DE102005033382A1 - Identification method e.g. for stationary system conditions, involves having lower parts of system arranged into subsystems and which determine adjusting behavior of stationary condition of system - Google Patents

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Abstract

The method involves having lower parts of a system arranged into subsystems, which determine an adjusting behavior of a stationary condition of the system which allow a physical subsystem size such as temperature, air mass stream, consumption, achievement to be characterized. A determination is made for a subsystem response time for reaching a given value of the subsystem size as stationary condition for the respective subsystem. The physical dimension of the system is recorded with simultaneous constant stops of the subsystem size of the constant subsystem in a second value.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation eines stationären Verhaltens eines Systems, insbesondere eines Verbrauchskennfeldes einer Brennkraftmaschine.The The present invention relates to a method of identification a stationary one Behavior of a system, in particular a consumption map an internal combustion engine.

Aus dem Stand der Technik bekannte Kennfelder beschreiben Betriebszustände von beispielsweise hydraulischen oder pneumatischen Systemen oder von einer Brennkraftmaschine. So ist beispielsweise aus der DE 196 50 377 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen und zur laufenden Registrierung von Betriebszuständen eines Fahrzeugantriebs bekannt. Zur Beschreibung der Betriebszustände werden beispielsweise die Motordrehzahl und die Einspritzmenge in zeitlichen Abständen durch eine elektronische Steuereinheit erfasst. Die erfassten Werte werden nachfolgend klassifiziert und in einem matrixförmigen Kennfeld miteinander in Beziehung gesetzt.Maps known from the prior art describe operating states of, for example, hydraulic or pneumatic systems or of an internal combustion engine. For example, from the DE 196 50 377 A1 a method and an apparatus for detecting and for the current registration of operating conditions of a vehicle drive known. To describe the operating conditions, for example, the engine speed and the injection quantity are detected at intervals by an electronic control unit. The detected values are subsequently classified and related to one another in a matrix-type characteristic field.

Bei der Ermittlung eines Verbrauchskennfeldes einer Brennkraftmaschine, beispielsweise in der Entwicklungs- und Testphase, werden verschiedene Betriebspunkte der Brennkraftmaschine einzeln angefahren. Diese Betriebspunkte oder Betriebszustände der Brennkraftmaschine werden durch ein Drehzahl-Drehmoment-Raster vorgegeben, welches Schritt für Schritt abgearbeitet wird. Nachdem die dem Raster entsprechende Drehzahl und das Drehmoment eingestellt worden ist, wird zunächst die Einstellung eines stationären Betriebszustandes der Brennkraftmaschine abgewartet, bevor die Messung der Daten der Brennkraftmaschine erfolgt. Basierend auf dem Abfahren des vorgegebenen Rasters und dem Abwarten des stationären Betriebszustandes der Brennkraftmaschine nach Einstellung des jeweiligen Betriebspunktes ist das Ermitteln beispielsweise eines Verbrauchskennfeldes einer Brennkraftmaschine ein kostenintensiver und zeitaufwändiger Vorgang.at the determination of a consumption map of an internal combustion engine, For example, in the development and testing phase, become different operating points the internal combustion engine started individually. These operating points or operating conditions the internal combustion engine are specified by a speed-torque grid, which step for step is processed. After the speed corresponding to the grid and the torque has been adjusted, the Setting a stationary Operating state of the internal combustion engine waited before the measurement of Data of the internal combustion engine takes place. Based on the departure the predetermined grid and the waiting of the stationary operating state of the Internal combustion engine after adjustment of the respective operating point is the determination of, for example, a consumption map of a Internal combustion engine is a costly and time-consuming process.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung eines Kennfeldes bereitzustellen, das zur Reduktion des Zeitaufwandes und zur Herabsetzung der zum Ermitteln des Kennfeldes erforderlichen Kosten beiträgt.It is therefore the object of the present invention, a method to provide for the determination of a map, the reduction the time required and to reduce the determination of the map necessary costs.

Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen dieses Verfahrens gehen aus der folgenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen hervor.The The above object is achieved by a method according to independent claim 1. advantageous Embodiments and developments of this method go from the following description and appended claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Identifikation eines stationären Verhaltens eines Systems, das durch eine Mehrzahl physikalischer Größen beschreibbar ist, insbesondere ein Verbrauchskennfeld einer Brennkraftmaschine. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Unterteilen des Systems in eine Mehrzahl von Subsystemen, die ein Einstellverhalten eines stationären Zustands des Systems bestimmen und durch eine physikalische Subsystemgröße, vorzugsweise Temperatur, Luftmassenstrom, Verbrauch, Leistung, charakterisierbar sind, Ermitteln einer Subsystem-Einstellzeit zum Erreichen eines vorgegebenen Werts der Subsystem-Größe als stationären Zustand für das jeweilige Subsystem, Auswählen des Subsystems aus der Mehrzahl der Subsysteme mit der längsten Subsystem-Einstellzeit als Konstant-Subsystem und Ändern und Erfassen der Mehrzahl der physikalischen Größen des Systems bei gleichzeitigem Konstanthalten der Subsystem-Größe des Konstant-Subsystems an einem ersten Wert und erneutes Ändern und Erfassen der Mehrzahl der physikalischen Größen des Systems bei gleichzeitigem Konstanthalten der Subsystem-Größe des Konstant-Subsystems an mindestens einem zweiten Wert.The inventive method serves to identify a stationary behavior of a system, which is writable by a plurality of physical quantities, in particular a consumption map of an internal combustion engine. This method includes the following steps: Dividing the system into one Plurality of subsystems that have a steady state set behavior of the system and by a physical subsystem size, preferably Temperature, air mass flow, consumption, power, can be characterized, Determine a subsystem setup time to achieve a given Value of subsystem size as stationary state for the respective subsystem, Select of the subsystem from the majority of subsystems with the longest subsystem setup time as a constant subsystem and changing and Detecting the majority of the physical quantities of the system at the same time Keep the subsystem size of the constant subsystem constant at a first value and again changing and detecting the plurality the physical sizes of the system while keeping constant the subsystem size of the constant subsystem at least a second value.

Um das Verfahren zur Identifikation eines stationären Verhaltens eines Systems, beispielsweise eines Verbrauchskennfelds einer Brennkraftmaschine, möglichst effizient im Hinblick auf die Kosten und die dafür erforderliche Zeit zu gestalten, wird die Brennkraftmaschine zunächst in Subsysteme unterteilt, die sich bei der Einstellung von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine gegenseitig beeinflussen. Um einen stationären Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu erzielen, müssen ebenfalls die Subsysteme stationär werden, so dass das zeitliche Verhal ten der Subsysteme das Erreichen des stationären Zustands der Brennkraftmaschine bestimmt. Um den Verfahrensaufwand herabzusetzen, wird genau das Subsystem ausgewählt, welches aufgrund seines Zeitverhaltens die Ermittlung des Kennfeldes am meisten behindert. Hat man dieses Subsystem und seine bestimmende physikalische Größe erkannt, wird dieses Subsystem bei der weiteren Ermittlung der Betriebszustände der Brennkraftmaschine konstant gehalten, d. h. es befindet sich in einem stationären Zustand, um dessen verzögernden Einfluss bei der Einstellung der stationären Zustände des zu untersuchenden Systems auszuschließen. Die Betriebswerte des zu untersuchenden Systems werden dann erfasst, indem die physikalische Größe des konstant zu haltenden Subsystems auf einen festen Wert gesetzt wird und nachfolgend verbleibende Betriebsparameter des Systems variiert werden. Das zu untersuchende System wird somit auf einer Isolinie der physikalischen Größe des kontant zu haltenden Subsystems abgetastet. Dieser Vorgang wiederholt sich an verschiedenen vorgegebenen Werten der physikalischen Größe des konstant zu haltenden Subsystems, bis der größte Teil der Betriebszustände des zu untersuchenden Systems in kurzer Zeit und mit wenig Aufwand abgefahren worden ist.In order to design the method for identifying a stationary behavior of a system, for example a consumption map of an internal combustion engine, as efficiently as possible with regard to the costs and the time required for this, the internal combustion engine is first subdivided into subsystems that mutually adjoin each other when setting operating states of the internal combustion engine influence. In order to achieve a steady-state operating condition of the internal combustion engine, the subsystems must also be stationary, so that the temporal Behhal th of the subsystems determines the achievement of the steady state of the internal combustion engine. In order to reduce the processing costs, exactly the subsystem is selected, which hinders the determination of the characteristic field most due to its time behavior. If one has recognized this subsystem and its determining physical quantity, this subsystem is kept constant in the further determination of the operating states of the internal combustion engine, ie it is in a stationary state in order to exclude its retarding influence in the setting of the stationary states of the system to be investigated. The operating values of the system to be examined are then detected by setting the physical size of the subsystem to be kept constant to a fixed value and subsequently varying operating parameters of the system. The system under investigation is thus scanned for an isoline of the physical size of the contra-to-hold subsystem. This process is repeated at different predetermined values of the physical size of the constant to be held Subsystem, until most of the operating conditions of the system to be examined has been traversed in a short time and with little effort.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Erfassen der Mehrzahl der physikalischen Größen des Systems nicht entlang eines vorgegebenen Kenngrößenrasters. Es ist zudem bevorzugt, ein dynamisches Erfassen der Mehrzahl der physikalischen Größen mit einer festen und/oder einer variablen Frequenz durchzuführen. Das Abrastern der Betriebszustände des zu untersuchenden Systems gemäß dem Stand der Technik würde bedeuten, dass man das Kennfeld nicht ermitteln kann, indem man sich entlang der oben genannten Isolinien des konstant zu haltenden Systems bewegt. Dies würde jedoch wieder den negativen Einfluss des konstant zu haltenden Subsystems beim Einstellen der Betriebszustände des Systems zulassen. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass die Betriebszustände des Systems entlang der oben genannten Isolinien erfasst wird, weil sich hier das zu untersuchende System ständig in einem annähernd stationären Zustand befindet. Dieser annähernd stationäre Zustand gewährleistet, dass die erfassten Größen das stationäre Verhalten gut wiedergeben und die Isolinien mit hoher Frequenz abgetastet werden können. Daraus resultiert eine Zeit- und Kosteneinsparung im Vergleich zu Verfahren des Standes der Technik. Aus diesen Isolinien, die nach dem Abtasten durch Funktionen der anderen zu variierenden physikalischen Größen des zu untersuchenden Systems beschreibbar sind, wird dann, beispielsweise durch Extrapolation oder andere mathematische Verarbeitungsverfahren, das Kennfeld zur Beschreibung des zu untersuchenden Systems zusammengesetzt. Durch die Umrechenbarkeit der das zu untersuchende System beschreibenden physikalischen Größen ineinander wird sichergestellt, dass auch bei Konstanthalten eines Subsystems das zu untersuchende System durch das ermittelte Kennfeld vollständig beschreibbar ist.According to one Another embodiment of the present invention, the detection takes place the majority of physical sizes of the system are not along a predetermined characteristic grid. It is also preferable to dynamically detect the plurality of physical sizes with to perform a fixed and / or a variable frequency. The Scanning the operating conditions of the prior art system to be examined would mean that you can not determine the map by going along the above-mentioned isolines of the system to be kept constant. This would but again the negative influence of the constant subsystem when setting the operating conditions of the system. For this reason, it is preferable that the operating conditions of the system is captured along the above isolines, because Here the system to be examined constantly in an approximately stationary state located. This approximate stationary Condition ensured that the recorded sizes the stationary Play well and the isolines are sampled at high frequency can be. This results in a time and cost savings compared to Method of the prior art. From these isolines, which after the Scanning through functions of others to varying physical Sizes of are then describable, for example by extrapolation or other mathematical processing methods, the map for the description of the system to be examined composed. Due to the convertibility of describing the system to be examined physical sizes into each other Ensures that even when keeping a subsystem constant the system to be examined by the determined map completely writable is.

Es ist ebenfalls bevorzugt, in Anwendung des obigen Verfahrens auf die Brennkraftmaschine Regelparameter derselbigen einzustellen, wie beispielsweise Zündzeitpunkt und/oder Ventilöffnungszeiten. Ausgangspunkt bilden eine Mehrzahl von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, beispielsweise jeweils beschrieben durch Drehzahl und Motormoment, für die die Regelparameter auf optimalen Verbrauch oder optimale Emission der Brennkraftmaschine einzustellen sind. Man gruppiert die Mehrzahl der Betriebszustände so, dass thermisch ähnliche Betriebszustände nacheinander abgearbeitet werden. Auf diese Weise wird die langsamste Dynamik des System, d. h. der Brennkraftmaschine, ausgeschaltet oder umgangen. Aus den abgearbeiteten sortierten Betriebszuständen wird dann eine mathematische Beschreibung der optimalen Regelparameter ermittelt.It is also preferred, using the above method to set the internal combustion engine control parameters derselbigen such as ignition timing and / or valve opening times. The starting point is a plurality of operating states of the Internal combustion engine, for example, each described by speed and engine torque, for the control parameters for optimal consumption or optimal emission the internal combustion engine are to be adjusted. One groups the majority of the operating conditions so that thermally similar operating states successively be processed. In this way, the slowest dynamics of the System, d. H. the internal combustion engine, switched off or bypassed. From the processed sorted operating states is then a mathematical Description of the optimal control parameters determined.

Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:in the Following are the preferred embodiments of the present invention Invention with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Raster von Drehmoment-Drehzahl-Werten zur Ermittlung eines Kennfeldes einer Brennkraftmaschine, 1 a known from the prior art grid of torque-speed values for determining a map of an internal combustion engine,

2 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verbrauchs-Kennfeld einer Brennkraftmaschine, das auch als Muscheldiagramm bezeichnet wird, 2 a known from the prior art consumption characteristics of an internal combustion engine, which is also referred to as shell diagram,

3 die Darstellung der Motorleistung einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und aufgenommen mit Hilfe von Isoverbrauchslinien, 3 the representation of the engine power of an internal combustion engine as a function of the engine speed and recorded by means of Isoverbrauchslinien,

4 die Darstellung eines Verbrauchs einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Motorleistung bei konstanten Motordrehzahlen und 4 the representation of a consumption of an internal combustion engine as a function of the engine power at constant engine speeds and

5 die Abhängigkeit des Verbrauchs einer Brennkraftmaschine von der Motordrehzahl bei konstanter Leistung. 5 the dependence of the consumption of an internal combustion engine on the engine speed at constant power.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll am Beispiel der Brennkraftmaschine erläutert werden. Über die Identifikation eines stationären Verbrauchsverhaltens der Brennkraftmaschine wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verbrauchskennfeld ermittelt, um beispielsweise den späteren Betrieb der Brennkraftmaschine zu regeln. Betrachtet man die Brennkraftmaschine bzw. den Motor als System, so kann man dieses System in verschiedene Subsysteme unterteilen. Diese Subsysteme werden durch einzelne oder mehrere physikalische Größen charakterisiert, die auch zur Beschreibung des Systems dienen.A preferred embodiment The present invention is based on the example of the internal combustion engine explained become. about the identification of a stationary Consumption behavior of the internal combustion engine is according to a embodiment the present invention determines a consumption map to for example, the later Operation of the internal combustion engine to regulate. Looking at the internal combustion engine or the engine as a system, so you can this system in different Divide subsystems. These subsystems are represented by single or characterized several physical quantities, the also serve to describe the system.

Betrachtet man das Einstellen eines stationären Zustands des Systems, so wird die Dynamik dieses Einstellverhaltens durch die jeweilige Dynamik der beteiligten Subsysteme beeinflusst. Auf die Dynamik der Brennkraftmaschine wirkt sich beispielsweise die Luftmassendynamik, die Trägheit rotierender bzw. bewegter Teile und die Temperaturverteilung innerhalb der Brennkraftmaschine aus. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des Subsystems können dessen Verhalten und Dynamiken zum Einstellen stationärer Zustände unterschiedlich sein im Vergleich zu anderen Subsystemen.considered one setting a stationary one State of the system, so does the dynamics of this adjustment behavior influenced by the respective dynamics of the subsystems involved. On the dynamics of the internal combustion engine, for example, affects the air mass dynamics, the inertia rotating or moving parts and the temperature distribution within of the internal combustion engine. Depending on the properties of the subsystem its behavior and dynamics differ for setting stationary states be compared to other subsystems.

Zur Ermittlung eines Verbrauchskennfeldes der Brennkraftmaschine wird die Brennkraftmaschine zunächst in eine Mehrzahl von Subsystemen, wie beispielsweise die oben genannten Subsysteme, unterteilt. Diese Subsysteme werden durch die physikalischen Größen Temperatur, Luftmassenstrom, Verbrauch oder Leistung beschrieben, während auch andere physikalischen Größen anwendbar sind. Nach dem Unterteilen des Systems in Subsysteme wird deren Verhalten ausgewertet, um Herauszufinden, mit welcher Dynamik ein stationärer Zustand des Systems erreicht wird. Mit dieser Auswertung erhält man die Information, welche Subsysteme durch ihre Dynamik ein schnelles Erreichen eines stationären Zustandes des Systems unterstützen. Diese Information wird daraus abgeleitet, wie viel Zeit jedes Subsystem selbst zum Einstellen seines stationären Zustandes benötigt. Um zu den oben genannten beispielgebenden Subsystemen der Brennkraftmaschine zurückzukehren, benötigt beispielsweise die Luftmassendynamik mehrere 100 ms zur Einstellung eines stationären Zustandes. Die Trägheit bewegter Teile erreicht noch im Sekundenbereich einen stationären Zustand, während die Temperaturverteilung der Brennkraftmaschine mehrere Minuten benötigt, bis alle Wärmekapazitäten eine stationäre Temperatur erreicht haben.To determine a consumption map In the internal combustion engine, the internal combustion engine is first subdivided into a plurality of subsystems, such as the abovementioned subsystems. These subsystems are described by the physical quantities temperature, air mass flow, consumption or power, while other physical quantities are applicable. After subdividing the system into subsystems, their behavior is evaluated to find out the dynamics with which a stationary state of the system is reached. With this evaluation one gets the information, which subsystems support by its dynamics a fast achievement of a steady state of the system. This information is derived from how much time each subsystem itself takes to set its steady state. For example, to return to the above exemplifying subsystems of the internal combustion engine, the air mass dynamics require several 100 ms to set a stationary state. The inertia of moving parts still reaches a stationary state within seconds, while the temperature distribution of the internal combustion engine takes several minutes until all heat capacities have reached a steady state temperature.

Anhand der Kenntnis der Eigenschaften der einzelnen Subsysteme ist es nun erforderlich, das Subsystem aus der Mehrzahl der Subsysteme auszuwählen, welches die längste Subsystem-Einstellzeit zum Erreichen eines stationären Zustandes aufweist. Dieses Subsystem wird dann für das weitere Verfahren als Konstant-Subsystem bezeichnet und durch Konstanthalten des Konstant-Subsystems sein Einfluss auf die Dynamik des Systems weitestgehend eliminiert.Based it is now the knowledge of the properties of the individual subsystems required to select the subsystem from the majority of subsystems, which the longest Subsystem setup time to reach a steady state having. This subsystem is then used for the further procedure Constant subsystem and by keeping constant the constant subsystem its influence on the dynamics of the system largely eliminated.

Am Beispiel der Brennkraftmaschine bedeutet dies, um das Verbrauchskennfeld der Brennkraftmaschine mit weniger Zeitaufwand und damit wirtschaftlicher als im Vergleich zum Stand der Technik ermitteln zu können, ist es erforderlich, die Dynamik des Systems zum Einstellen eines stationären Zustands zu optimieren. Aus diesem Grund wird während der Aufnahme der Messwerte für das Verbrauchskennfeld der Brennkraftmaschine das langsamste Subsystem „ausgeschaltet". Dieses „Ausschalten" erfolgt über das Konstanthalten der physikalischen Größe, die dieses Subsystem bestimmt, so dass keine Einstellvorgänge dieses Subsystems bzw. des Konstant-Subsystems bei der weiteren Messwerterfassung erforderlich sind. Da die Temperaturverteilung in der Brennkraftmaschine die im Vergleich zu den anderen Subsystemen schlechteste Dynamik zeigt, wird die Temperaturverteilung als Konstant-Subsystem definiert.At the Example of the internal combustion engine, this means the consumption map the internal combustion engine with less time and thus more economical to be able to determine as compared to the prior art, is it requires the dynamics of the system to set a steady state to optimize. For this reason, while recording the readings for the Consumption map of the internal combustion engine, the slowest subsystem "off." This "off" via the Keeping constant the physical size that determines this subsystem so no setting operations This subsystem or the constant subsystem in the further measured value acquisition required are. As the temperature distribution in the internal combustion engine the worst dynamics compared to the other subsystems shows, the temperature distribution is defined as a constant subsystem.

Um die Temperaturverteilung in der Brennkraftmaschine konstant zu halten, wird man daher versuchen, entlang von Isotemperaturverteilungslinien die Messwerterfassung zur Bestimmung des Kennfeldes der Brennkraftmaschine durchzuführen. In erster Näherung kann man diese Isotemperaturverteilungslinien zwischen den Isolinien für konstante Motorabtriebsleistung und den Isolinien für konstanten Verbrauch der Brennkraftmaschine erwarten. Als weitere Näherung kann man ebenfalls annehmen, dass trotz unterschiedlicher Leistungs- und Drehzahl-Werte der Brennkraftmaschine annähernd die gleiche Menge Kraftstoff in thermische Energie umgesetzt wird, so dass bei einem konstanten Kraftstoffverbrauch auch annähernd eine konstante Temperaturverteilung in der Brennkraftmaschine vorliegt. Mit dieser Annahme stellt die Temperaturverteilung der Brennkraftmaschine auch ein Konstant-Subsystem dar, wenn man sich entlang von Isoverbrauchslinien bewegt, d. h. wenn man die Betriebsdaten der Brennkraftmaschine erfasst, während Motorleistung und Drehzahl der Brennkraftmaschine bei konstantem Kraftstoffverbrauch verändert werden.Around to keep the temperature distribution in the internal combustion engine constant, One will therefore try along Isotemperaturverteilungslinien the measured value detection for determining the characteristic diagram of the internal combustion engine perform. In first approximation One can see these isotemperature distribution lines between the isolines for constant engine output and the isolines for expect constant consumption of the internal combustion engine. As another approximation it can also be assumed that, despite differing performance levels, and engine speed values approximately the same amount of fuel is converted into thermal energy, so that at a constant Fuel consumption also approximate there is a constant temperature distribution in the internal combustion engine. With this assumption, the temperature distribution of the internal combustion engine is also a constant subsystem when moving along iso-consumption lines, d. H. if you record the operating data of the internal combustion engine, while Engine power and speed of the internal combustion engine with constant fuel consumption changed become.

Des Weiteren wird für das zu ermittelnde Verbrauchskennfeld der Brennkraftmaschine bevorzugt nicht das Motormoment über der Drehzahl verändert, wie es beispielsweise aus dem Muscheldiagramm gemäß 2 bekannt ist. Stattdessen wird entlang von Isoverbrauchslinien die Motorleistung über der Drehzahl verändert, weil in dieser Darstellung die Isoverbrauchslinie einen annähernd linearen Verlauf zeigt (vgl. 3).Furthermore, the engine torque over the rotational speed is preferably not changed for the consumption map of the internal combustion engine to be determined, as can be seen, for example, from the shell diagram according to FIG 2 is known. Instead, the engine power is changed over the rotational speed along iso-consumption lines, because in this illustration the iso-consumption line shows an approximately linear course (cf. 3 ).

Um das Verbrauchskennfeld der Brennkraftmaschine zu ermitteln, wird eine Mehrzahl physikalischer Größen des Systems, beispielsweise Motorleistung und Drehzahl, bei gleichzeitigem Konstanthalten der Subsystem-Größe des Konstant-Subsystems an einem ersten Wert, d. h. entlang einer ersten Isoverbrauchslinie und somit bei einer ersten festen Temperatur, geändert und erfasst. Das Ändern und Erfassen der Mehrzahl der physikalischen Größen des Systems wird wiederholt, nachdem die Subsystem-Größe des Konstant-Subsystems auf mindestens einen zweiten Wert eingestellt worden ist und bei diesem konstant gehalten wird. Basierend auf der Messwerterfassung entlang von Isoverbrauchslinien braucht man nun von einem Messpunkt zum anderen nicht mehr auf die thermische Stati onarität des Systems zu warten. Auf diese Weise werden Zeit, Betriebskosten und Arbeitskosten gesenkt, um nur einige Beispiele zu nennen. Zudem wird bei einer gegebenen Anzahl von Kurven ein möglicher Fehler kleiner, wenn sich die darzustellende Messkurve einer Gerade annähert. Dies ist gerade bei den hier gewählten Größen Drehzahl, Leistung und Verbrauch der Fall.Around to determine the consumption map of the internal combustion engine, is a plurality of physical quantities of the Systems, such as engine power and speed, at the same time Keeping the subsystem size of the constant subsystem constant at one first value, d. H. along a first Isoverbrauchslinie and thus at a first fixed temperature, changed and detected. The change and capture the majority of the physical quantities of the system is repeated, after the subsystem size of the constant subsystem has been set to at least a second value and at this is kept constant. Based on the measured value acquisition along Isoverbrauchslinien you need now from a measuring point on the other hand, it no longer depends on the thermal state of the system waiting. In this way, time, running costs and labor costs lowered, to name just a few examples. In addition, at a given number of curves a possible error smaller, if the trace to be displayed approaches a straight line. This is just at the chosen here Sizes speed, Performance and consumption of the case.

Da die langsame Dynamik des Subsystems „Temperaturverteilung" „ausgeschaltet" worden ist, weil man das Kennfeld entlang von Isoverbrauchslinien vermisst, ist es ebenfalls bevorzugt, die Messwerte für das Verbrauchskennfeld der Brennkraftmaschine möglichst schnell aufzunehmen. Aus diesem Grund erfolgt ein Abtasten bzw. Erfassen der Betriebszustände entlang der jeweiligen Isoverbrauchslinie mit einer Frequenz größer als 0,5 Hz, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 100 Hz oder 0,5 bis 10 Hz oder bei 1 Hz. Es ist weiterhin bevorzugt, die Isoverbrauchslinie mit einer festen und/oder einer variablen Frequenz abzufahren, um beispielsweise eine bestimmte Auflösung von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zu berücksichtigen.Since the slow dynamics of the subsystem "temperature distribution" has been "switched off", because you have the map along Isoverbrauchslini en, it is also preferred to record the measured values for the consumption map of the internal combustion engine as quickly as possible. For this reason, a sampling or recording of the operating states along the respective Isoverbrauchslinie with a frequency greater than 0.5 Hz, preferably in a range of 0.5 to 100 Hz or 0.5 to 10 Hz or at 1 Hz. It is Furthermore, it is preferable to run the Isoverbrauchslinie with a fixed and / or a variable frequency, for example, to take into account a certain resolution of operating conditions of the internal combustion engine.

Bei diesem dynamischen Messen können Fehler auftreten, wie beispielsweise durch Totzeiten von Signalen im Abgasstrang oder weil Systemdynamiken nicht vollständig stationär sind. Diese Fehler werden ausgeschlossen oder auf ein Minimum reduziert, indem man die gleiche Isolinie einmal in jeder Richtung abfährt. Das bedeutet am Beispiel einer Isoverbrauchslinie im Motorleistung-Drehzahl-Diagramm (vgl. 3), dass man die Isoverbrauchslinie von hoher zu tiefer Drehzahl und umgekehrt abfährt. Nachfolgend wird als Stationärwert der Mittelwert der beiden gemessenen Isoverbrauchslinien gebildet.In this dynamic measurement errors may occur, such as by dead times of signals in the exhaust system or because system dynamics are not completely stationary. These errors are eliminated or minimized by running the same isoline once in each direction. This means using the example of an Isoverbrauchslinie in the engine power-speed diagram (see. 3 ), that the Isoverbrauchslinie descends from high to low speed and vice versa. Subsequently, the mean value of the two measured iso-consumption lines is formed as stationary value.

Das obige Abtasten bzw. Erfassen der Betriebszustände der Brennkraftmaschine wird für eine Mehrzahl von Isoverbrauchslinien wiederholt, so dass man aus diesen Isoverbrauchslinien durch Extrapolation oder andere mathematische Verarbeitungsverfahren eine Verbrauchsfunktion der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Motorleistung und der Motordrehzahl erzeugen kann. Diese mathematische Verarbeitung und funktionale Darstellung wird dadurch unterstützt, dass die Isoverbrauchslinien einen annähernd linearen Verlauf zeigen, so dass ihre ma thematische Verarbeitung erleichtert wird. So lassen sich die in 3 dargestellten Daten auch als annähernd lineare Graphen im Verbrauch-Motorleistung-Diagrammfür konstante Drehzahlen (4) und im Verbrauch-Drehzahl-Diagrammfür konstante Motorleistungen (5) veranschaulichen.The above sampling of the operating states of the internal combustion engine is repeated for a plurality of iso-consumption lines, so that it is possible to generate from these iso-consumption lines by extrapolation or other mathematical processing methods a consumption function of the internal combustion engine as a function of the engine power and the engine speed. This mathematical processing and functional representation is supported by the fact that the iso-consumption lines show an approximately linear course, so that their mathematical processing is facilitated. This is how the in 3 Also shown as approximately linear graphs in Consumption Motor Power Diagram for Constant Speeds (FIG. 4 ) and in the consumption-speed diagram for constant engine power ( 5 ) illustrate.

Aufgrund der oben genannten und gezeigten linearen Zusammenhänge ist es daher bevorzugt, das Verbrauchskennfeld der Brennkraftmaschine als Tripel Drehzahl, Motorleistung und Verbrauch darzustellen. Dies liefert eine einfachere und übersichtlichere Darstellung als sie beispielweise durch das in 2 dargestellte Muscheldiagramm zur Verfügung gestellt wird. Zudem zeichnet sich diese Messwertdarstellung bei gleicher Anzahl an Stützstellen im Vergleich zum Stand der Technik durch einen geringeren Fehler aus. Mit diesem Tripel ist das Verhalten der Brennkraftmaschine über große Bereiche linear, Interpolationen sind mit nur geringen Fehlern behaftet und die Anzahl der Messpunkte kann bei gleichem Interpolationfehler weiter reduziert werden. Mit der Reduktion von Messpunkten gegenüber bekannten Verfahren ist ebenfalls eine Zeit- und damit Kostenersparnis verbunden, da teure Prüfstandstunden eingespart werden können. Diese Einsparungen werden auch dadurch gefördert, dass nicht mehr über ein festes Raster (vgl. 1) die Betriebspunkte der Brennkraftmaschine angefahren werden müssen, sondern ein hochfrequentes Abtasten entlang der ausgewählten Isolinien erfolgt.Due to the above-mentioned and shown linear relationships, it is therefore preferable to display the consumption map of the internal combustion engine as a triple speed, engine power and consumption. This provides a simpler and clearer representation than for example by the in 2 shown shell diagram is provided. In addition, this measured value representation is characterized by a lower error with the same number of support points in comparison to the prior art. With this triple, the behavior of the internal combustion engine over large areas is linear, interpolations are subject to only small errors and the number of measurement points can be further reduced with the same interpolation error. With the reduction of measuring points compared to known methods also a time and cost savings associated with expensive test bench hours can be saved. These savings are also promoted by the fact that it is no longer possible to use a fixed grid (cf. 1 ) the operating points of the internal combustion engine must be approached, but a high-frequency scanning along the selected isolines is done.

Claims (6)

Verfahren zur Identifikation eines stationären Verhaltens eines Systems, das durch eine Mehrzahl physikalischer Größen beschreibbar ist, insbesondere ein Verfahren zum Ermitteln eines Verbrauchskennfelds einer Brennkraftmaschine, das die folgenden Schritte aufweist: a. Unterteilen des Systems in eine Mehrzahl von Subsystemen, die ein Einstellverhalten eines stationären Zustands des Systems bestimmen und durch eine physikalische Subsystem-Größe, vorzugsweise Temperatur, Luftmassenstrom, Verbrauch, Leistung, charakterisierbar sind, b. Ermitteln einer Subsystem-Einstellzeit zum Erreichen eines vorgegebenen Werts der Subsystem-Größe als stationären Zustand für das jeweilige Subsystem, c. Auswählen des Subsystems aus der Mehrzahl der Subsysteme mit der längsten Subsystem-Einstellzeit als Konstant-Subsystem und d. Ändern und Erfassen der Mehrzahl der physikalischen Größen des Systems bei gleichzeitigem Konstanthalten der Subsystem-Größe des Konstant-Subsystems an einem ersten Wert und erneutes Ändern und Erfassen der Mehrzahl der physikalischen Größen des Systems bei gleichzeitigem Konstanthalten der Subsystem-Größe des Konstant-Subsystems an mindestens einem zweiten Wert.Method for identifying a stationary behavior a system writable by a plurality of physical quantities is, in particular a method for determining a consumption map an internal combustion engine comprising the following steps: a. Subdividing the system into a plurality of subsystems including Setting behavior of a stationary State of the system and by a physical subsystem size, preferably temperature, Air mass flow, consumption, power, can be characterized, b. Determine a subsystem setup time to achieve a given Value of subsystem size as stationary state for the respective subsystem, c. Select the subsystem from the Most subsystems with the longest subsystem setup time as Constant subsystem and d. To change and detecting the plurality of physical quantities of the system at the same time Keep the subsystem size of the constant subsystem constant at a first value and again changing and detecting the plurality the physical quantities of System while keeping constant the subsystem size of the constant subsystem at least a second value. Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem das Erfassen der Mehrzahl der physikalischen Größen nicht entlang eines vorgegebenen Kenngrößenrasters erfolgt.Method according to claim 1, in which the detection of the plurality of physical quantities is not along a predetermined characteristic grid he follows. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem ein dynamisches Erfassen der Mehrzahl der physikalischen Größen mit einer festen und/oder einer variablen Frequenz erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in which dynamically detecting the plurality of physical Sizes with a fixed and / or a variable frequency. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das dynamische Erfassen der Mehrzahl der physikalischen Größen innerhalb eines Frequenzbereichs von 0,5 bis 10 Hz, vorzugsweise bei 1 Hz, erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in which dynamically detecting the plurality of physical quantities within a frequency range from 0.5 to 10 Hz, preferably at 1 Hz, he follows. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem als Kennfeld ein Verbrauch einer Brennkraftmaschine ermittelt wird, eine Temperaturverteilung innerhalb der Brennkraftmaschine das Konstant-Subsystem bildet und als physikalische Größen Drehzahl und Leistung der Brennkraftmaschine entlang von Isotemperaturverteilungslinien erfasst werden.Method according to one of the preceding claims, in which a fuel consumption of an internal combustion engine is determined as a map, a temperature distribution within the internal combustion engine Constant subsystem forms and are detected as physical variables speed and power of the internal combustion engine along isotemperaturverteilungslinien. Verfahren gemäß Anspruch 5, mit dem weiteren Schritt: Abfahren der Isotemperaturverteilungslinie in Richtung von hoher zu tiefer und von tiefer zu hoher Drehzahl und Bilden eines Mittelwerts der zwei gemessenen Isotemperaturverteilungslinien, um Fehler zu eliminieren.Method according to claim 5, with the further step: traversing the Isotemperaturverteilungslinie in the direction from high to low and from low to high speed and forming an average of the two measured isotemperature distribution lines, to eliminate errors.
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