller, different operating modes with different requirements for the controller or the control circuit are performed, characterized in that
- - The controller is a digital controller, which in the various operating phases for carrying out the respective operating mode under different, adapted to the respective operating mode values, in particular special proportional, integral and / or differential factors or table values such that the ge for each operating mode the requirements placed on the controller or control circuit are met.
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