DE102011115970A1 - Method for controlling internal combustion engine e.g. stroke or rotary-piston engine, of motor car, involves determining maximum and minimum rotation speed values in region of time course in which speed falls below predetermined speed - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Hub- oder Rotationskolbenmaschine.The present invention relates to a method and a corresponding device for controlling an internal combustion engine, in particular a reciprocating or rotary piston machine.
In Kraftfahrzeugen werden in der Regel Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt, die nach einem diskontinuierlichen Verbrennungsprinzip arbeiten. Hierbei handelt es sich insbesondere um Zwei- oder Viertakt-Verbrennungsmotoren, die je nach eingesetztem Kraftstoff als Otto- oder Dieselmotoren bezeichnet werden.In motor vehicles usually internal combustion engines are used, which operate on a discontinuous combustion principle. These are in particular two- or four-stroke internal combustion engines, which are referred to as gasoline or diesel engines depending on the fuel used.
Aufgrund ihres Arbeitsprinzips geben solche Verbrennungskraftmaschinen in der Regel ein diskontinuierliches Drehmoment ab, das gewissen Schwankungen unterliegt, wodurch es regelmäßig zu unerwünschten Drehzahlschwankungen im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs kommt. Diese Drehzahlschwankungen stellen eine zusätzliche Beanspruchung des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs dar. Die damit verbundenen Vibrationen und Geräusche werden darüber hinaus von Fahrzeuginsassen meist als störend empfunden.Due to their operating principle, such internal combustion engines usually give off a discontinuous torque, which is subject to certain fluctuations, which regularly leads to undesired speed fluctuations in the drive train of the motor vehicle. These speed fluctuations represent an additional stress on the drive train of the motor vehicle. The associated vibrations and noises are also perceived by vehicle occupants mostly as disturbing.
Zur Verminderung solcher Drehmoment- bzw. Drehzahlschwankungen werden häufig sogenannte Zweimassenschwungräder verwendet, bei welchen eine mit der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine starr gekoppelte erste Schwungmasse und eine über eine Kupplung mit dem Fahrzeuggetriebe gekoppelte zweite Schwungmasse drehelastisch miteinander gekoppelt sind. Zur drehelastischen Kopplung der beiden Schwungmassen werden üblicherweise Federn verwendet, so dass ein Zweimassenschwungrad ein Feder-Masse-System darstellt, dessen Schwingungsverhalten im Bereich seiner Eigenfrequenz eine Resonanz zeigt, deren Auswirkungen von unerwünschten Geräuschen und Vibrationen bis hin zur Beschädigung des Zweimassenschwungrades reichen können.To reduce such torque or speed fluctuations often so-called dual-mass flywheels are used in which a rigidly coupled to the crankshaft of the internal combustion engine first flywheel and coupled via a clutch to the vehicle transmission second flywheel are rotationally coupled together. For torsionally elastic coupling of the two masses usually springs are used, so that a dual-mass flywheel is a spring-mass system whose vibration behavior in the region of its natural frequency resonates, the effects of unwanted noise and vibration can extend to damage the dual mass flywheel.
Aus
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, eine Vorrichtung sowie eine entsprechende Verbrennungskraftmaschine anzugeben, bei welchem bzw. welcher in möglichst vielen Betriebssituationen des Kraftfahrzeugs das Auftreten von Resonanzen mit möglichst hoher Zuverlässigkeit erkannt wird.It is an object of the present invention to specify a method, a device and a corresponding internal combustion engine in which or in which the occurrence of resonances is detected with as high a reliability as possible in as many operating situations of the motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren, die Vorrichtung sowie die Verbrennungskraftmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.This object is achieved by the method, the device and the internal combustion engine according to the independent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Schritte auf: Erfassen eines zeitlichen Verlaufs der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, Ermittlung von Maximalwerten und Minimalwerten der Drehzahl in einem Bereich des zeitlichen Verlaufs der Drehzahl, in welchem die Drehzahl eine vorgegebene Drehzahl unterschreitet, und Steuerung der Verbrennungskraftmaschine unter Heranziehung derjenigen Maximalwerte und Minimalwerte der Drehzahl, die einem unmittelbar nach Unterschreiten der vorgegebenen Drehzahl ermittelten ersten Maximalwert und/oder ersten Minimalwert der Drehzahl folgen.The inventive method has the following steps: detecting a time profile of the rotational speed of the internal combustion engine, determination of maximum values and minimum values of the speed in a range of the time profile of the speed in which the speed falls below a predetermined speed, and controlling the internal combustion engine using those maximum values and minimum values of the rotational speed, which follow a first maximum value and / or first minimum value of the rotational speed determined immediately after falling below the predetermined rotational speed.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine umfasst mindestens einen Sensor zum Erfassen eines zeitlichen Verlaufs der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine sowie eine Steuerungseinheit zur Ermittlung von Maximalwerten und Minimalwerten der Drehzahl in einem Bereich des zeitlichen Verlaufs der Drehzahl, in welchem die Drehzahl eine vorgegebene Drehzahl unterschreitet, und zur Steuerung der Verbrennungskraftmaschine unter Heranziehung derjenigen Maximalwerte und Minimalwerte der Drehzahl, die einem unmittelbar nach Unterschreiten der vorgegebenen Drehzahl ermittelten ersten Maximalwert und/oder ersten Minimalwert der Drehzahl folgen.The inventive device for controlling an internal combustion engine comprises at least one sensor for detecting a time profile of the rotational speed of the internal combustion engine and a control unit for determining maximum values and minimum values of the rotational speed in a range of the time profile of the rotational speed, in which the rotational speed falls below a predetermined rotational speed, and for controlling the internal combustion engine by taking into account those maximum values and minimum values of the rotational speed which follow a first maximum value and / or first minimum value of the rotational speed determined immediately after falling below the predetermined rotational speed.
Die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eine Hubkolben- oder Rotationskolbenmaschine, umfasst mindestens einen Kolben, insbesondere einen Hub- oder Rotationskolben, eine mit dem Kolben gekoppelte Antriebswelle, insbesondere eine Kurbel- bzw. Exzenterwelle, eine mit der Antriebswelle gekoppelte erste Schwungmasse, eine mit der ersten Schwungmasse elastisch gekoppelte zweite Schwungmasse, mindestens einen Sensor zum Erfassen eines zeitlichen Verlaufs der Drehzahl der Antriebswelle sowie eine Steuerungseinheit zur Ermittlung von Maximalwerten und Minimalwerten der Drehzahl in einem Bereich des zeitlichen Verlaufs der Drehzahl, in welchem die Drehzahl eine vorgegebene Drehzahl unterschreitet, und zur Steuerung der Verbrennungskraftmaschine unter Heranziehung derjenigen Maximalwerte und Minimalwerte der Drehzahl, die einem unmittelbar nach Unterschreiten der vorgegebenen Drehzahl ermittelten ersten Maximalwert und/oder ersten Minimalwert der Drehzahl folgen.The internal combustion engine according to the invention, in particular a reciprocating piston or rotary piston machine, comprises at least one piston, in particular a lifting or rotary piston, a drive shaft coupled to the piston, in particular a crankshaft or eccentric shaft, a first flywheel coupled to the drive shaft, one with the first Flywheel elastically coupled second flywheel, at least one sensor for detecting a time course of the rotational speed of the drive shaft and a control unit for determining maximum values and minimum values of the speed in a range of the time profile of the speed in which the speed falls below a predetermined speed, and for control the internal combustion engine with reference to those maximum values and minimum values of the rotational speed, which follow a first maximum value and / or first minimum value of the rotational speed determined immediately after falling below the predetermined rotational speed.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine kontinuierlich oder mittels diskreter Messschritte, vorzugsweise mit einer bestimmten Abtastrate, zu erfassen und in dem Fall, dass die erfasste Drehzahl eine vorgegebene Drehzahl unterschreitet, Maximalwerte und Minimalwerte im zeitlichen Drehzahlverlauf zu ermitteln. Bei der automatischen Überprüfung, ob eine Resonanz vorliegt, werden jedoch nur diejenigen der ermittelten Maximalwerte und Minimalwerte der Drehzahl herangezogen, welche zeitlich nicht unmittelbar nach dem Unterschreiten der vorgegebenen Drehzahl auftreten. Insbesondere werden hierbei ein unmittelbar nach dem Unterschreiten der vorgegebenen Drehzahl ermittelter erster Maximalwert und/oder ein unmittelbar darauffolgender erster Minimalwert bei der Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Drehzahl nicht herangezogen. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine unmittelbar nach einem Drehzahlrückgang auftretende erste Schwingung – bei welcher es sich häufig um keine vollständige oder eigentliche Schwingung und insofern lediglich um eine scheinbare Schwingung handelt – bei der automatischen Erkennung des Vorliegens einer Resonanz nicht berücksichtigt wird. Dadurch, dass diese erste Schwingung bzw. Teilschwingung nicht zur Bestimmung einer möglicherweise vorliegenden Resonanz sowie einer entsprechenden Steuerung der Verbrennungskraftmaschine herangezogen wird, wird in überraschender Weise eine wesentlich zuverlässigere Erkennung des Vorliegens einer Resonanz und darauf basierend eine entsprechende Steuerung der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet, als dies bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren der Fall ist.The invention is based on the idea of the speed of the internal combustion engine be detected continuously or by means of discrete measuring steps, preferably with a specific sampling rate, and in the event that the detected speed falls below a predetermined speed, to determine maximum values and minimum values in the temporal speed curve. When automatically checking whether there is a resonance, however, only those of the determined maximum values and minimum values of the rotational speed are used, which do not occur in time immediately after falling below the predetermined rotational speed. In particular, a first maximum value determined immediately after falling below the predetermined rotational speed and / or an immediately following first minimum value are not used in the evaluation of the time profile of the rotational speed. This ensures that a first oscillation occurring immediately after a speed reduction-which is often not a complete or actual oscillation and thus only an apparent oscillation-is not taken into account in the automatic detection of the presence of a resonance. The fact that this first vibration or partial vibration is not used to determine a possibly present resonance and a corresponding control of the internal combustion engine, surprisingly much more reliable detection of the presence of resonance and based on a corresponding control of the internal combustion engine is ensured, as in known from the prior art method is the case.
Dies gilt insbesondere für Betriebssituationen, in welchen die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine durch ein entsprechendes Bedienungs- bzw. Fahrverhalten des Fahrers unter die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors gebracht wird. Solche Situationen können auftreten, wenn das Fahrzeug bei eingelegtem Gang während der Fahrt durch Bremsen bzw. im Stillstand durch entsprechende Betätigung der Kupplung gewürgt wird. Ferner kann eine solche Situation beim Starten der Verbrennungskraftmaschine auftreten, wenn der Zündanlassschalter nur kurzzeitig betätigt wird. Nicht zuletzt kann es zu Resonanzen kommen, wenn bei Fahrzeugen mit manuellen Schaltgetrieben während der Fahrt versehentlich ein Verschalten in einen zu hohen Gang erfolgt.This is especially true for operating situations in which the speed of the internal combustion engine is brought by an appropriate operating or driving behavior of the driver below the idle speed of the internal combustion engine. Such situations can occur when the vehicle is strangled in gear engaged while driving by braking or at a standstill by appropriate actuation of the clutch. Furthermore, such a situation may occur when starting the internal combustion engine when the ignition starter switch is actuated only for a short time. Last but not least, resonances can occur if, on vehicles with manual transmissions, a connection to a gear that is too high is inadvertently made while driving.
Durch die Erfindung wird gerade in solchen Betriebssituationen eine besonders hohe Zuverlässigkeit bei der Erkennung von Resonanzen im zeitlichen Drehzahlverlauf nach Unterschreiten der Leerlaufdrehzahl erreicht sowie eine entsprechende Steuerung der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.The invention achieves a particularly high degree of reliability in the detection of resonances in the temporal speed curve after falling below the idling speed, and makes possible a corresponding control of the internal combustion engine, especially in such operating situations.
Vorzugsweise stellt der nach dem Unterschreiten der vorgegebenen Drehzahl auftretende erste Minimalwert ein lokales Minimum im zeitlichen Verlauf der Drehzahl dar. Dies bedeutet, dass die beiden dem ersten Minimalwert unmittelbar benachbarten Drehzahlwerte größer sind als dieser. Insbesondere ist im Bereich des ersten Minimalwertes die erste Ableitung des zeitlichen Drehzahlverlaufs nach der Zeit gleich Null und die zweite Ableitung des zeitlichen Drehzahlverlaufs nach der Zeit ungleich Null. Hierbei wird eine zuverlässige Identifikation des ersten Minimalwertes ermöglicht, so dass dessen Nichtberücksichtigung bei der nachfolgenden Prüfung des Drehzahlverlaufs bezüglich des Vorliegens einer Resonanz zuverlässig gewährleistet wird. Darüber hinaus können dadurch die dem ersten Minimalwert folgenden weiteren Minimalwerte besonders zuverlässig identifiziert und zur Prüfung bezüglich des Vorliegens einer Resonanz herangezogen werden.Preferably, the first minimum value occurring after falling below the predetermined rotational speed represents a local minimum over the time course of the rotational speed. This means that the two rotational speed values immediately adjacent to the first minimum value are greater than this. In particular, in the region of the first minimum value, the first derivative of the temporal speed curve after the time is equal to zero and the second derivative of the temporal speed curve after the time is not equal to zero. In this case, a reliable identification of the first minimum value is made possible, so that its non-consideration in the subsequent test of the speed curve with respect to the presence of a resonance is reliably ensured. In addition, the further minimum values following the first minimum value can thereby be identified with particular reliability and used for checking for the presence of a resonance.
Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt, dass der erste Maximalwert kein lokales Maximum im zeitlichen Verlauf der Drehzahl darstellt. Insbesondere entspricht der erste Maximalwert dem ersten Drehzahlwert, der nach dem Unterschreiten der vorgegebenen Drehzahl erfasst worden ist. Der erste Drehzahlwert stellt hierbei im Allgemeinen kein lokales Maximum dar, d. h. die erste Ableitung des zeitlichen Drehzahlverlaufs ist im Bereich des ersten Drehzahlwertes in der Regel ungleich Null. Auch durch diese Maßnahme wird eine zuverlässige Identifikation des ersten Maximalwertes erreicht und dessen Nichtberücksichtigung bei der nachfolgenden Prüfung des Drehzahlverlaufs bezüglich des Vorliegens einer Resonanz zuverlässig gewährleistet.Alternatively or additionally, it is preferred that the first maximum value does not represent a local maximum in the time course of the rotational speed. In particular, the first maximum value corresponds to the first rotational speed value which has been detected after falling below the predetermined rotational speed. The first speed value is generally not a local maximum, ie. H. The first derivative of the temporal speed curve is in the range of the first speed value usually not equal to zero. Also by this measure, a reliable identification of the first maximum value is achieved and its non-consideration in the subsequent examination of the speed curve with respect to the presence of a resonance reliably ensured.
In Verbindung mit der oben beschriebenen Identifikation und Nichtberücksichtigung des ersten Minimalwertes wird hierbei besonders zuverlässig verhindert, dass eine nach dem Unterschreiten der vorgegebenen Drehzahl auftretende Teilschwingung oder scheinbare Schwingung, auf welche anhand des erfassten ersten Maximalwertes und ersten Minimalwertes fälschlicherweise geschlossen werden könnte, bei der Prüfung hinsichtlich des Vorliegens einer Resonanz berücksichtigt wird.In connection with the above-described identification and disregard of the first minimum value, it is particularly reliably prevented that a sub-oscillation or apparent oscillation occurring after falling below the predetermined rotational speed, which could be erroneously concluded on the basis of the detected first maximum value and first minimum value, during the test is considered in terms of the presence of a resonance.
Es ist außerdem bevorzugt, dass die zur Steuerung der Verbrennungskraftmaschine herangezogen Maximalwerte und Minimalwerte jeweils lokale Maxima bzw. lokale Minima im zeitlichen Verlauf der Drehzahl darstellen. Dies bedeutet, dass die dem ersten Maximalwert und/oder ersten Minimalwert folgenden zweiten, dritten usw. Maximalwerte bzw. Minimalwerte, die bei der Prüfung hinsichtlich des Vorliegens einer Resonanz berücksichtigt werden, lokale Maxima bzw. lokale Minima darstellen. Hierbei sind die dem jeweiligen Minimalwert unmittelbar benachbarten Drehzahlwerte größer als der Minimalwert. Außerdem ist im Bereich des jeweiligen Minimalwertes die erste Ableitung des zeitlichen Drehzahlverlaufs nach der Zeit gleich Null und die zweite Ableitung des zeitlichen Drehzahlverlaufs nach der Zeit ungleich Null. Die dem jeweiligen Maximalwert unmittelbar benachbarten Drehzahlwerte sind dagegen kleiner als der Maximalwert. Ferner ist im Bereich des jeweiligen Maximalwertes die erste Ableitung des zeitlichen Drehzahlverlaufs nach der Zeit gleich Null und die zweite Ableitung des zeitlichen Drehzahlverlaufs nach der Zeit ungleich Null.It is also preferred that the maximum values and minimum values used to control the internal combustion engine each represent local maxima or local minima in the time course of the rotational speed. This means that the second, third etc. maximum values or minimum values following the first maximum value and / or first minimum value, which are taken into account in the test for the presence of a resonance, represent local maxima or local minima. In this case, the rotational speed values immediately adjacent to the respective minimum value are greater than the minimum value. It is also within the range of the respective Minimum value, the first derivative of the temporal speed curve after the time equal to zero and the second derivative of the temporal speed curve after the time not equal to zero. By contrast, the speed values immediately adjacent to the respective maximum value are smaller than the maximum value. Furthermore, in the region of the respective maximum value, the first derivative of the temporal speed curve after time is equal to zero and the second derivative of the temporal speed curve after time is not equal to zero.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Steuerung der Verbrennungskraftmaschine unter Heranziehung von Mittelwerten, welche aus den Maximalwerten und den jeweils folgenden oder vorausgehenden Minimalwerten gebildet werden. Hierbei wird jeweils aus einem Maximalwert und einem dem Maximalwert unmittelbar folgenden bzw. vorausgehenden Minimalwert ein Mittelwert bestimmt, beispielsweise durch arithmetische Mittelwertbildung. Grundsätzlich können die Mittelwerte aber auch auf andere Weise, z. B. durch Bildung des quadratischen oder kubischen Mittelwertes, erhalten werden. Insbesondere erfolgt die Steuerung der Verbrennungskraftmaschine unter Heranziehung eines Drehzahlmittelwertes, welcher aus diesen Mittelwerten gebildet wird. Vorzugsweise wird die Verbrennungskraftmaschine angehalten, wenn der Drehzahlmittelwert kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenmittelwert.In a further advantageous embodiment of the invention, the control of the internal combustion engine takes place using average values, which are formed from the maximum values and the respectively following or preceding minimum values. Here, a mean value is determined in each case from a maximum value and a minimum value immediately following or preceding the maximum value, for example by arithmetic mean value formation. In principle, however, the means can also be used in other ways, eg. B. by formation of the square or cubic average, are obtained. In particular, the control of the internal combustion engine takes place using a speed mean value, which is formed from these average values. Preferably, the internal combustion engine is stopped when the average speed value is less than a predetermined threshold mean value.
Die Ableitung von Mittelwerten aus Maximalwert-Minimalwert-Paaren bzw. die Bildung des Drehzahlmittelwertes durch Mittelung der abgeleiteten Mittelwerte führt einerseits zu einer Datenreduktion, was die Prüfung auf das Vorliegen einer Resonanz deutlich vereinfacht, und liefert andererseits aussagekräftige Parameter in Form der Mittelwerte bzw. des Drehzahlmittelwertes hinsichtlich der Beurteilung, ob eine Resonanz vorliegt bzw. ob diese ausgeprägt genug ist. Anhand des vorgegebenen Schwellenmittelwertes kann dann auf einfache und zuverlässige Weise entschieden werden, ob z. B. ein Abstellen des Motors einzuleiten ist.On the one hand, the derivation of average values from maximum-value minimum-value pairs or the formation of the average speed value by averaging the derived average values leads to a data reduction, which considerably simplifies the examination for the presence of resonance, and on the other hand supplies meaningful parameters in the form of the mean values or Speed average value with regard to the assessment of whether there is a resonance or whether it is pronounced enough. Based on the predetermined threshold mean value can then be decided in a simple and reliable way, whether z. B. a shutdown of the engine is initiated.
Vorzugsweise entspricht die vorgegebene Drehzahl der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine im Leerlauf. Dies hat den Vorteil, dass die Prüfung des Drehzahlverlaufs hinsichtlich des Vorliegens einer Resonanz für Drehzahlen durchgeführt wird, welche unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegen. Gerade in diesem Drehzahlbereich können ausgeprägte Resonanzen auftreten, die besonders störende Geräusche und Vibrationen verursachen können und sogar zu einer Beschädigung im Antriebsstrang des Fahrzeugs führen können. Darüber hinaus gibt es zahlreiche Situationen im Betrieb eines Fahrzeugs, bei welchen die Drehzahl unter die Leerlaufdrehzahl fällt, beispielsweise durch Würgen des Motors beim Bremsen während der Fahrt bzw. bei Betätigung der Kupplung im Stillstand, durch zu kurzes Betätigen des Zündanlassschalters oder durch ein versehentliches Verschalten in einen zu hohen Gang.Preferably, the predetermined speed corresponds to the speed of the internal combustion engine at idle. This has the advantage that the test of the speed curve is carried out with regard to the presence of a resonance for speeds which are below the idling speed. Especially in this speed range pronounced resonances can occur, which can cause particularly disturbing noises and vibrations and even lead to damage in the drive train of the vehicle. In addition, there are numerous situations in the operation of a vehicle in which the speed falls below the idling speed, for example, by choking the engine when braking while driving or when the clutch is operated at a standstill, by briefly pressing the ignition starter switch or by accidental interconnection in a too high gear.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the figures. Show it:
An der Antriebswelle
Mit der Antriebswelle
Die beiden Schwungmassen
Um das Auftreten solcher Resonanzen rechtzeitig und zuverlässig zu erkennen, wird anhand der vom Sensor
Die Steuerung der Verbrennungskraftmaschine
Zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 fällt die Drehzahl D kontinuierlich ab, bevor sie dann zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 größeren Schwankungen unterliegt, welche im gezeigten zeitlichen Verlauf anhand deutlich ausgeprägter Schwingungen in Form von Ausschlägen nach oben und unten zu erkennen sind. Mit fortschreitender Zeit nehmen diese Schwingungen wieder ab, sodass nach dem Zeitpunkt t3 die Drehzahl D lediglich Schwankungen zeigt, welche in Größe und Anzahl im Wesentlichen den Schwankungen zu Beginn des dargestellten Verlaufs entsprechen.Between times t 1 and t 2 , the rotational speed D drops continuously before it is then subject to greater fluctuations between the times t 2 and t 3 , which can be seen in the course of time shown clearly pronounced oscillations in the form of rashes up and down , With increasing time, these vibrations decrease again, so that after the time t 3, the rotational speed D shows only fluctuations which correspond in size and number substantially to the fluctuations at the beginning of the course shown.
Ein solcher zeitlicher Verlauf der Drehzahl D kann beispielsweise bei Fahrzeugen mit einer sogenannten Start-Stopp-Automatik auftreten, wenn sich das Fahrzeug beispielsweise einer roten Ampel nähert, durch Bremsen zum Stillstand gebracht wird, in welchem der Fahrer den Gang herausnimmt und vom Kupplungspedal geht. In diesen Fall würde die Verbrennungskraftmaschine durch die Start-Stopp-Automatik nach kurzer Zeit von etwa 1 Sekunde automatisch abgestellt werden. Tritt der Fahrer jedoch während dieses Abstellvorgangs wieder auf das Kupplungspedal, um beispielsweise weiter zu fahren, weil die Ampel zwischenzeitlich auf grün gewechselt ist, wird die zwischenzeitlich unter die Leerlaufdrehzahl gesunkene Drehzahl wieder erhöht, wobei bis zur Erreichung oder Überschreitung der Leerlaufdrehzahl zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 starke Drehzahlschwankungen aufgrund von Resonanzen auftreten können. Ähnliche Verläufe können sich auch ergeben, wenn die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine beispielsweise während der Fahrt durch Bremsen oder im Stillstand des Fahrzeugs durch eine entsprechende Betätigung der Kupplung gewürgt wird.Such a time profile of the rotational speed D can occur, for example, in vehicles with a so-called start-stop system when the vehicle is approaching, for example, a red traffic light, brought to a standstill by braking, in which the driver takes the gear out of the clutch pedal. In this case, the internal combustion engine would be turned off automatically by the start-stop system after a short time of about 1 second. Occurs, however, the driver during this shutdown back to the clutch pedal to continue to drive, for example, because the traffic light has changed to green in the meantime, the meantime sunken below the idle speed is increased again, to reach or exceed the idle speed between times t 2 and t 3 strong speed fluctuations due to resonances may occur. Similar courses can also result if the speed of the internal combustion engine is strangled by a corresponding actuation of the clutch, for example while driving by braking or when the vehicle is at a standstill.
Vorzugsweise werden die auf diese Weise erhaltenen Messpunkte für die jeweils aktuelle Drehzahl D mittels eines geeigneten Algorithmus interpoliert, beispielsweise unter Verwendung eines Polynoms höherer Ordnung. Vorzugsweise können hierbei auch sogenannte Splines n-ten Grades verwendet werden, welche stückweise aus Polynomen mit maximalem Grad n zusammengesetzt sind.Preferably, the measurement points obtained in this way for the respective current rotational speed D are interpolated by means of a suitable algorithm, for example using a polynomial of higher order. In this case, so-called splines of the nth degree can preferably also be used which are piecewise composed of polynomials of maximum degree n.
Zusätzlich zum zeitlichen Verlauf der erfassen Messwerte für die Drehzahl D der Verbrennungskraftmaschine
Die Steuerungseinrichtung
Sobald die Leerlaufdrehzahl DL unterschritten wird, wird der zeitliche Verlauf der Drehzahl D auf etwaige maximale und minimale Drehzahlwerte Max bzw. Min hin analysiert. Dabei wird der unmittelbar nach Unterschreiten der Leerlaufdrehzahl DL erhaltene Messwert der Drehzahl D als erster Maximalwert Max1 der Drehzahl und das darauf folgende lokale Minimum des zeitlichen Verlaufs der Drehzahl D als erster Minimalwert Min1 der Drehzahl identifiziert. Entsprechend werden im weiteren zeitlichen Verlauf der Drehzahl D lokale Maximalwerte Max2 bis Max5 sowie lokale Minimalwerte Min2 bis Min5 ermittelt.As soon as the idling speed D L is undershot, the time profile of the speed D is analyzed for any maximum and minimum speed values Max or Min. In this case, the measured value of the rotational speed D obtained immediately after dropping below the idling rotational speed D L is identified as the first maximum value Max1 of the rotational speed and the subsequent local minimum of the time characteristic of the rotational speed D as the first minimum value Min1 of the rotational speed. Accordingly, local maximum values Max2 to Max5 and local minimum values Min2 to Min5 are determined in the further course of time of the rotational speed D.
Die Ermittlung der Maximal- bzw. Minimalwerte erfolgt hierbei vorzugsweise durch Bildung der ersten Ableitung des erhaltenen zeitlichen Verlaufs der Drehzahl D. Die entsprechenden Maximal- und Minimalwerte liegen an Stellen des zeitlichen Verlaufs, an welchen dessen erste Ableitung den Wert Null hat. Generell ist bei den lokalen Maximalwerten Max2 bis Max5 sowie Min2 bis Min5 stets die Bedingung erfüllt, dass die den lokalen Maximalwerten Max2 bis Max5 bzw. lokalen Minimalwerten Min2 bis Min5 benachbarten Werte der Drehzahl D jeweils kleiner bzw. größer sind als der jeweilige Maximalwert bzw. Minimalwert.The determination of the maximum or minimum values is preferably carried out by forming the first derivative of the obtained time profile of the rotational speed D. The corresponding maximum and minimum values are located at points of the time course at which its first derivative has the value zero. In general, at the local maximum values Max2 to Max5 and Min2 to Min5, the condition is always met that the values of the rotational speed D adjacent to the local maximum values Max2 to Max5 or local minimum values Min2 to Min5 are respectively smaller and larger than the respective maximum value or minimum value.
In der Steuerungseinrichtung
Es hat sich hierbei in überraschender Weise als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn zur Beurteilung des Vorliegens einer Resonanz und deren Stärke nur diejenigen Maximalwerte Max2 bis Max5 und Minimalwerte Min2 bis Min5 herangezogen werden, welche dem ersten Maximalwert Max1 bzw. ersten Minimalwert Min1, welche unmittelbar nach unterschreiten der Leerlaufdrehzahl DL auftreten, folgen.It has surprisingly been found to be particularly advantageous if only those maximum values Max2 to Max5 and minimum values Min2 to Min5 are used to assess the presence of a resonance and its strength, which are the first maximum value Max1 or first minimum value Min1, which immediately after below the idling speed D L occur, follow.
Im vorliegenden Beispiel werden daher zunächst Mittelwerte aus dem zweiten Maximum Max2 und dem zweiten Minimum Min2, dem dritten Maximum Max3 und dem dritten Minimum Mini usw. gebildet. Darüber hinaus wird überprüft, ob die Anzahl von Maximalwert-Minimalwert-Paaren Max2/Min2, Max3/Min3 usw. eine vorgegebene Anzahl, beispielsweise drei, überschreitet. In diesem Fall wird für jedes Maximalwert-Minimalwert-Paar ein Mittelwert M2, M3 usw. gebildet, wobei im vorliegenden Beispiel insgesamt vier Mittelwerte M2, M3, M4 und M5 aus den Maximalwert-Minimalwert-Paaren Max2/Min2, Max3/Min3, Max4/Min4 sowie Max5/Min5 erhalten werden.In the present example, therefore, mean values are first formed from the second maximum Max2 and the second minimum Min2, the third maximum Max3 and the third minimum Mini, etc. In addition, it is checked whether the number of maximum-value minimum value pairs Max2 / Min2, Max3 / Min3, etc. exceeds a predetermined number, for example, three. In this case, an average value M2, M3, etc. is formed for each maximum value minimum value pair, wherein in the present example a total of four mean values M2, M3, M4 and M5 are calculated from the maximum value minimum value pairs Max2 / Min2, Max3 / Min3, Max4 / Min4 and Max5 / Min5.
Aus den auf diese Weise erhaltenen Mittelwerten M2, M3, M4 und M5 wird schließlich ein weiterer Mittelwert M gebildet und mit einem vorgebbaren Schwellenmittelwert MS verglichen. Ist der weitere Mittelwert M kleiner als der vorgegebene Schwellenmittelwert MS, steuert die Steuerungseinrichtung
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die oben beschriebene Methode zur Erkennung bzw. Beurteilung etwaiger Resonanzen dazu führt, dass diese auch bei unterschiedlichsten Betriebssituationen des Kraftfahrzeugs mit hoher Zuverlässigkeit erkannt werden können, sodass die Verbrennungskraftmaschine zuverlässig gesteuert werden kann, um einerseits den Fahrkomfort zu erhöhen und andererseits die mechanische Beanspruchung insbesondere des Antriebsstrangs so niedrig wie möglich zu halten.In summary, it can be stated that the method described above for the detection or assessment of any resonances leads to them being able to be recognized with high reliability even in the most diverse operating situations of the motor vehicle, so that the Internal combustion engine can be controlled reliably to both increase the ride comfort and on the other hand to keep the mechanical stress, in particular of the drive train as low as possible.
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