DE4337794A1 - Method and device for regulating and regulating-controlled control of in particular motor vehicle setting sections - Google Patents
Method and device for regulating and regulating-controlled control of in particular motor vehicle setting sectionsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln und regelungsunterstützten Steuern von insbeson dere Kfz-Einstellstrecken.The invention relates to a method and a device for regulation and regulation-supported taxes, in particular other vehicle setting sections.
Als Regelstrecke wird im allgemeinen eine Vorrichtung be zeichnet, in der mit Hilfe einer Meßeinrichtung der Istwert einer Einstellgröße, in diesem Fall als Regelgröße bezeich net, gemessen wird, dieser Wert mit einem Sollwert für die zu regelnde Einstellgröße durch Differenzbildung verglichen wird, abhängig von der bei dieser Differenzbildung erzeugten Regelgröße-Abweichung nach einem beliebigen Regelalgorithmus ein Stellwert berechnet wird, und mit diesem Stellwert ein Stellglied an der Vorrichtung angesteuert wird, um den Re gelgröße-Istwert mit dem Regelgröße-Sollwert zur Überein stimmung zu bringen.A device is generally used as the controlled system records in which the actual value with the help of a measuring device a setting variable, in this case called a controlled variable net, this value is measured with a setpoint for the Setting variable to be controlled compared by forming a difference is dependent on the generated in this difference formation Process variable deviation according to any control algorithm a manipulated variable is calculated, and with this manipulated variable Actuator on the device is controlled to the Re Actual gel size value to match the controlled variable setpoint to bring mood.
Eine Steuerstrecke ist dagegen eine Vorrichtung, bei der ein Stellglied in der Vorrichtung mit einem vorgegebenen Stell wert angesteuert wird, wobei erwartet wird, daß sich beim Anwenden dieses Stellwerts eine Einstellgröße auf einen ge wünschten Wert einstellt. Ob der gewünschte Wert tatsächlich erreicht wird, wird nicht durch Rückkopplung überprüft, wie im Fall einer Regelstrecke. Bei verbesserten Steuerstrecken wird zum Erzielen eines bestimmten Werts einer Einstellgröße nicht immer derselbe Stellwert ausgegeben, sondern der Stellwert wird abhängig vom Wert erfaßter Störgrößen einge stellt. Soll z. B. mit einer Heizungssteuerung eine Raumtem peratur von 20°C eingestellt werden, wird häufig so vorge gangen, daß nicht nur eine einzige Heizkörper-Wassertempera tur vorgegeben wird, von der erwartet wird, daß mit ihr die genannte Innentemperatur eingestellt werden kann, sondern die Heizkörper-Wassertemperatur wird abhängig von der Außen temperatur vorgegeben.In contrast, a control path is a device in which a Actuator in the device with a predetermined position value is driven, whereby it is expected that the Apply this manipulated variable to a ge sets the desired value. Whether the desired value actually is not checked by feedback how in the case of a controlled system. With improved control routes becomes to achieve a certain value of a setting variable not always the same control value, but the The manipulated variable is entered depending on the value of the recorded disturbance variables poses. Should z. B. with a heating control a room temperature of 20 ° C is often pre-set that not just a single radiator water temperature is specified, which is expected to be used with the called internal temperature can be set, but the radiator water temperature becomes dependent on the outside temperature specified.
Weiterhin sind regelungsunterstützte Steuerstrecken bekannt. Solche treten immer mindestens mit der Anzahl Zwei auf. Es handelt sich um Vorrichtungen, die identischen oder bekann ten Störgrößen unterliegen. Die eine Vorrichtung wird als Regelstrecke betrieben, und der für diese Regelstrecke be stimmte Stellwert wird für die andere Vorrichtung mitverwen det. Handelt es sich um identische Vorrichtungen, die iden tischen Störgrößen unterliegen, wird der an der Regelstrecke bestimmte Stellwert auch für die anderen Strecken identisch übernommen. Unterscheiden sich die nichtgeregelten Vorrich tungen in bekannter Weise von der geregelten Vorrichtung, wird der aus der Regelung bestimmte Stellwert zur Verwendung für die anderen Vorrichtungen in bekannter Weise modifi ziert, um die bekannten Unterschiede zu berücksichtigen. Auf eine Rückkopplung wird bei den Vorrichtungen außer bei der geregelten Vorrichtung verzichtet, so daß diese Vorrichtun gen eigentlich Steuerstrecken sind. Jedoch wird der verwen dete Stellwert mit Hilfe der Rückkopplung an einer geregel ten Vorrichtung bestimmt. Daher sind die anderen Vorrich tungen regelungsunterstützte Steuerstrecken.Control-supported control sections are also known. These always occur with at least two. It are devices that are identical or known subject to disturbances. One device is called Controlled system operated, and be for this controlled system agreed control value is used for the other device det. Are they identical devices that are identical are subject to disturbance variables, that on the controlled system certain manipulated variable is identical for the other lines accepted. The unregulated device differ in a known manner from the controlled device, the manipulated variable determined from the control is used Modifi for the other devices in a known manner adorned to take into account the known differences. On a feedback is in the devices except for the regulated device waived, so that this device are actually control routes. However, it is used The manipulated variable using the feedback on a closed-loop control determined device. Hence the other devices control-supported control sections.
Im folgenden spielen nur Regelungsstrecken und regelungsun terstützte Steuerstrecken eine Rolle. Diese werden zusammen fassend als Einstellstrecken bezeichnet. Solche Einstell strecken sind z. B. Vorrichtungen an Kraftfahrzeugen, mit Stellgliedern, die durch Ströme betrieben werden, also z. B. Ventile in Blockierverhinderungssystemen, Lenksystemen, La geregelungssystemen oder Einspritzsystemen. Die Einstell strecken können sich nach ihrem Aufbau und/oder dadurch von einander unterscheiden, wie sich Störgrößen auf sie auswir ken, wobei für die Erfindung allerdings wesentlich ist, daß auf alle Einstellstrecken dieselben, im Sinn von im wesent lichen gleichwirkend, Störgrößen wirken.In the following only control sections and uncontrolled play supported control routes play a role. These will be together collectively referred to as setting distances. Such settings are z. B. devices on motor vehicles with Actuators that are operated by currents, e.g. B. Valves in anti-lock systems, steering systems, La control systems or injection systems. The settings can stretch according to their structure and / or thereby differ from one another as to how disturbances affect them ken, but it is essential for the invention that the same on all adjustment sections, in the sense of essentially the same effect, disturbances act.
Aus der Patentanmeldungsveröffentlichung DE-A-41 06 541 ist ein Verfahren zum Einstellen der Temperatur zweier Sauer stoffsonden im Abgasstrom aus einem Kraftfahrzeugmotor be kannt. Dabei werden zwei Fälle unterschieden.From the patent application publication DE-A-41 06 541 a method of adjusting the temperature of two acids fabric probes in the exhaust gas stream from a motor vehicle engine knows. A distinction is made between two cases.
Der eine Fall ist der, daß jeweils eine Sauerstoffsonde im Abgasstrang jeweils eines der zwei Bänke eines V-Motors vor liegt. Es handelt sich um identische Sonden, die identischen Störgrößen unterliegen. In diesem Fall wird die Temperatur der einen Sonde geregelt und der dabei bestimmte Stellwert wird identisch zum Beheizen der anderen Lambdasonde verwen det. Es ist nicht erforderlich, daß die Werte irgendwelcher Störgrößen bekannt sind.One case is that an oxygen probe in each case Exhaust system before one of the two banks of a V-engine lies. They are identical probes, the identical ones Subject to disturbances. In this case the temperature one probe is regulated and the manipulated value determined in the process is used identically for heating the other lambda probe det. It is not necessary that the values of any Disturbances are known.
Beim anderen Fall handelt es sich um ein Verfahren in Anwen dung auf zwei Sauerstoffsonden, die im selben Abgasstrang liegen, und zwar die vor und die andere hinter einem Kataly sator. Die Temperatur der vorderen Sonde wird geregelt. In diesem Fall kann der dabei bestimmte Stellwert nicht iden tisch zum Beheizen der hinteren Sonde verwendet werden, da das Abgas hinter dem Katalysator abhängig von den Betriebs bedingungen des Motors meistens kühler ist als das vor dem Katalysator, jedoch auch heißer sein kann. In diesem Fall müssen die Werte der wesentlichsten Störgrößen bekannt sein.The other case is a procedure in Anwen on two oxygen probes in the same exhaust line lie, namely the front and the other behind a Kataly sator. The temperature of the front probe is regulated. In In this case, the manipulated variable determined here cannot be identified table for heating the rear probe, because the exhaust gas behind the catalytic converter depending on the operation engine conditions is usually cooler than that before Catalyst, however, can be hotter. In this case the values of the most important disturbance variables must be known.
Als Beispiele nennt die genannte Veröffentlichung die Dreh zahl, die Last, die Kühl- oder Schmiermitteltemperatur und die Zeit, die seit der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine verstrichen ist. Mit Werten dieser Störgrößen wird ein Stellgrößenmanipulator angesteuert, der den aus der Regelung bestimmten Stellwert abhängig von den aktuellen Werten der Störgrößen verändert. Mit diesem veränderten Stellwert wird die Heizung der hinteren Sonde betrieben.The publication cited the film as examples number, the load, the coolant or lubricant temperature and the time since the commissioning of the internal combustion engine has passed. With values of these disturbance variables a Control manipulator manipulated, which from the control determined manipulated variable depending on the current values of the Disturbances changed. With this changed control value the heating of the rear probe operated.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist, daß entweder die verschiedenen Einstellstrecken identisch sein müssen und identischen Störgrößen unterliegen müssen oder daß die Stör größen bekannt sein müssen, sei es durch Messung oder Be rechnung.A disadvantage of the known methods is that either different adjustment distances must be identical and must be subject to identical disturbance variables or that the disturbance sizes must be known, be it by measurement or Be invoice.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln und regelungsunterstützten Steu ern von insbesondere Einstellstrecken an einem Kraftfahrzeug anzugeben, die es ermöglichen, die Stellwerte für die rege lungsunterstützten Strecken auch dann aus dem Stellwert für geregelte Strecken zu ermitteln, wenn die Einstellstrecken nicht alle identisch sind und die aktuellen Werte wichtiger Störgrößen weder durch Messung noch Berechnung bekannt sind.The invention has for its object a method and a device for regulating and control-assisted control in particular of setting distances on a motor vehicle specify that make it possible to set the control values for the rain supported routes also from the manipulated variable for Regulated routes to determine when the setting routes not all are identical and current values are more important Disturbances are not known from measurement or calculation.
Die Erfindung ist für das Verfahren durch die Lehre von An spruch 1 und für die Vorrichtung durch die Lehre von An spruch 2 gegeben. Dabei ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so aufgebaut, daß sie das erfindungsgemäße Verfahren reali siert.The invention is for the method by teaching An saying 1 and for the device by teaching An given 2. The device according to the invention constructed so that they reali the inventive method siert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf solche Einstellstrec ken anwendbar, die alle denselben Störgrößen unterliegen, deren Werte jedoch nicht erfaßt werden. Allerdings wird der Einfluß der Störgrößen erfaßt, und zwar dadurch, daß unter sucht wird, wie stark bei der geregelten Strecke der gere gelte Stellwert von einem erwarteten Stellwert abweicht, der bekannterweise vorliegt, wenn die Regelstrecke bei Kalibrie rungsbedingungen auf den aktuellen Regelgröße-Sollwert gere gelt wird. Eine eventuelle Abweichung des geregelten Stell werts vom erwarteten kann nur dadurch bedingt sein, daß die aktuellen Werte der Stellgrößen von den Werten beim Vorlie gen der Kalibrierbedingungen abweichen. Damit ist diese Ab weichung ein Maß für die Einwirkung von Störgrößen.The method according to the invention is based on such settings ken applicable, which are all subject to the same disturbance variables, however, their values are not recorded. However, the Influence of the disturbance variables recorded, namely that under the search is carried out to determine how strong the regular route is The valid manipulated variable deviates from an expected manipulated variable which is known to exist when the controlled system at calibration conditions to the current controlled variable setpoint is valid. A possible deviation of the regulated position value of the expected can only be due to the fact that the current values of the manipulated variables from the values at the supply deviate from the calibration conditions. So this is Ab softening a measure of the effect of disturbance variables.
Da die Störgrößen voraussetzungsgemäß auf alle Einstell strecken gleich einwirken, kann aus dem ermittelten Einfluß der Störgrößen auf die Regelstrecke auch der Einfluß auf die regelungsunterstützten Steuerstrecken abgeschätzt werden. Liegt z. B. eine regelungsunterstützte Steuerstrecke vor, die identisch aufgebaut ist wie die Regelstrecke, wird für die regelungsunterstützte Steuerstrecke identisch der Stell wert verwendet, wie er in der Regelstrecke bestimmt wurde. Dies entspricht dem oben beschriebenen Fall der jeweils einen Sauerstoffsonde in jedem der beiden Abgasstränge eines V-Motors. Hierbei wird dasselbe Einstellergebnis erzielt wie beim Stand der Technik, jedoch mit einem anderen Verfahren.Since the disturbance variables are based on all settings stretch act immediately, can be determined from the influence the disturbance variables on the controlled system also the influence on the control-supported control routes can be estimated. Is z. B. before a control-supported control section, which has the same structure as the controlled system is used for the control-supported control section is identical to the position value used as it was determined in the controlled system. This corresponds to the case described above an oxygen probe in each of the two exhaust lines V-Motors. The same setting result is achieved as in the prior art, but with a different method.
Bei sich voneinander unterscheidenden Einstellstrecken wird der für die Regelstrecke bestimmte Stellwert nicht identisch für die regelungsunterstützten Steuerstrecken verwendet, sondern er wird abhängig von einem vorbekannten Zusammenhang unter Ausnutzung der für die Regelstrecke ermittelten Stell wertabweichung modifiziert. Z. B. kann bekannt sein, daß diejenigen Werte von Störgrößen (wobei die absoluten Werte unbekannt sind), die an der Regelstrecke eine Stellabwei chung von 10% hervorrufen, an einer regelungsunterstützten Steuerstrecke nur eine Abweichung von 5% hervorrufen. Dann wird der Stellwert für die regelungsunterstützte Steuer strecke so bestimmt, daß zum erwarteten Stellwert nicht die gesamte Stellwertabweichung hinzugeschlagen wird wie bei der Regelungsstrecke, sondern nur die halbe Stellwertabweichung.If the setting distances differ from each other the manipulated variable determined for the controlled system is not identical used for the control-supported control sections, it becomes dependent on a previously known context using the position determined for the controlled system value deviation modified. For example, it can be known that those values of disturbance variables (being the absolute values are unknown), which have a set point on the controlled system 10%, on a regulation-supported Control route only cause a deviation of 5%. Then becomes the manipulated variable for control-based tax stretch so determined that the expected manipulated variable does not Total deviation from the manipulated variable is added as for the Control system, but only half the control value deviation.
Der Zusammenhang zwischen einem Regelgröße-Sollwert, einer Stellwertabweichung und einem Stellwert für eine regelungs unterstützte Steuerstrecke kann aus einem Algorithmus be stimmt werden oder aus einem Kennfeld ausgelesen werden. Die letztgenannte Vorgehensweise wird dabei in der Regel bevor zugt, da sie mit sehr geringem Rechenaufwand verbunden ist und auch empirisch ermittelte komplexe Abhängigkeiten be rücksichtigt werden können.The relationship between a controlled variable setpoint, one Control value deviation and a control value for a control Supported control route can be from an algorithm be correct or read from a map. The the latter approach is usually taken before moves because it is connected with very little computing effort and also empirically determined complex dependencies can be taken into account.
Fig. 1 Blockfunktionsdiagramm einer erfindungsgemäßen Vor richtung zum Einstellen einer Größe auf einen jeweiligen Sollwert in n Einstellstrecken; und Fig. 1 block function diagram of an inventive device for setting a variable to a respective setpoint in n setting distances; and
Fig. 2 Flußdiagramm für ein Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 1. FIG. 2 flow diagram for a method using the device according to FIG. 1.
Die unterhalb der gestrichelten Linie in Fig. 1 dargestellte Einstellvorrichtung wird auf n Einstellstrecken E1 bis En angewandt, wobei die Einstellstrecke E1 eine Regelstrecke ist und die Einstellstrecken E2 bis En regelungsunterstützte Steuerstrecken sind. Sie verfügt über eine Regelungseinrich tung 10 mit Regelgröße-Subtrahierglied 11, ein Erwartungs kennwertfeld 12 mit anschließendem Stellwert-Subtrahierglied 13 und über n-1 Stellwertkennfelder 14.2 bis 14.n.The setting device shown below the dashed line in FIG. 1 is applied to n setting sections E1 to En, the setting section E1 being a controlled section and the setting sections E2 to En being control-supported control sections. It has a control device 10 with controlled variable subtractor 11 , an expected characteristic value field 12 with subsequent manipulated value subtractor 13 and n-1 control value characteristic fields 14.2 to 14.n.
Die Funktion dieser Einstellvorrichtung wird nachfolgend un ter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 2 beschrieben.The function of this adjusting device is described below with reference to the flow chart of FIG. 2.
Nach dem Start des Verfahrens wird in einem Schritt s1 ein Zählwert m, der bis auf den Wert n hochgezählt werden kann, auf den Wert Eins gesetzt. Dies zeigt an, daß nun Schritte zum Einstellen der für die Einstellstrecke E1 vorgegebenen Regelgröße vorgenommen werden. Hierzu wird zunächst in einem Schritt s2 der Regelgröße-Sollwert RG_SW für die Einstell strecke E1 abgerufen. Anschließend (Schritt s3) wird die Strecke E1 dadurch geregelt, daß ein geregelter Stellwert ST_R von der Regelungseinrichtung 10 an ein Stellglied in der Einstellstrecke 1 ausgegeben wird. Die Regelung erfolgt dadurch, daß im Regelgröße-Subtrahierglied 11 der von einem nichtdargestellten Sensor in der Regelstrecke E1 erfaßte Re gelgröße-Istwert RG_IW vom Regelgröße-Sollwert RG_SW abgezo gen wird, um eine Regelgröße-Abweichung RG_A zu bilden. Aus dieser Regelgröße-Abweichung bestimmt die Regelungseinrich tung 10 nach einem beliebigen bekannten Algorithmus, z. B. einem PID-Algorithmus, den geregelten Stellwert St_R.After the start of the method, a count value m, which can be counted up to the value n, is set to the value one in a step s1. This indicates that steps are now being taken to set the controlled variable specified for the setting distance E1. For this purpose, the controlled variable setpoint RG_SW for the adjustment distance E1 is first called up in a step s2. Subsequently (step s3), the distance E1 is regulated in that a regulated manipulated variable ST_R is output by the control device 10 to an actuator in the adjustment path 1 . The control takes place in that in the controlled variable subtractor 11 the control variable actual value RG_IW detected by a sensor (not shown) in the controlled system E1 is subtracted from the controlled variable desired value RG_SW in order to form a controlled variable deviation RG_A. From this controlled variable deviation, the control device 10 determines according to any known algorithm, e.g. B. a PID algorithm, the regulated manipulated variable St_R.
Mit diesen Schritten s1 bis s3 ist die Regelung für die Ein stellstrecke 1 abgeschlossen. Zur Vorbereitung der Einstel lung der jeweiligen Einstellgröße in den Einstellstrecken E2 bis En in Schritten s5 bis s7 wird in einem Schritt s4 aus dem Regelgröße-Sollwert RG_SW ein erwarteter Stellwert ST_ERW bestimmt, und es wird im Stellwert-Subtrahierwert 13 die Differenz zwischen diesem erwarteten Stellwert und dem geregelten Stellwert ST_R gebildet, wodurch eine Stellwert- Abweichung ST_A erhalten wird.With these steps s1 to s3, the regulation for the adjustment path 1 is completed. To prepare the setting of the respective setting variable in the setting sections E2 to En in steps s5 to s7, an expected manipulated variable ST_ERW is determined in a step s4 from the controlled variable setpoint RG_SW, and the difference between this expected manipulated variable is determined in the manipulated variable subtracting value 13 and the regulated manipulated variable ST_R, whereby a manipulated variable deviation ST_A is obtained.
Beim Ausführungsbeispiel erfolgt die Bestimmung des erwarte ten Stellwerts ST_ERW im Block des Erwartungswert-Kennfelds 12. Dieses Kennfeld wird wie folgt aufgestellt. Die Ein stellstrecke E1 wird bei Kalibrierbedingungen betrieben. Dann wird ein Regelgröße-Sollwert vorgegeben, z. B. ein Strom von 5 A durch die Magnetspule eines Ventils. Zum Einstellen dieses Stroms sei bei den Kalibrierbedingungen bei PWM-Ansteuerung ein Tastverhältnis von 50% erforder lich. Dann werden diese 50% Tastverhältnis als Stellgröße- Erwartungswert, der zum Regelgröße-Sollwert von 5 A gehört, im Erwartungswert-Kennfeld 12 abgespeichert. Entsprechende Tastfeldwerte werden für andere Sollwerte ermittelt und in das Kennfeld eingetragen. Im Schritt s4 wird dann dieses Kennfeld durch den aktuellen Regelgröße-Sollwert adressiert, und der unter der jeweiligen Adresse abgespeicherte Stell größe-Erwartungswert wird ausgelesen.In the exemplary embodiment, the expected control value ST_ERW is determined in the block of the expected value map 12 . This map is set up as follows. The setting distance E1 is operated under calibration conditions. Then a controlled variable setpoint is specified, e.g. B. a current of 5 A through the solenoid of a valve. To set this current, a duty cycle of 50% is required under the calibration conditions for PWM control. Then this 50% duty cycle is stored as the manipulated variable expected value, which belongs to the controlled variable setpoint of 5 A, in the expected value map 12 . Corresponding touchpad values are determined for other setpoints and entered in the map. In step s4, this characteristic map is then addressed by the current controlled variable setpoint, and the manipulated variable expected value stored under the respective address is read out.
Im anschließenden Schritt s5 wird die Zählvariable M um Eins inkrementiert. Gemäß dem bisher beschriebenen Ablauf steht sie dann auf "2". Dies zeigt an, daß nun die Einstellgröße für die Einstellstrecke 2 bestimmt werden soll. Hierzu wird im Schritt s6 der Regelgröße-Sollwert RG_SW 2 für die Strec ke M=2 abgerufen. Es wird hier wie im Zusammenhang mit der Einstellstrecke E1 der Begriff "Regelgröße" verwendet, obwohl die Einstellstrecke E2 (was auch für die folgenden Einstellstrecken gilt) nur eine regelungsunterstützte Steu erstrecke ist. Mit dem aktuellen Regelgröße-Sollwert RG_SW_2 und dem aktuellen Wert der Stellwert-Abweichung ST_A wird das Kennfeld 14.2 adressiert, um aus ihm den zu diesen Werten zugehörigen Stellwert SW_2 für die zweite Einstell strecke E2 auszulesen und an diese auszugeben (Schritt s7). Z. B. kann sich aus dem Kennfeld 14.2 ergeben, daß in der Einstellstrecke E2 zum Erzielen desselben Regelgröße-Soll werts wie in der Einstellstrecke E1 nur ein um 10% kleine rer Stellwert zu verwenden ist wie in der Einstellstrecke E1, daß jedoch die Stellwertabweichung ST_A für die Ein stellstrecke 2 um 40% verstärkt zu berücksichtigen ist.In the subsequent step s5, the count variable M is incremented by one. According to the procedure described so far, it is then at "2". This indicates that the setting variable for setting section 2 should now be determined. For this purpose, the controlled variable setpoint RG_SW 2 for the distance M = 2 is called up in step s6. The term “controlled variable” is used here, as in connection with the adjustment path E1, although the adjustment path E2 (which also applies to the following adjustment paths) is only a control-assisted control range. The map 14.2 is addressed with the current controlled variable setpoint RG_SW_2 and the current value of the manipulated variable deviation ST_A in order to read from it the manipulated variable SW_2 associated with these values for the second adjustment path E2 and to output it to it (step s7). For example, it can be seen from the characteristic diagram 14.2 that in the setting section E2 to achieve the same controlled variable setpoint as in the setting section E1, only a 10% smaller manipulated value is to be used than in the setting section E1, but that the manipulated value deviation ST_A for the Adjustment distance 2 should be taken into account by 40%.
Die Schritte s5 bis s6 werden auch für die Einstellstrecken E3 (nicht dargestellt) bis En ausgeführt, was dadurch er folgt, daß in einem Schritt s8 abgefragt wird, ob der Zähl wert m bereits den Wert n erreicht hat. Solange dies nicht der Fall ist, erfolgt Rückkehr zum Schritt s5, in dem der Zählwert m um Eins inkrement wird. Andernfalls erfolgt Rück kehr zum Schritt s1, in dem der Zählwert m wieder auf Eins gestellt wird, um den nächsten geregelten Stellwert ST_R für die Einstellstrecke E1 zu bestimmen.Steps s5 to s6 are also used for the adjustment sections E3 (not shown) to En, which he does follows that a query is made in a step s8 as to whether the count value m has already reached the value n. As long as this is not the case is, there is a return to step s5, in which the Count m is incremented by one. Otherwise there is a return return to step s1, in which the count value m is back to one is set to the next regulated manipulated variable ST_R for to determine the adjustment distance E1.
Der Ablauf von Fig. 2 betrifft eine digital arbeitende Ein stellvorrichtung, bei der Kennfelder zum Bestimmen von Aus gangswerten aus Eingangswerten verwendet werden. Die Kenn felder können jedoch ganz oder teilweise dadurch ersetzt werden, daß gestützt auf die Eingangswerte ein Algorithmus zum Berechnen der Ausgangswerte ausgeführt wird. Auch kann die Vorrichtung analog arbeitend statt digital arbeitend ausgeführt sein.The flow of FIG. 2 relates to a digitally operating adjusting device A, transition values in the maps for determining from use of input values. However, the characteristic fields can be replaced in whole or in part by executing an algorithm for calculating the output values based on the input values. The device can also be designed to work analogously instead of working digitally.
Bei vielen Anwendungsfällen ist es nicht erforderlich, daß für jede der regelungsunterstützten Steuerstrecken jeweils ein zugehöriges Kennfeld 14.m verwendet wird oder ein ent sprechender Berechnungsalgorithmus abgearbeitet wird. Sind nämlich mehrere regelungsunterstützte Steuerstrecken jeweils gleich beschaffen und soll in ihnen jeweils derselbe Regel größe-Sollwert eingestellt werden, reicht es aus, für all diese regelungsunterstützten Steuerstrecken denselben Stell wert zu verwenden, wie er aus einem einzigen Kennfeld für diese Strecken ausgelesen oder durch einmaliges Abarbeiten eines Algorithmus oder als Ausgangswert einer einzigen Ana logschaltung erhalten wird.In many applications, it is not necessary that for each of the control-supported control sections an associated map 14.m is used or an ent speaking calculation algorithm is processed. are namely several control-supported control sections each procure the same and should have the same rule in them size setpoint, it is sufficient for all these control-supported control sections the same position worth using as it is from a single map for read these routes or by processing them once of an algorithm or as the starting value of a single ana log circuit is obtained.
Bei den Einstellstrecken kann es sich z. B. um vier Mehr wegeventile in einem Blockierverhinderungssystem an einem Kraftfahrzeug handeln, wobei jeweils eines der Ventile einem der Räder zugeordnet ist. Jedes Ventil soll über drei Stel lungen verfügen, nämlich Druckaufbau, Halten und Druckabbau, denen die Ströme 0 A, 2,5 A und 5 A entsprechen sollen. Da bei sind die beiden Werte von 2,5 A und 5 A durch Einstellen des Tastverhältnisses der PWM-Ansteuerung zu regeln. Diese Regelung ist erforderlich, weil in einem Kraftfahrzeug so wohl die Batteriespannung als auch die Umgebungstemperatur stark schwanken kann, so daß zum Erzielen eines jeweils gleichen Stroms stark unterschiedliche Tastverhältnisse erforderlich sein können.In the setting sections it can be, for. B. by four more directional control valves in an anti-lock system on one Act motor vehicle, each one of the valves one the wheels is assigned. Each valve should have over three digits lungs, namely pressure build-up, maintenance and pressure reduction, which the currents 0 A, 2.5 A and 5 A should correspond to. There at are the two values of 2.5 A and 5 A by setting to regulate the duty cycle of the PWM control. These Regulation is necessary because so in a motor vehicle probably the battery voltage as well as the ambient temperature can fluctuate greatly, so that to achieve each same duty cycle different duty cycles may be required.
Das Ventil für vorne rechts sei das Ventil, das der Ein stellstrecke 1 in Fig. 1 entspricht, dessen Strom also gere gelt wird. Aufgrund irgendwelcher Einflüsse (z. B. Tempera tur, Batteriespannung, Viskosität des Bremsfluids, Toleran zen) sei zum Einstellen des gerade vorliegenden Druckabbau zustandes ein 10% höheres Tastverhältnis erforderlich als erwartet. Das Ventil für hinten rechts sei gerade für den Haltezustand anzusteuern. Dann wird auch das für diesen Haltezustand erwartete Tastverhältnis um 10% erhöht, da bei diesem Anwendungsfall alle Ventile gleich sind, alle Ventile in gutem Wärmekontakt zueinander angeordnet sind, alle Ventile vom selben Bremsfluid durchsetzt werden und alle Ventile an derselben Batteriespannung liegen.The valve for the front right is the valve that corresponds to the actuating section 1 in FIG. 1, the current of which is therefore regulated. Due to any influences (e.g. temperature, battery voltage, viscosity of the brake fluid, tolerances), a 10% higher duty cycle than expected was required to set the current pressure reduction state. The valve for the rear right should be activated just for the stop state. Then the duty cycle expected for this stop state is increased by 10%, since in this application all valves are the same, all valves are in good thermal contact with each other, all valves are penetrated by the same brake fluid and all valves are connected to the same battery voltage.
An diesem Anwendungsfall sei ein Sonderproblem erläutert. Wenn nämlich das geregelte Ventil für vorne rechts in den Druckaufbauzustand zu schalten ist, erfolgt dies dadurch, daß gar kein Strom durch es geleitet wird (dies entspricht dem Zustand, in dem die Bremspedalvorrichtung unmittelbar mit den Radbremszylindern verbunden ist, um ein Bremsen bei ausgefallener Blockierschutzvorrichtung zu ermöglichen). Da in diesem Fall die Einstellgröße nicht geregelt wird, liegt auch kein geregelter Stellwert vor, der die Abweichung von einem erwarteten Stellwert anzeigen könnte. Für solche Fäl le, bei denen also in der Regelstrecke zeitweilig keine Re gelung stattfindet, ist es von Vorteil, die jeweils letzte Stellwert-Abweichung abzuspeichern und in denjenigen Zeit spannen zu verwenden, in denen kein neuer Wert für diese Abweichung geliefert wird. A special problem is explained in this application. If the regulated valve for the front right in the Pressure build-up state is to be switched, that no current is passed through it (this corresponds to the state in which the brake pedal device immediately is connected to the wheel brake cylinders to apply braking to enable failed anti-lock device). There in this case the setting variable is not regulated also no regulated manipulated variable that represents the deviation from could indicate an expected manipulated variable. For such cases le, for which there are temporarily no Re in the controlled system success, it is advantageous to use the last one Save control value deviation and in that time span to use in which no new value for this Deviation is delivered.
Ein anderes Anwendungsbeispiel für die Einstellvorrichtung von Fig. 1 ist eine Hinterradlenkung. Bei einer solchen lie gen z. B. drei verschiedene Ventile vor, nämlich eines zum Einstellen des Lenkwinkels, eines zum mechanischen Blockie ren der letzten Lenkeinstellung (bei Ausfall des Lenksy stems) und eines zum Verbinden der Lenkeinrichtung mit einem Druckspeicher oder zum Abtrennen derselben vom Druckspei cher. Diese Ventile sind dicht beieinander angeordnet und unterliegen daher denselben Störgrößen. Da sie jedoch unter schiedlich aufgebaut sind, wirken sich die Störgrößen unter schiedlich, jedoch mit vorbekannten Unterschieden, auf sie aus. Es wird z. B. der Strom für das Ventil zum Einstellen des Lenkwinkels durch PWM-Modulation geregelt. Bei einem aktuellen Betriebszustand ergebe sich ein geregeltes Tast verhältnis, das um 10% höher sei als dasjenige, das unter Kalibrierbedingungen erwartet wird. Es liegt also eine be stimmte Abweichung von den Kalibrierbedingungen vor. Weiter hin sei bekannt, daß das Tastverhältnis für den Strom durch das Blockierventil nur um 5% zu erhöhen ist, wenn Störbe dingungen vorliegen, die ein Erhöhen des Tastverhältnisses des Stroms durch das Lenkeinstellventil um 10% erfordern. Entsprechend wird der Stellwert modifiziert, wie er unter Kalibrierbedingungen zum Erzielen des für das Blockierventil aktuell geforderten aktuellen Regelwertes ermittelt wurde.Another application example for the adjusting device of FIG. 1 is a rear wheel steering. In such a lie z. B. three different valves before, namely one for adjusting the steering angle, one for mechanical Blocking ren the last steering setting (in the event of failure of the steering system) and one for connecting the steering device to a pressure accumulator or for separating the same from the pressure accumulator. These valves are arranged close together and are therefore subject to the same disturbance variables. However, since they are constructed differently, the disturbance variables affect them differently, but with known differences. It is e.g. B. regulated the current for the valve to adjust the steering angle by PWM modulation. A current duty cycle results in a regulated duty cycle that is 10% higher than that expected under calibration conditions. So there is a certain deviation from the calibration conditions. It should also be known that the pulse duty factor for the current through the blocking valve can only be increased by 5% if Störbe conditions are present which require an increase in the pulse duty factor of the current through the steering adjustment valve by 10%. The manipulated value is modified accordingly as it was determined under calibration conditions in order to achieve the current control value currently required for the blocking valve.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor richtung sind insbesondere zum Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet, da bei dieser Anwendung Störgrößen erhebliche Streuungen aufweisen, jedoch aus Genauigkeitsgründen häufig geregelte Einstellwerte erforderlich sind, wobei die Rege lung so kostengünstig wie möglich ausgeführt werden soll. Als Störgrößen sind insbesondere die Batteriespannung, die ohne weiteres zwischen 8 V und 16 V schwanken kann, und die Temperatur an bestimmten Stellen im Motorraum genannt, die ohne weiteres Änderungen zwischen -40°C und +125°C erfahren kann. The method according to the invention and the front according to the invention direction are particularly for use in motor vehicles suitable, since disturbances are considerable in this application Show scatter, but often for reasons of accuracy regulated setting values are required, the Rege tion should be carried out as inexpensively as possible. The battery voltage, in particular, are the disturbance variables can easily fluctuate between 8 V and 16 V, and the Temperature at certain points in the engine compartment called experienced without further changes between -40 ° C and + 125 ° C can.
Jedoch sind das Verfahren und die zugehörige Vorrichtung auch für alle anderen Anwendungen sehr gut geeignet, bei de nen die eben genannten Voraussetzungen insgesamt oder teil weise erfüllt sind.However, the method and the associated device also very suitable for all other applications, de All or part of the conditions just mentioned are wisely fulfilled.
Claims (7)
- - ein Regelungsgröße-Sollwert (RG_SW) für die Regelstrecke vorgegeben wird;
- - der Regelgröße-Istwert (RG_IW) gemessen wird;
- - die Regelgröße-Abweichung (RG_AW) als Differenz zwischen dem Regelgröße-Sollwert und dem Regelgröße-Istwert berechnet wird; und
- - aus der Regelgröße-Abweichung nach einem beliebigen Regel algorithmus ein geregelter Stellwert (ST_R) bestimmt wird und mit diesem ein Stellglied in der Regelstrecke angesteu ert wird, um den Regelgröße-Istwert auf den Regelgröße-Soll wert zu bringen;
- - A control variable setpoint (RG_SW) is specified for the controlled system;
- - the process variable actual value (RG_IW) is measured;
- - The controlled variable deviation (RG_AW) is calculated as the difference between the controlled variable setpoint and the controlled variable actual value; and
- - A controlled manipulated variable (ST_R) is determined from the control variable deviation according to any control algorithm and this is used to control an actuator in the controlled system in order to bring the actual controlled variable value to the controlled variable setpoint value;
- - aus dem Regelgröße-Sollwert nach einem vorgegebenen Zusam menhang ein für Kalibrierbedingungen geltender erwarteter Stellwert (ST_ERW) bestimmt wird;
- - eine Stellwert-Abweichung (ST_AW) als Differenz zwischen dem erwarteten und dem geregelten Stellwert gebildet wird; und
- - für jede der regelungsunterstützten Steuerstrecken aus dem dem zu dieser Strecke gehörenden Regelungsgröße-Sollwert und der Stellwertabweichung für die Regelstrecke der Stellwert (ST_m) für die jeweilige regelungsunterstützte Steuerstrecke bestimmt wird und mit diesem ein Stellglied in der jeweili gen regelungsunterstützten Steuerstrecke angesteuert wird, um den Regelgröße-Istwert dieser Strecke auf den Regelgröße- Sollwert zu bringen.
- - From the controlled variable setpoint, an expected control value (ST_ERW) applicable for calibration conditions is determined according to a predefined relationship;
- - A control value deviation (ST_AW) is formed as the difference between the expected and the controlled control value; and
- - For each of the control-assisted control systems, the control value (ST_m) for the respective control-assisted control system is determined from the control variable setpoint belonging to this system and the control value deviation for the control system, and an actuator in the respective control-assisted control system is controlled with it, by which Bring the process variable actual value of this system to the process variable setpoint.
- - einer Regelungseinrichtung (10) für die Regelstrecke, die so ausgebildet ist, daß sie:
- - eine Regelgröße-Abweichung (RG_A) als Differenz zwischen einem Regelgröße-Sollwert (RG_SW) und einem Regelgröße-Ist wert (RG_IW) berechnet und
- - aus der Regelgröße-Abweichung nach einem beliebigen Re gelalgorithmus einen geregelten Stellwert (ST_R) bestimmt und mit diesem ein Stellglied in der Regelstrecke ansteuert, um den Regelgröße-Istwert auf den Regelgröße-Sollwert zu bringen;
- - A control device ( 10 ) for the controlled system, which is designed so that it:
- - A controlled variable deviation (RG_A) is calculated as the difference between a controlled variable setpoint (RG_SW) and an actual controlled variable value (RG_IW)
- - Determines a regulated manipulated variable (ST_R) from the controlled variable deviation according to any control algorithm and uses it to control an actuator in the controlled system in order to bring the controlled variable actual value to the controlled variable setpoint;
- - eine Einrichtung (12) zum Bestimmen eines für Kalibrier bedingungen geltenden erwarteten Stellwerts (ST_ERW) aus dem Regelgröße-Sollwert;
- - eine Einrichtung (13) zum Bilden einer Stellwert-Abwei chung (ST_A) als Differenz zwischen dem erwarteten und dem geregelten Stellwert; und
- - eine Einrichtung (14.2 . . . 14.n) für jede regelungsunter stützte Steuerstrecke (E2 . . . En) zum Bestimmen des Stell werts (ST_n) für die jeweilige regelungsunterstützte Steuer strecke aus dem zu dieser Strecke gehörenden Regelungsgröße- Sollwert (RG_SW_2 . . . RG_SW_n) und der Stellwert-Abweichung für die Regelstrecke, und zum Ansteuern des Stellglieds in der jeweiligen regelungsunterstützten Steuerstrecke mit die sem Stellwert, um den Regelgröße-Istwert für diese Strecke auf den Regelgröße-Sollwert zu bringen.
- - A device ( 12 ) for determining an expected control value (ST_ERW) applicable to calibration conditions from the controlled variable setpoint;
- - A device ( 13 ) for forming a manipulated variable deviation (ST_A) as the difference between the expected and the regulated manipulated value; and
- - A device (14.2.. 14.n) for each control-assisted control section (E2... En) for determining the control value (ST_n) for the respective control-supported control section from the control variable setpoint associated with this section (RG_SW_2. .RG_SW_n) and the control value deviation for the controlled system, and for controlling the actuator in the respective control-supported control system with this control value in order to bring the controlled variable actual value for this process to the controlled variable setpoint.
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