CN107849996A - 用于获取由内燃机的皮带传动的起动发电机传递到内燃机上的转矩的转矩精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于获取由内燃机的皮带传动的起动发电机传递到内燃机上的转矩（M_RSG）的转矩精度的方法，该方法与学习过程或者关于目标转矩对于所述起动发电机的实际的转矩的校准相类似，其中在所述内燃机的空转中由所述皮带传动的起动发电机将预先给定的测试转矩（∆M）传递到所述内燃机上，并且其中以所述预先给定的测试转矩（∆M）为幅度来降低所述内燃机的转矩（M_E），其中确定取决于所述内燃机的转速（N）的转速参量并且对其进行测评，并且其中从所测评的转速参量中推断出所述转矩精度。

Description

用于获取由内燃机的皮带传动的起动发电机传递到内燃机上 的转矩的转矩精度的方法

技术领域

本发明涉及一种用于获取由内燃机的皮带传动的起动发电机传递到内燃机上的转矩的转矩精度的方法以及用于实施所述方法的一种计算单元和一种计算机程序。

背景技术

电机能够作为所谓的起动发电机用在机动车中，用于一方面在所述电机的马达运行中起动所述内燃机并且另一方面在所述电机的发电机运行中产生用于车载电网并且用于给机动车电池充电的电流。这样的电机能够通过皮带、比如通过所述内燃机的宽齿皮带与所述内燃机或者曲轴相连接（所谓的皮带传动的起动发电机，RSG）。

在DE 10 2009 055 062 A1中比如说明了一种用于对在机动车的混合驱动中由电机所施加的驱动力矩进行核实的方法。在此检查，是否精确地确定了由所述电机施加的驱动力矩。所述方法基于下述检查：所述电动马达的转矩是否相当于所述燃烧马达的牵引力矩。

发明内容

按照本发明，提出具有独立专利权利要求的特征的、一种用于获取由内燃机的皮带传动的起动发电机传递到内燃机上的转矩的精度（转矩精度）的方法以及用于实施所述方法的一种计算单元和一种计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求及以下说明书的主题。

“转矩精度”在这方面应该是指，由所述皮带传动的起动发电机实际上传递的转矩（所传递的转矩的实际值）多大程度地偏离预先给定的有待传递的转矩（所传递的转矩的目标值）。如果实际上所传递的转矩比所设想的程度更严重地偏离所述预先给定的转矩，则将所述转矩精度视为不够或者不足。

为了获取所述转矩精度，在所述内燃机的空转中将预先给定的测试转矩由所述皮带传动的起动发电机传递到所述内燃机上。这种测试转矩尤其作为目标值由所述皮带传动的起动发电机的和/或所述内燃机的控制机构或者控制器来预先给定。

如果由所述皮带传动的起动发电机施加所述测试转矩，则以所述预先给定的测试转矩为幅度来降低由所述内燃机产生的转矩。对于足够的转矩精度来说，所述预先给定的测试转矩和所述实际上所传递的转矩基本上相一致。所述内燃机的转速在这种情况下不变化，而是基本上恒定地保持在所述空转转速的数值上。对于不够的转矩精度来说，由所述皮带传动的起动发电机传递下述实际的转矩，该实际的转矩要么大于要么小于所述预先给定的测试转矩。在这种情况下，所述内燃机的转速不能恒定地被保持在空转转速上。在这种情况下，所述转速上升或者下降。

在这种情况下，所述内燃机的转速代表着用于能够获取所述转矩精度的量度。因此，要确定取决于所述内燃机的转速的转速参量并且对其进行测评。从这个所测评的转速参量中推断出所述转矩精度。尤其在转速下降或者上升时推断，实际上由所述皮带传动的起动发电机传递的转矩与所述预先给定的测试转矩不一致并且所述转矩精度不够。

通过本发明，能够以开销少的并且成本低廉的方式来识别所述皮带传动的起动发电机的实际转矩与目标转矩之间的偏差并且尤其也能够对其进行校正。在此没有必要在实际上确定所述内燃机的或者所述皮带传动的起动发电机的转矩。

这样的偏差比如可能由于构件、比如传感器、执行器等等的材料公差和制造公差而出现或者也可能由于老化现象或者磨损现象而出现。比如，所述皮带的结构上的变化、比如所述皮带的拉长（尤其是由于牵引帘布的老化）或者所述皮带的磨损（比如皮带表面、尤其是筋条的磨损，由此用于皮带传动的皮带变得更长）可能导致这样的偏差。偏差也可能由于当前的环境条件、比如由于环境温度而出现。

这些偏差能够在机动车的连续的运行期间通过所述方法来识别。不需要比如在维修点在定期的保养作业的过程中就老化现象或者磨损现象或者材料公差和制造公差来单个地对所述皮带传动的起动发电机或者其构件进行测试。所述转矩精度的获取比如能够在所述机动车的每次空转的过程中实施，比如每次机动车停在红色交通灯处时，或者也在预先给定的触发性的事件之后实施，比如大约每周一次、分别在100个行驶小时之后或者每1000km。但是，所述转矩精度的获取也能够作为保养功能来激活，用于在维修的范围内就新的车辆部件（比如宽齿皮带）来传授机动车的特性。

如果推断出不够的转矩精度，则有利地对由所述皮带传动的起动发电机传递的转矩实施补偿或者校正。比如，能够在所述校正的过程中一直改变所述预先给定的测试转矩并且能够一直对所述转矩大小进行测评，直至所述转矩精度足够地高。尤其一直改变所述测试转矩，直至所述转速恒定地延伸。

尤其能够在这种校正的过程中确定校正因数，该校正因数表明，实际上传递的转矩和预先给定的转矩彼此相差多少。比如作为由下述测试转矩——对于所述测试转矩来说推断出足够高的转矩精度——除以在所述方法的一开始预先给定的测试转矩所得到的商来产生这个校正因数。随后能够向有待传递的转矩加载这个校正因数。

由此隐含地将制造公差和材料公差以及老化现象或者磨损现象加以考虑，而在此没有进行麻烦的并且成本密集的维修或者机械干预。此外，能够保证所述皮带传动的起动发电机的保持相同的质量。尤其保证，在推助（Boost）-回收-模式中精确地将所期望的转矩由所述内燃机传递到所述皮带传动的起动发电机上，用于将能量储存在电池中，并且没有无意地传递太多的转矩，（否则）这可能导致所述内燃机的不期望的功率损失。类似地能够保证，在通过所述电机支持所述内燃机时将所期望的转矩由所述皮带传动的起动发电机传递到所述内燃机上。尤其由此防止：出现由于无意的转矩阶跃而对驾驶感觉产生的不好的影响。

比如如果所述内燃机构造为柴油马达，就能够将所述皮带传动的起动发电机用于使NO_x储存式催化器更好地自由燃烧。在此能够将所述柴油马达的工作点朝更高的负荷移动。多余的功率能够通过所述皮带传动的起动发电机来回收并且中间储存在所述电池中。所储存的能量能够在需要时通过“推助”又被转化为马达的力矩。通过这样的动态的转矩支持，能够实现NO_x排放的马达内部的降低。通过所述方法能够保证，通过高的转矩精度来获得相应的所期望的效应。

按照一种有利的实施方式，作为转速参量确定所述转速本身或者转速走势。内燃机的转速走势的、由原理引起的周期性的波动能够通过合适的滤波器来加以考虑，以便在所述方法的意义上正确地表明所述转速。但是，作为转速参量也能够确定其它的参量、比如所述内燃机的转矩或者波动频率或者其走势。通常本来在所述内燃机的正常运行的过程中就确定所述转速，由此不需要额外的传感器或者数学运算。此外，作为转速参量能够确定转速的斜率。

按照一种优选的实施方式，对多个尤其在特定的时间间隔的范围内所收集的、所确定的转速参量实施统计测评。尤其在所述内燃机的多次空转中分别确定一个用于所述转速参量的数值。这些不同的、用于转速参量的数值比如相应地被存放在控制器的存储区中。比如能够确定所述转速参量的这些单个的数值的平均值并且对其进行测评。由此能够查明所述转矩精度中的、比如由于波动的马达温度所引起的短时间的波动，并且能够仅仅对所述转矩精度的长时间的变化加以考虑。通过这种方式，尤其能够推断出所述皮带的老化现象或者磨损现象、像比如所述皮带的拉长或者磨损。优选对所述多个所确定的转速参量实施时间序列分析。通过所述时间序列分析，尤其能够确定所述转速参量的趋势或者趋势线。

有利地借助于统计函数就可信性对所述转速参量的测评的结果或者所测评的转速参量进行检查。由此能够识别并且剔除或者忽略比如由于不能影响的边界条件、像比如温度波动而可能产生的不可信的测量值。

按本发明的计算单元、比如机动车的控制器尤其在程序技术上被设立用于实施按本发明的方法。

以计算机程序的形式来实施所述方法的方案是有利的，因为这尤其在执行用的控制器还用于另外的任务并且因此本来就存在时引起的成本特别低。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是磁性存储器、光学存储器和电存储器、像比如硬盘、闪存盘、EEPROM、DVD以及类似更多的存储器。也能够通过计算机网络（互联网、内联网等等）来下载程序。

本发明的另外的优点和设计方案从说明书和附图中得出。

附图说明

本发明借助于实施例在附图中示意性地示出并且下面参照附图进行描述。其中：

图1示意性地示出了具有内燃机和皮带传动的起动发电机的机动车的皮带传动装置，所述皮带传动的起动发电机被设立用于实施按本发明的方法的一种优选的实施方式；

图2以方框图示意性地示出了按本发明的方法的一种优选的实施方式；并且

图3示意性地在关于时间绘示的情况下示出了内燃机及皮带传动的起动发电机的转矩的图表并且在关于时间绘示的情况下示出了内燃机的转速的图表，所述图表能够在实施按本发明的方法的一种优选的实施方式的过程中加以确定。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了机动车的皮带传动装置并且该皮带传动装置用100来表示。所述机动车的内燃机110具有曲轴，该曲轴抗扭转地与曲轴-主动轮150相连接。所述曲轴-主动轮150比如构造为皮带轮。

内燃机110通过皮带120、比如通过宽齿皮带与皮带传动的起动发电机130传递转矩地相连接。所述皮带120尤其传力锁合地并且/或者形状锁合地嵌合到所述曲轴-主动轮150中并且嵌合到所述起动发电机130的主动轮131中。所述主动轮131抗扭转地与所述起动发电机130的转子相连接。所述内燃机110能够通过所述皮带120与另外的组件160、比如通风机或者冷却剂泵相连接。此外，能够设置皮带张紧器140，用于将所述皮带120预紧。

控制器170被设立用于控制所述内燃机110和所述起动发电机130。所述控制器170尤其被设立用于：实施所述按本发明的方法的一种优选的实施方式，该实施方式在图2中示意性地以方框图示出。

所述机动车在此正常地比如在道路交通中运行。在步骤201中，在空转中运行所述内燃机110，比如因为所述机动车在红色交通灯处停止或者停车。在空转中转速比如为700U/min（空转转速）。

在步骤202中，由所述控制器170预先给定比如1Nm的测试转矩。所述控制器170操控所述起动发电机130，以便该起动发电机将所述预先给定的测试转矩通过所述皮带120传递到所述内燃机上。

在步骤203中所述控制器170操控所述内燃机110，以便以所述预先给定的1Nm的测试转矩为幅度来降低所述内燃机的转矩。

如果实际上由所述起动发电机130传递到所述内燃机110上的转矩相当于所述预先给定的测试转矩，那么所述转速至少应该基本上恒定地保持700U/min的空转转速。如果实际上所传递的转矩（实际转矩）和预先给定的测试转矩（目标转矩）比如由于老化现象或者磨损现象或者材料公差和制造公差而偏离彼此，所述转速就会变化。

因此，在步骤204中，作为转速参量而确定所述内燃机110的转速。在步骤205中对所确定的转速进行测评。在此尤其检查，所述转速是否恒定地保持700U/min的空转转速的数值或者所述转速是否下降或者上升。从中推断出由所述起动发电机130传递到所述内燃机110上的转矩的转矩精度。

如果所述转速保持恒定，则在步骤206中推断，所述转矩精度足够地高。如果所述转速下降或者上升，那么实际上所传递的转矩和预先给定的测试转矩就偏离彼此。在这种情况下，在步骤207中推断，所述转矩精度不够高。在这种情况下，在步骤208中对由所述起动发电机130传递的转矩实施校正。在此，比如一直迭代地改变所述预先给定的测试转矩，直至所述内燃机110的转速保持恒定并且所述转矩精度由此足够高。

此外，能够确定校正因数，该校正因数表明，所述实际上所传递的转矩多大程度地偏离所述预先给定的测试转矩。比如，作为校正因数确定由下述测试转矩——对于该测试转矩来说所述转矩保持恒定——除以按照步骤202预先给定的测试转矩所得到的商。将来在操控所述起动发电机130时能够对这个校正因数加以考虑。

如果在步骤201到204中所述转速由于驾驶员要求（比如起动）而变化，则尤其中断所述方法。在所有情况中，不仅在中断时而且在转矩精度足够或者不足够时，一旦重新在空转中运行所述机动车，就重复所述用于获取转矩精度的方法，这通过附图标记209来表明。在相应的步骤204中所确定的并且所测评的转速能够存放在所述控制器170的存储区中并且用于时间序列分析。因此，由于不能影响的边界条件而产生的不可信的测量值能够借助于统计函数来识别并且加以忽略。

在图3中示出了图表，所述图表能够在实施所述按本发明的方法的一种优选的实施方式的过程中加以确定。在图3a到3c中分别示出了三张图表。在上方的图表中在关于时间t绘示的情况下分别示出了所述内燃机110的转矩M_E，在当中的图表中在关于时间t绘示的情况下分别示出了所述起动发电机130的转矩M_RSG。在下方的图表中在关于时间t绘示的情况下分别示出了所述内燃机110的、按照步骤204确定的转速N。

在时刻t₀相应地按照步骤202以所述测试转矩ΔM为幅度来提高所述起动发电机130的转矩M_RSG，并且相应地按照步骤203以所述1Nm的测试转矩ΔM为幅度来降低所述内燃机110的转矩M_E。

在图3a中示出了下述情况：实际上所传递的转矩和预先给定的测试转矩ΔM相一致并且所述转矩精度足够高，这与步骤206相类似。所述内燃机110的转速N在此也在所述时刻t₀之后恒定地延伸并且保持700U/min的空转转速N₀。

在图3b中示出了下述情况：实际上所传递的转矩小于所述预先给定的测试转矩ΔM，这与步骤207相类似。所述转矩精度由此不够。所述内燃机110的转速N在此在所述时刻t₀之后下降。在图3c中与步骤207相类似地示出下述情况：实际上所传递的转矩大于所述预先给定的测试转矩ΔM。所述转矩精度在此同样不够。所述内燃机110的转速N在此在所述时刻t₀之后上升。

Claims (11)

1.用于获取由内燃机（110）的皮带传动的起动发电机（130）传递到内燃机（110）上的转矩（M_RSG）的转矩精度的方法，

-其中在所述内燃机（110）的空转中由所述皮带传动的起动发电机（130）将预先给定的测试转矩（∆M）传递到所述内燃机（110）上（202），并且其中以所述预先给定的测试转矩（∆M）为幅度来降低所述内燃机（110）的转矩（M_E）（203），

-其中确定取决于所述内燃机（110）的转速（N）的转速参量（204）并且对其进行测评（205），并且

-其中从所测评的转速参量中推断出所述转矩精度（206、207）。

2.按权利要求1所述的方法，其中，如果推断出不够的转矩精度（207），则对由所述皮带传动的起动发电机传递的转矩实施校正（208）。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中在对所述转速参量进行测评的过程中确定，所述内燃机（110）的转速（N）是否恒定地延伸并且/或者所述转速是否偏离预先给定的参考值（205）。

4.按权利要求3所述的方法，其中，如果在对所述转速参量进行测评的过程中确定，所述内燃机（110）的转速（N）不是恒定地延伸并且/或者所述内燃机（110）的转速（N）偏离所述预先给定的参考值，则推断出不够的转矩精度（207）。

5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中对多个所确定的转速参量实施统计测评。

6.按权利要求5所述的方法，其中对所述多个所确定的转速参量实施时间序列分析。

7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中借助于统计函数就可信性对所测评的转速参量进行检查。

8.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中作为转速参量确定所述内燃机（110）的转速（N）（204）并且对其进行测评（205）。

9.计算单元（170），所述计算单元被设立用于：实施按前述权利要求中任一项所述的方法。

10.计算机程序，所述计算机程序在其在计算单元（170）上被执行时促使所述计算单元（170）实施按权利要求1到8中任一项所述的方法。

11.机器可读的存储介质，所述机器可读的存储介质具有在其上面所保存的按权利要求10所述的计算机程序。