DE10246617A1

DE10246617A1 - Adaptionssystem für das Federmoment bei elektronischen Drosselklappen

Info

Publication number: DE10246617A1
Application number: DE10246617A
Authority: DE
Inventors: Pursifull Ross Dykstra
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2003-05-22
Also published as: GB2381881A; GB2381881B; US6510839B1; GB0221627D0

Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung eines Positionierungsgerätes (30) eines Verbrennungsmotors umfasst einen elektrischen Motor (30) zur Betätigung des Positionierungsgerätes. Der elektrische Motor (30) betätigt das Positionierungsgerät (34) gegen das Federvorspannungsmoment. Ein erster Strom wird dem elektrischen Motor (30) zugeführt, um das Positionierungsgerät (34) in eine Ist-Position zu bewegen. Die Ist-Position der Drosselklappe wird mit einer Soll-Position verglichen. Der erste Strom wird überwacht, um den Strom zu bestimmen, der erforderlich ist, um dem Federmoment an der Ist-Position entgegenzuwirken. Die Soll-Position wird mit einem auf dem erforderlichen Strom basierenden Federwiderstandsterm zu einer adaptierten Soll-Position zusammengefasst. Letztlich wird dem elektrischen Motor (30) ein Strom zugeführt, um das Positionierungsgerät (34) auf die adaptierte Soll-Position zu bewegen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Steuerungssystem für Verbrennungsmotoren und insbesondere auf ein Adaptionssystem für Federmomente bei elektronischen Drosselklappen.
Viele bisher bekannte Drosselklappensteuerungen für Kraftfahrzeuge weisen eine direkte physische Verbindung zwischen dem Gaspedal und dem Drosselklappengehäuse auf, wobei die Drosselklappe vom Gasbowdenzug aufgezogen wird, wenn der Fahrer auf das Gaspedal tritt. Die direkte physische Verbindung weist eine Vorspannung auf, die diese Verbindung den Vorschriften entsprechend auf eine reduzierte Betriebsposition voreinstellt. Derartige Mechanismen sind simple und unfähig, die Kraftstoffeffizienz an veränderte Reisebedingungen anzupassen und fügen dem Fahrzeug ein signifikantes Gewicht und Komponenten hinzu.
Eine alternative Steuerung zur Verbesserung der Drosselklappensteuerung und der präzisen Einbringung des Kraftstoff-Luftgemisches in die Zylinder bietet eine elektronische Steuerung der Drosselklappe. Die elektronische Drosselklappensteuerung umfasst eine Drosselklappensteuerungseinheit, die die Drosselklappe über einen Aktuator positioniert, der von einem Mikroprozessor basierend auf dem aktuellen, von Sensoren ermittelten Betriebszustand gesteuert wird. Die Prozessoren sind häufig Teil einer elektronischen Antriebssteuerung, mit der der Kraftstofflufteinlass und die Zündung auf veränderte Bedingungen des Fahrzeugbetriebes oder auf die Steuerung durch den Fahrer angepasst werden können.
Typische elektronische Drosselklappen umfassen eine vorgespannte Feder, die mit der Drosselklappe verbunden ist. Das von der vorgespannten Feder erzeugte Federmoment wirkt der Steuerung eines Drosselklappenaktuators mit einem Strom (oder einer Spannung oder einem H-Treiber-Taktzyklus) zur Erreichung einer Soll-Position der Drosselklappe, entgegen. Die Soll-Position der Drosselklappe kann durch die Behandlung des Federmoments als Störmoment erreicht werden, in dem ein Mittelwert vom Integrator solange erhöht wird, bis er ausreichend ist, dem Federmoment entgegenzuwirken. Leider funktioniert die Behandlung des Federmoments als Störmoment nur schlecht, wenn das Federmoment mit dem Drosselklappenwinkel variiert. Um dies zu kompensieren, wird bei vielen Systemen eine unveränderliche Schätzung des Federmoments gespeichert oder es werden Federmomentabweichungen in einer Look-Up Tabelle gespeichert.
Die mit diesen konventionellen Leerlaufsteuerungstechniken für Drosselklappen verbundenen Nachteile machen eine neue Technik erforderlich, die dem Federmoment der elektronischen Drosselklappe entgegenwirkt. Die neue Technik sollte unabhängig von Schätzwerten des Federmoments oder von Abweichungen des Federmoments arbeiten. Die vorliegende Erfindung bietet eine Lösung für dieses Problem.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein verbessertes und zuverlässiges Adaptionssystem für das Federmoment bei elektronischen Drosselklappen anzugeben. Eine weitere Aufgabe ist es, ein elektronisches Steuerungssystem für Drosselklappen anzugeben, das unabhängig von Schätzwerten des Federmoments oder Abweichungen des Federmomentes arbeitet.
Gemäß den obigen und anderen Aufgaben der Erfindung wird ein Adaptionssystem für das Federmoment bei elektronischen Drosselklappen vorgeschlagen. In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines Positionierungsgeräts eines Verbrennungsmotors die Bereitstellung eines elektrischen Motors zur Betätigung des Positionierungsgeräts. Der elektrische Motor treibt das Positionierungsgerät gegen das Federmoment an. Ein erster Strom wird dem Motor zugeführt, um dem Motor in eine Ist-Position zu bewegen. Die Ist-Position des Motors wird dann mit der Soll- Position verglichen. Der erste Strom wird überwacht, um den Strom zu bestimmen, der erforderlich ist, dem Federmoment in der Ist-Position entgegenzuwirken. Die Soll-Position wird mit einem Federwiderstandsterm zusammengefasst, der auf dem erforderlichen Strom basiert, zu einer angepassten Soll-Position. Schließlich wird der Strom dem elektrischen Motor zugeführt, um den Motor in die angepasste Soll-Position zu bewegen.
Dadurch erreicht die vorliegende Erfindung ein verbessertes Adaptionssystem für das Federmoment bei elektronischen Drosselklappen. Die vorliegende Erfindung ist deshalb vorteilhaft, da sie den Regler automatisch auf Veränderungen des Federmoments von elektronischen Drosselklappen einstellt.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung deutlich und können durch die Gerätschaften und durch die im Einzelnen in den beigefügten Ansprüchen herausgestellten Kombinationen unter Berücksichtigung der begleitenden Zeichnungen erkannt werden.
Um die Erfindung gut zu verstehen, werden im Folgenden einige beispielhaften Ausgestaltungen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Adaptionssystems für das Federmoment bei elektronischen Drosselklappen in Verbindung mit einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2A zeigt einen ersten Teil eines Ablaufdiagramms eines elektronischen Drosselklappenreglers für ein Steuerungssystem für elektronische Drosselklappen, der auf einen Drosselklappenpositionsbefehl gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung reagiert;
Fig. 2B zeigt einen zweiten Teil eines Ablaufdiagramms eines elektronischen Drosselklappenreglers für ein Steuerungssystem für elektronische Drosselklappen, der auf einen Drosselklappenpositionsbefehl gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung reagiert;
Fig. 3A zeigt ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der integralen Steigerung und einem absoluten Wert eines Positionsfehlers einer adaptiven Federmomentberechnung für einen elektronischen Drosselklappenregler in Verbindung mit einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3B zeigt ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der integralen Steigerung und einem absoluten Wert eines Positionsfehlers einer adaptiven Federmomentberechnung für einen elektronischen Drosselklappenregler in Verbindung mit einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einem Federmoment und einer Drosselklappenposition für einen elektronischen Drosselklappenregler in Verbindung mit einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darstellt.
In den folgenden Figuren werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung der gleichen Komponenten in unterschiedlichen Darstellungen verwendet. Die vorliegende Erfindung stellt ein Adaptionssystem für das Federmoment bei elektronischen Drosselklappen dar, welches insbesondere für den Automobilbereich geeignet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch für verschiedene andere Verwendungen, die ein Adaptionssystem für das Federmoment bei elektronischen Drosselklappen erfordern, anwendbar.
Ein Kraftfahrzeugantriebssystem 10 nach Fig. 1 mit einem elektronischen Drosselklappensteuerungssystem 12 umfasst eine elektronische Steuerungseinheit 14. In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die elektronische Steuerungseinheit 14 ein Antriebssteuerungsmodul (PCM) 16 mit einem Hauptprozessor und einer elektronischen Drosselklappenüberwachungseinrichtung (ETM) 18 mit einem unabhängigen Prozessor. Die PCM und ETM nutzen die Sensoren 19 und Aktuatoren, die an das Antriebssystem 17 und das Steuerungsmodul 16 angeschlossen sind, gemeinsam. Vorzugsweise umfasst die elektronische Drosselklappenüberwachungseinrichtung 18 einen Prozessor, der physisch in dem Gehäuse des Antriebssteuerungsmoduls angeordnet ist, obwohl auch ein separates Gehäuse, gesonderte Anordnungen und andere Verkörperungen bei der Umsetzung der Erfindung angewendet werden können. Die elektronische Drosselklappenüberwachungseinrichtung 18 und das Antriebssteuerungsmodul 16 weisen unabhängige Prozessoren auf, nutzen jedoch die Eingänge und Ausgänge der Antriebssensoren 19 und der entsprechenden Aktuatoren 21 und 34 zur unabhängigen Bearbeitung.
Eine umfangreiche Vielzahl von Eingängen wird in Fig. 1 durch die schematische Darstellung der redundanten Pedalpositionssensoren 20 repräsentiert. Die Sensoren 20 sind über die Eingänge 22 angekoppelt und stellen viele unterschiedliche Fahrersteuerungen dar, die eine Leistungsanforderung demonstrieren können. Zusätzlich umfasst die elektronische Steuerungseinheit 14 Eingänge 26a und 26b zur Erkennung der Position der Drosselklappe. Eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Bereitstellung solcher Indikationen ist schematisch in Fig. 1 durch einen ersten Drosselklappenpositionssensor 24a und einen redundanten zweiten Drosselklappenpositionssensor 24b dargestellt, um eine Indikation für die Ausgangsleistung zu erhalten. Als Ergebnis der vielen Eingangssignale 19, 22, 26a und 26b erzeugt der elektronische Controller 14 Ausgangssignale zur Begrenzung der Ausgangsleistung, so dass die Ausgangsleistung nicht die angeforderte Leistung übersteigt. In Fig. 1 sind auch mehrere Ausgänge schematisch durch die dargestellten Beispiele der Eingänge zur Drosselklappensteuerungseinheit 28 (TCU) dargestellt, die einen Aktuator und eine bewegliche Verbindungsstelle 30 zur Verstellung der Drosselklappe 34 antreibt. Zum Beispiel können ein Aktuator und eine Verbindungsstelle redundante Antriebsmotoren enthalten, die eine Getriebevorrichtung zur Veränderung des Winkels der Drosselklappe 34 in dem Drosselklappengehäuse 36 antreiben.
Ebenso können auch die reagierenden Einrichtungen, wie Motoren, eine Rückkoppelung bereitstellen. Zum Beispiel können der Motorpositionssensor 38 oder die Drosselklappenpositionssensoren 24a und 24b der Drosselklappensteuerungseinheit 28 entsprechend eine Rückkopplung zuführen, wie mit 37, 27a und 27b gezeigt, um zu bestimmen, ob alternative Reaktionen erforderlich sind oder um Information für Service oder Reparatur zu erhalten.
Fig. 2A zeigt einen ersten Teil eines Logik-Ablaufdiagramms eines elektronischen Drosselklappenreglers für ein Steuerungssystem für elektronische Drosselklappen, der auf einen Drosselklappenpositionsbefehl gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung reagiert. Das Verfahren beginnt mit der Eingabe des Drosselklappenpositionsbefehls in das Drosselklappensteuerungssystem 10. Nach dem Start 210, der in Fig. 2A gezeigten Funktionsweise, wird eine Überprüfung im Abfrageblock 212 vorgenommen, ob der Regler das erste Mal nach dem Einschalten (Steuerungssystem-Aktivierung) betrieben wird. Der Positionsfehler folgt normalerweise stark dem Anfangseingangssignal und dies führt beim Integral zur Erhöhung. Als Ergebnis wird Zeit für das Warten auf die Abschaltung des Integrals bis zum normalen Betrieb vergeudet. Nach einem positiven Ergebnis in Schritt 212 folgt im Ablauf Schritt 214.
In Schritt 214 werden die Terme des Integrationselements auf Null zurückgesetzt, gemäß Betriebsblock 214. Zum Beispiel kann der Regler folgende Befehle ausführen:
integral_term_a = 0
integral_term_b = 0
adaptierter integral_term_a = 0
adaptierter integral_term_b = 0
Nachdem Zurücksetzen der Terme kehrt das Steuerverfahren zum Abfrageblock 212 zurück.
Bei einem negativen Ergebnis in Schritt 212 wird im Abfrageblock 216 überprüft, ob sich der Regler im Steuerungsmodus (Open loop) befindet oder ob die befohlene Position die Standardposition (Defaultposition) überschritten hat. Bei einem positiven Ergebnis folgt im Ablauf Schritt 218. In Schritt 218 setzt der Regler die integral Terme auf die adaptierten Werte für die erste Benutzung nach einer Dauer der Nichtbenutzung. Zum Beispiel führt der Regler die folgenden Befehle aus:
integral_term_a = adaptierter integral_term_a
integral_term_b = adaptierter integral_term_b Nach dem Setzen der integralen Terme kehrt der Ablauf zu Schritt 216 zurück.
Wenn jedoch in Schritt 216 das Ergebnis negativ war, folgt im Ablauf der Abfrageblock 220. In diesem Schritt bestimmt der Regler, ob der absolute Wert des Positionsfehlers größer als ein Positionsfehlerschwellwert ist. Der absolute Wert des Positionsfehlers wird aus der absoluten Differenz zwischen der Ist-Position der Drosselklappe, die von den Drosselklappenpositionssensoren 24a und 24b gemessen wird und der Soll-Position der Drosselklappe entsprechend der befohlenen Position berechnet. Der Drosselklappenpositionsfehlerschwellwert ist der maximale Fehlerwert, der für den Positionsfehler erlaubt ist, bei dem das Integrationselement effizient arbeitet. Ein typischer Schwellwert hat eine Größe von 1,25 Grad.
Wenn in Schritt 220 der absolute Wert des Positionsfehlers größer als der Schwellwert ist, setzt der Regler die Integration gemäß Schritt 222 aus. Dann folgt im Ablauf unmittelbar Abfrageblock 224.
Gemäß Abfrageblock 224 bestimmt der Regler, ob das Erhöhen der integralen Terme für länger als eine Aussetzungszeitgrenze ausgesetzt wurde. Eine typische Aussetzungszeitgrenze dauert eine ununterbrochene Periode von 100 ms an. Bei einem negativen Ergebnis kehrt der Ablauf zu Schritt 216 zurück.
Um es zu verdeutlichen, der proportionale Anteil und der differentielle Anteil des Positionsreglers 28 steuern die elektronische Drosselklappe 12, wenn der Positionsfehler groß ist. Dieser große Positionsfehler wird hauptsächlich dazu führen, dass der Integrationselement beginnt sich zu erhöhen, wenn das Integrationselement aktiv ist. Wenn das Integrationselement später von der Erhöhung wegen des integralen Terms absenkt, hat sich die Größe weit hinter das Ziel bewegt, was Positionierungsperformance kostet.
Ein bejahendes Ergebnis setzt das Integrationselement gemäß Betriebsblock 222 aus, bis das Ergebnis negativ ist. Außerdem enthält der Abfrageblock 22 eine Aussetzungszeitgrenze für das Integrationselement. Diese Zeitdauer verhindert, dass das Integrationselement vom Positionsregler 28 für elektronische Drosselklappen unwirksam wird, wenn ein großer Positionsfehler der Drosselklappe anhält.
Die Unwirksamkeit des Positionsreglers 28 für elektronische Drosselklappen tritt insbesondere dann auf, wenn der proportionale Anteil des Positionsreglers 28 für elektronische Drosselklappen die Drosselklappe nicht in den aktiven Bereich des Integrationselements bringt. Zum Beispiel kann der Bereich des Drosselklappenpositionsfehlers, in dem das Integrationselement ausgesetzt wird, einen absoluten Wert des Drosselklappenpositionsfehlers von über 1,25 Grad erfordern. Die Aussetzungszeitgrenze ist vorzugsweise so berechnet, dass das Integrationselement unmittelbar aktiviert wird, wenn der proportionale Anteil und der differentielle Anteil die typische Null zu 95% Antwortzeit passiert haben. Die Zeitgrenze enthält auch einen internen Timer, der die Zeitgrenze vorzugsweise dann zurücksetzt, wenn der Positionsfehler einen Vorzeichenwechsel durchläuft.
Wenn jedoch die Integration nach der Zeitgrenze ausgeführt wurde, folgt im Ablauf Schritt 226. Im Abfrageblock 226 wird überprüft, ob der absolute Wert der Positionsänderungsrate größer als ein Schwellwert für die Positionsänderungsrate ist. Der Schwellwert für die Positionsänderungsrate liegt bei der maximalen Fehlermenge, die mit dem Integrationselement verbunden werden kann. Ein typischer Schwellwert für die Positionsänderungsrate liegt bei etwa 100 Grad pro Sekunde.
Um es zu verdeutlichen, wenn die Positionsänderungsrate groß ist, steuern die proportionalen und differentiellen Reglerelemente des Positionsreglers 28 die Drosselklappe 30 und wobei dieser große Positionsfehler beim Integrationselement hauptsächlich eine Erhöhung bewirken wird. Es wird Positionierungsperformance eingebüßt, wenn das Integrationselement später wieder abgesenkt wird. Bei einem positiven Ergebnis wird das Integrationselement gemäß Funktionsblock 228 ausgesetzt, bis das Ergebnis negativ ist.
Wenn in Schritt 226 der absolute Wert der Positionsänderungsrate größer als der Schwellwert der Positionsänderungsrate ist, wird im Ablauf weiter mit Schritt 230 verfahren. In Schritt 230 wird das Integrationselement des Positionsreglers 28 für Drosselklappen angesteuert, der die Integrationssteigerung erzeugt. Vorzugsweise arbeitet dieser Teil des Reglers durch eine Bestimmung des Positionsfehlerelements und des Vorzeichens des Positionsfehlerelements des Positionsreglers für Drosselklappen. Das Vorzeichen des Positionsfehlers richtet sich danach, ob die Drosselklappenposition 30 größer oder kleiner als die Soll-Position der Drosselklappe ist. Vorzugsweise wird auch ein Verstärkungsfaktor des Positionsfehlers des Positionsreglers 28 für Drosselklappen hinzugefügt. Dieser Verstärkungsfaktor verstärkt den Positionsfehler. Vorzugsweise wird auch ein Vorzeichen des Verstärkungsfaktors des Positionsfehlers des Positionsreglers 28 für Drosselklappen hinzugefügt. Dieser Verstärkungsfaktor verstärkt das Vorzeichen des Positionsfehlers.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des elektronischen Drosselklappensteuerungssystems 10 vom Funktionsblock 230 wird das Integrationsinkrement durch folgende Gleichung erzeugt:

integral_increment = position_error.KI + sign(position error).KI_sign
In einem alternativen Ausführungsbeispiel des elektronischen Drosselklappensteuerungssystems 10 vom Funktionsblock 230 wird das Integrationsinkrement durch folgenden Befehl erzeugt:

integral_increment = maximum ((position_error.KI), (Sign(position_ error).KI_Sign))
Der Erzeugung des Integrationsinkrements in Funktionsblock 230 folgend wird Funktionsblock 232 aktiv. Funktionsblock 232 legt einen maximalen Reglungsaufwand durch eine Begrenzung sowohl des Maximums als auch des Minimums des Integrationselements innerhalb des Bereichs des maximalen Reglungsaufwandes fest. Dies wird vorgenommen, da das System außerhalb dieses Bereichs nicht substantiell effizienter arbeitet. Die Parameter werden durch die Bestimmung der Parameter, die die Federn für das effektivste Arbeiten der Drosselklappe 16 ohne Bruch oder Verlust von Federmoment benutzt haben, festgelegt.
Fig. 3A stellt die betroffenen Schritte der Funktionsblöcke 230 und 232 in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gut dar. Der Verlauf zeigt eine Beziehung zwischen dem Integrationsinkrement und dem Positionsfehler, wie von Funktionsblock 230 vorgeschrieben. Der Verlauf zeigt außerdem den Funktionsbereich des Integrationsinkrements gemäß Funktionsblock 232.
Die vertikale Achse 310 ist das Ausgangssignal und zeigt die zugeführte Motorspannung. Die horizontale Achse 312 zeigt das Eingangssignal und zeigt den Positionsfehler in Grad. Die klassische integrale Verstärkung 314 ist als diagonale Linie mit einem gegebenen Anstieg dargestellt. Zum Beispiel kann der Regler die integrale Verstärkung bei 56 Volt/ (Grad.Sekunde) schätzen. Außerdem ist die Berechnung des integralen Terms auf Maximum- und Minimumwerte 316 und 318 begrenzt.
Fig. 3B stellt die in den Funktionsblöcken 230 und 232 betroffenen Schritte in einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung gut dar. Gemäß Funktionsblock 230, zeigt der Graph die Beziehung zwischen dem Integrationsinkrement und dem Positionsfehler. Die Maximum- und Minimumfunktionsbereiche werden auch, wie von Funktionsblock 232 gefordert, dargestellt. Ähnlich wie in Fig. 3 A zeigt Fig. 3B eine horizontale Achse 322, die das Eingangssignal als einen Positionsfehler in Grad anzeigt. Die vertikale Achse 320 ist das Ausgangssignal und zeigt die dem Motor zugeführte Spannung. Die klassische integrale Verstärkung 324 ist als diagonale Linie mit einem gegebenen Anstieg dargestellt. Weiter ist die Berechnung des integralen Terms auf Maximum- und Minimumwerte 326 und 328 beschränkt.
In Bezug auf Fig. 2B folgt nun im Ablauf Schritt 234. Im Abfrageblock 234 wird überprüft, ob der Positionsbefehl für die Drosselklappe kleiner als eine Standardposition ist. In einem solchen Fall setzt die Logik mit Funktionsblock 236 fort und der Positionsregler 28 legt die Terme des Integrationselements fest, da die obere Grenze des Stromintegrationsterms zum Integrationsinkrement hinzugefügt ist. Anderenfalls wird Funktionsblock 238 aktiv und der Positionsregler der elektronischen Drosselklappe legt die Terme des Integrationselements fest, da die untere Grenze des Stromintegrationsterms zum Integrationsinkrement hinzugefügt ist. Das Zurücksetzen des Terms des Integrationselements stellt sicher, dass ein Integrationswert resultierend aus der Benutzung oberhalb der Standardposition nicht unterhalb der Standardposition benutzt wird, bei dem es ungeeignet wäre.
Wenn der Positionsregler 28 der elektronischen Drosselklappe die Terme des Integrationselements einmal festgelegt hat, wird im Ablauf mit Schritt 240 fortgefahren. In Schritt 240 bestimmt der Regler 28, ob die befohlene Position größer als die Summe von Sollposition und einem Puffer ist. Bei einem positiven Ergebnis folgt im Ablauf Schritt 242.
Gemäß Schritt 242 wird der integrierende Term A adaptiert, um das Federmoment zu kompensieren. Der Regler adaptiert den integrierenden Term A durch folgenden Befehl:

adapted_integral_term_a_k = (α).(adapted_integral_term_a_k-1) + (1-α).(intergal_term_a_k)
Wenn jedoch in Schritt 240 die befohlene Position kleiner ist, folgt im Ablauf Schritt 244. In Schritt 244 bestimmt der Regler 28, ob die befohlene Position kleiner als die Differenz zwischen einer Standardposition und einem Puffer ist. Ist die befohlene Position kleiner, folgt im Ablauf Schritt 246. Im Schritt 246 wird der integrierende Term B adaptiert, um das Federmoment zu kompensieren. Anderenfalls folgt im Ablauf der Schritt 216, falls die befohlene Position größer als die Differenz zwischen der Standardposition und dem Puffer ist.
Die vorliegende Erfindung erlernt während des Betriebes den Strom, der erforderlich ist, um dem Federmoment entgegenzuwirken und summiert dann diesen Term zu der berechneten Steuerungsaktion. Der Term, der dem Federmoment entgegenwirkt, kann entweder eine Funktion der Drosselklappenposition oder des Drosselklappenbefehls sein. Der Fachmann erkennt, dass statt des Stroms ebenso die Spannung oder der Taktzyklus benutzt werden kann.
Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen Federmoment und der Drosselklappenposition gemäß der vorliegenden Erfindung. Die vertikale Achse 410 zeigt den Ausgang der Motorspannung, als Positionierungsaufwand in Volt. Die horizontale Achse 412 zeigt den Eingang des Drosselklappenbefehls in Grad.
Der Störgrößenterm wird durch die Position der Drosselklappe in Bezug zur Standardposition 414 bestimmt. Wenn der Drosselklappenbefehl mit der Standardposition 414 übereinstimmt, ist der Störgrößenterm gleich Null. Wenn die Drosselklappenposition größer als die Standardposition 414 ist, basiert der Störgrößenterm auf dem adaptierten Wert A. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird nur der Offset adaptiert. Der Fachmann erkennt jedoch, dass der Offset und der Anstieg adaptiert werden können. Obwohl die Adaption von Offset und Anstieg die Performance erhöht, kann das System komplexer werden. Wenn der Drosselklappenbefehl kleiner als die Standardposition 414 ist, basiert der Störgrößenterm auf dem adaptiert Wert B.
Die vorliegende Erfindung erreicht durch das Erlernen des erforderlichen Stroms, um dem Federmoment entgegenzuwirken und durch das Summieren dieses Terms zu der berechneten Steuerungsaktion ein verbessertes und zuverlässiges Adaptionssystem für ein Federmoment für elektronische Drosselklappen. Die vorliegende Erfindung erreicht dies ohne von einer Schätzung des Federmoments oder von Abweichungen des Federmoments abhängig zu sein. Zusätzlich wird bei der vorliegenden Erfindung der Regler automatisch auf Veränderungen des Federmoments von elektronischen Drosselklappen und auf Veränderungen in der Motortemperatur der Drosselklappe eingestellt.
Durch das oben beschriebene kann erkannt werden, dass dem Stand der Technik ein neues und verbessertes Adaptionssystem für das Federmoment für elektronische Drosselklappen hinzugefügt wird. Es ist verständlich, dass die vorstehende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels nur einige der vielen spezifischen Ausführungsbeispiele erläutert, die die Anwendungen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung repräsentieren. Es ist offensichtlich, dass dem Fachmann zahlreiche und andere Anordnungen verständlich sind, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen, wie er in den folgenden Ansprüchen beschrieben ist.

Claims

1. Ein Verfahren zur Steuerung eines Positionierungsgerätes eines Verbrennungsmotors, bei dem das Positionierungsgerät ein Federvorspannungsmoment aufweist und das Verfahren die Schritte umfasst:

- Bereitstellung eines elektrischen Motors zur Betätigung des Positionierungsgerätes gegen das Federvorspannungsmoment;

- Zuführen eines ersten Stromes zum elektrischen Motor um das Positionierungsgerät auf eine Ist-Position zu bewegen,

- Vergleich der Ist-Position mit einer Soll-Position;

- Überwachen des ersten Stromes zur Bestimmung des Stroms, der erforderlich ist, dem Federvorspannungsmoment an der Ist-Position entgegenzuwirken;

- Summieren der Soll-Position mit einem auf dem erforderlichen Strom basierenden Federwiderstandsterm zu einer adaptierten Soll- Position; und

- Zuführung des erforderlichen Stroms zu dem elektrischen Motor, um das Positionierungsgerät auf eine adaptierte Soll-Position zu bewegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Zuführung des ersten Stromes zum elektrischen Motor, um das Positionierungsgerät auf eine Ist-Position zu bewegen, die Zuführung einer ersten Spannung zu dem elektrischen Motor umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Zuführung des ersten Stromes zum elektrischen Motor, um das Positionierungsgerät auf eine Ist-Position zu bewegen, die Zuführung eines ersten pulsweitenmodulierten Signals zu dem elektrischen Motor umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Überwachung des ersten Stromes zur Bestimmung eines erforderlichen Stromes, um dem Federmoment an der Ist-Position entgegenzuwirken, die Überwachung einer ersten Spannung an dem elektrischen Motor umfasst.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Überwachung des ersten Stromes zur Bestimmung eines erforderlichen Stromes, um dem Federmoment an der Ist-Position entgegenzuwirken, die Zuführung eines ersten pulsweitenmodulierten Signals zu dem elektrischen Motor umfasst.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Zuführung der ersten Spannung zu dem elektrischen Motor, um das Positionierungsgerät auf die Ist-Position zu bewegen, die Zuführung eines ersten Stromes zu dem elektrischen Motor umfasst.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Zuführung der ersten Spannung zu dem elektrischen Motor, um das Positionierungsgerät auf die Ist-Position zu bewegen, die Zuführung eines ersten pulsweitenmodulierten Signals zu dem elektrischen Motor umfasst.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Überwachung der ersten Spannung zur Bestimmung des erforderlichen Stroms, um dem Federmoment an der Ist-Position entgegenzuwirken, die Überwachung eines ersten Stroms zu dem elektrischen Motor umfasst.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Überwachung der ersten Spannung zur Bestimmung des erforderlichen Stroms, um dem Federmoment an der Ist-Position entgegenzuwirken, die Zuführung eines ersten pulsweitenmodulierten Signals zu dem elektrischen Motor umfasst.